青藏高原水体碳源汇过程的重新认知与挑战

陆地-大气和陆地-水体的碳输送与碳交换共同决定了陆地生态系统的碳平衡,但长期以来青藏高原水体由于缺乏有效的观测数据,导致青藏高原水体一直是全球碳循环研究中被忽视的碳汇功能区。本研究聚焦青藏高原水体,重新认知水体碳侵蚀与碳沉积对青藏高原固碳的重要作用,系统分析河湖库-大气间的碳运移与交换时空格局与驱动机制。通过归纳总结发现:(1)青藏高原河流岩石风化速率以及CO₂消耗速率较高,强烈的侵蚀作用对地球系统吸收和平衡CO₂浓度起着重要的调控作用;(2)青藏高原湖泊是内陆生态系统的重要碳库,12 ka以来湖泊沉积物碳储量约为73 kg C/m²;(3)青藏高原湖泊浮游植物和水生植物影响内陆水体C沉积,年均初级生产力达(553±36) mg C/(m²·d)。(4)青藏高原湖泊目前为“碳源”,碳排放量约为2.27 Tg C/a。此外,本文还阐明青藏高原水体碳源汇过程评估的不确定性,以及从方法学角度分析如何加强其水体的碳循环研究,厘清全球变化下青藏高原水体的碳源汇机制,并展望了青藏高原水体碳源汇功能未来研究所面临...     

实施海洋负排放践行碳中和战略

碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途径.文章提出海洋负排放相关的八个基本路径,包括陆海统筹减排增汇、海洋缺氧酸化环境减排增汇、滨海湿地减排增汇、养殖环境减排增汇、珊瑚礁生态系统减排增汇、海洋地质碳封存、海洋碳汇核查技术体系,以及海洋碳汇交易体系和量化生态补偿机制等;旨在抛砖引玉,引发研讨、推动...     

核磁共振技术在二氧化碳地质封存与利用中的应用研究前景综述

二氧化碳地质封存与利用是推动“碳达峰、碳中和”的关键技术之一,研究CO₂注入-运移-封存全过程储层孔隙率、渗透率、饱和度、孔隙结构及岩石力学参数的变化规律是监测CO₂地质封存状态和泄露风险的核心工作.以分析核磁共振技术在研究孔隙结构、CO₂运移特征及岩石力学参数变化的应用现状和发展趋势为目标,在简要介绍核磁共振仪器设备和应用领域基础上,分析核磁共振技术在CO₂地质封存与利用中的应用现状和发展方向.分析表明：核磁共振技术在致密油、页岩气等非常规油气资源开发中应用广泛,在表征储层物性、饱和度和三维孔隙结构方面优势明显.目前,利用核磁共振技术研究原位CO₂封存条件下岩心动态参数成果较少,无论是CO₂驱油还是CO₂置换CH₄,均通过测量氢核的核磁共振特征或核磁成像特征来反推CO₂分布状态;在CO₂-EOR、CCS先导性实验中,时移测井资料十分有限,制约了原位CO₂     

未来50与100 a青藏高原多年冻土变化情景预测

政府间气候变化委员会(IPCC)估计, 21世纪全球平均气温将增加1.4~5.8℃. 据预测未来50 a青藏高原气温可能上升2.2~2.6℃. 在建立冻土数值预测模型的基础上, 计算了在两种气温年升温率情景下青藏高原多年冻土自然平均状态50和100 a后可能发生的变化. 预测结果表明, 气候年增温0.02℃情形下, 50 a后多年冻土面积比现在缩小约8.8%, 年平均地温T_cp>−0.11℃的高温冻土地带将退化, 100 a后, 冻土面积减少13.4%, T_cp > −0.5℃的区域可能发生退化; 如果升温率为0.052℃/a, 青藏高原在未来50 a后退化13.5%, 100 a后退化达46%, T_cp>−2℃的区域均可能退化成季节冻土甚至非冻土. 预测结果对青藏高原寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义.     

头颈CTA达峰时间相关因素的分析研究

目的：探讨影响头颈CTA达峰时间的相关因素。方法：前瞻性随机收集120例头颈CTA被检者基础信和小剂量团注时的对比剂注射参数,在颈4/5水平采用小剂量团注法获取头颈CTA达峰时间,利用多元回归数学方法分析影响达峰时间的相关因素。结果：女性被检者的达峰时间比男性被检者快,性别间有显著差异;达峰时间与年龄、身高和心率有显著差异,并呈一定的线性关系,其斜率分别为0.043、0.101和-0.086,它们是影响头颈CTA达峰时间的主要因素;体重与达峰时间有显著性差异,但多元回归分析它不是主要因素;收缩压和舒张压与达峰时间无显著差异;小剂量团注的对比剂参数虽然对达峰时间有一定影响,但差异并不显著。结论：影响头颈CTA达峰时间的主要因素为被检者的性别、年龄、身高和心率,且与达峰时间呈一定的线性关系。利用这一特定关系,可为优化临床头颈CTA扫描方案提供一定依据。     

青藏高原达则错近1000年来生态系统变化及可能机制

在全球变化的背景下,厘清湖泊生态系统对气候环境以及人类活动的响应机制对制定社会的适应政策非常重要.目前的研究手段如现场观测和围隔实验等可以很好地揭示湖泊生态系统在有观测记录以来的演替和变化过程,但是不能提供历史时期湖泊生态系统的变化及其对气候环境变化和人类活动的响应.古湖沼学可以为探讨湖泊生态系统的长期变化及其对气候环...     

土地利用与覆被变化对巢湖湖滨带土壤有机碳组分及酶活性的影响

为了揭示湖滨带土地利用与覆被改变对土壤有机碳库及生态功能的影响,本文选取了巢湖湖滨带（北岸）9个典型样方,分析和比较了表层（0~30 cm）土壤有机碳组分特征以及相关酶的活性.结果表明,巢湖湖滨带不同采样点土壤总有机碳（TOC）含量变化范围为2.88~11.2 g/kg,平均含量为9.12 g/kg,其中原生芦苇（Phragmites australis）湿地土壤TOC含量最高（11.2 g/kg）,而芦苇群落消失后形成的荒滩土壤TOC含量最低,仅为2.88 g/kg.表征湖滨带湿地缓冲性能的土壤阳离子交换量（CEC）也以原生芦苇湿地土壤为最高,并与TOC含量呈现明显正相关.湖滨带表层土壤溶解性有机碳（DOC）和易氧化有机碳（EOC）含量变化范围分别为150~370 mg/kg和1.7~5.2 g/kg,其变化幅度明显高于TOC,其中DOC含量各采样点差异最为显著.除多酚氧化酶外,次生水柳林（Homonoia riparia Lour.）表层土壤几种酶的活性较原生芦苇湿地土壤皆有所上升,特别是蔗糖酶活性增加幅度最为明显.受人类活动干扰较大的湖滨绿地公园和人工草滩土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶酶活性普遍显著低于原生芦苇湿地.除多酚氧化酶外,土壤中几种酶活性与土壤有机碳组分EOC和DOC含量均呈现显著的正相关,其中蔗糖酶活性与DOC含量之间相关系数最高（r=0.907）,其相关性均达到极显著水平.土壤溶解性有机碳和蔗糖酶可以作为表征因土地利用与覆被变化导致湖滨带湿地退化以及生态恢复效果的敏感性指标.     

气候持续变暖条件下青藏高原多年冻土变化趋势数值模拟

应用数值方法模拟了气候持续以0.04℃/a速度变暖条件下,我国青藏高原多年冻土热状况可能发生的变化趋势,计算结果表明,在计算所假设条件下,当初始地面年平均温度为0.0,-0.5,-1.5,-2.5,-3.5和-4.5℃时,14m深度上的年平均地温分别为-0.11,-0.59,-1.52,-2.45,-3.21和-4.32℃,多年冻土厚度为16.8,29.0,54.1,79.7,112.1和131.0m时,经50a的环境持续升温后,14m深度上的年平均地温分别升高为0.0,0.0,-0.36,-1.23,-2.16和-3.07℃;初始年平均地面温度高于-1.112的多年冻土由衔接型变为不衔接型,低于-1.1℃时,多年冻土上限分别由初始的1.8,1.6,1.4,和1.2m增大为2.2,2.0,1.8,1.6m,且多年冻土厚度不发生大的变化。所以,如果未来气侯以文中的速度或低于该速度变暖,50a内我国青藏高原多年冻土分布将不会发生大的明显变化。     

青藏高原湖泊古今变化的遥感分析—以达则错为例

青藏高原湖泊受人类活动干扰较少,主要受气候变化导致的冰川融化和蒸发的影响,是气候变化直观敏感的反映区。因此,研究青藏高原湖泊变化对区域以至全球气候、环境变化的研究具有深远意义。本文在遥感影像的基础上发展了综合指数计算与空间分异的现存湖迭代提取方法,对影像数据上的湖泊进行动态监测;并结合DEM数据发展了半自动化的古岸线提取方法,进而分析古湖泊的变化,二者相结合直观全面地反映出了青藏高原湖泊的古今变化情况。并以达则错湖为例进行提取,分析了其近25年以来以及大湖期以来的缩减情况     

青藏高原草地群落植物碳同位素组成与海拔梯度的关系

采用生物量加权法和直接测定法获得群落水平叶片和根系碳同位素组成(δ13C),进而探讨群落水平叶片和根系δ13C特征以及它们的海拔趋势,并调查叶片δ13C对随海拔变化的环境因子的响应,以确定影响叶片δ13C海拔趋势的主要驱动因子.研究发现,高寒草原植物叶片δ13C显著高于高寒草甸和温性草原;高寒草甸植物叶片的δ13C显著低于根系;整体上,叶片δ13C以0.60‰km–1的变化率随海拔升高而增大,这低于在物种水平上得到的变化率,而根系δ13C与海拔无相关关系.大气压强是引起叶片δ13C随海拔变化的主要驱动因素,降水和温度的影响较小.     

1950年以来青藏高原兹格塘错碳酸盐稳定碳同位素变化及其原因

兹格塘错是青藏高原中部一个典型的半混合型咸水湖泊。本文在~(210)Pb和~(137)Cs定年的基础上,研究了兹格塘错重力岩芯(ZGTC A-1)小于38.5μm细颗粒组分碳酸盐稳定碳同位素1950年以来的变化及其影响因素。对冬夏季湖水水化学特征的分析表明,夏季湖水溶解CO_2呈逸出状态,冬季湖水钙离子浓度是夏季湖水的10倍,据此可以得出兹格塘错碳酸盐矿物主要在夏季沉淀。通过与那曲气象站气象记录对比发现,1950年以来A-1岩芯碳酸盐碳同位素变化与年均温度有很好的相关性,表现出年均温度高时碳同位素偏重,而年均温度低时碳同位素偏轻的特征。兹格塘错1950年以来自生碳酸盐碳同位素的变化是由湖区及水体碳循环(如碳酸盐沉淀,有机质的沉淀与分解,有机碳和无机碳的转化等)的变化引起的,但各种因素的相互作用非常复杂。碳酸盐含量也与温度有关,温度越高,碳酸盐含量越高,同时降水量与碳酸盐含量也存在明显的相关关系。1950年以来有机质含量与温度呈反相关,可能与湖泊生产力的下降有关。     

可可西里库赛湖揭示的青藏高原北部近4000年来的干湿变化

通过青藏高原北部可可西里库赛湖KS-2006孔(深637cm)沉积岩芯总有机碳、总氮含量及沉积物粒度变化的研究,恢复了该地区近4000年来的干湿变化历史.结果表明,该地区近4000年来经历了显著的干湿变化,干旱时段出现在3900-3590cal aBP、3320-2630cal aBP、1720-1420cal aBP及1100-840cal aBP期间:湿润时段出现在3590-3320cal aBP、2630-1720cal aBP、1420-1100cal aBP以及840cal aBP之后小冰期有效降水升高的相对湿润时期.区域对比分析表明库赛湖地区近4000年来的干湿变化受亚洲季风影响;同时,该地区存在明显的中世纪暖期及小冰期的三次降温事件记录.     

西藏纳木错及其入湖河流溶解有机碳和总氮浓度的季节变化

为深入理解纳木错湖水及入湖河流中溶解有机碳（DOC）和总氮（TN）浓度的季节变化特征及其影响因素,于2012-2013年不同季节对纳木错2个站点及流域内21条主要入湖河流进行采样及分析,采用统计学方法初步探讨纳木错水体和21条河流DOC和TN浓度季节变化特征.结果表明,河流DOC平均浓度范围为0.763~1.537 mg/L,TN平均浓度范围为0.179~0.387 mg/L.21条入湖河流DOC浓度在春末夏初和夏季达到高值,冬季为低值,TN浓度季节变化趋势大体上与DOC浓度相反.湖泊水体DOC和TN浓度范围分别为2.42~8.08和0.237~0.517 mg/L,明显分别高于河水中的浓度.湖泊DOC浓度季节变化趋势与河流一致,而TN浓度无明显的季节性变化.河水DOC浓度的季节变化和空间差异受控于河流的补给方式,湖水DOC浓度受湖泊内部藻类等水生植物活动和河流外源输入的影响.DOC等有机质的分解是影响纳木错流域湖水和河水TN浓度的重要原因.