土壤碳循环对大气环境及气候的影响

在人类进入工业革命前,碳循环是碳在大气、海洋和陆地生态系统间的流动。工业革命后,化石燃料的大量使用使得大气中的二氧化碳等温室气体含量急剧升高,温室作用随之加强,地球的温度也随之升高。随着这类现象的发生,“碳汇”也渐渐地进入到民众的视野。     

基于Web Service的地球系统碳循环建模框架研究

在分析了现有地球系统碳循环模型后,提出了基于Web Services的建模框架方案。定义了地球系统碳循环建模框架的体系结构,设计了地球系统碳循环模型服务的元数据。最后,构建了地球系统碳循环模型服务耦合与兼容性校验方式。实验表明,基于Web Services的地球系统碳循环建模框架可以实现网络环境下异构碳循环模型服务的集成建模。     

河流"呼吸"作用及其性质研究的综述及展望

河流是联系地球系统各大碳库的纽带,其碳行为是解析地球系统碳循环的重要环节.作为流域系统的重要"呼吸"窗口,河流 "呼吸"作用的特征依赖于河道水-气界面体系中各种理化性状和反应条件以及流域系统内的各种自然环境特征,反映了流域有机质在河道系统中贮存、分解、转化规律.影响河流"呼吸"作用的直接因子有河道水体的温度、总碱度、pH值及其水动力条件和周围大气的风速、温度、湿度和大气的CO2分压等,而上述直接因子与流域的地理位置、形状、海拔高度、下垫面状况等相关.河流"呼吸"作用由于受上述影响因子的综合作用表现出很强的地域性和季节性.河流"呼吸"作用研究的发展方向应致力于在解决"大气碳源汇平衡"和"失踪的陆源碳"两个科学问题上有所作为.     

全球海洋碳循环模式MOM4_L40对碳和营养物自然分布的模拟

本文介绍了国家气候中心发展的一个全球海洋碳循环环流模式,并分析评估了该模式的基本性能.该模式是在美国地球物理流体动力学实验室(GFDL,Geophysical Fluid Dynamics Laboratory)的全球海洋环流模式MOM4(Modular Ocean Model Version 4)基础上发展的一个垂直方向40层、包含生物地球化学过程的全球三维海洋碳循环环流模式,简称为MOM4_L40(Modular Ocean Model Version 4 With 40Levels).该模式在气候场强迫下长期积分1000年,结果分析表明,与观测相比,模式较好地模拟了海洋温度、盐度、总二氧化碳、总碱、总磷酸盐的表面和垂直分布特征.模拟的海洋总二氧化碳分布与观测基本相符,表层为低值区,其下为高值区,高值区域位于10°S—60°N之间,但2000m以上模拟值较观测偏小,2000m以下模拟值较观测偏大.总体来说,MOM4_L40模式是一个可信赖的海洋碳循环过程模拟研究工具.     

基于WebService的地球系统碳循环建模框架研究

在分析了现有地球系统碳循环模型后,提出了基于WebServices的建模框架方案。定义了地球系统碳循环建模框架的体系结构,设计了地球系统碳循环模型服务的元数据。最后,构建了地球系统碳循环模型服务祸合与兼容性校验方式。实验表明,基于WebServices的地球系统碳循环建模框架可以实现网络环境下异构碳循环模型服务的集成建模。     

地球早期碳循环与大氧化事件

碳是影响地球宜居性的重要元素,地表系统和地球深部之间的碳循环作用对于全球气候的变化具有非常重要的影响.现今地球主要通过俯冲作用和火山作用调节全球碳循环过程,然而地球早期的碳循环过程和现今地球存在显著的差异.本文结合前人的相关研究成果,综合探讨了地球原始碳的来源、地球早期碳循环过程及其与大氧化事件的联系等问题.地球是从太...     

中国河流入海颗粒态碳通量及其变化特征

河流是连接海洋和陆地两大碳库的纽带,其碳通量是全球碳循环的重要环节。本文以《中国河流泥沙公报》的数据为基础,就中国河流入海颗粒态碳通量及其变化特征进行分析。结果表明：1965-2005年,中国河流入海颗粒态碳通量平均为29.57 TgC.yr-1,占河流入海碳通量的42%,其中有机碳占36.02%,无机碳占63.98%,长江、黄河和珠江的颗粒态碳通量占全国河流入海颗粒态碳通量的96.25%。从2003年开始,河流入海颗粒态碳通量呈逐年递减的趋势,但颗粒态有机碳通量在河流入海颗粒态碳通量中所占的比重有所提高。2009年,全国通过河流泥沙输送到海洋中的碳仅为6.59 TgC,为1965-2005年平均输碳量的22.3%。由此可见,颗粒态碳通量在河流碳通量中占有不可忽视的地位,为了准确评估中国河流及陆地生态系统的碳收支,应对颗粒态碳通量进行细致研究。     

东亚季风区夏季陆地生态系统碳循环对东亚夏季风的响应

东亚地区陆地生态系统的时空变率表现出明显的对季风气候的响应特征。使用EOF（经验正交分解）方法分析了AVIM2动态植被陆面模式离线模拟试验模拟的1953～2004年东亚季风区夏季陆地生态系统总初级生产力（GPP）、生态系统净初级生产力（NPP）、净生态系统初级生产力（NEP）、植被呼吸以及土壤呼吸的时空分布特点,探讨了东亚夏季风对陆地生态系统碳循环影响机制。研究发现,在强季风年,江淮地区高温少雨的特点限制了光合作用,造成GPP偏低;而华南地区在强季风年气候温暖湿润,利于植被生长,GPP偏高。季风对于植被呼吸和土壤呼吸影响不明显,使得GPP和植被呼吸之差NPP的变化及NPP和土壤呼吸之差NEP的变化与GPP的变化保持一致。在强季风年江淮流域地区干热的气候条件使得NPP和NEP降低;但是在华南地区温度升高的同时降水增多使得在NPP偏高的基础上NEP也偏高。     

碳及重金属在岩石风化过程中释放规律的初步研究

岩石在风化过程中释放的碳，是全球碳循环的一个重要组成部分。对碳酸盐岩、泥质岩、花岗岩、玄武岩等母岩以及不同风化阶段和成土过程产物中无机碳的研究表明，碳都有一个从母岩中释放和又重新积累的过程。     

地质历史时期碳循环的研究

可以近似地把地质历史时期的碳循环看做为在沉积碳酸盐和沉积有机碳化学库之间的平衡。碳循环研究直接关系重建地球古大气、古海洋、古气候和古环境演变的历史，关系正确认识沉积矿产的成因。现在，人们已经对显生宙时期、对晚元古代碳循环进行了较多的研究，并取得了进展，但是对整个元古代和太古代碳循环的研究工作十分薄弱。预料元古代和太古代碳循环研究将成为未来地球科学重要的前沿研究领域。我国存在适于元古代碳循环研究的地质条件，建议开展相应的研究工作.