“碳交易”密集上线,有助改善空气质量

正"碳交所"密集开市,开启中国碳市元年2013年11月26日上午,上海市碳排放交易在上海环境能源交易所开市。上海碳交易市场是全国强制碳市场之一。中国石化上海高桥分公司和上海石化共购买了申能集团6000吨碳配额,完成了基于配额的首笔碳排放权交易。2013年,是碳交易市场的第一年。国家发改委副主任解振华表示,上海碳排放权交易平台正式启动,不仅标志着我国碳排放权交易试点又取得了新进展,也再一次以实际行动表明中国积极应对气候变化的决心和行动不会改变。作为运用市场机制实现碳减排目标的重要手段,政府对碳排放企业实     

蓝藻水华衰亡对沉积物碳库有机碳组分的影响

湖泊沉积物碳库作为湖泊生态系统的重要组成部分,对湖泊碳循环起重要作用,而蓝藻水华衰亡过程对湖泊碳库稳定性影响研究较少本研究采集太湖蓝藻、湖水、沉积物样品,建立蓝藻水沉积物室内模拟实验系统,分析蓝藻水华衰亡过程中沉积物碳库易氧化有机碳(EOC)、惰性有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)的变化规律,探究蓝藻水华衰亡过程对湖泊碳库稳定性的影响结果表明,蓝藻水华衰亡前期(1～9天),ROC缓慢下降,EOC和LFOC快速下降,MBC有所增加;衰亡中期(10～45天),沉积物TOC和ROC含量升高;衰亡末期(46～63天),HFOC和ROC等稳定有机碳进入一个从缓慢分解逐渐趋于稳定的阶段周期性的蓝藻水华暴发、衰亡和湖泊稳定性有机碳的日渐累积,最终会对沉积物碳库有机碳组分及其稳定造成显著影响.     

中国新疆博斯腾湖现代碳库效应研究

碳库效应存在影响了¹⁴C测年的准确性,制约了沉积物在湖泊研究中的应用。本文研究位于典型西风环流带的新疆博斯腾湖现代碳库效应,结合同位素地球化学、水化学等方法,探讨了博斯腾湖碳库效应的影响机制。研究结果表明,博斯腾湖最大现代碳库年龄为3535年,最小为现代碳,集中在670~945年。而过去碳库效应集中在1033~2200年。深水区表现为碳库年龄较小且稳定;在入湖口碳库效应最大,富水生植物浅水区碳库效应最小。与过去碳库年龄相比较,现代碳库效应整体表现更为年轻。研究发现,博斯腾湖口受流域外源“死”碳影响,深水区受湖水与大气CO₂交换率差异影响,富水生植物浅水区可能受水生植物光合作用影响。此外,核爆效应也对博斯腾湖现代碳库效应产生了影响,可能导致最高约1000年的年代误差。利用深水区放射性碳比活度(pMC)平均值与大气碳比活度差值(~18%),得出深水区沉积物存在约846年现代碳库效应,再经核爆效应校正后得出博斯腾湖存在最高约1800年碳库效应。     

南沙海洋现代沉积物中单体醇化合物碳同位素研究

应用GC/C/IRMS碳同位素分析新技术,对南沙海洋现代沉积物中单体直链烷基酸和甾醇三甲基硅醚衍生物的碳同位素组成进行了测定,研究了醇化合物分子中3个硅烷试剂碳对醇化合物碳同位素的影响,以及单体直链烷基醇和甾醇碳同位素组成特征,进而从碳同位素方面探讨了它们的生物源问题.     

海洋微型生物碳泵储碳机制及气候效应

海洋中存在一个巨大的惰性溶解有机碳(RDOC)库,可与大气CO2碳量相媲美.两个碳库之间的交换势必影响气候变化.RDOC可在海洋中保存数千年,构成了海洋储碳的重要机制.探寻RDOC碳库形成机制是认识海洋如何储碳的关键.新近提出的"海洋微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump,MCP)"理论指出,海洋微型生物是RDOC碳库的主要贡献者.本文从MCP的主动机制和被动机制及其环境调控出发,论述了海洋RDOC的组成与生物来源,RDOC组分的微型生物代谢途径,病毒的裂解过程以及浮游动物活动对RDOC生产的贡献,不同类群微型生物有机碳代谢特征及其生物标记物与碳氢同位素表征,以及MCP的能量代谢特征与储碳效率,并结合MCP储碳的地史证据展望了MCP在增加海洋储碳能力方面的应用前景.     

土壤微生物碳泵储碳机制概论

土壤有机碳储量高于大气和陆地植被碳的总和,是一个巨大的陆地碳库.土壤碳库收支的微小波动势必影响区域碳通量和全球气候变化.土壤有机碳是土壤储碳机制的核心要素,探究土壤有机碳的组成、来源和稳定性机制是深入认识陆地碳汇功能和应对气候变化的关键.近年来提出的土壤微生物碳泵(microbial carbon pump,MCP)概念强调了土壤微生物同化合成产物是土壤稳定有机碳库的重要贡献者,其概念体系可以较好地阐释土壤有机碳的来源、形成与截获过程.本文以微生物介导的土壤有机碳转化过程为主线,详细阐述了土壤MCP介导的储碳机制及其影响因素,并展望了该机制驱动下可给予关注的代表性科学问题.     

地球的“空调”——森林

正2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和(简称"双碳"目标)是我国在应对气候变化方面向世界作出的庄严承诺,也是我国生态文明建设的内在要求。森林在应对气候变化方面具有特殊作用,提升森林固碳增汇能力是实现碳达峰和碳中和的重要途径,也是人与自然和谐发展的必然选择。我们在制定碳达峰、碳中和的路线图和时间表时,需要考虑森林在应对气候变化方面的特殊性,充分发挥森林固碳增汇作用。     

高寒草甸土壤组分碳氮含量及草甸退化对组分碳氮的影响

以青海省果洛州达日县原生高寒嵩草（Kobresia）草甸封育系统和重度退化草甸为对象,通过密度分组技术将每个土样分为2个组分：轻组和重组,分别分析每个组分的有机碳和全氮浓度,研究高寒原生嵩草草甸土壤密度组分碳氮数量和性质、检验高寒草甸退化对土壤轻组和重组中碳氮含量的相对影响程度;研究结果如下：（1）高寒嵩草草甸原生植被土壤表层重组和轻组的碳浓度分别为3.84%和28.63%,氮浓度分别为0.362%和1.192%,重组中C：N为10.60而轻组中的碳氮比为23.80;（2）从各组分中有机碳占全土有机碳的比例看,重组中的有机碳占明显优势;随土壤深度的增加,重组碳的比例由78.95%（0～10cm）上升到90.33%而轻组碳的比例由21.05%（0～10cm）下降到9.68%;（3）高寒草甸严重退化导致表层土总有机碳由47.47g·kg-1下降到17.63g·kg-1,其中重组碳含量由37.31g·kg-1下降到16.01g·kg-1,轻组碳含量由10.01g·kg-1下降到1.62g·kg-1,即按照土壤组分碳氮含量计算,重组碳流失了57%,轻组碳流失了84%;同时重组氮流失了43%,轻组氮流失了79%;（4）轻组中碳氮流失的主要原因不是由于草甸退化导致轻组本身碳氮浓度降低,而是由于土壤中轻组绝对数量降低导致的.重组中氮的流失远低于碳的流失,这可能暗示重组在保护氮的方式上与有机碳存在区别.     

三峡澎溪河高阳平湖碳通量初步分析及不确定性

为明确三峡水库支流澎溪河回水区的碳收支特征,以澎溪河高阳平湖水域为研究对象,建立了河道型水库主要路径碳收支估算方法,对高阳平湖从2011年9月至2012年8月一个完整水文周年内主要路径的碳通量进行了收支动态分析.结果表明,2011年9月至2012年8月,澎溪河高阳平湖水域河流输入的碳通量为133548.55 t C,输出的碳通量为125651.82 t C,水-气界面的扩散碳通量为762.56 t C,消落带土-气界面的扩散碳通量为123.74 t C,水中气泡的释放碳通量为0.38 t C,降水输入的碳通量为104.58 t C,全年高阳平湖水域碳的净积累量为7114.63 t C,宏观上呈现碳积累特征;澎溪河高阳平湖水域水体碳素总体上呈现出河道型水库特有的纵向输移特征.高阳平湖水域上游大量碳素的输入及其在高阳平湖水域的滞留可能会是该水域水-气界面温室气体释放的主要来源.尽管总体上高阳平湖全年呈现出碳积累的特点,但一些方法依然存在不确定性(水-气界面扩散碳通量和气泡释放碳通量的时空异质性等),需要更系统、更长期的工作予以验证或改进.     

深部碳循环及同位素示踪:回顾与展望

深部碳循环是全球碳循环中的重要组成部分,它指通过板块俯冲过程把大洋底部的碳酸盐岩带到地幔中,然后再通过火山作用以CO2气体形式释放到大气中.目前对于深部碳循环的研究仍处在一个起步阶段.其中一个很重要的科学问题是火山作用释放的CO2中与俯冲相关的碳和原始幔源碳的比例.传统碳同位素可以很好的区分有机碳和无机碳,但火山作用释放的CO2中,大约95%的与俯冲相关的碳和原始幔源碳均是无机碳,因此传统的碳同位素方法无法区分.近年来Ca和Mg同位素在示踪壳内物质循环方面的研究取得很大的进展,本文针对以上科学问题,总结了近年来对于深部碳存储总量、通量及存在形式,洋壳俯冲过程中碳的行为,含碳地幔的熔融,深入探讨了C,Ca和Mg同位素示踪深部碳循环的原理和途径,以及前人在C,Ca和Mg同位素示踪深部碳循环等方面的研究成果.     

海岸带蓝碳的科学概念、研究方法以及在生态恢复中的应用

海岸带蓝碳广义上指盐沼湿地、红树林和海草床等海岸带高等植物以及浮游植物、藻类和贝类生物等,在自身生长和微生物的共同作用下,将大气中的CO_2吸收、转化并长期保存到海岸带底泥中的这部分碳,以及其中一部分从海岸带向近海及大洋输出的有机碳.海岸带蓝碳单位面积的固碳能力远大于陆地碳库.盐沼湿地、红树林、海草床、渔业碳汇和微型生物碳泵等5类海岸带碳汇需要进一步研究其固碳机理和调控因子.海岸带蓝碳的定量研究方法包括碳收支的监测、模拟实验和模型研究.我们可以通过恢复、保护和增加这些碳汇来获取新增碳汇,从而得到碳积分,进而通过市场机制推动生态保护和恢复.针对全球应对气候变化的迫切需求以及中国固碳减排的承诺,我们应加强海岸带蓝碳的科学和政策研究.利用蓝碳原理,保护和恢复盐沼湿地、红树林、海草床,增进微型生物碳泵的储碳功能,并建设可持续性海洋牧场等重要海岸带生态系统.     

热带季节雨林碳通量年变化特征及影响因子初探

为深入分析西双版纳热带季节雨林碳通量年变化特征及其与各种因子的关系,通过西双版纳主要自然生态系统(热带季节雨林)2003～2004年林冠-大气间和近地层的碳通量以及不同覆盖状况下的地表碳通量(土壤呼吸)的长期观测,并结合植物光合作用、叶面积指数、凋落物和凋落物分解速率以及温度、辐射等常规气象的测定,对热带季节雨林碳通量的年变化特征及其影响因子进行了综合的分析与研究.结果表明热带季节雨林的碳通量表现出和其它热带雨林不同的特征,在干季(11～4月)的林冠-大气间碳通量为负值,森林生态系统呈现碳汇效应;而在雨季(5～10月)表现出较弱的碳源效应;森林生态系统碳通量具有明显的日变化特征,在白天呈现碳汇效应,而夜间为碳源效应,并且干季昼间碳通量较大;雨季较小;夜间则呈现相反趋势.林冠植物在昼间具有较强的光合作用,对昼间林冠-大气间碳通量有较大的贡献;林冠和植物林内低矮植物的光合速率均与林冠-大气间碳通量有显著的相关关系,而林内低矮植物的光合速率与林内近地层碳通量仅在于热季存在显著的相关关系.林内不同覆盖状态的地表碳通量具有明显的季节变化;林冠-大气间碳通量与地表碳通量同样具有较好的相关性,地表碳通量是导致热带季节雨林生态系统碳通量呈现特殊分布的主要因子;另外,林冠-大气间碳通量与凋落物量、凋落物分解速率、降水量、土壤含水率和土壤温度均表现出较好的相关性.初步的统计表明,西双版纳热带季节雨林林冠-大气间碳通量在不同季节呈现不同的汇/源效应,在总体上表现为一个较弱的碳汇.     

长白山高山冻原生态系统碳循环及与北极对比研究

探讨了长白山高山冻原生态系统的碳同化固定量、凋落物迁移量、冻原土壤生态系统的呼吸释放速率、有机碳库贮存量,并与北极进行了对比研究.结果证明:（1）长白山高山冻原植被生态系统目前年净储存有机碳2092t/a,总储存有机碳33457t;土壤库目前年均净储存有机碳1054t/a,总储存有机碳316203t,年均土壤呼吸速率为92.72/m2·a-1,是北极的 1.52倍;（2）白山高山冻原植被-土壤生态系统现已成为456081t的碳的储存库,其中,有机碳占76.7％,无机碳占23.3％.它是调节长白山小气候、维持长白山高山冻原植被类型、保护长白山冻原土壤、防治水土流失的巨大的屏障,同时对固定大气CO2起着巨大的汇作用.     

天山地震活动区地下水中碳同位素的初步研究

介绍了中国新疆维吾尔自治区地震局和乌兹别克斯坦共和国科学院地震研究所近 1 0年来地震科技合作在地下水碳同位素方面的基本研究成果。结合天山主要地震活动区 2 0 0余个水点的碳同位素观测资料 (其中乌鲁木齐地下水中碳同位素资料是第一次公布 ) ,分析了水中碳同位素的区域分布规律、来源及影响因素 ,探讨了碳同位素地震前兆异常的某些特征。     

1850年以来呼伦湖沉积物无机碳埋藏时空变化

湖泊沉积物碳埋藏及其驱动机制是陆地生态系统碳循环及全球变化研究的热点问题之一,但以往湖泊碳循环的研究大多局限于有机碳,较少考虑无机碳的地位和作用.我国干旱-半干旱地区湖泊众多、无机碳储量丰富,在区域碳循环过程中的作用日益突出,因此探讨这些地区湖泊沉积物无机碳埋藏变化对深入理解区域碳循环具有重要意义.本研究通过对内蒙古高原呼伦湖15个沉积岩芯样品无机碳含量(TIC)的测定,结合沉积岩芯210Pb、137Cs年代标尺,分析了1850年以来呼伦湖无机碳埋藏速率时空变化,并揭示了影响呼伦湖无机碳埋藏的主要因素.结果表明,1980s之前,呼伦湖无机碳含量总体维持在相对稳定的低值,1980s之后开始快速增加,且近百年来呼伦湖平均无机碳含量在不同湖区差异不显著.1850年以来呼伦湖无机碳埋藏速率变化范围约为7.10～74.29 g/(m2·a),平均值约为36.15 g/(m2·a),且大体上可分为3个阶段,即1900s以前相对稳定的低值阶段、1900s-1950s期间的快速增加阶段以及1950s以来的波动增加阶段,各阶段无机碳埋藏速率平均值分别约为10.40、26.29和41.00 g/(m2·a).空间上,呼伦湖无机碳埋藏速率整体表现为中部高、南北两端低的分布格局,这可能与湖心水动力条件相对稳定,有利于碳酸盐沉积有关.此外,呼伦湖无机碳埋藏速率与湖区温度变化呈显著正相关,而与周边人类活动影响关系不明显,表明在未来全球变暖背景下,呼伦湖无机碳埋藏速率将进一步增加,湖泊在区域碳循环中的作用将更加显著.     

基于多指标分析的博斯腾湖表层沉积物有机碳来源

通过有机碳稳定同位素(δ13Corg)、有机碳、氮含量及其比值(C∶N)的测定,结合已有的正构烷烃空间分布特征数据,对新疆博斯腾湖表层沉积物的有机碳来源进行综合研究.结果表明:博斯腾湖表层沉积物δ13Corg值在-26.7‰~-24.1‰之间波动,变幅较小;C∶N的波动范围为4.8~8.5,平均值约为7.4;正构烷烃的碳数分布范围为n C13~n C35,所有采样点样品的主峰碳以n C17和n C23为主.参考博斯腾湖文献调查资料,基于δ13Corg值、C∶N及正构烷烃等指标的空间分布状况,发现博斯腾湖表层沉积物中的有机碳主要来自湖泊内部浮游生物的残体;而不同湖区沉积物有机碳的内、外源贡献比例不同,其中陆源碎屑、挺水植物、沉水植物的贡献空间差异较大.博斯腾湖有机碳来源的空间差异主要表现在湖泊东部近岸水域表层沉积物有机碳主要为外源贡献,中心湖泊东部和西部浅水区表层沉积物有机碳由外源和内源共同贡献,而其余大部分水域表层沉积物有机碳则主要为内源贡献.     

利用ΔlogR技术计算柴达木盆地三湖地区第四系有机碳

利用ΔlogR技术计算有机碳是一种不同于传统地球化学测试得到的有机碳方法.该方法利用烃源岩有机碳含量在测井曲线(声波时差、电阻率)上的响应特征,建立测井解释模型,计算TOC的连续分布值,从而得到准确的有机碳含量,补充取心资料的不足.本文应用ΔlogR技术,结合实测数据,建立起三湖地区测井资料与有机碳含量之间的定量关系模型,然后利用该模型对三湖地区25口重点探井进行有机碳计算.结果表明:有机碳总体上数值含量偏低,平均值为0.33%;在纵向上,具有2个峰值,其中k5-k6峰值段是第四系最大湖泛期形成的沉积;在平面上,有机碳高值区位于台南-涩北构造以北和台吉乃尔与南陵丘以南区域,而南斜坡和涩南1井以东区域有机碳含量较低.本次研究获取了较为准确的烃源岩评价参数,最终得到该区第四系天然气资源量得到油田认可.     

南沙海区生物单体脂类碳同位素研究

应用GC-IRMS碳同位素分析技术, 对南沙海区典型生物的单体脂类碳同位素进行了测定. 饱和脂肪酸碳同位素δ ¹³C值分布在-25.6‰~-29.7‰之间, 其平均值在不同类型生物中为-26.4‰~-28.2‰, 差值仅为1.8‰. 不饱和脂肪酸具有较重的碳同位素组成, 与同碳数饱和脂肪酸的δ ¹³C值平均相差2.9‰~6.8‰. 正构烷烃碳同位素组成为-27.5‰~-29.7‰, 不同生物之间平均值极为接近, 为-28.6‰~-28.9‰. 饱和脂肪酸和正构烷烃平均δ ¹³C值只相差1.5‰, 表明它们具有相似的生物合成途径. 不同碳数脂类碳同位素δ ¹³C值差异大都在±2.0‰之间, 反映了它们经过碳链拉长的生物合成特征. 同时, 将这些生物单体脂类碳同位素与该海区沉积脂类的进行对比研究, 建立了生物与沉积脂类的碳同位素成因关系, 为脂类碳同位素应用研究提供了科学依据.     

海岸带蓝碳研究及其展望

海岸带蓝碳是海洋碳汇的重要组成部分,在应对全球气候变化中具有十分重要的作用.通过系统调研,综述了海岸带蓝碳的组成、碳通量及其影响因素.针对海岸带蓝碳组成,重点阐述了红树林、盐沼和海草床这三种海岸带地区最具固碳效率生态系统的有机碳捕获与埋藏特征.在此基础上,从海岸带地区的水-气、土-气、地下水(孔隙水)向上交换的垂直界面,以及河口-(潮滩)湿地-近海的陆海水平界面两个维度分析了海岸带系统中不同形态碳的交换、输送过程及其通量,探讨了海岸带碳库收支对全球碳循环的影响.同时,结合海岸带人类活动特点以及对气候变化的响应规律,提出当前中国海岸带地区的蓝碳和碳汇功能正在经受着新一轮沿海土地开发、流域筑坝建库、近海富营养化及海平面上升等系列复杂因素的剧烈作用.因此,要充分结合中国海岸带地区的自然与社会属性特点,以陆海统筹为指导,进一步深化海岸带蓝碳研究,提高对不同区域及海岸带类型的固碳效率、碳库总量和生物地球化学循环过程的认识,建立和完善固碳增汇技术体系,构建海岸带蓝碳系统的综合观测网络与管理平台,服务于中国海岸带地区的蓝碳保护和生态文明建设.     

The carbon calculation by △logR technology in Sanhu area of Qaidam basin

利用△logR技术计算有机碳是一种不同于传统地球化学测试得到的有机碳方法.该方法利用烃源岩有机碳含量在测井曲线(声波时差、电阻率)上的响应特征,建立测井解释模型,计算TOC的连续分布值,从而得到准确的有机碳含量,补充取心资料的不足.本文应用△logR技术,结合实测数据,建立起三湖地区测井资料与有机碳含量之间的定量关系模型,然后利用该模型对三湖地区25口重点探井进行有机碳计算.结果表明:有机碳总体上数值含量偏低,平均值为0.33％;在纵向上,具有2个峰值,其中k5-k6峰值段是第四系最大湖泛期形成的沉积;在平面上,有机碳高值区位于台南—涩北构造以北和台吉乃尔与南陵丘以南区域,而南斜坡和涩南1井以东区域有机碳含量较低.本次研究获取了较为准确的烃源岩评价参数,最终得到该区第四系天然气资源量得到油田认可.