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杜朝超 白晓永 李阳兵 谭秋 赵翠薇 罗光杰 吴路华 陈飞 李朝君 冉晨 张思蕊 熊练 宋丰姣 肖碧琴 李姿霖 薛盈盈 龙明康 罗青 张小芸 李明会 沈晓倩 杨姝 《中国科学:地球科学》2024,(3):745-759
碳酸盐岩化学风化碳汇降低了大气CO2浓度上升和全球变暖的速率,然而,其碳汇通量(CCSF)的估算结果仍存在不确定性,并且气候变化和生态修复对CCSF的贡献率尚不清晰.为此,本文汇编了中国不同流域离子浓度站点数据,并采用经典热力学溶蚀模型,重新评估了中国1991～2020年CCSF的潜力和时空格局,并定量分析了温度(MAT)、降水(MAP)、蒸散发(ET)、土壤水(SM)和归一化植被指数(NDVI)等因子对CCSF的贡献率.结果发现:(1)中国CCSF为22.76t CO2km-2a-1,高于全球平均水平(15.77t CO2km-2a-1);总量(CCS)为4772.67×104t CO2,以252.98×104km-2的碳酸盐岩面积贡献了全球14.91%的CCS.(2)中国CCSF由东南向西北逐渐减少,其中南方岩溶区、青藏岩溶区和北方岩溶区CCS... 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
集成分析了南海、东黄渤海等中国邻近边缘海(简称中国边缘海)海-气界面CO_2通量及其所表征的CO_2源汇格局,简析海-气CO_2通量的主要控制因素;总结了河-海界面、边缘海与大洋的交换界面及输出真光层的碳通量,进而初步构架了简化的中国边缘海碳收支;并与世界其他陆架边缘海碳的源汇格局和通量作了比对,最后对边缘海碳循环研究进行了展望.从周年尺度上看,中国边缘海是大气CO_2的源,全年向大气的释放量为(9.5±53)Tg C;河流经过河口输送至中国边缘海的总碳量为(59.6±6.4)Tg Ca~(-1);中国境内河口释放CO_2的总量为(0.74±0.02)Tg Ca~(-1);西太平洋每年输入中国边缘海的总碳量为2.5Pg Ca~(-1),可见,西北太平洋输入中国边缘海的碳通量巨大.中国边缘海上层海洋颗粒有机碳输出通量为(240±80)Tg Ca~(-1). 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依"世界第三极"青藏高原、南邻"全球气候引擎"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区(渤海、黄海、东海、南海)、不同界面(陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等),以及不同生态系统(红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等)多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO_2约0.22Tg Ca~(-1),黄海吸收CO_2约1.15Tg Ca~(-1),东海吸收CO_2约6.92～23.30Tg Ca~(-1),南海释放CO_2约13.86～33.60Tg Ca~(-1).如果仅考虑海-气界面的CO_2交换,中国海总体上是大气CO_2的"源",净释放量约6.01～9.33Tg Ca~(-1).这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳(DIC)分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca~(-1),而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca~(-1),远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca~(-1).东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca~(-1).就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca~(-1),海草床溶解有机碳(DOC)输出通量为0.59Tg Ca~(-1);中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca~(-1),沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca~(-1).总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca~(-1).中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca~(-1),南海输出约31.39Tg Ca~(-1).综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO_2的"源",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵(DOC转化输出)作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析. 相似文献
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卫星CO2浓度观测可以对地表碳通量反演提供重要约束,尤其在地面观测覆盖不佳的区域.文章使用自主研发的中国大气反演系统,利用OCO-2(Orbiting Carbon Observatory-2)卫星CO2柱浓度观测估算了2015～2019年全球CO2源汇分布,并与其他五个先进反演系统的结果进行了对比.通过同化卫星CO2观测,反演得到的全球净陆地碳汇(净生物群系生产力, net biome productivity, NBP)为(1.03±0.39)PgC a-1,低于地面观测反演得到的结果(1.46～2.52PgC a-1).文章估算的北半球陆地碳汇为1.30PgC a-1,热带陆地为碳源,碳释放量为0.26PgC a-1,结果与其他独立证据相符.相较之下,其他系统反演出的北半球陆地碳汇较强(1.44～2.78PgC a-1),而对热带碳通量的估算存在较大分歧,估算范围为0.77～-1.26... 相似文献
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Carbonate carbon sequestration(CS) can aid in solving the problem of terrestrial residual carbon sinks and imbalances in the global carbon budget. Thus, complete understanding of the magnitude, spatiotemporal distribution, and evolution of this sequestration is highly desirable. On the basis of random forest regression and maximal potential dissolution model for carbonate, we estimated the CS of typical carbonate weathering in China from 2000 to 2014, that is, the sequestration of limestone weathering, using long-term ecologic, meteorological, hydrological raster data, and monitored data from 44 watersheds in China and surrounding regions. We extended our analyses by systematically exploring the spatiotemporal pattern and evolution trend of the flux and total sequestration. High levels of ionic activity coefficients of Ca~(2+) and HCO_3~- in limestone regions were observed to be mainly distributed in Northern and Northwestern China with a clear gradient from northwest to southeast. With a contrary spatial pattern, the annual average CS flux(CSF) of limestone weathering in China was estimated to be 4.28 t C km~(-2) yr~(-1), with high values mainly in the karst zones in Southeastern China. The mean CSF in different latitudes showed that Southern China(south of 28.14°N) was the region with the largest interannual fluctuation of flux and CSF increases as latitude decreases. The mean CSF in subtropical and tropical(TR) regions was the maximum of all major climate types, and for the frigid(F), mid-temperate(MTE), warm temperate(WTE), and temperate(TE) major climates; the CSF in the desert(D)subdivided climate was the minimum of these climates. By contrast, the values in grassland(G) and broad-leaved forest subdivided climate were the maximum. The pixel-based trend analysis indicated that the CSF of limestone weathering in China was slightly increasing in the period 2000–2014 with a rate of 0.036 t C km~(-2) yr~(-1). Furthermore, the annual total CS was estimated to be 7.07 Tg carbon per year(Tg C yr~(-1)) with high levels in 2002, 2008, and 2010, and the minimum appeared in 2011 with a slightly increasing trend of the total CS being observed with a rate of 0.06 Tg C yr~(-1). Tibet Autonomous Region was the administrative division with the largest total CS of limestone weathering(1.20 Tg C yr~(-1)) in China, and karst zones in Southeastern China had the largest total CS(4.95 Tg C yr~(-1)) which accounts for 70.01% of that in the three divided karst regions. On the basis of the diversity of rock chemical weathering carbon cycle mechanisms of different carbonate rock types, we estimated that the total CS of carbonate weathering in China may reach 11.37 Tg C yr~(-1)(the sink was approximately 5.02 t C km~(-2) yr~(-1)),which amounts to 16.20% of the total biomass CS in China, furthermore, the CSF of carbonate weathering in China can reach6.54 t C km~(-2) yr~(-1) if excluding the interference of the negative runoff. This finding indicates that CS of carbonate weathering is an indispensable part of China's terrestrial carbon sink system. The research pattern of this study was important for further improving the accuracy of the estimation for the global carbonate weathering carbon sink. 相似文献
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华北平原作为我国重要的工农业基地和政治经济中心,面临着严重的水资源危机.因此,开展对华北平原地下水储量变化的监测工作具有重要现实意义与科学价值.本文基于GRACE重力卫星的空间约束方法,研究了华北平原地下水储量变化的时空分布规律,并与地面水井实测与地下水模型结果进行了综合比较和分析.结果表明:2002-2014年,华北平原地下水存在明显的长期亏损,GRACE估计的亏损速率为-7.4±0.9 km~3·a~(-1),而地面水井资料估计的浅层地下水亏损速率为-1.2 km~3·a~1,对比两者之间的差异可以发现,华北平原的地下水亏损以深层地下水为主.2002-2008年,GRACE估计的华北平原地下水亏损速率为-5.3±2.2 km~3·a~(-1),这与华北平原两个地下水模型得到的平均亏损速率-5.4 km~3·a~(-1)十分吻合.通过华北平原区域地下水模型的独立验证,说明GRACE可以有效评估华北平原的地下水储量变化趋势.除了长期亏损的趋势项之外,华北平原地下水还存在明显的年际变化特征,并与该地区年降雨量变化特征一致.在降雨偏少的2002年、2005-2009年和2014年,华北平原地下水储量显著减少.在空间分布上,GRACE结果表明,华北平原的地下水储量减少主要发生在山前平原和中部平原区,这也与水井实测资料和区域地下水模型结果较为吻合.与GRACE和区域地下水模型相比,目前的全球水文模型仍无法准确估计华北平原地下水变化的空间分布和亏损速率.上述研究表明,GRACE提供了评估华北平原地下水储量变化的重要监测手段. 相似文献
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为明确三峡水库支流澎溪河回水区的碳收支特征,以澎溪河高阳平湖水域为研究对象,建立了河道型水库主要路径碳收支估算方法,对高阳平湖从2011年9月至2012年8月一个完整水文周年内主要路径的碳通量进行了收支动态分析.结果表明,2011年9月至2012年8月,澎溪河高阳平湖水域河流输入的碳通量为133548.55 t C,输出的碳通量为125651.82 t C,水-气界面的扩散碳通量为762.56 t C,消落带土-气界面的扩散碳通量为123.74 t C,水中气泡的释放碳通量为0.38 t C,降水输入的碳通量为104.58 t C,全年高阳平湖水域碳的净积累量为7114.63 t C,宏观上呈现碳积累特征;澎溪河高阳平湖水域水体碳素总体上呈现出河道型水库特有的纵向输移特征.高阳平湖水域上游大量碳素的输入及其在高阳平湖水域的滞留可能会是该水域水-气界面温室气体释放的主要来源.尽管总体上高阳平湖全年呈现出碳积累的特点,但一些方法依然存在不确定性(水-气界面扩散碳通量和气泡释放碳通量的时空异质性等),需要更系统、更长期的工作予以验证或改进. 相似文献
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1981~2000年中国陆地植被碳汇的估算 总被引：93，自引：0，他引：93
用森林和草场资源清查资料、农业统计、气候等地面观测资料, 以及卫星遥感数据, 并参考国外的研究结果, 对1981~2000年间中国森林、草地、灌草丛以及农作物等陆地植被的碳汇进行了估算, 并对土壤碳汇进行了讨论. 主要结论如下: (1) 中国森林面积(郁闭度为20%)由1980年初的116.5×106 ha, 增加到2000年初的142.8×106 ha; 森林总碳库由4.3 Pg C (1 Pg C = 1015 g C)增加到5.9 Pg C; 平均碳密度由36.9 Mg C/ha (1 Mg C = 106 g C)增加到41.0 Mg C/ha; 年均碳汇为0.075 Pg C/a. 中国草地面积约为331×106 ha, 总碳库1.15 Pg C, 总碳密度3.46 t C/ha, 年均碳汇0.007 Pg C/a. 中国灌草丛的面积为178×106 ha; 年均碳汇为0.014~0.024 Pg C/a. 中国农作物的生物量按0.0125~0.0143 Pg C/a的速率增加. (2) 在1981~2000年间, 中国陆地植被年均总碳汇为0.096~0.106 Pg C/a, 相当于同期中国工业CO2排放量的14.6%~16.1%. 利用国外结果对中国土壤碳汇进行了概算, 为0.04~0.07 Pg C/a. 因此, 中国陆地生态系统的总碳汇(植被和土壤)将相当于同期中国工业CO2排放量的20.8%~26.8%. (3) 文中的碳汇估算存在很大的不确定性, 尤其是对土壤碳汇的估算. 为此, 需要进行更为深入、细致的研究. 相似文献
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为揭示岩溶湿地表层水体二氧化碳分压(pCO2)的时空分布规律及其扩散通量,以我国最大的岩溶湿地贵州威宁草海为研究对象,分别于2019年7月(丰水期)和12月(枯水期)通过网格布点法,系统采集草海表层湿地水体,测定水样理化指标和离子组成,利用PHREEQCI软件计算水体pCO2,并基于Cole提出的气体扩散模型估算水-气界面二氧化碳(CO2)的扩散通量.结果表明:草海湿地表层水体丰水期pCO2的变化范围为0.44~645.65μatm,平均值为(55.94±124.73)μatm;枯水期变化范围为35.48~707.95μatm,平均值为(310.46±173.54)μatm;丰水期水体整体pCO2低于枯水期,空间上两期水体均呈现东部区域及河流入湖口处pCO2较高,而中西部区域pCO2欠饱和的特征.水-气界面CO2的扩散通量在丰水期变化范围为-43.27~27.16 mmol/(m2·d),平均值(-34.49±12.93)mmol/(m2·d),枯水期变化范围为-33.36~28.15 mmol/(m2·d),平均值(-8.02±15.85)mmol/(m2·d),与其他岩溶湖库相比,水生植物丰富的草海在两个极端水文期CO2扩散通量相对较低,总体表现为大气CO2的汇. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2021,(8)
渐新世-中新世之交的亚洲气候重组伴随着东亚季风北向推进到中国亚热带地区是一个重要的大气CO_2消耗过程,但是目前对该过程知之甚少.本研究近似计算了这次气候重组通过加强中国亚热带地区硅酸盐化学风化和有机碳埋藏导致的大气CO_2消耗.依据侵蚀通量的重建结果,晚渐新世以来硅酸盐风化导致的长期大气CO_2消耗为0.06×10~(12)～0.87×10~(12)mol a~(-1),并且其中约50%的贡献来自于Mg硅酸盐风化.有机碳埋藏导致的大气CO_2消耗约为同时期硅酸盐风化的25%.本研究强调了中国东部富Mg上部大陆地壳风化对于晚渐新世全球大气CO_2含量下降和新近纪海水Mg含量增加的显著影响.如果这次气候转型主要与青藏高原隆升有关,那么本研究揭示了喜马拉雅-青藏高原的生长通过改变构造欠活跃的东亚地区水循环格局间接调控全球碳和镁循环. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2021,(8)
草本沼泽是沼泽湿地生态系统中分布最广的沼泽类型,具有涵养水源、调节气候、储碳固碳、提供珍稀物种栖息地等重要生态功能.草本沼泽的固碳功能在减缓气候变暖,维持区域环境稳定性等方面发挥着关键作用.植被生物量是反映湿地固碳能力的重要指标,明确沼泽湿地植被生物量可为估算沼泽湿地碳储量及固碳能力提供科学基础.文章利用全国草本沼泽植被地上生物量实地调查数据,结合中国沼泽湿地分布数据集,首次从全国尺度对中国草本沼泽植被地上生物量及其空间分布格局进行了研究.结果表明:中国草本沼泽总面积为9.7×10~4km~2,草本沼泽植被地上生物量平均密度为(227.5±23.0)g C m~(-2)(95%置信区间,下同),总地上生物量为(22.2±2.2)Tg C(1Tg=10~(12)g).中国草本沼泽植被地上生物量密度总体表现东北和青藏高原地区低、华北中部和滨海地区高的特点.在中国不同沼泽分布区,草本沼泽植被地上生物量平均密度从小到大依次为:温带湿润半湿润沼泽区((182.3±49.3)g C m~(-2))青藏高原沼泽区((243.9±26.6)g C m~(-2))温带干旱半干旱沼泽区((300.5±73.2)g C m~(-2))亚热带湿润沼泽区((348.4±59.0)g C m~(-2))滨海沼泽区((675.4±73.8)g C m~(-2)).由于草本沼泽面积的不同,不同沼泽分布区草本沼泽植被总地上生物量在温带湿润半湿润沼泽区最大((9.6±2.6)Tg C),而在滨海沼泽区最小((1.1±0.1)Tg C).中国草本沼泽植被地上生物量空间分布具有明显的非地带性特征,但在部分地区也呈现出一定的地带性规律,青藏高原草本沼泽植被地上生物量总体随海拔的升高而降低,温带湿润半湿润区和温带干旱半干旱区草本沼泽植被地上生物量随干旱程度的增加先降低后趋于平缓,温带湿润半湿润区草本沼泽植被地上生物量在年均温度越高的地区相对越大.研究结果可为精准评估沼泽湿地对气候的调节作用提供科学依据,为湿地生态系统适应性管理提供决策支持. 相似文献
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科学评估人类活动引起的土地利用/土地覆被变化所导致的陆地生态系统碳收支,将有助于降低陆地生态系统碳排放估算的不确定性.文章基于历史自然植被和耕地数据集建立不同生态系统的开垦速率,设定碳密度和响应曲线参数后,利用簿记模型估算近300年来中国耕地开垦导致的碳排放量.主要结论如下:(1)过去300年中国耕地累积增加约7.93×10~5km~2,开垦的耕地主要来源于森林(65%)和草地(26%);(2)近300年中国耕地开垦活动导致的碳排放总量介于2.94～5.61Pg,适中值为3.78Pg;(3)不同生态系统的碳排放差异较大,森林开垦导致的碳排放最大,草地和沼泽次之,灌丛的碳排放量最少,荒漠生态系统在开垦过程中表现为碳汇;(4)过去300年耕地开垦的碳排放总量,在年际间呈两头高中间低的U字型格局,在省际间表现为东北和西南地区的碳排放总量较大,而新疆、西藏、青海碳排放总量相对较少. 相似文献
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鼎湖山常绿针阔叶混交林CO2通量估算 总被引：2，自引：0，他引：2
鼎湖山通量站是中国通量网络(ChinaFLUX)中4个森林站之一,采用开路涡度相关方法,对南亚热带常绿针阔叶混交林进行生态系统尺度的CO2通量长期定位观测.利用2003,2004年2整年观测资料,分析该生态系统CO2通量时间变化特征及其受环境因子的制约关系.通过坐标转换、WPL订正和质量控制后,发现本通量站存在明显的夜间泄漏问题,因此采用MichaelisMenten模型,利用白天(PAR＞1.0 μmol-1 Photons·m-2·s-1)湍流充分条件下(u*＞0.2 m·s-1)的通量资料,逐月拟合净生态系统CO2交换NEE对光合有效辐射PAR的响应,利用拟合Michaelis-Menten方程得到的生态系统呼吸Reco,建立Reco与5 cm土壤温度的指数关系,借此反演夜间呼吸.主要结论包括(I)逐月拟合的光能利用效率α平均为0.0027(±0.0011) mgCO2·μmol-1 Photons,最大光合速率Amax平均为1.102(±0.288) mgCO2·m-2·s-1,α与Amax季节性变化规律均不明显,表明林内旱季没有明显的缺水和低温胁迫存在,这与南亚热带常绿混交林叶面积指数(LAI)季节性变化较小的特点是一致的.(ii)生态系统呼吸月总量平均为95.3(±21.1) gC·m-2month-1,约占生态系统总初级生产力GPP的68%.NEE月总量平均为-43.2(±29.6) gC·m-2·month-1,大部分月份NEE为负号,表明该生态系统全年均具有较强的碳汇功能.估算得到2003,2004年NEE总量分别为-563,-441.2 gC·m-2·a-1,占GPP的32%. 相似文献
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地壳垂向形变在连续空间和时间域内呈现显著特征,探求其时空变化特征有助于理解地球物理过程,为研究地球内部相互作用机制提供支持.本文使用美国西部地区PBO与中国大陆CMONOC两个GNSS网测站的坐标时间序列,通过基于中位数并顾及年际差异的非参数方法(MIDAS方法)估计测站的速度与不确定性;建立空间结构函数(SSF)并确定区域内各测站间的相对关系;以此为基础,构建顾及空间结构的滤波器(MSF)以剔除粗差,增强区域共性;最后,基于MSF与图像处理技术对速度场进行空间加密,生成了研究区域空间内连续的地壳垂向形变图,即区域GNSS影像.随后,针对两个研究区域,分别利用MSF验证实验与棋盘格检测验证了GNSS成像方法的合理性及生成GNSS影像的可靠性;并通过对比使用顾及空间结构滤波前后的各测站速度与不确定性生成的GNSS影像,验证了顾及空间结构的滤波方法在GNSS影像生成中的必要性,并分析了其中存在过度平滑与规则圆弧状突变边缘的问题,讨论了可能的解决方案.最终,将两区域GNSS影像结果与已有的大地测量学及地球动力学结果进行了对比,发现美国西部地区的GNSS影像正确反映出了海岸山脉以峰值速度为2mm·a~(-1),内华达山脉以峰值速度为3mm·a~(-1),以及赫布根湖地区以峰值速度为1.5mm·a~(-1)隆升;洛杉矶地区(峰值速度为-2.5mm·a~(-1)),维多利亚河及其河谷地区(速度为-1.5mm·a~(-1)),以及蛇河平原东部、蒙大拿州西南部(速度为-1mm·a~(-1)左右)的沉降运动;中国大陆的GNSS影像同样反映出喜马拉雅山脉与青藏高原南部(速度呈现为1.0mm·a~(-1)),华北地块与天山地块(速度为1.5mm·a~(-1)与0.3～0.6mm·a~(-1))等典型区域的隆升;长江下游地区以苏锡常地区(速度为-2.1mm·a~(-1))为中心,向外速度逐渐减小的沉降运动,以及华南地区(速度呈现为-0.6～-1.5mm·a~(-1))、东北地区(速度呈现为-0.6～-1.5mm·a~(-1))、塔里木盆地(速度呈现为-1.2mm·a~(-1))等区域的沉降运动.因此,本文认为GNSS影像具有合理性与正确性,有助于地壳垂向形变的整体时空分布特征研究. 相似文献
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鼎湖山通量站是中国通量网络(ChinaFLUX)中4个森林站之一,采用开路涡度相关方法,对南亚热带常绿针阔叶混交林进行生态系统尺度的CO2通量长期定位观测．利用2003,2004年2整年观测资料,分析该生态系统CO2通量时间变化特征及其受环境因子的制约关系．通过坐标转换、WPL订正和质量控制后,发现本通量站存在明显的夜间泄漏问题,因此采用Michaelis- Menten模型,利用白天(PAR>1．0μmol-1 Photons·m-2·s-1)湍流充分条件-F(u*>0．2 m·s-1)的通量资料,逐月拟合净生态系统CO2交换NEE对光合有效辐射PAR的响应,利用拟合Michaelis-Menten方程得到的生态系统呼吸Reco,建立Reco与5 cm土壤温度的指数关系,借此反演夜间呼吸．主要结论包括:(i)逐月拟合的光能利用效率a平均为0．0027(±0．0011)mgCO2·μmol-1 Photons,最大光合速率Amax平均为1．102(±0．288)mgCO2·m-2·s-1,a与Amax季节性变化规律均不明显,表明林内旱季没有明显的缺水和低温胁迫存在,这与南亚热带常绿混交林叶面积指数(LAI)季节性变化较小的特点是一致的．(ii)生态系统呼吸月总量平均为95．3(±21．1)gC·m-2month-1,约占生态系统总初级生产力GPP的68％．NEE月总量平均为-43．2(±29．6)gC·m-2·month-1,大部分月份NEE为负号,表明该生态系统全年均具有较强的碳汇功能．估算得到2003,2004年NEE总量分别为-563, -441．2 gC·m-2·a-1,占GPP的32％． 相似文献
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Nianzhi Jiao Yantao Liang Yongyu Zhang Jihua Liu Yao Zhang Rui Zhang Meixun Zhao Minhan Dai Weidong Zhai Kunshan Gao Jinming Song Dongliang Yuan Chao Li Guanghui Lin Xiaoping Huang Hongqiang Yan Limin Hu Zenghu Zhang Long Wang Chunjie Cao Yawei Luo Tingwei Luo Nannan Wang Hongyue Dang Dongxiao Wang Si Zhang 《中国科学:地球科学(英文版)》2018,61(11):1535-1563
The China Seas include the South China Sea, East China Sea, Yellow Sea, and Bohai Sea. Located off the Northwestern Pacific margin, covering 4700000 km~2 from tropical to northern temperate zones, and including a variety of continental margins/basins and depths, the China Seas provide typical cases for carbon budget studies. The South China Sea being a deep basin and part of the Western Pacific Warm Pool is characterized by oceanic features; the East China Sea with a wide continental shelf, enormous terrestrial discharges and open margins to the West Pacific, is featured by strong cross-shelf materials transport; the Yellow Sea is featured by the confluence of cold and warm waters; and the Bohai Sea is a shallow semiclosed gulf with strong impacts of human activities. Three large rivers, the Yangtze River, Yellow River, and Pearl River, flow into the East China Sea, the Bohai Sea, and the South China Sea, respectively. The Kuroshio Current at the outer margin of the Chinese continental shelf is one of the two major western boundary currents of the world oceans and its strength and position directly affect the regional climate of China. These characteristics make the China Seas a typical case of marginal seas to study carbon storage and fluxes. This paper systematically analyzes the literature data on the carbon pools and fluxes of the Bohai Sea,Yellow Sea, East China Sea, and South China Sea, including different interfaces(land-sea, sea-air, sediment-water, and marginal sea-open ocean) and different ecosystems(mangroves, wetland, seagrass beds, macroalgae mariculture, coral reefs, euphotic zones, and water column). Among the four seas, the Bohai Sea and South China Sea are acting as CO_2 sources, releasing about0.22 and 13.86–33.60 Tg C yr~(-1) into the atmosphere, respectively, whereas the Yellow Sea and East China Sea are acting as carbon sinks, absorbing about 1.15 and 6.92–23.30 Tg C yr~(-1) of atmospheric CO_2, respectively. Overall, if only the CO_2 exchange at the sea-air interface is considered, the Chinese marginal seas appear to be a source of atmospheric CO_2, with a net release of 6.01–9.33 Tg C yr~(-1), mainly from the inputs of rivers and adjacent oceans. The riverine dissolved inorganic carbon (DIC) input into the Bohai Sea and Yellow Sea, East China Sea, and South China Sea are 5.04, 14.60, and 40.14 Tg C yr~(-1),respectively. The DIC input from adjacent oceans is as high as 144.81 Tg C yr~(-1), significantly exceeding the carbon released from the seas to the atmosphere. In terms of output, the depositional fluxes of organic carbon in the Bohai Sea, Yellow Sea, East China Sea, and South China Sea are 2.00, 3.60, 7.40, and 5.92 Tg C yr~(-1), respectively. The fluxes of organic carbon from the East China Sea and South China Sea to the adjacent oceans are 15.25–36.70 and 43.93 Tg C yr~(-1), respectively. The annual carbon storage of mangroves, wetlands, and seagrass in Chinese coastal waters is 0.36–1.75 Tg C yr~(-1), with a dissolved organic carbon(DOC) output from seagrass beds of up to 0.59 Tg C yr~(-1). Removable organic carbon flux by Chinese macroalgae mariculture account for 0.68 Tg C yr~(-1) and the associated POC depositional and DOC releasing fluxes are 0.14 and 0.82 Tg C yr~(-1), respectively. Thus, in total, the annual output of organic carbon, which is mainly DOC, in the China Seas is 81.72–104.56 Tg C yr~(-1). The DOC efflux from the East China Sea to the adjacent oceans is 15.00–35.00 Tg C yr~(-1). The DOC efflux from the South China Sea is 31.39 Tg C yr~(-1). Although the marginal China Seas seem to be a source of atmospheric CO_2 based on the CO_2 flux at the sea-air interface, the combined effects of the riverine input in the area, oceanic input, depositional export,and microbial carbon pump(DOC conversion and output) indicate that the China Seas represent an important carbon storage area. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
黄海和东海作为中国最为重要的陆架边缘海,其碳源汇的性质与变化对近海生态系统及区域气候演变具有重要影响.文章从海气界面CO_2交换、水体溶解/颗粒碳溶存及沉积物碳埋藏等3个方面归纳总结了黄东海碳源汇特征与控制过程,以期为进一步研究陆架边缘海碳源汇过程及效应提供帮助.(1)黄海和东海具有迥异的海气CO_2交换特性.黄海的海气CO_2交换在源汇性质及通量强度上存在较大不确定性,黄海的124°E以西的海域在冬、春季表现为大气CO_2的汇,在夏、秋季表现为源,而大量的研究结果显示在全年尺度上黄海是大气CO_2的源.表层海水温度与浮游生物活动控制着黄海CO_2源汇的变化,两者分别主导了黄海外部海域与近岸海域的海气CO_2交换通量.东海全年则表现为大气CO_2的碳汇,年均通量约为(-4.2±3.2)mmol m~(-2)d~(-1),共可吸收碳约13.7×10~6t,其中冬、春、夏季吸收大气CO_2,秋季释放CO_2.东海不同季节海气界面CO_2通量的年际变化的影响因素复杂多变.(2)黄海和东海水体中分别储有425×10~6t、1364×10~6t的DIC和28.2×10~6t、54.1×10~6t的DOC,从南黄海近年DOC浓度有减小趋势看,其水体溶存"实际碳汇"量在减小.黄东海POC的总量约10.6×10~6t,与海气界面CO_2交换通量基本处于同一量级.黄海浮游生物年固碳量约为60.42×10~6t,东海为153.41×10~6t,其中近海大型经济藻类的年固碳量约为0.36×10~6～0.45×10~6t,生物固碳是具有多重价值的"蓝碳增汇"举措.(3)黄海陆架沉积物中有机碳的埋藏通量每年约为4.75×10~6t,其中海源有机碳的埋藏量为3.03×10~6t,占黄海浮游生物固碳量的5.0%,而东海陆架沉积物中有机碳的埋藏通量为每年7.4×10~6t,其中海源有机碳的埋藏量为5.5×10~6t,占东海浮游生物固碳量的5.4%.黄东海具有高于全球海洋平均水平的沉积物埋藏通量,对黄东海最终的"蓝碳增汇"作用巨大. 相似文献
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20世纪40年代初以来中国大陆海岸线变化特征 总被引：3，自引：0，他引：3
《中国科学:地球科学》2016,(8)
基于多时相地图资料、遥感影像以及覆盖整个大陆海岸带的野外考察,建立20世纪40年代初以来6个时相的中国大陆海岸线数据,并从岸线结构、岸线分形、岸线变化速率、陆海格局和海湾面积等角度分析过去70年来中国大陆海岸线的变化特征.结论如下:大陆海岸线结构变化显著,岸线人工化是最主要的特征,目前自然岸线的保有比例已经不足1/3;大陆海岸线分维数具有"北方整体南方"的宏观格局特征,但近年来北方海岸带急剧的岸线人工化过程通过大大缩小岸线分维数的南北差异而显著改变了中国大陆海岸线的分形特征;大陆沿海的陆海格局与过程特征复杂,超过68%的海岸总体向海扩张,超过22%的海岸总体向陆后退,而净变化结果是陆地面积增加了近1.42万km~2,平均增速为202.82km~2 a~(-1);大陆沿海93个主要海湾的面积萎缩量共约1.01万km~2,整体平均的萎缩率、萎缩速率分别高达18.19%、144.20km~2 a~(-1);渤海海域总面积减少了7.06%,年均减少82km~2.大陆海岸线的剧烈变化导致和加剧了海岸带和近海区域的多种问题,加强对大陆海岸线资源的保护、管理与可持续利用刻不容缓. 相似文献
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本文首先沿走向将鲜水河断裂带划分为炉霍、道孚、乾宁、康定和磨西五个断裂段,利用沿断裂带布设的跨断层短基线、短水准场地测量资料计算了近场的断层活动参数,利用覆盖断裂带相对较大区域的重力、GPS观测资料计算了重力场动态变化、GPS速度场.基于重力场动态变化和GPS速度场采用蚁群算法和粒子群算法(具有全局优化的优势)分别反演计算了五个断裂段断层活动参数,将结果中的走滑分量作为五个断裂段的现今走滑速率.通过对以上三类现今走滑速率及五个断裂段的地质平均滑动速率进行融合与对比分析,将重力资料反演计算结果作为断裂带整体走滑速率,与跨断层短基线、短水准测量计算的断层滑动速率结果进行对比分析,初步判定了各跨断层短基线、短水准场地所跨断裂的性质,最终给出了五个断裂段的现今整体左旋走滑速率和部分分支断裂左旋走滑速率,结果为:(1)炉霍段为9.13mm·a~(-1),虾拉沱区域西支断裂为2.46mm·a~(-1),东支断裂为5.84mm·a~(-1).(2)道孚段为8.57mm·a~(-1),东南段沟普区域西支断裂为1.78mm·a~(-1),东支断裂为6.79mm·a~(-1).(3)乾宁段为7.67mm·a~(-1).(4)康定段为6.14mm·a~(-1).(5)磨西段为4.41mm·a~(-1).本文还定性讨论了断裂带两侧重力、GPS测点覆盖范围内活动地块的三维弹塑性变形和古地震、历史地震造成的永久位错. 相似文献
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为阐明典型沙源区水库大气磷干、湿沉降的污染特征及其对水域磷素污染的贡献,为水库富营养化治理提供科学依据,以京蒙沙源区大河口水库库区为研究区,于2014年沿水库岸边布设12个大气沉降监测站点,采集干、湿沉降样品,测定干、湿沉降中总磷(TP)浓度,计算全年各月大气TP干、湿沉降通量和年入库TP污染负荷量.结果表明:研究区大气干、湿沉降季节差异显著,全年各月TP干沉降通量变化范围为4.89~35.76 kg/(km~2·月),主要集中在春季4月和秋季10月.最大TP干沉降通量出现在春季风沙最为严重的4月;湿沉降主要集中在夏季(6—8月),最大TP湿沉降通量出现在降雨量最大的8月,为28.88 kg/(km~2·月),且TP湿沉降通量与降雨量呈显著正相关.2014年大气TP沉降入库污染负荷量为0.719 t,占同期滦河和吐力根河两条河流入库TP污染负荷比率为51.17%,成为影响和限制大河口水库磷营养盐水平的重要源项之一. 相似文献