海洋生物过程在海洋吸收大气二氧化碳中的作用

使用一个包括浮游生物（植物、动物和细菌）和无生命氮（有机碎片、溶解有机氮、硝酸盐和铵）的食物网来描述发生在海洋上层的生物过程。并将该生物模式分别用在佛罗里达海峡的一个固定位置和从佛罗里达海峡（２４°Ｎ,８０°Ｗ）流经挪威海（６８°Ｎ,１０°Ｅ）（扩展湾流体系,ＥＧＳＳ）的一个水块中,研究了海洋中上述的生物过程对水块吸收大气二氧化碳的影响。水块模式的结果十分明显地表明了海洋中的水华季,比包括浮游植物－浮游动物－硝酸盐体系得到的峰陡,结果更合理。扩展湾流体系中平均净初级生产力为４３ｇＣｍ－２ａ－１,小于观测值。模拟的总碱度,总二氧化碳和二氧化碳分压落在观测值的范围内,在水块吸收大气ＣＯ２的总量中生物泵的作用约占１６％。     

Ecophysiological characteristics of four intertidal marine macroalgae during emersion along Shantou coast of China, with a special reference to the relationship of photosynthesis and CO2

Intertidal marine macroalgae experience periodical exposures during low tide due to their zonational distribution. The duration of such emersion leads to different exposures of the plants to light and aerial CO2, which then affect the physiology of them to different extents.The ecophysiological responses to light and CO2 were investigated during emersion in two red algae Gloiopeltis furcata and Gigartina interrnedia, and two brown algae Petaloniafascia and Sargassum hemiphyllum, growing along the Shantou coast of China. The light-saturated net photosynthesis in G. furcata and P. fascia showed an increase followed by slightly desiccation, whereas that in G.interrnedia and S. hemiphyllum exhibited a continuous decrease with water loss. In addition, the upper-zonated G. furcata and P. fascia,exhibited higher photosynthetic tolerance to desiccation and required higher light level to saturate their photosynthesis than the lower-zonated G. interrnedia and S. hemiphyllum. Desiccation had less effect on dark respiration in these four algae compared with photosynthesis. The light-saturated net photosynthesis increased with increased CO2 concentrations, being saturated at CO2 concentrations higher than the present atmospheric level in G. furcata, G. intermedia and S. hemiphyllum during emersion. It was evident that the relative enhancement of photosynthesis by elevated CO2 in those three algae increased, though the absolute values of photosynthetic enhancement owing to CO2 increase were reduced when the desiccation statuses became more severe. However, in the case of desiccated P. fascia (water loss being greater than 20 %), light saturated net photosynthesis was saturated with current ambient atmospheric CO2 level. It is proposed that increasing atmospheric CO2 will enhance the daily photosynthetic production in intertidal macroalgae by varied extents that were related to the species and zonation.     

下次冰期预测之谜

同样是根据米兰科维奇理论，30年前科学界预言“下次冰期正在降临”，如今又出现“本次间冰期还将延续5万年”的推测。这说明虽然找到了冰期旋回的原因，但对于地球气候系统如何应轨道周期的机制并未了解；在目前条件下，还不能破解预测下次冰期时到来之谜，其中的关键在于认识地球系统正在经历的长周期变化：一是40万年偏心率长周期造成的轨道驱动减弱，二是碳同位素重值期（δ^13Cmax）所标志的大洋碳储库大变动。在认识碳循环的天然变化趋势之前，在认清冰盖张缩和碳储库变化的关系之前，科学地预测未来变化趋势是不可能的。     

南黄海夏季表层海水中pCO2分布的初步探讨

作者在 1 999年夏季的航次中 ,获得了南黄海表层海水 p CO2 的实测数据。本文结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料 ,对影响 p CO2 分布和变化的某些重要现象进行了初步探讨。研究表明南黄海表层海水 p CO2 的分布存在较大的不均匀性 ,这是边缘海区海水中生物、物理和化学因素复合作用的结果。除长江口门外的 p CO2 高值区外 ,南黄海表层海水的 p CO2 值与叶绿素、水温大体呈负相关 ,而与海水的盐度基本上呈正相关。     

未来善于天然气水合物循环的研究

在２０世纪６０年代，已有大量证据表明，碳以游离气、溶解气和水合物的形式存在于海洋沉积物中 ,数量巨大。在典型的温度 (洋底温度为摄氏数度 )和约５０巴 (相当水深５００ｍ或更大 )的条件下 ,如有足够的甲烷气或其它形式的气存在 ,就可形成天然气水合物。科学家估算 ,天然气水合物中的碳相当于石油、天然气和煤中的碳之两倍。大洋钻探１４６和１６４航次在俄勒冈和新泽西州大陆边缘发现和回收了水合物、流体和气以及对下部界面环境影响之证据。这样 ,对未来大洋钻探计划提出了挑战 :需要在全球海洋中广泛布置井位 ,以采集水合物样品。这…     

微型生物在岩溶碳循环中的作用研究回顾与展望

全球气候变化问题使岩溶系统碳循环的研究倍受关注,有关微型生物及其碳酸酐酶在岩溶系统碳循环中的作用的认识也在不断深入。文章回顾了微型生物及其碳酸酐酶在碳酸盐岩风化以及碳酸盐岩沉积过程中的作用过程及作用机制,指出未来的研究需结合不同岩溶生态环境,量化微型生物及其碳酸酐酶对岩溶生态系统碳增汇的影响,为深入研究微型生物及其碳酸酐酶对岩溶碳汇的贡献、增加岩溶生态系统碳汇的能力、助力实现碳中和提供参考。      

南亚热带不同菌根类型树种叶凋落物化学性质

文章以南亚热带24种木本植物(丛枝菌根、外生菌根和固氮树种各8种)叶凋落物为研究对象,探讨不同菌根类型树种叶凋落物化学性质的差异性。结果表明：叶凋落物在碳相关化学性质、养分含量以及化学计量比特征方面均表现出较大程度变异。不同菌根类型树种碳相关化学性质没有显著差异(P>0.05),而养分含量(N、P、Mg)和化学计量特征(C/P、N/P)差异显著(P<0.01)。固氮树种叶凋落物N含量(16.1 g·kg^-1)显著高于丛枝菌根树种(10.1 g·kg^-1)和外生菌根树种(10.7 g·kg^-1),但丛枝菌根树种叶凋落物P含量(0.4 g·kg^-1)要显著高于固氮树种(0.1 g·kg^-1)和外生菌根树种(0.08g·kg^-1),而外生菌根树种Mg含量(0.51 g·kg^-1)则显著高于丛枝菌根树种(0.19 g·kg^-1)和固氮树种(0.03g·kg^-1);此外,固氮树种C/P和N...     

内陆水体CH4冒泡排放研究进展

内陆水体是大气甲烷(CH₄)的重要排放源,其中冒泡途径排放的CH₄对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展,系统介绍了内陆水体CH₄冒泡的产生、传输、氧化及排放机制,并概述了CH₄冒泡排放的测定方法与技术。其次,基于不同的时空尺度,对比分析了全球内陆水体的CH₄冒泡排放的时空变化特征;总结了CH₄冒泡产生与排放过程中相关影响因素的作用机制,并介绍了水体CH₄冒泡排放模型的发展现状。最后,探讨了内陆水体CH₄冒泡的潜在研究方向与挑战,为后续中国内陆水体CH₄冒泡排放观测、过程机理与调控机制探究、模型开发与估算等研究工作提供参考。     

内陆水体初级生产力评估方法研究进展

内陆水体是全球碳循环的重要参与者,在调节气候变化方面发挥着关键作用。内陆水体初级生产力指内陆水体(包括湖泊、水库、河流和湿地)中初级生产者(包括浮游藻类植物和挺水、浮水、潜水大型植物)单位时间、单位面积上由光合作用产生的有机物质总量,其大小反映了系统有机碳库和无机碳库之间的定量联系。评估内陆水体初级生产力不仅能帮助解析初级生产者光合作用碳固存机理,也有助于量化内陆水体碳吸收量,进而探知不同区域生态环境差异,揭示内陆水体在全球生态系统碳循环中的重要性。内陆水体初级生产力估算方法较多,包括黑白瓶法、垂向归纳模型法和¹³C法等,各方法都有其适用范围和局限性,对这些方法的不合理使用制约着对内陆水体初级生产力的变异性及其驱动机制的揭示。通过归纳整理近年来国内外内陆水体初级生产力估算方法,对各个方法的机理、优缺点和适用性进行对比和总结,并着重介绍2种新兴的基于溶解氧浓度或氧同位素的方法(即diel O₂技术和^18/16O技术),进而为深入开展内陆水体新陈代谢、生产力及养分循环方面研究提供重要技术支撑。