岩溶关键带及其碳循环研究进展
岩溶区碳循环与大气CO_2的源汇关系——以贵州岩溶区为例(英文)
岩溶区碳循环与大气CO_2的源汇关系——以贵州岩溶区为例(英文)李彬;袁道先【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】1996(000)0Z1【摘要】全球碳循环的研究表明,人为CO_2收支存在不平衡现象。
据不同的估算,其未知汇为（1.8±1.4）×10~(16)gC/a或（2.0～4.7）×10~(16)gC/a。
通过对贵州高原岩溶区岩溶作用带及其相邻圈层碳循环的观测、研究表明,岩溶作用带的碳循环强度与其相邻圈层（土壤层、生物圈、大气圈）的碳循环强度密切相关,表层带岩溶泉水中的HCO~-_2与上部圈层的CO_2浓度呈较好的正相关关系。
同时,在不同生态、地质条件下,各圈层的碳循环强度也不一样。
通过不同方法（水化学法、简单化学模型法和野外溶蚀试验法）的计算表明,贵州高原岩溶区因碳酸盐岩的溶蚀而消耗的CO_2的单位年碳通量为1.78×10~6～2.106×10~7gC/a·km~2。
据此,从全球角度出发,全球每年因碳酸盐岩的溶蚀而消耗的碳通量约为3.916×10~(13)～4.633×10~（14）gC/a。
因此,碳酸盐岩这一巨大碳贮库在当今的全球模式中可能仍是一个不容忽视的汇项。
另外,通过对岩溶区伴随表生化学沉积作用而发生的CO_2释放量的估算和观测,其源的作用可能要比汇的作用小得多。
【总页数】9页(P)【作者】李彬;袁道先【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】X16【相关文献】1.酸雨溶蚀碳酸盐岩的源汇效应分析——以广西典型岩溶区为例 [J], 孙平安;李秀存;于奭;原雅琼;何师意;王艳雪2.西南岩溶区水土流失与石漠化的变化关系研究——以重庆南川岩溶区为例 [J], 魏兴萍;袁道先;谢世友3.岩溶区碳循环与大气CO2的源汇关系：以贵州岩溶区为例 [J], 李彬;袁道先4.岩溶区地下水库库容评价的初步探讨——以贵州仁怀长岗出水洞地下河为例(英文) [J], 陈定容;韩行瑞;罗伟权;李文兴5.我国南方岩溶区和北方黄土区的大气CO_2效应 [J], 万国江;王仕禄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物地球化学循环研究的进展和挑战
生物地球化学循环研究的进展和挑战地球上的生命和非生命互为依存，构成了一个复杂而有机的系统。
而生物地球化学循环则是这个系统的一个重要组成部分。
它描述的是生物、大气、水、土壤和岩石相互作用的全球循环过程。
近年来，随着对环境和生态问题的关注不断提升，在这个领域的研究也愈加深入。
本文将探讨一下生物地球化学循环研究的进展和挑战，分别从以下几个方面进行讨论。
一、碳循环碳在地球上的存在十分广泛，它是构成生物体的重要组成部分，同时也是各种矿物和燃料的主要成分。
碳循环涉及到了大气、海洋、陆地和生物圈之间的相互作用。
近年来，全球变暖问题引起了广泛的关注，它使得碳循环的研究成为了一个热点。
目前，学者们已经能够精确地预测碳在陆地和海洋之间的交换，并且发现了碳在地球系统中的更细致的变化。
然而，在全球变暖的背景下，碳循环存在着很多未解之谜，例如，从植物到土壤中有多少碳被封存？海洋中的碳同化固定到了哪个深度？碳的源和汇分别是什么？二、氮循环氮是生命活动必不可少的元素之一，它在全球循环系统中也起着至关重要的作用。
氮循环描述的是氮在地球上不同媒介之间的交换过程，包括其在大气、水、土壤和植物体内的变化。
目前，学者们已经能够证实氮与全球变化之间存在很紧密的联系，但是氮循环的生态效应仍然令人疑惑。
例如，人类对氮循环的过度干预是否会带来大气的污染和生态系统的崩溃？氮对海洋的影响是否和温室效应有关？这些都是需要进一步研究的问题。
三、磷循环磷是生命体必不可少的元素，它在生物体内发挥着重要的功能。
磷还是大气、水体和土壤等多种介质中含量较低的元素。
磷循环描述的是磷在自然界中的分布和运动。
由于磷在生命体内具有重要的生理功能，西方在农业、工业以及生活中经常大量使用化肥、肥料和清洗剂等含有磷元素的物质，导致磷污染问题越来越严重。
尽管人们已经开始对磷的固定和转移进行研究，但是磷的生物地球化学循环还有很多未知之处等待学者们的探索。
四、硫循环硫在地球上广泛分布，是构成地球表面的几种元素之一。
岩溶流域水循环过程碳汇效应研究以湖北香溪河流域为例
岩溶流域水循环过程碳汇效应研究以湖北香溪河流域为例一、本文概述岩溶流域是一种独特的水文地质环境，其水循环过程与碳循环紧密相关，具有重要的碳汇效应。
本研究以湖北香溪河流域为例，深入探讨岩溶流域水循环过程中的碳汇效应。
通过对香溪河流域的实地调查和数据分析，本文旨在揭示岩溶流域水循环对碳循环的影响机制，评估岩溶流域的碳汇能力，为岩溶地区的水资源管理和生态环境保护提供科学依据。
本文将首先介绍岩溶流域的基本特征和水循环过程，阐述岩溶流域水循环与碳循环之间的相互作用关系。
在此基础上，本文将分析香溪河流域的水文地质条件、水循环特征以及碳循环现状，探讨岩溶流域水循环过程中碳的迁移转化规律。
本文将利用相关数据和模型评估香溪河流域的碳汇能力，揭示岩溶流域碳汇效应的影响因素及其作用机制。
本文的研究结果将为岩溶流域的水资源管理、生态环境保护以及应对全球气候变化提供重要参考。
通过深入了解岩溶流域水循环过程中的碳汇效应，我们可以更好地认识岩溶流域生态系统的服务功能，为制定科学合理的资源利用和环境保护政策提供理论支持。
二、研究区域概况本研究以湖北香溪河流域作为典型的岩溶流域研究对象。
香溪河位于湖北省西部，是长江的一级支流，流域面积约为3058平方公里。
该流域地处亚热带季风气候区，四季分明，雨水充沛，年平均降水量约为1200毫米。
流域内地形复杂，岩溶地貌发育典型，岩溶作用强烈，形成了丰富的岩溶水资源。
香溪河流域的岩溶地貌主要以峰林、峰丛、溶洞、暗河等形式存在，这些地貌形态对流域的水循环过程产生了深刻影响。
岩溶作用形成的地下暗河和溶洞系统，为地下水的储存和运移提供了良好的空间，使得地下水在流域内的循环过程更加复杂。
香溪河流域的植被覆盖良好，主要以亚热带常绿阔叶林为主，森林覆盖率高达70%以上。
这些植被在调节流域气候、保持水土、改善生态环境等方面发挥了重要作用。
植被的光合作用能够吸收大量的二氧化碳，对流域的碳循环过程产生了重要影响。
_岩溶作用与碳循环_研究进展
第14卷第5期1999年10月地球科学进展ADVANCE IN EART H SCIENCESVo l.14 No.5Oct.,1999院士论坛“岩溶作用与碳循环”研究进展X袁道先(国土资源部岩溶地质研究所岩溶动力学开放研究实验室,广西 桂林 541004)摘 要 IGCP379项“岩溶作用与碳循环”是中国建议并组织实施的,于1995～1999年执行。
作者对1995年以来项目的实施情况及其研究进展作了总结,并对每一科学目标的研究进展进行了综述:¹表层岩溶系统碳循环与大气CO2源汇的主要进展有3方面:扩展了研究地区;揭示了表层岩溶系统碳循环的运行机制;对表层岩溶作用回收大气CO2量进行了估算。
º深部CO2释放问题的主要进展有:发现了更多的深部CO2释放带;揭示了深部CO2气体来源问题;对西藏地区CO2源汇问题进行了深入的探讨。
»以岩溶记录重建环境变化过程的主要进展有:研究时空范围不断扩大;采取多种新技术、新方法获取更多古环境信息;不断提高研究分辨率。
关 键 词:IGCP;岩溶作用;碳循环;科学目标;全球环境变化;全球变化研究中图分类号:P931.5;X21 文献标识码:A 文章编号:1001-8166(1999)05-0425-08 由中国科学家提出建议并组织的国际地质对比计划(IGCP)379项“岩溶作用与碳循环”(Karst Pro cesses and the Carbon Cycle)于1995年2月经IGCP执行局科学委员会第23次会议批准,于1995～1999年5年间执行。
4年来在IGCP执行局、IGCP中国国家委员会、国土资源部、国家自然科学基金委员会和IGCP379项中国国家工作组成员所在各单位的大力支持下,该项目的研究已取得很大进展〔1〕。
IGCP379项目的科学目标是:¹评估全球碳酸盐岩通过岩溶作用对大气CO2浓度带来的影响。
它既可能是汇(溶蚀),也可能是源(沉积),过去对此种影响有所忽视;º对比大气CO2在全球不同的地质、气候和生态条件下每年汇入岩溶系统的量;»对比全球具有地热、火山或活动断裂的岩溶区由深部向大气释放的CO2的来源及释放量,尤其要注意板块构造结合地带;¼对比全球主要岩溶地区晚更新世以来环境变化过程,尤其是那些缺乏其它环境变化替代指标(如冰心、湖相或风成沉积物)的地区。
关键带研究进展与未来发展方向
关键带研究进展与未来发展方向地球关键带( Critical Zone) 是陆地生态系统中土壤圈及其与大气圈、生物圈、水圈和岩石圈物质迁移和能量交换的交汇区域，也是维系地球生态系统功能和人类生存的关徤区域，被认为是21 世纪基础科学研究的重点区域。
关键带研究将在地球系统科学研究中扮演十分重要的角色。
关键带控制着土壤的发育、水的质量和流动、化学循环，进而调节能源和矿物资源的形成与发展，而这一切对地表上的生命而言，都非常重要，所以，人类在地球上的可持续发展，必须在各种时间尺度和空间尺度上理解和认识发生在关键带的一系列过程。
1关键带概念的提出与发展美国国家研究理事会( NRC) 2001年在出版《地球科学基础研究的机遇》(Basic Research Opportunities in Earth Science) 一书中首次正式提出了关键带(critical zone) 的概念，指出关键带是指异质的近地表环境，包括岩石、水、空气和生物的复杂的相互作用，调节着自然生境，决定着维持生命资源的供应。
美国国家科学基金会(NSF)2005年发布《关键带探索的前沿》(Frontiers 报告，指出关键带包括地球的最外部表面，从植被冠层到地下水的这个区域，是地球物质和生物世界的界面，调节着营养物质到陆地生命形式的转移。
Lin等2005年提出，地球关键带界面包括陆地生态系统中土壤圈及其与大气圈、生物圈、水圈和岩石圈进行物质迁移和能景交换的交汇区域，水和土壤是地球关键带的关键组成部分, 而且在不同时空尺度上相互作用。
美国特拉平大学的关键带研究中心认为关键带是以界面为特征的，例如，空气一水界面是气体和矿物质交换的地方，根系一土壤界面是微生物促进营养物质交换的地方。
NSF在2009年《解决气候难题：研究全球的气候变化影响》 ( Solving the Puzzle: Researching the Impacts of Climate Change amund the World) M 告中指出，关键带足指森林冠层顶部到未风化岩石基部之间的区域。
我国“十一五”期间的岩溶研究进展与重要活动
批７ 伟实施 ， 岩溶 研 究与 国 家 目标 有 机 地 结合 起 来 ； 使
西 南 岩 溶 地 区 地 质 调 查 和 抗 旱 找 水 行 动 、 溶 领 域 的 岩
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我 国“ 一 五 ’ 间 的 岩 溶 研 究 进 展 与 重 要 活 动 十 ’ 期
蒋 忠 诚 ， 建 国 ， 日元 ， 美 良 ， 明 堂 裴 夏 张 雷
（ 国地 质 科 学 院 岩 溶 地 质研 究所 ， 西 桂 林 ５ １ ０ ） 中 广 ４ Ｏ ４
摘 要 ： 十 一 五” 间 ， 际岩 溶 中心 在 我 国 桂 林 成 立 ， 溶 研 究 在 理 论 上 与 实 践 “ 期 国 岩 应 用 上 取 得 了 显著 进 展 。理 论 上 ， 用地 球 系统 科 学 的 观 点 和 现 代 自动 化 测 试 手 运
形 式 对 全 球 碳 汇 的 贡 献 ， 多 种 气 候 替 代 指 标 深 化 了洞 穴 石 笋 的 古 环 境 记 录 研 从
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南 岩 溶 水 、 漠 化 和 水 土 流 失 调 查 区 域 性 资 料 在 国 家 目 标 和 干 旱 找 水 重 大 社 会 需 石
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岩石风化碳汇研究的最新进展和展望
岩石风化碳汇研究的最新进展和展望摘要:本文综述了近年来关于岩石风化碳汇（RCC）的研究进展。
土壤物理和化学性质是影响岩石风化碳汇累积的重要因素。
近期研究表明，对于特定地区，岩石风化碳汇的累积过程受到多种复杂的因素的影响，包括气候变化、土壤颗粒状结构和土壤腐殖物的比例等。
此外，结合GIS技术的研究提供了有关岩石风化碳汇特征的更多信息，这有助于有效地控制和减少岩石风化出口。
最后，未来研究将聚焦于改善我们对岩石风化碳汇累积解释的理解，以及研究如何有效地管理和利用这一现象的潜力。
关键词：岩石风化碳汇，气候变化，土壤物理性质，土壤化学性质，GIS技术正文：随着环境污染和气候变化速度加快，对岩石风化碳汇（RCC）的研究越来越受到关注。
岩石风化碳汇是指岩石表面上可能存在的有机和无机化合物，是大气CO2和海洋中溶解形式CO2之间的一个重要中间汇。
岩石风化碳汇的累积和输出受到多种因素的影响，如土壤物理和化学性质，地貌和气候等。
尽管许多研究已针对这一议题展开，但对其精确的影响因素仍缺乏深入的认识。
近年来，研究人员借助不同的技术手段，如实验室实验和地理信息系统（GIS），已取得了一些新进展。
首先，土壤物理和化学特性是影响RCC累积的重要因素。
Goldscheider等人在2020年发表的研究中指出，气候变化导致土壤物理和化学特性发生变化，进而影响岩石风化碳汇的累积。
该研究表明，RCC累积过程受到多种复杂因素的影响，包括气候变化、土壤颗粒状结构和土壤腐殖物的比例等。
其次，研究者使用GIS技术发现了有关岩石风化碳汇的更多信息。
Zhang等的研究表明，在沙漠化趋势的背景下，GIS技术可有效确定不同土地利用类型的RCC累积水平。
该研究还发现，GIS技术可以帮助我们更好地理解岩石风化碳汇累积的空间分布特征，从而更有效地控制岩石风化出口。
最后，未来研究将聚焦于改善我们对岩石风化碳汇累积解释的理解，并研究如何有效利用和管理这一现象的潜力。
短时间尺度下岩溶泉碳汇效应研究--以重庆金佛山水房泉为例
短时间尺度下岩溶泉碳汇效应研究:以重庆金佛山水房泉为例查小森1，谢世友1.2，李林立1，2，3【摘 要】[摘 要] 通过对金佛山水房泉的离子含量、电导率、水位等参数进行监测，采用水化学—流量法计算出水房泉一个完整水文年的月碳汇通量。
结果显示，水房泉雨季碳汇通量远大于旱季，碳汇通量最大值出现在7月，最小值出现在1月。
月碳汇通量与月降雨量和月径流量之间存在很好的同步关系。
水房泉HCO3－的含量受温度、降雨、流量以及表层土壤CO2等因素综合影响，且月碳汇通量的最值与HCO3－含量的最值在时间上存在很大的差异。
降雨量是控制岩溶地下水碳汇通量的绝对主导因素。
相比于年尺度下大流域的碳汇估算，短时间尺度下小流域的碳汇计算更加准确。
另外，分析地下水流量、气候变化等因素对岩溶碳汇的影响，对于水化学—流量法的准确运用以及岩溶碳汇机制的深入研究也有十分重要的意义。
【期刊名称】地下水【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4【关键词】[关键词] 岩溶泉;碳汇效应;碳汇通量;水化学;流量法大气CO2浓度的上升所带来的全球气候变暖问题，越来越受到国际学术界关注。
碳减排面临的压力越来越大，除开发新能源与节能技术、大规模植树造林等外，寻找可干预的碳减排途径也变得越来越重要[1]。
随着研究的深入，袁道先院士提出了岩溶作用存在碳汇效应的观点，即碳酸盐岩溶蚀消耗大气 CO2，是一种潜在的大气 CO2汇[2]。
国内外研究结果也表明，表层岩溶系统在生物参与下积极参与全球碳循环，吸碳量占“遗漏的汇”可达到 20%[3]。
因此，表层岩溶系统的吸碳和放碳是自然界碳循环的重要组成部分，是“遗漏的汇”的一部分。
岩溶系统碳汇通量的研究，对未知项的探索及全球碳循环模型的修正都有重要意义[4]。
由于地表水系流域和地下水系流域不一致，雨水、地表水和地下水相互转换速度快，岩溶水在系统中的循环一般比较复杂，大气降水是其主要补给来源，部分岩溶地下水系统存在外源水的补给[5]。
岩溶生态系统中的碳循环特征与碳汇效应_张春来
土壤碳循 环 特 征 揭 示 土 下 碳 酸 盐 岩 溶 解 大 量
［ ２ ７， ２ ８］ 消耗土壤空气 Ｃ 研究表明 ， 多数 Ｏ ２ 。 何师意等
情况下 ， 我国 南 方 岩 溶 地 区 ， 参与岩溶作用的 Ｃ Ｏ ２ 属于土壤生物成因 ， 即岩溶过程中碳移动主要受到 土壤碳库活性的影响 。 桂林毛村石 灰 土 和 红 壤 土 壤 剖 面 Ｃ Ｏ ２ 浓度和
［４］ ， 的Ｄ 可能 Ｏ Ｃ 含量远低 于 非 岩 溶 区 红 壤 的 含 量 ２
２ 石灰土土壤碳库与碳循环特征
岩溶区 土 壤 总 量 偏 低 。 碳 酸 盐 岩 中 的 成 土 物
］ ９－１ １ 。据已有 质， 先天 不 足 ， 其 酸 不 溶 物 通 常 很 低［
研究资料表明 ， 广西碳 酸 盐 岩 溶 蚀 形 成 １ ｍ 厚 的 土
岩溶生态系统中的碳循环特征与碳汇效应表1岩溶区2122与非岩溶区23土壤各有机碳库table1thesoilorganiccarbonstockbetweenpoolinandnonkarstarea土地类型岩溶区土深cm总有机碳gkg活性碳库gkg活性碳占总碳比例缓效性碳库gkg缓效性碳占总碳比例惰性碳库gkg惰性碳占总碳比例林地02020404060020375233503082201006205004601916614915009312111134937607322733843039301824792166209913856607646768126889旱地204040600202040406002020401776154114741273938311615080130090110100090390190710610770791001241255353264355933937323273011211329544658418523492171122812061027670536234511616918782669705263571475277704果园灌丛40601307012095177135811178547非岩溶区林地02018041135629002011164935992040124584768040100843883112406090866072640060682422669旱地020228712995680472069414114204016071006625702515857635854060122971858440171384944018果园020218910544816019085111650992040106763659590060594253982406076954701909211971371784灌丛0201710806471500804589652402040106270065940100933523314406073750768780486491822473图1桂林毛村岩溶区石灰土与碎屑岩区红壤土壤呼吸排碳速率的对比fig1comparisonofsoilrespirationbetweenlimestonesoilandredsoilinmaocunguilin083地球与环境2013年表2不同植被土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环影响40table2influenceofso
岩溶碳循环的生物地球化学过程及调控机制
岩溶碳循环是指地下岩石与地表水体相互作用，溶解出的碳酸盐在水体中再沉淀的过程。
这个过程对地球的生物地球化学循环有着重要的影响，并且对碳的收支平衡也具有关键意义。
在这篇文章中，我们将深入探讨岩溶碳循环的生物地球化学过程以及其调控机制。
一、岩溶碳循环的基本过程1. 岩石溶解岩溶碳循环的第一步是岩石溶解。
地下的岩石含有大量的碳酸钙等碳酸盐矿物，当地下水体流经岩石时，会溶解出这些碳酸盐矿物中的碳酸钙等物质。
2. 硬水沉淀溶解出的碳酸盐矿物会随着地下水体流动，最终进入地表水体中。
当这些含有碳酸盐物质的地下水流入湖泊或海洋等大型水体时，其中的碳酸钙等矿物会因为水体中的钙离子过饱和而沉淀下来，形成硬水。
3. 生物作用在硬水中生活的生物，例如贝壳类动物、珊瑚等，会吸收这些碳酸钙等矿物质，用来构建它们的外壳、骨骼等结构。
随着这些生物的逝去和腐化，它们的遗体也会沉入海底，最终形成沉积岩。
二、岩溶碳循环的影响1. 碳汇岩溶碳循环通过地球内部岩石与地表水体的相互作用，将大量的碳储存在地下水体中，并最终沉淀到海底形成沉积岩。
这一过程大大减少了大气中的二氧化碳含量，起到了“碳汇”的作用。
2. 生态系统影响岩溶碳循环还影响着水体中的生态系统。
硬水中的贝壳类动物和珊瑚对生物多样性和生态平衡具有重要作用。
沉积岩的形成也为海底生态系统提供了重要的栖息地。
三、岩溶碳循环的调控机制1. 地质构造地表的地质构造对岩溶碳循环具有重要的影响。
构造活跃的地震带和火山带容易引发岩石溶解的作用，增加碳酸盐矿物的溶解速率。
2. 气候和水文条件气候和水文条件也对岩溶碳循环起着重要的调控作用。
降雨量大、地下水流速度快的地区，岩石溶解的速率较高，碳酸盐矿物的溶解量也较大。
3. 生物活动生物的活动也对岩溶碳循环产生影响。
硬水中的贝壳类动物和珊瑚通过吸收碳酸钙等矿物质来构建它们的外壳、骨骼结构，这一过程促进了岩溶碳循环的进行。
岩溶碳循环是地球生物地球化学循环中的重要环节，通过地下岩石与地表水体的相互作用，将大量的碳储存在地下水体中，最终沉淀到海底形成沉积岩，起到了“碳汇”的作用。
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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基于CO2的岩溶区结晶固碳研究现状
Value Engineering0引言2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上表示：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。
我国灰岩分布约占国土面积的1/3，岩溶广布，滇、黔、桂、川等地尤为突出，岩溶结晶固碳具有广阔前景。
固碳的研究有利于更好地管理和利用土地资源，以达到土地资源利用的最优化。
关于荒漠化和石漠化现象的治理，也提供了一条可研究的途径。
同时，对于林区固碳后带来的新鲜空气，对地方人民的身体健康有所保障。
岩溶区固碳研究对于西南地区，特别是喀斯特地貌地区工程的建设，也会起到一定的指导作用，例如使溶腔地层自然结晶后得以逐渐填充等。
节省了改善岩溶不良地层结构的探测、加固等措施费，对于工程造价的降低也有一定的帮助。
固碳可以有效的减少CO 2的含量，对于温室效应的治理，有很大的帮助，将会为全球经济减少一笔支出，有利于全球经济的发展。
蒋忠诚[1]等根据中国岩溶碳汇计算的需要，将我国岩溶地区划分为南方岩溶区、北方岩溶区、青藏高原岩溶区和埋藏岩溶区4种类型区，各区的岩溶面积分别为56.48万平方公里、32.58万平方公里、55.60万平方公里和200.1万平方公里。
以取得的调查监测和统计资料为依据，对4种类型区和中国的岩溶碳汇量进行了重新计算，南方岩溶区、北方岩溶区、青藏高原岩溶区和埋藏岩溶区岩溶碳汇量分别为1909.9万吨CO 2/a 、600.5万吨CO 2/a 、580.1万吨CO 2/a 、608.6万吨CO 2/a ，由此获得中国岩溶碳汇总量为3699.1万吨CO 2/a 。
该结果比前人的研究更全面地反映了当前我国岩溶地区碳水钙无机循环产生的大气CO 2汇量，碳汇在结晶固碳中起到了至关重要的作用。
碳汇是通过自然转化或人工将大气中CO 2清除的过程、活动或机制。
碳汇效应分为海洋碳汇和陆地碳汇两大类。
中国岩溶科学的发展及岩溶地区资源开发与环境保护研究
中国岩溶科学的发展及岩溶地区资源开发与环境保护研究作为中国地理条件最为独特的地区之一，岩溶地区在地理、地质、气候、生态等方面都具有非常明显的特征和条件，也为我们带来了宝贵的资源和环境财富。
然而，在资源利用与生态环境保护之间，岩溶地区总是处于艰难的平衡之中。
为此，岩溶科学的发展，以及在岩溶地区资源开发与环境保护方面的研究，显得异常重要。
一、中国岩溶科学的发展岩溶学是从19 世纪中期开始发展起来的，最初是在欧洲和美洲进行的。
20 世纪初，中国的岩溶学研究也开始了。
1956 年，中国科学院的叶柏林和黄宗中两位研究员第一次考察了贵州龙洞、自贡大佛等岩溶地区。
这次考察，标志着中国岩溶研究的开始。
之后，很多学者逐渐加入到岩溶研究的队伍中来，目前已经形成了完善的岩溶科学体系。
我国岩溶学的发展主要分为以下几个阶段：第一阶段是成立岩溶学研究会的时期。
1959 年，中国岩溶学会在国内成立，这也标志着中国岩溶学的发展进入了一个新时期。
在这个时期，中国的岩溶学研究还处于起步阶段，主要的研究方向是考古、储油、水利以及地质学等。
这个时期的岩溶学研究，主要还是在对岩溶地貌进行了解和描述的阶段。
第二阶段是生态环境保护法颁布以后的时期。
1989 年，我国正式颁布了《中华人民共和国环境保护法》，岩溶地区的环境保护工作也得到了更多的关注和重视。
这个时期，岩溶研究逐渐向生态环境保护方向转化，研究内容更多地涉及到了水文、水质、植被和土壤等。
凭借着丰富的沟通和交流，以及学者们对于岩溶科学研究的深入挖掘，国内岩溶学的水平得到了快速提高。
第三阶段是研究方法更新后的时期。
21 世纪以来，我国的岩溶科学研究向更加深入、专业化的方向转化。
科技的不断发展为研究带来了更多更好更快的方式，如遥感、GIS 等技术的应用使得岩溶科学的研究变得更为全面、精准，触角也伸向了岩溶地区的生态、经济、社会等多个方面。
虽然我国岩溶研究已经取得了一些成绩，但是我们还面临着很多问题需要解决。
流域尺度岩溶碳循环过程——“岩溶作用与碳中和”专栏特邀主编寄语
2022年7月地球学报Jul. 2022 第43卷第4期: 421-424Acta Geoscientica Sinica Vol.43No.4: 421-424 流域尺度岩溶碳循环过程——“岩溶作用与碳中和”专栏特邀主编寄语李强中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室,自然资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室, 广西桂林541004;联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 广西桂林541004摘要: 2020年9月22日, 习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上承诺, 中国力争于2030年前达到CO2排放峰值, 努力争取2060年前实现碳中和。
中国的碳达峰与碳中和战略, 不仅是全球气候治理、保护地球家园、构建人类命运共同体的重大需求, 也是中国高质量发展、生态文明建设和生态环境综合治理的内在需求。
碳中和战略涉及深度社会经济发展转型, 以期实现低碳甚至零碳排放和基于技术变革的增汇目标, 是面向可持续发展的重大机遇。
碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础, 不但记录着地球历史时期的环境变化, 而且还是地球最大的碳库, 对地球大气和生命演变起到重要的作用。
据统计, 现代全球岩溶分布面积2200万km2, 占陆地面积的15%, 其中中国岩溶面积达344万km2, 约占全球岩溶总面积的15.6%。
在水-二氧化碳-碳酸盐岩-生物的相互作用下, 岩溶碳循环活跃, 在全球形成0.824 Pg C/a的岩溶碳汇, 约占全球“遗漏汇”的29.4%。
鉴于岩溶作用对全球碳循环具有重要的作用和影响, 2021年中国出台的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》均明确提出要巩固提升岩溶碳汇能力。
然而, 岩溶碳汇的流域尺度效应及其稳定性机理还不十分清晰, 以至于岩溶碳汇研究存在不确定性问题。
为揭示流域尺度岩溶碳汇效应以及岩溶碳汇的稳定性问题, 明确岩溶作用与碳中和的耦合关系, 助力碳达峰、碳中和目标的实现, 《地球学报》组织了“岩溶作用与碳中和”专栏。
喀斯特关键带的地质碳汇及其影响因素研究进展
喀斯特关键带的地质碳汇及其影响因素研究进展吕小溪1,2 颜翔琦1 胡晨鹏1（1.贵州师范大学喀斯特研究院，贵州 贵阳 550001；2.国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵州 贵阳 550001）地球关键带科学是当前基础科学研究的重点领域，在近10年来成为多个学科的关注焦点，截止2016年，全球专门针对关键带研究的观测站已达69处[1]。
喀斯特关键带作为地球关键带的重要组成部分，是指喀斯特地区(以碳酸盐岩为主)各个圈层之间的相互作用带，以地表和地下二元地质结构为主要特色。
喀斯特关键带内的重要过程——碳酸盐岩化学风化(以下简称“碳酸盐岩风化”)，消耗大气与土壤中的二氧化碳(CO 2)，构成重要的地质碳汇，前人的估算结果表明我国碳酸盐岩风化产生的碳汇量约为1.8×107tC/a [2]，如果加上水生植物光合作用消耗的溶解无机碳(DIC)部分，其碳汇量可达4.2×107tC/a，超过我国陆地森林碳汇的一半[3]。
随着计算精度的提高与估算方法的优化，有人认为碳酸盐岩风化的碳汇总量为3.7×107t/a [4]，而Liu 等人通过综合评估碳酸盐岩风化、全球水循环以及水生生物光合作用，得出碳酸盐岩风化的碳汇量高达8.24×108t/a [5]，约为全球碳循环“遗失汇”的1/3。
据此可知，碳酸盐岩风化过程有巨大的地质碳汇潜力，对削弱全球变暖趋势以及影响全球变化的意义不可忽视。
前人对碳酸盐岩风化碳汇的估算结果表现出较大差异，除了评估方法与计算精度的不同外，也与对喀斯特作用的认识有密切关系。
喀斯特动力系统本身具有开放性、敏感性和生物参与性等多种特性，因此，喀斯特作用的稳定性以及发生时间尺度等因素会制约碳酸盐岩风化的碳汇效应[6～9]。
传统意义上通过水体DIC 浓度估算碳酸盐岩风化碳汇的方法过于粗略，还有待在综合识别碳酸盐岩风化过程的前提下开展研究，例如，随着人类活动的愈加频繁，气候变化、土地利用方式的改变以及不同来源酸性介质的输入等因素直接或间接地影响碳酸盐岩风化碳汇量评估的确定性[10]。
地质碳汇：让二氧化碳重返地球
地质碳汇：让二氧化碳重返地球在工业革命之前，地球系统的碳循环是处于平衡状态的。
自1800年以来，人类往大气排放了约20000亿吨CO2，打乱了这一平衡。
几乎所有全球经济活动产生的CO2都以煤、石油和天然气的形式从地球中提取。
在漫长的地质历史时期中，地球有效地将这些固体、液体和气体形式的能源保存长达数亿年，这证明地球具有长期储碳的巨大能力，因此在碳中和目标下，人类排放的CO2可以通过返回地球来平衡从地球中提取的碳。
一、什么是地质碳汇地质碳汇是指通过各种途径和手段，将大气中的CO2转移固定到地质系统的过程。
根据地质系统中CO2储存库的不同，地质碳汇可分为地下岩层封存CO2，或通过矿物碳化、岩溶作用、土壤等吸收CO2。
CO2地下岩层封存是指从发电厂和工厂（尤其是钢铁、水泥和散装化学品制造行业）中捕获CO2，并将其以压缩形式注入合适的深层地质层（例如储层、咸水层、煤层等），长期安全地储存。
矿物碳化是指将捕集的CO2注入活性岩石（例如镁铁质或超镁铁质岩）中来封存，激发CO2的矿化作用，从而永久固碳。
岩溶碳汇是指碳酸盐岩在水和CO2的作用下溶解，CO2以无机碳的形式转移到水体中；在无机碳随水迁移的过程中，由于水动力条件的改变，一部分CO2析出返回到大气，一部分高浓度无机碳的岩溶水刺激水生植物光合作用，将无机碳转化为有机碳固存下来。
土壤固碳是指通过合理、可持续的土地利用和耕作管理优化，以增加土壤碳含量的方式，从大气中去除CO2的过程。
二、地质碳汇的固碳潜力CO2地下岩层封存具有巨大潜力。
根据美国国家科学院发布的数据，全球范围内CO2地质“有效”封存容量约为135000亿吨，最小固碳能力约为20000亿吨。
全球枯竭油气藏的CO2封存能力约为10000亿吨，煤层的CO2封存能力约为2000亿吨，咸水层具有不确定性，CO2封存潜力可达数千亿吨。
矿物碳化是一种较为安全的碳汇途径，通过CO2与硅酸盐岩反应所得的碳酸盐矿物是稳定的，CO2再次返回大气的风险极低。
岩溶关键带及其碳循环研究进展
岩溶关键带及其碳循环研究进展
图2 表层岩溶动力系统中碳转移模型 [ 39 ]
地球科学进展,2019,34(Байду номын сангаас),488-498.DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2019.05.0488
吴泽燕,章程,蒋忠诚,罗为群,曾发明
1. 中国地质科学院岩溶地质研究所，自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 541004 2. 中国地质科学院岩溶地 质研究所，自然资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室，广西 桂林 541004 3. 中国地质大学（武汉），湖北 武汉 430074 4. 佛山科学技术学院，广东 佛山 528000