中国浅海贝藻养殖对海洋碳循环的贡献

中国是浅海贝藻养殖的第一大国,年产量超过1 000万t。根据贝藻养殖产量、贝藻体内碳元素的含量及其贝类能量收支,推算出2002年中国海水养殖的贝类和藻类使浅海生态系统的碳可达300多万t,并通过收获从海中移出至少120万t的碳。该结果不仅为探讨全球“遗漏的碳汇”问题提供了一个新的线索,同时也证明了浅海的贝类和藻类养殖活动直接或间接地使用了大量的海洋碳,提高了浅海生态系统吸收大气CO2的能力。另外,贝藻的养殖活动与浅海生态系统的碳循环之间关系复杂,相互作用明显,因此,它的生物地球化学过程是一个值得深入研究的科学问题。     

大气、海洋、人类活动与气候变暖

根据国内外的研究,对于人类活动引起的全球变暖以及与其有关的碳循环和大气与海洋的反馈过程做了综述。     

海底泥火山的甲烷迁移与转化及其对海洋碳输入的影响

海底通过泥火山释放的富甲烷流体是海洋甚至大气重要的碳源之一,对该系统内甲烷迁移与转化过程开展研究,有助于精确估算其碳排放总量。系统调研了国内外文献,认识到泥火山的碳排放具有强烈的时、空变化特征。在时间上,甲烷的排放主要发生在泥火山的喷发期和平静期,而在其消亡之后只出现微量的渗漏;在空间上,一个单独的泥火山中心、翼部和外缘分别发育强甲烷气泡泄漏、中等强度富甲烷和溶解无机碳(DIC)的流体泄漏以及大面积的DIC微渗漏;甲烷厌氧氧化和碳酸盐岩沉淀作用在翼部最强,对碳排放的拦截最有效,而在中心和外缘均较慢。全球陆坡和深水盆地沉积物通过泥火山向上释放的深部来源的甲烷通量为0.02 Pg C·a-1,这些碳可能引发海水缺氧、酸化和影响海-气交换通量,从而在千年尺度甚至更短时间内影响海洋吸收大气二氧化碳的能力。将来需要进一步对海底泥火山的发育数目和喷发周期进行统计,对不同类型的泥火山开展精细调查,以准确评估沉积物中自下而上的碳排放对海洋碳循环的影响,完善全球碳循环模式。     

真菌在陆地生态系统碳循环中的作用

近年来,全球变暖趋势越来越明显,大气CO2浓度不断升高被认为是引起全球气候变化的主要原因之一.大气CO2来源主要有海洋释放、土壤呼吸、化石燃料燃烧、动植物呼吸和植被破坏等;而大气CO2的归宿被认为主要有海洋吸收和植物光合作用等.全球陆地生态系统中的碳有2126 Pg.其中46%储存在森林中.土壤真菌占地下总微生物量的8...     

滨海湿地碳的生物地球化学循环过程

碳的动态循环是海岸盐沼湿地的重要组成部分,生物地球化学作用是推动碳循环的主要动力。海岸盐沼湿地土壤中碳的循环形式主要分为外部循环和内部循环两种:外部循环主要是有机碳、无机碳的输入输出,是由生物地球化学作用和机械搬运作用主导的;内部循环主要是有氧矿化作用、无氧矿化作用和碳酸盐的形成和储存。另外,碳的埋藏作用与湿地和海平面变化的长期响应有关。     

草地生态系统碳循环研究评述

本文就目前草地生态系统碳循环研究的主要问题进行了综述,重点阐述了四个方面的内容：1、草地生态系统碳贮量,包括植被及土壤碳贮量,草地NPP及生物量的分布特征和测定;2、草地土壤呼吸,认为其是草地碳循环中最主要的环节,是目前研究的重点;3、气候及人类活动（开垦和放牧等）对草地生态系统碳循环的影响;4、二氧化碳增加对草地碳循环的可能影响,并对研究工作中的难点做了简要评述。     

风蚀对中国北方脆弱生态系统碳循环的影响

风蚀是中国北方脆弱生态系统土壤质量退化和沙漠化的关键因素。文章基于土壤剖面普查和土壤侵蚀遥感调查数据,计算出风蚀土壤有机碳的侵蚀量和空间分布,并与风蚀区的净第一性生产力(NPP)比较。结果发现土壤风蚀区的一个显著特征是表层土壤有机质含量较小,并且随着土壤风蚀强度的增加,相应的表层土壤平均有机质含量和NPP基本上逐渐减小,而相应的土壤有机碳的侵蚀量却明显增大。在中国北方严重风蚀的脆弱生态区,土壤有机碳的侵蚀量超过了NPP,风蚀影响了生态系统的正常碳循环。     

水泥材料碳汇研究综述

本文从水泥材料碳汇发生原理、碳化影响因素、混凝土水泥碳汇、砂浆水泥碳汇与水泥窑灰碳汇等方面,综述水泥材料整个生命周期碳汇的相关研究。众多研究表明,水泥材料的碳化过程受水泥的材料因素和环境因素影响较大;混凝土在在建筑使用阶段的碳汇量核算方法主要通过碳化深度定量表达,而在拆毁和回收利用阶段的碳汇核算方法缺乏;砂浆水泥和水泥窑灰的碳化速度要高于混凝土,但其碳汇核算方法仍未建立。今后的研究应侧重以下几个方面:继续加强水泥材料碳汇影响因素及相应碳化参数的研究,从生命周期角度系统建立完整的水泥材料碳汇核算方法体系;精确核算中国乃至全球水泥材料年碳吸收量、碳汇累积量,并分析水泥材料碳汇在碳失汇中的贡献比例;从生态学和气候变化视角阐述水泥材料碳汇对城市碳循环的影响。     

板块俯冲和岩浆过程中碳循环及深部碳储库

地球内部可能存储了地球上大部分的碳,地球的整个地质演化历史都伴随着碳循环。岩浆过程是重要的CO_2释放途径,引起地表碳的增加。板块俯冲起动之后,俯冲带成为地表碳重返地球内部的基本途径。板块俯冲和岩浆过程构成了地表过程和地球内部之间的碳循环,在地质历史时期影响着地表的碳总量,对于宜居地球环境和一些重要矿产资源的形成具有重大意义。然而,相对地表过程的碳循环而言,国际上对深部碳循环的研究程度和取得的认识远远不足。对于地球深部碳的富集机制、赋存部位,以及碳在地球内部各圈层之间的交换规律,还存在很大争议。本文对与深部碳循环密切相关的深部碳储库、岩浆中的碳组成及其对岩浆成因的影响,以及板块俯冲过程中碳行为进行了总结。结果表明,无论是洋中脊玄武岩或洋岛玄武岩,其源区CO_2组成都存在高度不均一性;与地幔柱有关的深源板内火山岩相对洋中脊具有异常高的CO_2组成,显示深部地幔比上地幔或软流圈更富集碳。地球的地幔转换带(410～660 km)、大陆岩石圈,甚至下地幔可能是重要的碳储库。碳酸岩熔体与岩石圈橄榄岩存在化学不平衡,长期的碳酸岩熔体交代作用可能导致大陆岩石圈是个重要碳储库;地幔转换带的高压还原环境可能使得来自上涌地幔或俯冲板片中的碳以金刚石形式存储。地幔转换带或更深的碳在上涌减压过程中通过氧化还原熔融可以转化为CO_2,对地幔初始熔融和板内火山岩的成因(尤其是碱性火山岩)可能具有至关重要的作用。综合认为,导致地球内部富集碳的地质作用最可能是长期板块俯冲,但是目前国内外对与板块俯冲过程相关的碳行为和碳通量估算还存在很大的不足,未来有必要针对岩浆过程的CO_2活动行为、俯冲板块中碳的转化行为以及脱碳规律重点开展研究。     

海洋生物泵研究进展

海洋生物泵是以一系列海洋生物为介质将大气中的碳输运到海洋深层的过程,是海洋碳循环的重要组成部分以及未来的研究重点。本文系统地描述了海洋生物泵碳汇几个主要阶段:浮游植物沉降,浮游动物粪球颗粒沉降,透明胞外聚合颗粒物(TEP)沉降和海雪沉降以及碳酸盐反向泵过程。同时,本文对南海生物泵的研究进展进行简要介绍,服务于中国海碳循环。