从《IPCC 2006国家温室气体排放清单增补:2013湿地》谈湿地温室气体计量进展及问题

通过对《IPCC 2006国家温室气体排放清单增补:2013湿地》出台的背景、湿地类别的划分、温室气体计量方法学进行解读,从温室气体排放源、计量方法和排放因子3个方面对湿地温室气体排放的计量进行了分析,重点探讨了对《IPCC 2006国家温室气体排放清单指南》中方法学的更新与改进,结合我国湿地研究的现状,进一步指出我国湿地研究中亟待解决的关键问题和未来研究的主要方向,为我国湿地排放清单指南的编制提供了理论指导。     

三峡水库香溪河支流水域温室气体排放通量观测

开展对香溪河支流水体的温室气体排放观测,有助于增加对三峡水库支流温室气体排放情况的了解以及水华对温室气体排放的影响.研究采用静态箱-气相色谱法,于2009年10月至2010年10月先后11次开展对香溪河支流水体3种温室气体(二氧化碳、甲烷、氧化亚氮)排放强度的观测,结果表明:观测期间香溪河支流的二氧化碳平均排放通量约为76.52 mg/(m2·h),排放强度与水体中叶绿素a浓度呈显著负相关,支流水华期间,二氧化碳排放通量小于0,表现为对大气中二氧化碳的吸收;支流甲烷平均排放通量约为0.244 9 mg/(m2·h);氧化亚氮平均排放水平约为0.011 7 mg/(m2·h).通过将甲烷平均排放水平与三峡水库其它区域开展的研究结果进行对比表明:三峡水库的甲烷排放水平很低,明显不同于已有基于国外水库平均排放水平对三峡水库全区甲烷排放的估算结果.     

长白山火山区温泉温室气体排放通量研究

温泉是深部岩浆活动在地表的直接表现,并且向大气圈排放大量的温室气体.然而,国内尚无火山区温泉排放的温室气体通量研究报道.我国长白山火山区水热活动强烈,主要有湖滨温泉带、聚龙温泉群、锦江温泉以及火山口外围的十八道沟温泉.本文利用数字皂膜流量计测量温泉气体排放通量,并结合前人对长白山火山区温泉气体成分的研究成果,估算了研究区温泉所排放的温室气体通量.结果表明,长白山火山区温泉排放的CO2通量为6.9×104t·a-1,CH4排放通量为428.44t·a-1,与意大利Pantelleria Island火山区温泉排放的温室气体通量规模相当.本文的测试结果表明:数字皂膜流量计在火山区温室气体排放通量估算研究中的应用是可行的.     

甲烷氧化与氨氧化微生物及其耦合功能

甲烷氧化与氨氧化过程分别对控制温室气体甲烷和氧化亚氮方面有着特殊作用,土壤及湿地等环境中的甲烷氧化菌和氨氧化菌在生态系统碳、氮生物循环中扮演着重要的角色。论述了甲烷氧化与氨氧化过程的微生物学机制,甲烷氧化菌和氨氧化菌的群落结构变化,分析了甲烷氧化菌和氨氧化菌在碳、氮循环以及它们在控制重要温室气体排放中的环境功能,阐述了甲烷氧化菌和氨氧化菌的关联作用机制。以期深入揭示甲烷氧化菌与氨氧化菌的空间分异与耦合机制,为深入探讨这类微生物的生态机制和环境功能提供科学线索。     

水利工程对岩溶水体碳循环的影响

为认识水利工程建设对岩溶库区温室气体排放的影响,本文对岩溶区水利工程破坏岩溶水体DIC的稳定性、增加温室气体排放以及水利工程建设所带来的水体富营养化问题进行了初步总结。结果表明,水利工程不仅打破了岩溶水体DIC的自身稳定性,加速水体无机CO2逸出过程,导致CaCO3发生沉淀,而且还通过改变岩溶水动力条件、加速温室气体排放等途径来提高岩溶水体的碳储存、转移、形成与分解过程。与此同时作者还建议:(1)尽快开展岩溶水体温室气体排放的定性分析与定量计算工作,并与不同排放源的温室气体释放效应进行对比;(2)温室气体排放的估算须建立在岩溶碳循环研究基础上,从时间和空间尺度上分析影响岩溶水体温室气体排放过程的关键因素,并把岩溶水体温室气体排放纳入整个岩溶生态系统的生命周期中进行考虑。      

中国煤炭甲烷管控与减排潜力

甲烷是最主要的非二氧化碳温室气体,受到越来越多的重视。煤炭甲烷是我国最主要的甲烷排放源类型,我国也是世界煤炭甲烷排放量最大的国家,煤炭甲烷的有效排放管控与高效开发利用兼具温室气体减排、能源气体开发利用和灾害气体防治三重意义。基于系统调研和研究工作积累,概述了煤炭甲烷排放管控背景,总结了全球与代表性国家煤炭甲烷排放及其管控现状,阐释了我国煤炭甲烷开发利用与排放管控历程及发展趋势,讨论和前瞻了我国煤炭甲烷减排路径与减排潜力。已有研究工作表明:我国煤炭甲烷排放主要来自煤炭地下开采风排瓦斯,且较长时期内仍是我国煤炭甲烷的主要来源;随着我国关闭矿井增多,由此产生的关闭矿井甲烷排放量呈增长趋势,是我国煤炭甲烷不容忽视的来源。随着碳中和目标的提出,温室气体减排的政策导向逐渐成为我国煤炭甲烷排放管控的重点,明确了煤炭甲烷减排方向。我国煤炭甲烷排放管控形成了以煤层气勘探开发利用、煤矿瓦斯抽采利用、关闭/废弃矿井瓦斯抽采利用、乏风瓦斯利用等全浓度利用,煤炭采前、采中和采后全周期利用为特征的关键技术路径。我国煤炭甲烷排放管控面临巨大压力和严峻挑战,诸多政策、机制、技术问题亟待破解。突破复杂地质条件适配性煤层...     

大气甲烷浓度变化的源汇因素模拟研究进展

从甲烷大气化学过程、传输模式和反向模拟机理等方面综述了大气甲烷浓度变化及其源汇研究的主要进展及存在的问题。基于数据同化算法的反向模拟能有效降低全球及国家尺度甲烷排放估计的不确定性。但在具体的算法实施中,先验的甲烷排放估计和地面站大气甲烷浓度测定的不确定性量化仍然主要是经验性的,缺乏严格和系统性的量化算法。相对于有限的地面站测定,基于卫星平台的大气甲烷浓度变化监测数据极大地提高了数据的空间覆盖度,进一步促进了反向模拟的应用。当前的反向模拟研究在全球尺度上确认了自然湿地甲烷排放对大气甲烷浓度年际波动的决定性作用;在国家尺度上,反向模拟在国家温室气体清单的"可核查"方面也有广泛的应用前景。     

减缓全球变暖与温室气体吸收汇研究进展

对减缓全球气候变化与温室气体“汇”的最新研究进展作了较为详尽的综述。针对目前温室气体汇研究中的主要前沿科学问题进行了深入分析：包括汇的定义、种类及方法学问题,土地利用变化和森林以及农业土壤汇的种类及计算中存在的一些问题,人类活动对自然生态系统源汇状况的影响等;对还估算各种温室气体源汇的不确定性作了分析总结;在列举了一些气候变化框架公约缔约国及发展中国家对《京都议定书》中引入温室气体“汇”的看法及态     

温度对稻田甲烷排放的影响

温度对稻田甲烷排放的影响于心科，李宁，李春园，邵波（中国科学院兰州地质所气体地球化学国家重点实验室兰州７３００００）王卫东，谢小立（中国科学院长沙农业现代化研究所长沙４１０１２５）关键词稻田，甲烷排放，温度１水稻及其生态和实验实验田位于中国科学院桃源...     

中国铁路运输33年来的温室气体排放

铁路是我国重要的交通运输方式,但我国至今尚无铁路运输行业温室气体排放量的报道.文章基于我国铁路部门逐年统计数据,计算了 1975～2007年我国铁路机车的温室气体排放量,分析了我国铁路机车温室气体排放强度及其变化特点.结果表明,我国铁路机车温室气体(CO2和N2O)总排放量逐年降低,由1975年的4278×104t CO2当量降至2007年的3844×104t CO2当量,总降幅达10%,年均减排14×104t CO2当量.其中,CO2年排放量整体呈下降趋势,由1975年的4246×104t降至2007年的3645×104t,总降幅达14%,年均减排18.8×104t; N2O年排放量快速增长,由1975年的1088t增至2007年的6681t,年均增加175t,达16%.由于我国铁路蒸汽机车承担的牵引工作量越来越少,其温室气体年排放量逐年降低,1975～2001年年均减少155×104t CO2当量,降幅达3.7%.2002年以后,蒸汽机车基本上从运输领域中被全部淘汰,无温室气体排放.1975～2007年内燃机车和电力机车的排放比重越来越大,其温室气体年排放量逐年上升,内燃机车年均增加54×104t CO2当量,电力机车间接排放量年均增长62×104t CO2当量.温室气体排放强度呈现明显降低趋势,其值由1975年的8.23kg降至2007年的1.34kg CO2当量/百换算吨公里,降幅达84%,年均降低0.22kg CO2当量/百换算吨公里.其中,内燃机车、电力机车和蒸汽机车的温室气体平均排放强度分别为1.51kg,1.68kg和8.74kg CO2当量/百换算吨公里.大规模淘汰排放强度大的蒸汽机车,同时大量运用排放强度低的内燃机车和电力机车,使得我国铁路机车的温室气体排放量和排放强度不断降低,这为减少我国铁路运输行业的温室气体排放作出了重要贡献.另外,我国铁路机车温室气体排放量占全国化石燃料燃烧的温室气体排放总量的比重很小,因此可以说铁路运输是我国交通运输领域中理想的节能减排运输方式.     

正构二十四烷裂解成气碳同位素动力学模拟及其地质意义

以甲烷的量子化模型及正构二十四烷(n C24)金管限定体系裂解成气实验为基础,从理论上进一步论述了量子化模型应用于重烃气体（乙烷和丙烷）碳同位素动力学模拟的适应性,计算了甲烷、乙烷及丙烷生烃动力学与碳同位素动力学参数, 重点探讨了δ13C2与δ13C3变化的主控因素。研究结果表明, n C24裂解生成的气态烃碳同位素与早期报道的n C18、n C25及原油裂解生成的气态烃碳同位素具有可比性,可应用于地质条件下解释原油裂解气的某些地球化学特征。n C24生烃地质模型表明,其在150～160℃是稳定的,主要裂解温度介于180～200℃之间,与目前所报道的原油裂解地质模型吻合。随热解程度的增加,δ13C2与δ13C3体现了比δ13C1更明显的变化。气藏充注历史控制的同位素累积效应对天然气碳同位素有很大的影响,与累积聚集气相比,阶段聚集气的δ13C变重,并在更大程度上影响了演化曲线的分异。在此基础上,应用n C24裂解成气碳同位素分馏地质模型探讨了塔里木盆地某些油气藏天然气碳同位素值变化的原因。     

岩浆绿帘石特征及其地质意义研究进展

综述了国际上对岩浆绿帘石的研究成果，总结了岩浆绿帘石的特征及其在花岗质岩浆中的结晶行为，讨论了岩浆绿帘石的地质意义。岩浆绿帘石的稳定与岩浆成分、fH2O以及fO2关系密切。它通常作为中、高压近固相线结晶矿物，主要产于英云闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩等钙碱性花岗质岩石中。该矿物在岩浆中的结晶可早可晚（相对于黑云母或角闪石），氧逸度的高低直接影响到它在岩浆中的最小稳定压力。作为早期结晶的矿物，绿帘石不能作为压力计来反映岩体侵位深度，因为在绿帘石晶出时，岩浆中液相体积在50%～80%，这样岩浆可能会有快速侵位的过程，但它的地质意义在于能够对岩浆上升速率做出估算。而晚期近固相线晶出的绿帘石时，能够作为压力计反映岩体最小侵位深度。据此可以应用于对地壳演化和隆升的研究。由于氧逸度对绿帘石的稳定有很大影响，因此在能够作为压力计时，首先需要确定岩浆氧逸度情况。通常磁铁矿型花岗岩最小侵位深度在3×108 Pa左右（10 km），而钛铁矿型为5×108 Pa以上(17～20 km)。     

桂西南柳桥地区上二叠统大隆组层状硅质岩成因和沉积环境

对桂西南上二叠统大隆组层状硅质岩地球化学的研究发现:陆源主量元素Al、Ti等含量较高,并呈很好的相关性（R>0.90）;热液来源的主量元素Mn和Fe等含量偏低,并具有较小的负相关关系（R=－0.30）;陆源元素(Al、Ti、Hf、Zr、Th等)与总稀土元素含量具有较高正相关性（R为0.70～0.83）;Al Fe Mn三角图解指示研究区的硅质岩为非热液成因。这些说明陆源物质是硅质岩形成的重要物源,结合硅质岩中含有大量的硅质生物（放射虫和海绵骨针等）的事实,我们认为研究区硅质岩是在生物作用为主,并有大量物源物质和少量热液物质（可能与大断裂导致的玄武岩喷发有关）和火山物质混入的条件下形成的。Ce/Ce*、(La/Yb)Shale、(La/Ce)Shale和∑REE与细粒沉积物沉积环境的关系以及(La/Ce)Shale—Al2O3/(Al2O3 +Fe2O3)图解等说明研究区硅质岩沉积环境为大陆边缘的中下部。Th/U和Ceanom指示了硅质岩形成于氧化环境。      

Provincial variation of carbon emissions from bituminous coal: influence of inertinite and other factors

We observe a 1.3 kg C/net GJ variation of carbon emissions due to inertinite abundance in some commercially available bituminous coal. An additional 0.9 kg C/net GJ variation of carbon emissions is expected due to the extent of coalification through the bituminous rank stages. Each percentage of sulfur in bituminous coal reduces carbon emissions by about 0.08 kg C/net GJ. Other factors, such as mineral content, liptinite abundance and individual macerals, also influence carbon emissions, but their quantitative effect is less certain.The large range of carbon emissions within the bituminous rank class suggests that rank-specific carbon emission factors are provincial rather than global. Although carbon emission factors that better account for this provincial variation might be calculated, we show that the data used for this calculation may vary according to the methods used to sample and analyze coal. Provincial variation of carbon emissions and the use of different coal sampling and analytical methods complicate the verification of national greenhouse gas inventories.     

中国的温室气体排放、减排措施与对策*

根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》,1994年中国温室气体排放总量约为3650×10⁶t的CO₂当量,其中CO₂,CH₄和N₂O分别占73.1 ％ ,19.7 ％ 和7.2 ％ 。CO₂排放主要来自能源活动,CH₄排放主要来自农业活动和能源活动,N₂O排放主要来自农业活动。在过去的20余年里,中国为减缓全球温室气体排放的增长速度做出了重要的贡献。对文献资料和大量研究结果的分析表明,中国可通过采取相关措施和制订相应政策进一步减少温室气体的排放。减少CO₂排放的主要措施和对策包括:调整能源结构(降低煤炭消费比例、适度提高天然气比例和发展核能);提高能源生产、转化、分配和使用过程中的效率;开发利用水能、风能、太阳能和生物能等可再生能源;通过植树造林,推广秸秆还田、平衡施肥和少(免)耕等增加陆地生态系统的碳吸收。减少CH₄排放的主要措施和对策包括:回收利用煤层气;改造生活垃圾填埋场地和筛选环境适应性强的CH₄氧化菌并接种于填埋场;改善反刍动物的营养成分;稻田合理灌溉、提高水稻的收获指数、选育和种植CH₄排放低的水稻品种等。减少农田N₂O排放的主要措施和对策包括:提高氮肥利用率;推广施用长效肥和控释肥;施用生物抑制剂和实施微生物工程等。     

柴达木盆地天然气的碳同位素地球化学特征及成因分析

依据天然气碳同位素中δ13C1、δ13C2、δ13C3的组成与划分标准，将柴达木盆地天然气划分为煤型气、裂解气、油型气与生物气四种类型，通过对天然气同位素中的δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13C3-δ13C2值的差异分析以及与对应的烃源岩干酪根碳同位素进行对比分析，探讨了柴达木盆地不同地区天然气的成因以及影响因素，这对于探索柴达木盆地的成气规律以及在不同地区天然气勘探的目标选择都有着现实意义。     

中国农田的温室气体排放

中国是一个农业大国,拥有约1.33百万平方公里的农田。这些田地的种植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施不仅长期改变着农田生态系统中的化学元素循环,而且给全球气候变化带来影响。农业生态系统对全球变化的影响主要是通过改变3种温室气体,即二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N₂O)在土壤-大气界面的交换而实现的。为了分析多种因素(如气候、土壤质地、农作物品种及各种农田经营管理措施等)对农业土壤释放CO_22222222     

准噶尔盆地石炭-二叠系方解石脉的碳、氧、锶同位素组成与含油气流体运移

在准噶尔盆地当前油气勘探的重点目标区西北缘和腹部地区,油气主要源于深部石炭系—二叠系。通过对其中的典型水岩反应产物,即裂隙方解石脉进行碳、氧、锶同位素组成分析,尝试讨论了油源流体运移的基本特征。实验结果表明,25件方解石脉样品的δ13CPDB位于－21.5‰~ 5.2‰之间,δ18OPDB(δ18OSMOW)在－8.1‰～－22.3‰(22.6‰~ 6.9‰)之间;20个87Sr/86Sr比值分布在0.703 896～0.706 423之间。据此,结合样品地质产状和区域地质背景,提出本区含油气流体在运移过程中伴随着深部热流体的影响,它们在流经石炭—二叠系时,对火山岩层的溶蚀使得流体岩石相互作用产物,即方解石脉的同位素组成反映出火山岩地层的地球化学标记。该认识表明,在今后的区域储层成岩演化和油气运移研究工作中,应充分考虑这类深部热流体作用的影响。     

四川盆地东北部三叠系飞仙关组硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响

四川盆地东北部三叠系飞仙关组存在广泛的硫酸盐还原作用,同时地层中也存在锶含量异常高的成岩流体。研究表明:热化学硫酸盐还原作用（TSR）和（或）细菌硫酸盐还原作用（BSR）造成的SO42-离子的消耗对成岩孔隙流体中SrSO4溶解度的改变是三叠系中高Sr成岩流体的形成机制之一,该机制使得孔隙流体从白云石化作用和碳酸盐矿物的新生变形作用中获得的Sr在流体中以高浓度的Sr2+形式存在,并使之在流体中极度富集,这也是四川盆地东北部三叠系中大型和超大型天青石矿床的形成机制之一。H2S和CO2是硫酸盐还原作用的重要产物,不同温度条件下溶于水中的H2S和CO2,与不溶于水的气体分子之间的平衡反应H2S（aq）H2S(g)和CO2(aq)CO2(g)的平衡常数和吉布斯自由能增量计算表明,当温度从25℃升高至220℃时,两个反应的平衡常数分别大致从10增至240和从20增至500,两个反应的平衡常数都始终大于1,说明H2S和CO2更趋向于以气体形式存在,同时温度越高,系统中以气体形式存在的H2S和CO2会越多,溶解于水中的H2S和CO2会越少,因而在深埋藏的高温条件下,H2S和CO2对碳酸盐矿物的溶解能力可能相对很小。相对低温的成岩环境、高温流体的向上和侧向运移、构造抬升、富氧流体与含有H2S流体的混合以及金属硫化物的沉淀是提高含H2S和（或）CO2流体对碳酸盐矿物溶解能力的五个途径。因此,与较早成岩阶段相对浅埋藏环境的碳酸盐溶解作用有关的H2S和CO2流体可能与细菌硫酸盐还原作用（BSR）关系更为密切;断层或其它流体运移通道是高温含有H2S和CO2流体向上运移的基础条件,具有原生孔隙度和渗透率的礁、滩相高能沉积物也是流体发生侧向运移的先决条件;大幅度的构造抬升造成的地层温度降低是提高含H2S和（或）CO2地层流体对碳酸盐矿物溶解能力的重要因素,地壳抬升至近地表造成的古喀斯特作用也可以为H2S的氧化提供良好的地质环境。在有关的勘探中应注意:在断层等流体运移通道造成高温含H2S和CO2流体向上运移的条件下,与之有关的构造低点应该是主要的勘探目标;在燕山运动导致的地层抬升并导致深部热流体降温的条件下,与之有关的构造高点应该是主要的勘探目标,应分别对待。