中国区域碳循环研究进展与展望
气候变化背景下中国陆地生态系统碳储量及碳通量研究进展
全球 气候 变化 问题 已成 为各 国政 府 、社 会公 众
纪温暖期 的水平（ ９ ５ ０ － －１ ３ ０ ０ Ａ Ｄ ） ［ ６ － ７ ］ ｏ 中国近 １ ０ ０ 年 来年平均气温明显增加 ， 达到 ０ ． ５ ～ ０ ． ８。 【 ＝ ， 比同期 全球增温平均值略高 ］ 。综合各种气候预测模式 ， 未来 １ ０ ０年全球气温将升高 １ － ４ — ５ ． ８ ｃ ｃ， 全球特别 是北 半 球 中高 纬度 地 区 的降水 量将 增 加［ １ ０ － １ １ ］ 。 Ｒ ｅ ｚ ｚ ａ ［ 】 指出气候 的任何变化都会影响到 自然生态
系统 、社 会经 济 。 全 球 气候 变 化 作 为全 球 变化 的核 心 问题 ， 目前 已成 为 国际 环境 领 域 的一个 热点 和焦 点 。 而 生态 系
以及科学界共同关心的重大问题 。它对全球生态系 统 的结构 、功能和过程产生 了重要影响Ⅲ ，同时对 世界各国的社会 、经济 、政治外交等产生了重大影 响。Ｉ Ｐ Ｃ Ｃ第 ４ 次评估报告显示 ： ２ ０ 世纪全球气温 平均上升 ０ ． ６ ｏ Ｃ； 北半球中、高纬度地 区降水量增 加５ ％ ～１ ０ ％， 热带、 亚热带地区降水量却减少 ３ ％； 全球极端气候事件的频率和强度不断增加。 Ｉ Ｐ Ｃ Ｃ预 测 ：如果不控制温室气体的排放 ，到 ２ １世纪末 ， 全球 平 均 气温 在 １ ９ ９ ９ 年 的基 线 上将 再上 升 １ ． １ — ６ ． ４ ℃ 。虽然 有各 种 争论 ，但越 来 越多 的科 学 事实 证明近百年的气候变暖是显著的 ， 气候代用资料表 明， ２ ０ 世纪的变暖在全球和 中国都可能是近千年中 最显著的ｐ ， 其增暖趋势和增温程度可能高于中世
中图分 类号 ：Ｘ１ ７ １ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ４ ． ５ ９ ０ ６（ ２ ０ １ ３）０ ５ ． ０ ８ ７ ３ ． ０ ６
我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望
我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望一、本文概述随着全球气候变化的日益严峻，温室气体减排和有机碳固定已成为全球关注的焦点。
作为世界上最大的农业国家，我国农田土壤在温室气体减排和有机碳固定方面扮演着至关重要的角色。
本文旨在概述我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展，分析当前存在的问题和挑战，并对未来的研究方向进行展望，以期为我国的农业可持续发展和全球气候变化应对提供参考和借鉴。
文章首先回顾了农田土壤温室气体排放的来源和机制，以及有机碳固定的途径和方法。
然后，从政策、技术和管理等层面，梳理了我国在农田土壤温室气体减排和有机碳固定方面所取得的成果和经验。
在此基础上，文章深入分析了我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定面临的挑战和问题，如技术瓶颈、政策执行难度大、农民参与度低等。
文章提出了未来的研究方向和建议，包括加强技术研发和创新、完善政策体系和激励机制、提高农民参与度和意识等，以期推动我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定工作的深入开展，为实现农业绿色发展和全球气候变化应对做出更大的贡献。
二、我国农田土壤温室气体排放现状随着我国农业生产的快速发展，农田土壤温室气体的排放问题日益凸显。
农田土壤是温室气体排放的重要源头之一，其中主要包括二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）。
这些气体的排放不仅加剧了全球气候变化，也对我国农业生产的可持续发展带来了严峻挑战。
农田土壤CO₂排放主要源于土壤有机碳的分解和根系的呼吸作用。
在我国，由于农业耕作方式的不断改进和化肥、农药的大量使用，农田土壤有机碳的分解速率加快，导致CO₂排放量不断增加。
同时，农业活动中的农机作业、灌溉等也会加速土壤有机碳的分解，进一步增加CO₂排放。
CH₄排放主要来源于稻田和养殖场的厌氧环境。
在我国，稻田是CH₄排放的主要来源之一。
由于稻田中存在大量的有机物质和水分，为CH₄的产生提供了有利条件。
随着养殖业的快速发展，养殖场的CH ₄排放也不容忽视。
陆地生态系统的碳循环与气候变化研究
陆地生态系统的碳循环与气候变化研究陆地生态系统的碳循环与气候变化摘要:陆地生态系统作为地球上的重要组成部分，对全球碳循环和气候变化具有重要影响。
本文通过综述已有的研究成果，探讨了陆地生态系统中碳循环与气候变化的关系，并对未来的研究方向进行了展望。
研究表明，陆地生态系统可以通过吸收大量的二氧化碳并储存碳，对抑制气候变化起到重要作用。
然而，气候变化也会对陆地生态系统的碳循环产生不利影响，进一步加剧气候变化的速度与幅度。
因此，深入研究陆地生态系统的碳循环与气候变化的相互作用机制及其影响是至关重要的，有助于制定有效的应对气候变化的政策和措施。
关键词: 陆地生态系统，碳循环，气候变化，二氧化碳吸收，相互作用机制1. 引言气候变化是当前全球面临的一个重大挑战，其深远的经济、社会和环境影响引起了全球范围内的关注。
气候变化主要由人类活动产生的大量温室气体排放所引起，其中二氧化碳是最重要的温室气体之一。
全球各地陆地生态系统在二氧化碳的循环中扮演着重要角色，通过吸收大量的二氧化碳并储存碳，对抑制气候变化起到重要作用。
然而，由于气候变化对陆地生态系统的影响以及陆地生态系统对气候变化的反馈机制尚不完全了解，我们需要更深入地研究这一领域。
2. 陆地生态系统的碳循环陆地生态系统的碳循环包括二氧化碳的吸收、储存和释放过程。
陆地生态系统通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机碳储存到植物和土壤中。
植物通过呼吸释放二氧化碳，而一部分有机碳则在土壤中分解为二氧化碳释放到大气中。
此外，气候条件、土壤属性等因素也会对陆地生态系统中的碳循环产生影响。
3. 气候变化对陆地生态系统的影响气候变化对陆地生态系统的影响较为复杂，主要体现在以下几个方面：3.1 植物生长和分布气候变化可以对植物的生长和分布产生直接或间接影响。
例如，温度升高会促进植物的生长，但如果温度超过植物的耐受范围，植物可能无法适应而死亡。
此外，气候变化还会影响植物的分布范围和物种组成，从而对陆地生态系统的碳循环产生影响。
碳中和背景下大气科学碳氮循环研究前沿问题与建议
碳中和背景下大气科学碳氮循环研究前沿问题与建议
随着碳中和成为全球应对气候变化的主流方案之一，碳氮循环研究也变得越来越重要。
针对这一领域，本文提出以下前沿问题与建议。
1. 碳氮耦合循环研究：在碳中和的背景下，研究碳氮之间的耦合循环关系，探究二者之间的相互作用和影响，以实现更高效的碳中和。
2. 大气氮氧化物排放研究：大气氮氧化物的排放对氮循环和碳循环产生较大的影响，研究氮氧化物的排放来源和变化规律，对于制定有效的减排政策具有重要意义。
3. 生态系统碳氮循环研究：生态系统中的生物多样性、土壤微生物和根系等因素对碳氮循环起着重要的作用。
探究生态系统内各种因素的相互作用，对于建立生态系统碳氮循环模型具有重要意义。
4. 氮沉降对生态环境的影响研究：氮沉降是氮循环的一个重要环节，但过量的氮沉降会对土壤和水体造成污染，影响生态环境的健康。
研究氮沉降的产生机理和影响规律，有助于制定有效的控制措施。
建议：在开展碳氮循环研究时，应加强数据的采集和整理，建立完善的数据库；同时，加强实验室研究和野外观测相结合，加深对碳氮循环过程的认识；此外，应加强国际合作，共同研究全球碳氮循环的问题。
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土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望_1
土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望许文强1，陈曦1，罗格平1，蔺卿2（1中国科学院新疆生态与地理研究所，荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆乌鲁木齐830011；2新疆水利厅，新疆乌鲁木齐830000）摘要：土壤碳库动态及其驱动机制是陆地生态系统碳循环与全球变化研究的热点问题之一。
随着各国对《京都议定书》的重视，农业土壤碳库变化及其“源汇效应”研究不断加强，但以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳，较少考虑无机碳的作用和地位，干旱区土壤无机碳储量巨大，其在区域碳循环过程中的贡献日益显著，这使得干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。
国内外关于农业土壤有机碳动态的研究主要围绕农业土壤有机碳储量、固碳潜力等问题展开，研究区多为湿润、半湿润地区；国际上对农业土壤无机碳动态的研究主要集中在干旱区土地管理措施对土壤发生性碳酸盐碳的形成与转化方面，研究方法以稳定同位素技术为主，但目前关于中国干旱区农业土壤无机碳动态的研究还较为薄弱。
因此，应加强干旱区绿洲土壤碳循环研究，深入分析干旱区绿洲土壤碳的“源/汇效应”；探讨土壤无机碳动态变化的机理。
关键词：土壤有机碳；土壤无机碳；土壤碳“源/汇”；稳定同位素；干旱区绿洲中图分类号：S153文献标识码：A文章编号：1000－6060（2011）04－0614－07（614 620）土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，土壤碳库动态及其驱动机制研究是陆地生态系统碳循环及全球变化研究的重点和热点之一，也是全球碳计划（GCP）、全球气候研究计划（WCRP）等一系列全球变化研究计划的核心问题之一〔1－4〕。
近年来，随着各国对《京都议定书》的重视，农业土壤碳库变化及其“源/汇”效应研究不断加强〔5－7〕。
土壤碳包括有机碳和无机碳，其中无机碳主要指存在于干旱土壤中的碳酸盐碳，由岩生性碳酸盐（Lithogenic Carbonate）碳和发生性碳酸盐（Pedogen-ic Carbonate）碳组成，而发生性碳酸盐在形成过程中可以固存大气CO2，其形成与周转对干旱区碳循环具有重要影响〔8－11〕。
干旱荒漠区土壤碳循环研究进展与展望
荒漠 区土壤碳 的分布 、土壤 碳 通量过 程 、影响 因素等 方 面 的研 究现 状 进 行 系统 总结 的基 础 上 ，指 出
当前仍 存在 诸如 荒漠 土壤 固碳 机理 、碳 转移 和 归宿 、多尺度 荒 漠生 态 系统碳循 环 以及 荒漠 生 态 系统
对 气候 变化 的响 应过 程与机 理 等方 面 的不足 ，需要 对 这 些科 学 问题做 进 一 步的深入 研 究 。 同时 ，非
４． ｎ’ａｎ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗ ａｔｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ Ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｕｂ－Ｓｔａｔｉｏｎ ，Ｙａｈ＇ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１６０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｏｆ ａｒｉｄ ｄｅｓｅｒｔｓ ｉｓ ａｎ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ａｒｅａｓ ｉｓ ａｌｓｏ ａ ｋｅｙ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｍ ｐａｃｔｉｎｇ ａｔｍ ｏｓｐｈｅｒｉｃ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ．Ｕ ｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ｈａｓ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｇｌｏｂａｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｕｄｇ— ｅｔ．Ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｒａｔｉｏｎａｌ ｕｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗ ａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｆｌｕｘ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ａｒｉｄ ｄｅｓｅｒｔ ｒｅ— ｇｉｏｎｓ ｗ ｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｔｉｃａｌｌｙ ｒｅｖｉｅｗ ｅｄ．Ｉｔ ｗ ａｓ ｄｅｍ ｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｒｅ ｎｏｔ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｎ ｓｏｉｌ ｃａｒ— ｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ｓ，ｃａｒｂｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓ— ｔｅｒｎ ，ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｃｌｉｍ ａｔｅ ｃｈａｎｇｅ，ａｎｄ ｅｔｃ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｓｅ ｉｓｓｕｅｓ ｎｅｅｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ．Ｍ ｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｎａｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｆｌｕｘｅｓ ｆｏｒ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｍａｎａｇｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｒｉｄ ｄｅｓｅｒｔ； ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ； ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ； ｃａｒｂｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ； ｐｒｏｇｒｅｓｓ
陆地碳循环研究进展
陆地碳循环研究进展一、本文概述随着全球气候变化问题的日益严峻，陆地碳循环研究已成为地球科学研究领域的热点之一。
本文旨在综述近年来陆地碳循环研究的最新进展，包括碳源、碳汇、碳通量及其影响因素等方面的研究。
通过系统地梳理和分析相关文献，本文旨在揭示陆地碳循环的内在机制，评估其对全球气候变化的响应与反馈，为应对气候变化和制定碳减排政策提供科学依据。
本文将首先介绍陆地碳循环的基本概念和研究背景，阐述其在全球碳循环中的重要地位。
接着，从碳源和碳汇的角度，分别探讨植被、土壤和大气等陆地生态系统中碳的循环过程及其影响因素。
在此基础上，本文将重点关注近年来关于陆地碳通量、碳储量和碳循环动态变化的研究，分析这些变化对全球气候变化的潜在影响。
本文将对未来陆地碳循环研究的方向和挑战进行展望，以期为推动全球碳循环研究的深入发展提供参考。
通过本文的综述，我们期望能够为读者提供一个全面、系统的了解陆地碳循环研究进展的视角，为应对全球气候变化和促进可持续发展贡献智慧与力量。
二、陆地碳循环的基本过程陆地碳循环是地球碳循环的重要组成部分，涉及大气、植被、土壤和水体等多个系统之间的碳交换和转化过程。
其基本过程主要包括光合作用、呼吸作用、分解作用以及碳的输入输出等。
光合作用是陆地碳循环的起点，通过绿色植物的光合作用，大气中的二氧化碳被转化为有机碳，固定在植物体内。
这一过程是陆地生态系统生产力的重要体现，也是全球碳循环中最重要的碳汇之一。
呼吸作用则是碳从有机体释放回大气的过程。
植物和动物通过呼吸作用将体内的有机碳分解为二氧化碳和水，从而释放碳回到大气中。
植物根系和土壤微生物的呼吸作用也是土壤碳释放到大气的重要途径。
分解作用主要由土壤中的微生物完成，它们将死亡的植物和动物残体分解为二氧化碳和水，以及形成稳定的土壤有机碳。
这一过程对于维持土壤碳库的稳定和减缓大气二氧化碳浓度的上升具有重要意义。
除了上述基本过程外，陆地碳循环还包括碳的输入输出过程。
中国环境规制工具的区域碳减排效果及协同优化
06
结论与展望
研究结论及启示
结论
根据研究结果，中国环境规制工具在区域碳减排方面具有显著效果，但不同地区和行业的减排效果存在差异。环 境规制工具与碳排放强度之间存在负相关关系，说明环境规制力度越大，碳排放强度越低。
启示
中国应继续加强环境规制工具的运用，以促进区域碳减排。同时，应针对不同地区和行业制定差异化的环境政策 ，以实现更高效的碳减排。
环境规制工具的区域碳减排效果实证分析
时间序列分析
通过对历史数据的分析，可以观察到环境规制工具对 区域碳减排的影响趋势和程度。例如，研究中国实施 空气污染控制政策后，对二氧化碳排放的影响。
空间计量分析
通过比较不同地区的环境规制工具实施效果，可以了 解哪些工具更有效，以及影响因素的空间差异。例如 ，对比不同省份实施碳税对碳排放的影响。
03
中国区域碳减排现状分析
中国碳排放现状及影响因素
详细描述
中国是全球最大的碳排放国之一，主要源 于能源生产和工业过程，尤其是煤炭消费
。
A 总结词
中国碳排放总量大，以煤炭消费为 主导。
B
C
D
详细描述
中国的产业结构以重工业为主，能源消费 结构中煤炭消费占比高，经济发展水平与 碳排放量呈正相关关系。
总结词
命令控制型工具可能面临技术可行性 和经济合理性的问题；经济激励型工 具可能存在市场不健全和信息不对称 等问题；自愿参与型工具则可能面临 企业或个人的环保意识不足和缺乏有 效监督的问题。
针对这些挑战，政府需要进一步完善 环境规制工具的设计和实施方式，提 高其有效性和可操作性。同时，也需 要加强宣传教育和社会监督，提高企 业和公众的环保意识和参与度。
2023-11-10
我国草地生态系统碳循环研究进展
收稿日期:2003206;修订日期:2003207 基金项目:中国科学院知识创新重大项目(KZCX 12S W 201204)、中国科学院地理科学与资源研究所知识创新项目(CX I O G 2E 01203201与CX I O G 2A 00206)、国家重点基础研究发展规划项目(2002CB 412503)、国家自然科学基金项目(49971005) 作者简介:齐玉春(19722),女,山东茌平县人,助理研究员,在职博士。
主要从事全球变化与温室气体排放以及碳、氮元素生物地球化学循环等方面的研究,已发表论文近20篇。
E 2m ail :qiyc @igsnrr 1ac 1cn 文章编号:100726301(2003)0420342211我国草地生态系统碳循环研究进展齐玉春1,董云社1,耿元波1,杨小红1,耿会立2(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100)摘 要:文中首先分析了草地生态系统在碳循环研究中的地位和重要性,进而对我国草地生态系统碳循环的研究现状作了较为详尽的阐述,包括植物、凋落物、土壤三大碳库以及主要含碳温室气体通量等,对其主要研究结论进行了深入的剖析。
同时提出了今后我国草地生态系统碳循环的重点研究方向和研究领域。
关 键 词:草地;碳循环;碳库;温室气体中图分类号:P 467;X 1441 引言自18世纪50年代Jo sep h B lack 发现空气中存在CO 2开始[1],人类就一直没有停止过对碳元素的探索和研究,尤其是工业革命以后,大气中含碳温室气体CO 2、CH 4等浓度始终以前所未有的速率增长,温室气体浓度的升高强烈地影响着气候系统,并导致人类生存环境的变化[2,3]。
因此,近年来以CO 2、CH 4等为核心的碳元素循环过程研究更引起各国的高度重视,目前,碳循环的研究已成为四大国际全球变化研究组织(IGB P ,W CR P 、I HD P 、D I V ER S ITA S )共同关注的三大科学研究目标之一[4]。
陆地碳循环研究进展
收稿日期:2000210;修订日期:2000211 基金项目:国家自然科学基金资助项目(49971005),中科院地理科学与资源研究所知识创新工程前沿项目(CX I O G 2A 002A 06)和“九五”国家重大基础研究项目(95222202201) 作者简介:耿元波(19692),男,中科院地理科学与资源研究所博士生,研究方向为环境生物地球化学。
E 2m ail :gyb 0741@sina 1com 文章编号:100726301(2000)0420297210陆地碳循环研究进展耿元波,董云社,孟维奇(中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101)摘要:近年发表的关于陆地碳循环的国内外论著反映出如下观点:①陆地主要的碳库2陆地生物圈、土壤圈和岩石圈的碳贮量分别为560Pg C 、1400～1500Pg C (有机碳)、210×107Pg C (有机碳),其中岩石圈中化石燃料的贮量约为5000～10000Pg C ;②大气CO 2“未知汇”的量大概在017～311Pg C 之间,“未知汇”可能存在于中纬度地区;③土地利用与土地覆被变化造成的CO 2排放量估计值差异较大,可能在016～316Pg C 之间;④陆地碳循环模型已从静态模型发展到动态模型,而且更加注重大气CO 2浓度增加和LU CC对碳循环的影响以及C 、N 、P 和S 等循环的耦合作用。
关 键 词:陆地碳循环;源;汇;碳循环模型中图分类号:X 144 文献标识码:A陆地是人类赖以生存与持续发展的生命支持系统,也是受人类活动影响最大的区域。
自20世纪以来,人类活动的影响在规模上已从陆地系统扩展到整个地球系统,如大气中温室气体浓度增加、森林锐减、土地退化、环境污染及生物多样性丧失等等,特别是人类活动产生的CO 2浓度急剧上升和由此导致的增温效应是目前人类面临的最严峻的全球环境变化问题。
因此,从70年代后期开始,全球碳循环研究受到人类的普遍关注,特别是在几十年到几百年时间尺度上的人类活动,如化石燃料(煤、石油和天燃气等)的燃烧和非持续性土地利用(砍伐森林,开垦草地,改造沼泽等)对全球碳循环的影响。
陆地生态系统碳循环的研究与评价
陆地生态系统碳循环的研究与评价随着全球气候变化问题的严重化，碳循环成为了近年来生态学领域的热点研究课题之一。
陆地生态系统作为全球碳循环的重要组成部分，对于全球碳平衡具有重要的影响。
本文将探讨陆地生态系统碳循环的研究进展和评价。
一、碳循环研究的重要性陆地生态系统作为全球碳汇的关键角色，其充当了重要的碳储存库。
通过研究陆地生态系统碳循环，可以揭示碳的输送、储存和释放过程，进而为全球碳平衡的研究提供重要依据。
此外，了解陆地生态系统的碳循环还可以为生态系统管理和气候变化适应性策略的制定提供科学支持。
二、研究方法与技术近年来，碳循环研究借助于先进的技术手段和研究方法取得了显著进展。
例如，通过利用遥感技术结合地面观测，可以对陆地植被的生长状态、凋落物的分解和土壤有机碳的储量进行监测和评估。
分子生物学和遗传学的发展使得研究人员能够更好地了解微生物参与的土壤碳转化过程。
同位素示踪和气候模型的运用也为对碳循环的研究提供了重要工具。
三、主要驱动因素陆地生态系统碳循环受许多因素的共同影响。
其中，气候因子是最主要的驱动因素之一。
气候变暖和降水变化会显著影响植被生长和土壤有机碳储存。
同时，人为活动，如土地利用变化和农业经营方式改变，也对陆地生态系统碳循环产生了重要影响。
因此，在评估陆地生态系统碳循环时，需要综合考虑各种驱动因素的影响。
四、评价指标与模型为了系统评价陆地生态系统的碳循环，科学家们提出了许多评价指标和模型。
其中，净生态系统碳储量（NEP）是评价一个生态系统碳平衡能力的重要指标。
NEP代表了生态系统吸收和释放碳的净量，可以通过测量碳库变化和通量进行估算。
此外，生态系统呼吸和凋落物分解速率也被广泛应用于评价和预测陆地生态系统的碳循环。
模型的应用使得研究者能够更好地理解和预测陆地生态系统的碳循环过程，为政策制定者提供科学依据。
五、评估与挑战尽管在陆地生态系统碳循环研究中取得了许多进展，但仍然存在一些挑战。
首先，碳循环是一个高度复杂的过程，涉及多个生态系统组分和过程的相互作用。
碳同位素示踪技术及其在陆地生态系统碳循环研究中的应用与展望
2、陆地生态系统碳水循环的相 互作用
碳水循环的相互作用主要表现在以下几个方面：
二氧化碳是光合作用的主要原料，其浓度变化对植物生长和碳水循环具有显著 影响。当二氧化碳浓度升高时，植物光合作用增强，有机碳合成增多，反之则 减少。
水分是植物生长和碳水循环的重要条件。缺水会导致植物气孔关闭，影响二氧 化碳的吸收和光合作用。同时，水分过多也会导致土壤通气性差，影响根系生 长和微生物活动，进而影响碳水循环。
2、提高精度和效率：随着技术的进步，未来碳同位素示踪技术可能会实现更 高精度和效率的测量，从而缩短采样和分析时间，降低研究成本。
3、整合多源数据：通过整合多源数据（如遥感、GIS、气象等），可以更全面 地了解陆地生态系统碳循环的时空变异特征，为优化资源配置、制定科学决策 提供支持。
4、应对气候变化：全球气候变化对陆地生态系统碳循环的影响是未来研究的 重要方向。碳同位素示踪技术可以帮助科学家们更好地理解这一影响，从而为 应对气候变化提供科学依据。
三、研究方法
陆地生态系统碳循环研究的方法主要包括野外调查、实验室分析和数值模拟等。 野外调查主要通过观察和测定生态系统中生物群落、土壤和大气之间的碳交换 过程，来研究碳循环的机制和规律。实验室分析则通过对生态系统中的有机物 和无机物进行分离、提纯和分析，来研究碳循环过程中各个组分之间的相互作 用。数值模拟则通过建立数学模型，模拟生态系统的碳循环过程，预测未来气 候变化对陆地生态系统碳循环的影响。
例如，相较于普通二氧化碳监测方法，碳同位素示踪技术能更准确地识别出森 林生态系统的净初级生产力，从而为预测森林生态系统的碳储存和排放提供依 据。
2、农业和工业应用：在农业方面，通过给作物施加不同同位素比例的二氧化 碳，可以研究作物光合作用对二氧化碳的响应机制。在工业方面，碳同位素示 踪技术也被应用于检测和评估工业碳排放，为制定相应的减排政策提供依据。
全球变化科学中的碳循环研究进展与趋向_曲建升
9 82
地球科学进展
第 18 卷
中既 是 长 时 间 尺 度 作 用, 也 具 有 短 时 间 尺 度 作 用[ 23, 24] 。徐胜友等[ 25] 估算了我国岩溶作用回收大 气中 CO2 的量为 3. 5 106 tC/ a、全球岩溶作用回收 大气 CO2 的量为 2. 2 108~ 6. 08 108 t C/ a。
新的研究成果, 对 未知汇 问题的新的研究方向作了阐述。碳循环研究已经进入一个新的发展时
期, 国际科学组织与各国政府对碳循环研究的关注与投入正逐步增加, 但其关注的内容并不一致。
分别以地球系统科学联盟的全球碳计划和美国的北美碳计划为例, 介绍了国际碳循环研究的重点
与趋势。最后提出了今后全球碳循环研究需要关注的一些领域: 陆地碳循环机理与源汇定量研究;
陆地生态系统是全球碳循环又一重要碳库, 每 年净吸收 0. 4 GtC, 其贮存的碳总量为 2 477 GtC, 其中植物体储存了 466 GtC, 土壤( 地表 1 m 深度范 围) 储存了 2 011 Gt C[ 28, 29] 。陆地生态系统 大气 的碳通量取决于植物的光合作用、呼吸作用和土壤 微生物之间的平衡, 这些过程受温度、降水、土壤质 地和养分供应的强烈影响。
第6期
曲建升等: 全球变化科学中的碳循环研究进展 与趋向
9 81
副热带、暖热带和寒带缩小, 寒温带略有增加; 草 原和荒漠的面积增加, 森林的面积减少; 农业的种 植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入 和技术改进等受到影响; 加剧了目前日趋紧张的 水资源问题; 改变了区域降雨、蒸发的分布状况;
我国森林生态系统碳储量和碳平衡的研究方法及进展
概述
固碳功能是指森林生态系统通过吸收大气中的二氧化碳，将其固定在植被和 土壤中的能力。而碳储量是指森林生态系统中积累的有机碳的总量，包括植被、 土壤和枯枝落叶等。森林生态系统的固碳功能和碳储量对于减缓全球气候变化、 维护生态平衡具有至关重要的作用。
研究方法
直接测量法：通过测量森林生态系统中植被和土壤的碳含量，结合相关生态 学理论，推算出森林生态系统的固碳功能和碳储量。直接测量法精确度高，但工 作量大，需要大量样地和样本。
总之，森林生态系统碳储量的研究在取得一定成果的仍面临数据质量、机制 理解等问题与挑战。未来需要进一步深入研究，综合运用多学科方法和技术手段， 提高研究精度和深度，以更好地应对全球气候变化的挑战。
谢谢观看
在研究数据来源方面，主要包括卫星遥感数据、地面实测数据以及模型模拟 数据等。其中，卫星遥感数据能够大范围、周期性地获取森林生态系统的生物量 信息，是研究森林碳储量的重要数据来源。地面实测数据则通过设置样地、测定 生物量等手段，为森林碳储量的研究提供详细的空间信息。模型模拟数据通过对 生态系统的模拟，预测不同情景下的碳储量变化。
参考内容二
随着全球气候变化问题的日益突出，森林生态系统的碳循环过程与储量研究 逐渐受到广泛。本次演示旨在综述森林生态系统碳储量的研究现状、方法、数据 来源、研究结果以及存在的问题，并展望未来的研究方向。
森林生态系统作为地球上最大的陆地生态系统，具有固碳减排的重要作用。 目前，针对森林生态系统碳储量的研究方法主要包括直接测量和间接测量。直接 测量方法包括生物量法、涡度相关法等，能够直接获取森林生态系统的碳储量数 据。而间接测量方法则通过遥感技术、GIS技术等，反演森林生态系统的碳储量 分布。
我国森林生态系统碳储量和碳平衡 的研究方法及进展
IGCP 379“岩溶作用与碳循环”在中国的研究进展
项目在本学科领Байду номын сангаас中全球范围的高度开放 ,
Z 主要研究进展
Z 2 [ 表层岩溶系统碳循环与大气 $ %" 源汇 ! ( #揭示了岩溶动力系统中碳循环的运行机制 每当夏季气温升高 & 微 \ 几个观测站的系统监测表明 & 生物活动加强 & 土壤 $ %" 浓度升 高数倍 至一 个数量 级 时& 下伏灰岩的溶蚀作用也大致同步加强 P ] 桂林试验 随着居民燃料 场( / / ) ;( / / 0年的多年连续观测表明 & 问题解决 & 停止砍伐 & 场区 植被恢 复 & 土壤 $ %" 浓度 也 升高 & 下伏灰岩的溶蚀作用也加强 & 其由大气回收 $ %"
万方数据 师 从事水文地质 1 环境地质和岩溶等研究 2 (
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关于中国土壤碳库及固碳潜力研究的若干问题
关于中国土壤碳库及固碳潜力研究的若干问题一、本文概述随着全球气候变化问题的日益严重，土壤碳库及其固碳潜力成为了全球科学研究的热点之一。
中国作为世界上人口最多、地理环境最为复杂的国家，其土壤碳库的研究具有特殊的意义。
本文旨在深入探讨中国土壤碳库的现状、分布特征、影响因素，以及固碳潜力的评估方法和影响因素，以期为我国的土壤碳管理和碳减排政策提供科学依据。
文章首先对中国土壤碳库的基本概念、研究意义和国内外研究现状进行概述，然后详细分析了中国土壤碳库的分布特征、影响因素及其与全球土壤碳库的差异，接着探讨了中国土壤固碳潜力的评估方法、影响因素及其提升策略，最后总结了当前研究存在的问题和未来研究方向。
本文期望通过系统的研究和分析，为我国的土壤碳管理和碳减排工作提供理论支撑和实践指导。
二、中国土壤碳库的分布与特征中国作为一个地域辽阔、气候多样、地形复杂的国家，其土壤碳库的分布和特征具有显著的地理和气候依赖性。
土壤碳库的空间分布受到土壤类型、土地利用方式、气候条件和人类活动等多种因素的共同影响。
从土壤类型来看，中国的主要土壤类型包括黄土、红壤、黑土、棕壤等，这些土壤类型因其形成条件和成土母质的差异，在碳含量和碳存储能力上有所不同。
例如，黄土高原的黄土土壤，由于其深厚的土层和较好的保水保肥能力，土壤碳库较为丰富；而南方的红壤则由于风化和淋溶作用强烈，土壤碳含量相对较低。
土地利用方式对土壤碳库的影响也不可忽视。
中国的土地利用方式多种多样，包括农田、林地、草地、城市用地等。
不同土地利用方式下的土壤碳库存在显著差异。
例如，林地和草地由于其植被覆盖良好，生物量大，土壤碳库相对较高；而农田则由于长期的耕作和施肥活动，土壤碳库可能受到一定程度的破坏。
气候条件也是影响土壤碳库分布的重要因素。
中国的气候类型复杂多样，从北到南依次为寒温带、中温带、暖温带、亚热带和热带。
不同气候区的温度和降水条件差异较大，导致土壤碳库的分布也存在明显的地域性差异。
中国县域碳排放的时空演变及影响因素
中国县域碳排放的时空演变及影响因素一、本文概述随着全球气候变化的日益严重，碳排放问题已成为全球关注的焦点。
中国作为世界上最大的发展中国家，其碳排放量也居世界前列。
县域经济是中国经济的重要组成部分，其碳排放量占据全国总量的相当一部分。
因此，研究中国县域碳排放的时空演变及影响因素，对于理解中国碳排放的全貌、制定有效的减排政策以及推动县域经济的可持续发展具有重要意义。
本文旨在全面分析中国县域碳排放的时空演变特征，深入探讨影响县域碳排放的主要因素，以期为相关政策制定提供科学依据。
我们将对中国县域碳排放的历史数据进行梳理，揭示其时空演变趋势。
然后，通过构建计量经济模型，实证分析县域碳排放的主要影响因素，包括经济发展、产业结构、能源结构、人口规模等因素。
结合研究结果，提出针对性的减排政策建议，以期为中国县域碳排放的有效控制提供理论支持和实践指导。
本文的研究不仅有助于深入理解中国县域碳排放的演变规律和影响因素，而且对于推动县域经济的绿色发展、促进全国碳排放的减少以及应对全球气候变化具有重要的理论和现实意义。
二、中国县域碳排放的时空演变中国县域碳排放的时空演变是一个复杂而多变的过程，它受到多种因素的影响，包括经济发展、人口增长、能源结构、技术进步以及政策调控等。
从时间维度来看，中国的县域碳排放量在过去几十年里呈现出明显的增长趋势，这与快速的经济增长和工业化进程密切相关。
然而，近年来，随着环保意识的提高和能源结构的优化，碳排放的增长速度已经逐渐放缓，甚至在部分地区出现了下降的趋势。
在空间分布上，中国县域碳排放的差异性较大。
一般来说，经济发达、人口密集、工业化程度较高的地区，其碳排放量也相对较高。
这些地区通常拥有较多的高耗能产业和大量的人口，因此碳排放的压力较大。
相比之下，经济相对落后、人口稀少、生态环境较好的地区，其碳排放量则相对较低。
然而，值得注意的是，随着区域经济的发展和人口迁移，一些原本碳排放量较低的地区也开始出现快速增长的趋势。
基于碳循环的低碳城市发展路径
基于碳循环的低碳城市发展路径近年来，环境问题日益凸显，全球各国纷纷加大了对于低碳发展的重视程度。
作为世界上人口最多的国家之一，中国也在积极探索低碳城市发展的新途径。
基于碳循环的低碳城市发展路径成为了当下的热点话题，被认为是实现城市可持续发展的关键之一。
本文将从碳循环的概念入手，探讨基于碳循环的低碳城市发展路径，并就中国当前的发展现状进行分析和展望。
我们需要了解什么是碳循环。
碳循环是指地球上碳元素在不同物质和环境之间循环的过程，主要包括陆地碳循环和海洋碳循环。
陆地碳循环涉及植物的光合作用和动物的呼吸作用，以及土壤有机碳的释放和固定。
海洋碳循环包括海水中的碳酸盐平衡和海洋生物对二氧化碳的吸收过程。
通过这些过程，地球上的碳元素不断地在大气、陆地和海洋之间流动，形成了一个动态平衡的生态系统。
基于碳循环的低碳城市发展路径是基于对碳循环过程的深入理解和应用，从而调整城市发展的模式和结构，实现城市的碳排放减少和碳储存增加。
低碳城市需要通过调整能源结构和提高能源利用效率来降低碳排放。
传统的城市发展模式主要依赖于化石能源，这些能源的使用不仅会释放大量的二氧化碳，还会产生其他的环境问题。
低碳城市需要加大对清洁能源的开发和利用，如太阳能、风能、水能等，以替代传统的化石能源，减少碳排放。
低碳城市还需要通过技术创新和管理措施来提高能源利用效率，减少能源的浪费和损耗，从而减少碳排放。
低碳城市还需要通过加强碳汇建设和保护生态系统来增加碳储存。
城市的建设和发展往往会对周边的自然环境造成破坏，导致植被减少、土壤质量下降等问题，从而减少了自然界对碳的吸收和储存能力。
低碳城市需要加大对城市周边生态系统的保护力度，通过植树造林、湿地修复等方式来增加碳汇的容量，提高城市生态系统的稳定性和韧性，从而增加城市的碳储存能力。
针对中国当前的城市发展现状，基于碳循环的低碳城市发展路径存在一些挑战和机遇。
中国作为世界上人口最多的国家之一，城市化进程加快，城市人口不断增加，能源消耗和碳排放量也在不断增加。
中国区域碳循环研究进展与展望
第19卷第1期2004年2月地球科学进展ADVANCE IN EARTH SCIENCESVol.19No.1Feb.,2004文章编号:1001-8166(2004)01-0120-11中国区域碳循环研究进展与展望X戴民汉1,翟惟东1,鲁中明1,蔡平河1,蔡卫君2,洪华生1(1.厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室环境科学研究中心,福建厦门361005;2.美国乔治亚大学海洋科学系,阿森斯乔治亚30602)摘要:中国陆地和海洋生态系统的区域碳循环在全球碳循环过程中占有重要地位。
目前,中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究,而中国边缘海系统碳循环研究相对薄弱。
简要回顾中国碳循环(以现代过程的描述为主)的研究动态,重点阐述中国边缘海碳循环研究概况及CO2的海)气交换、有机碳循环、颗粒有机碳的输出、河流的输运等海洋碳循环过程的关键科学问题。
在汇总补充及数据更新的基础上勾画了中国区域碳循环框架。
我们认为,中国的区域碳循环过程尚有诸多未知量和不确定性,缺乏把陆、海、气作为一个系统的综合研究,海洋生态系统碳循环研究尤其需要加强。
中国边缘海的碳循环研究应当围绕CO2的汇源过程这一碳循环的中心问题,深入开展边缘海碳的生物地球化学及其与大气CO2的耦合作用等方面的研究。
关键词:碳循环;CO2;海洋生物地球化学;边缘海;中国中图分类号:P73614文献标识码:A工业革命以来,化石燃料燃烧等人类活动已经显著地改变了全球碳循环,突出地表现为大气CO2的平均浓度从过去42万年中的180~300L L/L[1]上升到目前的370L L/L[2,3]。
大气CO2时空变化受控于由海洋碳酸盐体系驱动的溶解度泵和浮游生物驱动的/生物泵0过程,以及大气CO2与陆地植被光合/呼吸作用的相互作用,因此,对CO2的研究涉及全球碳循环的系统过程[4]。
过去的10年中,我们对碳循环的了解已有长足的进展。
如目前的观测结果[5]证实了以往仅用模型展示的海洋作为碳汇的量级,直接检测到的海水中无机碳量的增加[6,7]亦证实了以往用放射性碳核素所观测到的结果。
中国近海碳循环研究的主要进展及关键影响因素分析
中国近海碳循环研究的主要进展及关键影响因素分析高学鲁;宋金明;李学刚;龙爱民;陈绍勇【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2008(32)3【摘要】海洋是地球碳的最重要贮存库之一，是全球碳循环系统的一个至关重要的子系统和大气CO2的汇。
海洋碳循环过程不仅涉及海洋生物生产过程、化学能流与物流过程，还与不同时空尺度的海洋环流、大气动力学过程密切相关。
大洋碳循环是海洋碳循环的主体。
边缘海是陆地与大洋的连接带，虽然面积远比大洋小，但由于人类活动的影响以及河流径流不断向其输入丰富的营养物质，致使其中发生的生物地球化学过程比大洋复杂，所以，探明近海碳循环过程是全世界海洋学家必须要面对而且是与大洋碳循环相比更为难解、更具挑战性的研究课题。
【总页数】8页(P83-90)【作者】高学鲁;宋金明;李学刚;龙爱民;陈绍勇【作者单位】中国科学院,海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,烟台海岸带可持续发展研究所,山东,烟台,264003;中国科学院,海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,南海海洋研究所,热带海洋环境动力学重点实验室,广东,广州,510301;中国科学院,南海海洋研究所,热带海洋环境动力学重点实验室,广东,广州,510301【正文语种】中文【中图分类】P736.4【相关文献】1.中国近海主要大中型含油气盆地形成条件类比研究 [J], 徐发;张建培;张田;张绍亮;钟韬2.土壤碳循环主要过程对气候变暖响应的研究进展 [J], 陈龙飞;何志斌;杜军;杨军军;朱喜3.中国近海海温年际年代际振荡关键海区分析研究 [J], 张志华;陈幸荣;蔡怡4.中国海洋碳循环生物地球化学过程研究的主要进展(1998-2002) [J], 孙云明;宋金明5.土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望 [J], 许文强;陈曦;罗格平;蔺卿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第19卷第1期2004年2月地球科学进展ADVANCE IN EARTH SCIENCESVol.19No.1Feb.,2004文章编号:1001-8166(2004)01-0120-11中国区域碳循环研究进展与展望X戴民汉1,翟惟东1,鲁中明1,蔡平河1,蔡卫君2,洪华生1(1.厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室环境科学研究中心,福建厦门361005;2.美国乔治亚大学海洋科学系,阿森斯乔治亚30602)摘要:中国陆地和海洋生态系统的区域碳循环在全球碳循环过程中占有重要地位。
目前,中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究,而中国边缘海系统碳循环研究相对薄弱。
简要回顾中国碳循环(以现代过程的描述为主)的研究动态,重点阐述中国边缘海碳循环研究概况及CO2的海)气交换、有机碳循环、颗粒有机碳的输出、河流的输运等海洋碳循环过程的关键科学问题。
在汇总补充及数据更新的基础上勾画了中国区域碳循环框架。
我们认为,中国的区域碳循环过程尚有诸多未知量和不确定性,缺乏把陆、海、气作为一个系统的综合研究,海洋生态系统碳循环研究尤其需要加强。
中国边缘海的碳循环研究应当围绕CO2的汇源过程这一碳循环的中心问题,深入开展边缘海碳的生物地球化学及其与大气CO2的耦合作用等方面的研究。
关键词:碳循环;CO2;海洋生物地球化学;边缘海;中国中图分类号:P73614文献标识码:A工业革命以来,化石燃料燃烧等人类活动已经显著地改变了全球碳循环,突出地表现为大气CO2的平均浓度从过去42万年中的180~300L L/L[1]上升到目前的370L L/L[2,3]。
大气CO2时空变化受控于由海洋碳酸盐体系驱动的溶解度泵和浮游生物驱动的/生物泵0过程,以及大气CO2与陆地植被光合/呼吸作用的相互作用,因此,对CO2的研究涉及全球碳循环的系统过程[4]。
过去的10年中,我们对碳循环的了解已有长足的进展。
如目前的观测结果[5]证实了以往仅用模型展示的海洋作为碳汇的量级,直接检测到的海水中无机碳量的增加[6,7]亦证实了以往用放射性碳核素所观测到的结果。
放射性和稳定同位素的应用为全球碳循环研究提供了强有力的工具;森林的统计和植被遥感的研究表明北半球陆地是显著的碳汇[8]。
最近全球海洋通量联合研究根据最新数据更新了1995年IPCC绘制的全球碳循环箱式框图(图1)[9]。
但迄今为止,碳循环研究存在诸多不确定性,如我们依然难以定量表征由农业化、森林砍伐等人类活动所导致的全球效应[10];对陆架边缘海是大气CO2的源或汇也依然在争论之中[9,11,12];对CO2海)气交换,碳在海洋真光层、深海的迁移转化,以至最终输出到沉积物的埋藏过程和速率仍认识模糊;对El NiÌo等一些气候变异的影响也不甚了解。
查明大气CO2的源、汇的量级与机制,有助于了解人为CO2在当前全球变化背景下的归宿,不仅具有重大的科学意义,也将为人类调控全球气候变化提供重要理论基础,还对全球人类活动及各国制定经济和社会发展战略具有指导意义,而且对国家环境外交政策的制定也有重要参考价值。
中国人口众多,近来经济发展迅速,我国在1995年的化石燃料等能源的生产和消耗均已占世界的10%[13],到了2000年,我国因化石燃料燃烧所X收稿日期:2002-01-19;修回日期:2003-09-18.*基金项目:国家自然科学基金项目/南海北部海气CO2通量与上层生物地球化学过程的相互作用0(编号:40176025);国家重点基础研究发展规划项目/地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录0(编号:G2000078500)资助1作者简介:戴民汉(1965-),男,浙江人,教授,主要从事海洋生物地球化学研究.E-mail:mdai@图1碳在全球诸储库间的年平均通量[9](109t C/a)Fig.1A verage annual fluxes between global carbon pools方框中左边数字为储量(109t C),右边括号中数字为平均每年因人为输入导致的增加量(109t C/a)排放的CO2已达0.73Gt C,占全球排放量的10.6%[14],中国的碳循环问题也因此日益受到国际社会的关注。
此外,中国地域广大,自然地域类型多样,陆地和海洋的生态系统受季风驱动,受到青藏高原和西太平洋暖池这两个重要的地球气候系统驱动力的直接调制,区域碳循环过程与全球变化的相互作用十分突出。
中国的江河资源丰富但受人类扰动的程度也非常剧烈,长江、黄河、珠江等大河流系对全球碳循环也有显著影响。
本文将简要回顾碳循环在中国的研究动态以及所涉及到的尚未确定的过程,注重探讨的是碳循环的现代过程,提出我国进一步进行碳循环研究之浅见,重点阐述中国边缘海的碳循环研究动态和深入开展研究的思路。
1中国陆地生态系统碳循环中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究。
方精云等[15]通过定量研究陆地植被碳库和土壤有机碳库,初步建立了以1991年为基础的中国陆地系统碳循环模式[16],但这一结果尚有争议,不少数据也已更新。
1.1中国的CO2排放据研究[14],中国因化石燃料使用所排放的CO2在1996年达到最高,相当于0.805@109t C/a,以后有所下降,2000年为0.734@109t C/a;水泥生产造成的CO2排放已升高为0.0816@109t C/a;生物量燃烧的量约为0.175@109t C/a。
此外,按照方精云等[16]的计算方法,目前中国的人体呼吸相当于0.102@109t C/a。
1.2大气C O2库1989年在青海海拔3816m的瓦里关山顶建立了世界上第一个内陆高原型的全球大气背景监测站,作为世界气象组织全球大气监测网22个全球基准站之一,1991年以来每周采集烧瓶空气样品送美国国家海洋大气管理局气候监测与诊断实验室(NOAA/CMDL)分析CO2等气体组分,并由美国科罗拉多大学的稳定同位素实验室(CU-IINSTAAR)分析D13C和D18O。
10年来瓦里关站的时间序列资料清晰地反映出北半球中高纬度地区大气CO2浓度及其D13C与全球平均水平大体一致的周期性季节波动及长期变化趋势,大气CO2平均浓度已从1991年的355.2L L/L升高到2000年的369.5L L/ L[3,17]。
为了全面评价人类活动对不同地区温室气体区域背景浓度及其变化趋势的影响,/八五0期间在中国大陆从南到北分别设立了华南鼎湖山站、华北兴隆站和东北长白山站,与基准站瓦里关站一起,在统一采样和观测设备、统一监测和分析操作规范、统一标准气体的基础上,1993)1994年开始对当地大气中CO2等指标定期或连续采样、分析[18,19]。
121第1期戴民汉等:中国区域碳循环研究进展与展望大气CO2的分析方法是非分散红外或气相色谱)氢火焰离子检测器,在瓦里关站实现了2种方法同时现场连续测量[17],以非分散红外观测系统具有较高的自动化程度、良好的稳定性和CO2浓度响应特性[20,21]。
监测表明,华南、华北地区大气CO2平均浓度比瓦里关站高23.2L L/L和2.4L L/L[19],说明这两个地区人类活动对大气本底影响明显,尤以华南地区影响更加显著,对各大气背景浓度监测站的CO2年变化幅度的分析也有类似结果[19]。
1.3陆地生态系统碳库根据方精云等[15]的结果,中国陆地植被的总碳量仅为6.1@109t C,而土壤有机碳库则高达185.7 @109t C,其中21%分布在青藏高原;而Ni[22]根据1982年出版的基线植被分布图和不同作者对各种类型植被单位面积上生物量碳密度及土壤碳密度的估计,给出了中国植被、土壤中碳储量的3种水平的估计,中国陆地生态系统碳储量最低水平估计为120.47@109t C,最高水平为189.23@109t C,中位水平为154.99@109t C。
按照中位水平估计,中国陆地植被生物量合计为35.23@109t C,土壤有机碳库为119.76@109t C(表1)。
Ni也认为草地、疏林和灌丛、高山植被等植被类型的土壤有机碳库在碳储存方面的作用十分显著,其结果对植被、土壤碳储量比例的估计比方精云等的更接近世界平均水平,但根据其方法估计的中国森林生物质碳储量比最近国内其他学者估计的[23~25]高2~3倍。
王效科等[23,24]以各林龄级森林类型为统计单元,得出中国森林生态系统的植物C储量为3.26@109~3.73 @109t C,同时发现中国森林生态系统植物碳密度与所在省份的人口密度显著负相关[23]。
方精云等[15,25]对中国森林碳库的研究则是基于对储量与生物量之间关系的研究计算的所谓/材积源生物量0[15],他们认为基于文献调研资料得到的平均生物量,计算结果可能比实际高[15]。
王绍强等[26]比较了对中国森林植被碳储量的不同研究,认为导致植被碳储量估算出现较大差异的一个重要原因是对中国陆地生态系统自然植被类型划分上的不同引起的面积差异。
将N i[22]的结果中对森林生物质碳的估计修订为方精云等[25]的结果,中国陆地植被生物质碳储量为24.02@109t C。
李克让等[27]应用0.5b网格分辨率的气候、土壤和植被数据驱动的生物地球化学模型估算了当前中国植被和土壤的碳储量,结果表明,中国陆地生态系统植被和土壤总碳储量分别为13.33@109和82.65表1中国各类陆地植被的碳储量(Ni2001的中位估计)[22]Table1Carbon storage in the terrestrialecosystems of C hina植被类型面积总碳储量生物质碳土壤有机碳104km2109t C109t C109t C 森林112.0331.7515.9615.80疏林和灌丛216.3737.509.4528.05草原58.547.490.72 6.76温带荒漠83.82 5.700.50 5.20冻原和高山植被202.0937.02 1.9535.07湿地33.19 4.950.87 4.08作物183.4630.55 5.7424.80戈壁、流石滩70.150.010.020.01总计959.65154.9935.23119.75 @109t,这与我们采用的数据)))植被碳储量24.02@109t C和土壤碳储量119.76@109t C是接近的。
1.4中国陆地生态系统在全球碳循环中的作用方精云等[16]研究得出中国陆地植被净生产量是2.33@109t C/a,每年产生1.48@109t C的凋落物,提供0.224@109t C的粮食和0.0209@109t C 的木材,以及生物质燃料,而且他们认为扣除土壤呼吸、生物质燃烧、人体呼吸等因子,中国陆地生物圈系统是一个CO2源,每年向大气释放0.44@109t C 的CO2,如果考虑化石燃料的使用,则中国大陆每年向大气净释放量相当于全球总释放量12.8%~ 21.8%的CO2;王庚辰[28]利用其他研究结果修订了上述碳循环模式的数据,认为中国陆地植被系统是一个CO2的弱汇,每年可吸收相当于0.24@109t C 的大气CO2,但如果考虑化石燃料燃烧等人为活动的影响,则中国是一个源,每年向大气排放相当于0.57@109t C的CO2。