辨析“气候变暖”

近年来人们对＂气候变暖＂及其机制的争论达到了前所未有的程度,这可能是因为气候变化不再是单纯研究大气变化规律的科学,而变成一门与＂减排方案＂和＂征收碳税＂有关的政治与经济问题相联系,与国家经济利益有关的崭新课题.＂气候变暖＂既与利益有关,就会难免偏离公正,偏离纯理论科学.本研究对国内外＂气候变暖＂最新动态进行回顾分析,得出以下认识和结论.1）过去百年城市发展,极大地影响了器测温度数据,如果没有对＂热岛效应＂进行矫正,无疑高估了过去百年全球升温的幅度;2）过去百年全球有所变暖是事实,但不同学者增温估算不一致.不仅升温幅度不确定,而且人类和自然因素对升温贡献各占多少也不确定;如果考虑到城市发展对增温估算的影响,过去百年增温应当比0.4℃更低,远没有达到历史上次级波动的变化范围.3）尽管过去百年地球有所变暖,但在万年轨道尺度上,现在地球处于变冷的大趋势过程中.对现在气候变暖更合理解释,是属于变冷大趋势中的次级变暖波动;4）不论过去还是现在,大气CO2浓度变化总是落后于温度变化,即总是温度驱动着CO2变化,而不是CO2浓度驱动地球增温.     

排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环的影响概述

湿地仅占全球陆地表面很小的一部分,却是全球陆地生态系统的碳汇,在全球碳循环中发挥着重要的作用。湿地排水后,地表水位下降,湿地土壤有氧层增加,CO2排放速率增加,CH4排放速率减少,进而影响湿地生态系统的碳汇功能。综述了当前国内外有关湿地排水对土壤CO2和CH4温室气体和土壤有机碳储量影响的研究进展,研究表明:森林湿地选择适当择伐可能有利于减缓大气温室气体(CO2和CH4)的排放。这将为我国基层林业局湿地恢复和碳管理,以及湿地经营提供参考价值。     

苏州湿地碳汇计量方法学研究

增强陆地生态系统碳汇功能是减缓全球变暖和大气CO₂浓度升高的有效方法,也是我国实现“碳中和”目标的重要途径。苏州是中国典型的水网地区,孕育了丰富多样的湿地类型。文中就苏州湿地碳汇计量展开研究,总结了国内外湿地碳汇计量方法学,按照适用范围将湿地碳汇核算标准分为3大类。根据苏州湿地特点选择了合适的湿地碳汇计量方法,并对苏州湿地碳汇效益进行了初步评估。结果表明：2020年苏州湿地碳汇效益为6.3亿元,较2011年增长10.3倍,近10年呈逐年增加趋势,苏州湿地碳汇效益增加,苏州市湿地碳汇治理效果显著。建议进一步细化湿地碳库的科学计量,开展生态碳汇产品价值转化工作,助力苏州湿地碳汇的高效利用。     

人类活动地全球碳循环的影响

工业革命前，碳循环是碳在大气、海洋和陆地生态系统间的流动。工业革命以来，化石燃料的使用使贮存于地质碳库中的碳参与短期碳循环，因森林和草原开垦等土地利用增加的CO2排放量加重了大气的负担；另一方面造林和再造林形成CO2汇。大气CO2增加导致的气候变化反馈过程影响碳循环。文中提出从控制人类活动入手平衡全球碳循环的收支。     

过去陆地生态系统碳储量估算研究

准确估算陆地生态系统碳储量并认识其空间分布和时间演变规律是碳循环研究的关键 问题。本文回顾了全球与中国陆地生态系统在碳储量估算研究方面的若干进展, 包括基于各种方 法和资料的主要估算结果及其尚存在的不确定性。重点评述了末次盛冰期和中全新世两个时期 陆地生态系统碳储量的变化及其影响因素, 对8.2kaB.P.以来全球大气CO₂ 浓度呈现升高的现象 及其可能原因进行了讨论。全新世中晚期全球大气CO₂ 浓度逐渐升高与旧大陆地区陆地生态系 统碳储量减少的事实是一致的, 新石器时期特别是农业文明开始以后人类活动对陆地植被的持 续干预可能是造成陆地生态系统碳储量减少的原因之一。     

大气CO2浓度变化与全球气候变化关系初步探讨

2007年IPCC公布的第四次评估报告AR4指出：过去50a观测到的地球平均温度升高很可能（90％以上）是由人类活动引起的,其中主要是人类活动引起的温室气体排放的增加．而地质气候记录证明,早在人类排放能够影响大气以前的CO2浓度变化均不同程度地滞后于气温变化．地质时期CO2浓度的波动是跟随气候变化而变化,是被大气温度驱动的结果,而非相反的CO,驱动温度变化．将现在全球变暖完全归因于人类排放CO2的增加,无法解释1940-1978年的降温事件．通过更长尺度的对比研究可以发现,现在气候是处于全新世变干变冷的大趋势之中,即使现在全球略有变暖,也只是处于变干变冷大趋势中的次级变暖波动．将近代全球气候变暖片面夸大归因于人类活动排放温室气体,而忽略了自然因素的贡献,其依据显得缺乏科学说服力,其做法不免有些令人担忧．     

基于GOSAT数据集的全球碳通量分析

利用GOSAT全球CO2通量数据集,对2009年6月至2010年5月期间的陆地生态系统地表碳通量(Biosphere flux,简称"陆表碳通量")数据进行分析,主要结论如下:1)全球植被覆盖区总体表现为碳汇(-0.83PgCyr-1),在各种植被类型中,农田和森林表现为强碳汇,碳汇量分别为-0.30PgCyr-1和-0.62PgCyr-1,低纬度的稀树草原表现为强碳源,碳源量为0.31PgCyr-1;2)北半球植被覆盖区的陆表碳通量显示了明显的季节变化规律,6月份生态系统碳吸收量最大,约为-2.08PgCmonth-1,而南半球的季节变化规律与北半球相反,表现为1月份生态系统碳吸收量最大,约为-0.37PgCmonth-1;3)北半球各纬度带的通量变化幅度大于南半球;4)北美洲、亚洲和南美洲表现为碳汇,非洲和澳大利亚表现为碳源。基于GOSAT数据集的分析结果与以往的研究结果基本一致,该数据集由GOSAT全球碳循环一体化模拟系统中的陆地生态系统模型(VISIT)反演而来,尽管该模型已经过优化,但也存在不确定性。     

大气CO_2变化与气候

在地质历史时期,地球的气候不断在变化,全球大气CO2浓度也在变化,二者之间是否存在一种响应—反馈作用,目前存在争议较大.本研究从地质时间尺度、千年以来和现代气候变化3个角度进行介绍,认为全球气候变化是多重时间尺度变化规律的叠加,从长时间尺度来看,全球平均温度和大气CO2水平均表现出整体降低的趋势.地质历史时期存在多次大气CO2浓度升高的时期,有时甚至可达现在大气CO2水平的十几倍.气候变化与大气CO2的关系非常复杂,高CO2时期并不全部对应于高温时期.千年以来的气候变化在全球各大洲均有温暖时期的出现,并且很多地方的重建结果表明中世纪暖期的全球平均温度要比现代的全球平均温度还高.但这一区间的温度变化和大气CO2水平在1850年之前没有明显的相关性.近百年的气候观测资料表明全球平均温度上升了0.74℃,但对于这种上升的理解目前还存在较大争议.是否确实是由于人类活动（主要是工业革命以来）导致了全球CO2水平增高,进而导致全球变暖,需要更多的证据来验证.     

土壤增温及降雨隔离对杉木幼林林下植被生物量的影响

据IPCC（2007）预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1-6.4℃,气候变暖导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,降雨量、降雨强度和降雨格局改变,高纬度地区降雨增加而亚热带地区降雨将减少。温度和水分是驱动生态系统过程最关键的2个因素,全球变暖及降雨格局的改变将显著影响陆地生态系统的结构与功能。森林生态系统作为陆地生态系统的一个重要组成部分,其林下植被在维持森林生态系统多样性、生态功能稳定性、森林生态系统营养元素的积累和循环、水土涵养、持续生态系统生产力以及森林演替和发展、森林碳汇储量等方面具有独特的功能和作用.     

北极地区碳循环研究意义和展望

全球变暖引发了北极地区的快速变化。北极地区苔原冻土带退化、海冰面积退缩和厚度变薄将使北极生态系发生重要变化 ,因而引起碳的生物地球化学循环过程变异。为精确评估北极地区对人为大气CO2 的吸收通量 ,围绕北极苔原、边缘海和极区海域的碳循环研究引起了重视。调查表明 ,北冰洋和亚北冰洋海冰区是海洋吸收大气CO2 的重要汇区 ,北冰洋具有吸收大气CO2 约 1×GtC/a的能力 ,北冰洋夏季冰缘区的长光照和高生产力促进了对大气CO2 的吸收能力 ,北冰洋深水环流和通风作用也有利于表层碳向深水转移。最近有些调查表明 ,如温度继续升高 ,北极苔原有可能从碳汇转变成大气碳源。国际上正加强北极地区碳循环研究的规划和计划 ,企图通过改进现场调查观测手段以及研究方法 ,来定量研究和模式预测变化中北极地区的碳汇潜力及其对地球气候的影响。     

Carbon cycle in the Arctic terrestrial ecosystems in relation to the global warming

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎａｌｏｎｇｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｇｌｏｂｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ,ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｓｃｉｌａｔｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎ...     

中美俄加陆域碳汇对人为增温的消减贡献

作为主要的气候强迫因子,CO2与人类活动密切相关,但很多研究往往忽视了陆地生态系统碳汇对人为排放CO2增温的消减作用.俄罗斯、加拿大、中国和美国是世界上地域面积最大、且社会经济处于不同发展阶段的4个国家,将短时期内CO2排放所引起的辐射强迫进行量化分析,对于评估人为和自然因素对气候的影响非常重要.本文基于CO2同化数据...     

Carbon neutrality and mitigating contribution of terrestrial carbon sink on anthropogenic climate warming in China,the United States,Russia and Canada

Carbon dioxide(CO_2) is a major climate forcing factor, closely related to human activities. Quantifying the contribution of CO_2 emissions to the global radiative forcing(RF) is therefore important to evaluate climate effects caused by anthropogenic and natural factors. China, the United States(USA), Russia and Canada are the largest countries by land area, at different levels of socio-economic development. In this study, we used data from the CarbonTracker CO_2 assimilation model(CT2017 data set) to analyze anthropogenic CO_2 emissions and terrestrial ecosystem carbon sinks from 2000 to 2016. We derived net RF contributions and showed that anthropogenic CO_2 emissions had increased significantly from 2000 to 2016, at a rate of 0.125 PgC yr~(-1). Over the same period, carbon uptake by terrestrial ecosystems increased at a rate of 0.003 PgC yr~(-1). Anthropogenic CO_2 emissions in China and USA accounted for 87.19% of the total, while Russian terrestrial ecosystems were the largest carbon sink and absorbed 14.69 PgC. The resulting cooling effect was-0.013 W m~(-2) in 2016, representing an offset of-45.06% on climate warming induced by anthropogenic CO_2. This indicates that net climate warming would be significantly overestimated if terrestrial ecosystems were not included in RF budget analyses. In terms of cumulative effects, we analyzed RFs using reference atmospheres of 1750, at the start of the Industrial Revolution, and 2000, the initial year of this study. Anthropogenic CO_2 emissions in the study area contributed by + 0.42 W m~(-2) and +0.32 W m~(-2) to the global RF, relative to CO_2 levels of 1750 and 2000, respectively. We also evaluated correlations between global mean atmospheric temperature and net, anthropogenic and natural RFs. We found that the combined(net) RF caused by CO_2 emissions accounted for 30.3% of global mean temperature variations in 2000–2016.     

CO2浓度升高对极端干旱区多枝柽柳叶片水分利用效率的影响

采用美国Li-COR公司生产的LI-6400便携式光合作用测量系统,在2008和2009年生长季节对极端干旱区额济纳绿洲多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)叶片的净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)随光照强度的变化.结果表明:胞间CO2浓度(Ci)随光照强度增强而减小...     

陆地生态系统土壤呼吸、氮矿化对气候变暖的响应

土壤呼吸和氮矿化对气候变暖的响应是影响陆地生态系统碳收支的主要因素之一,也是当前全球变化研究的主要内容之一。短期内温度升高能明显提高土壤呼吸速率,随着温度的进一步升高和升温时间的延长,土壤呼吸速率对温度升高的敏感性可能逐渐降低。由于土壤呼吸的温度敏感性与土壤水分含量、气候、植被、凋落物等多种因素有关,并随时间和空间的变化而变化,因此,用一个固定的Q10（土壤呼吸的温度敏感系数）来计算土壤呼吸对温度升高响应的量,会给研究结果带来很大的不确定性。生态系统对气候变暖的响应除了直接的反应外,还具有复杂的适应性。尽管模拟研究表明未来气候变暖将使土壤呼吸增加,但是有关土壤呼吸对气候变化适应性的试验数据比较少,对未来气候变化背景下土壤呼吸的模拟仍有很大的不确定性。气候变暖将促进土壤氮素的矿化速率,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且与土壤基质的质量与数量、土壤水分、升温持续的时间等有关,这使目前有关研究结果出现了很大的不确定性。针对上述研究中存在的问题,今后应统一土壤呼吸的测定方法,区分土壤呼吸各组分对温度升高的响应,在研究土壤呼吸和氮矿化对温度升高的响应时结合考虑其它因素能在一定程度上减少研究结果的不确定性。     

从增长率角度讨论现代温度与CO_2的关系

CO2温室效应导致全球变暖的观点尚有辩驳的余地.目前CO2是否为气候变化的驱动力还在争论之中.根据牛顿第二定律,讨论驱动力的变化应该从加速度也就是增长率的角度来深入.从增长率的角度来研究,可以发现CO2增长率（12月减1月）与温度增长率（年均温度之差）的波动节奏一致,但是温度的增长率没有明显的长期趋势,而CO2增长率长期持续升高,表明两者驱动力有些关联又有些区别.计算表明CO2在长期的地质历史时期以及短尺度的现代变化中都落后于温度的变化,它不是温度变化的驱动力而是产物.CO2的增长率的表现可以理解为自然和人为2种作用力的合力作用的结果,前者保证了它与温度的年际节奏一致,后者提供了长期趋势的变化.线性回归的结果表明,人类活动排放的CO2对大气的CO2的贡献率为48.4%.     

气候变化、火干扰与生态系统碳循环

 随着全球变暖的日益显著,气候变化及其影响越来越受到广泛关注。火干扰作为森林生态系统碳循环的一个重要组成部分,其干扰过程是对碳的再分配过程,因而对区域乃至全球的碳循环产生重要影响。气候变化、火干扰与生态系统碳循环三者之间存在因果循环关系,正确认识气候变化与火干扰的复杂关系及双向反馈作用,以及火干扰在生态系统碳循环中的作用,这对制定科学合理的火干扰管理策略,提高生态系统管理水平,减少碳排放,促进碳增汇,减缓全球变化速率均有重要意义。从两个方面阐述了气候变化、火干扰与生态系统碳循环之间的交互作用关系：气候变化与火干扰相互影响关系及双向反馈作用,分别从气候变化对火干扰的影响及火干扰对气候变化的影响两个方面阐述了两者之间的相互影响关系;火干扰与森林生态系统碳循环的交互作用,分别从火干扰对森林生态系统碳循环的影响及模型方法在模拟火干扰对森林生态系统碳循环影响中的应用两个方面论述火干扰对森林生态系统碳循环的影响及其定量评价模型方法。目前火干扰直接碳排放的模型方法比较完善,而间接影响碳循环的模型方法并不成熟,许多方法局限于定性描述,因此,应进一步探讨集成实地测量、遥感观测和模型模拟的跨尺度火干扰对碳循环的影响研究,注重尺度的转换问题。最后,提出了气候变暖背景下火干扰管理的路径选择,以及对今后的研究方向进行了展望。     

中国陆地自然植被碳量空间分布特征探讨

陆地生态系统在全球碳循环动力学中的作用受到越来越多的注意。目前中国森林覆盖率为1392% , 到本世纪末全国森林覆盖率将达到15% , 对全球碳平衡具有重要作用。但是,由于我国碳循环的基础研究比较落后,致使我国陆地生态系统的碳储量和净第一性生产力 （NPP） 碳量还没有被准确确定, 而且陆地生态系统的碳通量估计存在较大差异。     

遥感在土壤碳储量估算中的应用

土壤碳库是陆地生态系统碳库的主体,在全球碳平衡中具有重要作用。从20世纪70年代早期Landsat-MSS数据的使用开始,各种传感器的卫星多光谱测量开始广泛应用于土壤调查中。首先,分析了利用遥感方法估算土壤碳储量的可行性。之后,系统分析总结了国内外在土壤碳储量研究中的常用遥感方法,即遥感影像直接估算法、植被指数法和光谱测定分析法。最后,对遥感在土壤碳储量估算研究中的发展趋势做出展望。