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干酪根中不同结构和官能团具有不同的碳同位素组成,这种差异可以用有机质碳同位素热力学同位素因子（β因子）进行预测。煤岩模拟实验产物中,δ13CCO2相对烃类气体而言明显偏重,这与干酪根中羧基的β13C较大有关。含水实验产物的δ13CCO2轻于无水实验产物的δ13CCO2是由于含水实验中所增加CO2的碳同位素组成相对较轻造成的,含水实验增加的CO2产率是由β13C相对较小的部分亚甲基碳通过断裂、氢转移、以及与水反应转变而来。模拟实验低温阶段（≤300℃）,甲氧基中的甲基断裂可能的甲烷形成的主要方式。而甲氧基的β13C大于甲基,所以低温阶段出现了甲烷碳同位素组成先较重后变轻的现象。 相似文献
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吸附势理论在煤层气吸附/解吸中的应用 总被引：4，自引：0，他引：4
煤层气的吸附/解吸将导致煤层甲烷碳同位素以及煤层气多组分分馏,使得煤层气富集区预测成为可能;并为揭示注入CO2增强CH4产出提供依据。本文根据Polanyi吸附势理论和实测及收集的等温吸附试验数据,探讨煤层甲烷碳同位素和多组分气体的分馏。通过研究,得到如下两个结论：①13CH4在煤表面的吸附势普遍高于12CH4,也就是说13CH4与12CH4相比具有优先吸附、滞后解吸的特点。这种差异具有随压力增加而增加的特点。②煤层气吸附/解吸过程中CH4和CO2的分馏可归纳为以下3种情形： a. CO2和CH4的吸附/解吸等温线不相交,CO2的吸附势大于等于CH4,在CO2和CH4吸附势接近的中压阶段(1~2.5 MPa)不利于注CO2驱CH4,高压、低压阶段均有利; b. 因CH4的吸附/解吸等温线相交造成CH4和CO2的吸附特性曲线相交,在高压条件(>2.5 MPa)下利于注CO2驱CH4; c. 因CO2的吸附/解吸等温线相交造成CH4和CO2的吸附特性曲线相交,在高压条件(>2.5 MPa)下利于注CO2驱CH4。吸附势理论的引入为定量评价注入二氧化碳驱甲烷工艺参数和有利储层的选择提供了方法,并揭示了在高压条件(>2.5 MPa)下总是有利于向煤层注入CO2强化CH4产出。 相似文献
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土壤发生性碳酸盐碳稳定性同位素模型及其应用 总被引：5，自引：0，他引：5
干旱、半干旱地区土壤无机碳库比有机碳库大2~5倍，无机碳库及其周转在该地区土壤碳平衡中具有重要意义。土壤发生性碳酸盐是土壤发育过程的产物，与岩生性碳酸盐溶解/沉积平衡、土壤有机碳分解CO2的再转化密切相关。发生性碳酸盐碳稳定性同位素主要由土壤CO2的碳同位素组成决定，可以用描述不饱和层气体质量传递的扩散—生成模型模拟。在土壤碳酸盐体系（土壤CO2(g)、碳酸盐和土壤溶液）处于同位素平衡状态时，根据生物过程产生的分子扩散以及碳酸盐化学平衡反应的分馏模型，发生性碳酸盐δ13C值比有机质δ13C值大14‰~16‰。扩散—生成模型和/或分馏模型可以用于鉴定和定量化分散态发生性碳酸盐组分、区分土壤碳酸盐悬膜上发生性碳酸盐的比例，并可用于定量评价土地利用管理措施对碳酸盐溶解/沉积平衡的影响，这在全球碳循环研究中具有重要意义。 相似文献
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将超临界CO2萃取技术应用于泥炭纤维素中有机脂类物质的提纯工作,并对萃取物进行色—质联用分析。结果表明,在萃取物中检出了一系列甲酯类、乙酯类、少量有机酸及正构烷烃组分。首次检出的脂肪酸乙酯系列化合物多数呈高碳数分布,具偶碳优势。长链正构烷烃主峰碳为nC33或nC31,具有明显的奇碳优势,这在一定程度上反映了泥炭生成过程的气候条件,记录了气候变化的信息。同时也显示出超临界CO2萃取技术能够很好地完成除去纤维素中有机脂类这一重要环节,有利于提高泥炭纤维素δ13C值检测的准确度,为超临界流体萃取技术在地学中的应用开辟了一个新途径。 相似文献
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片钠铝石的成因及其对CO2天然气运聚的指示意义 总被引：22，自引：0，他引：22
片钠铝石作为胶结物、自生矿物或脉体，不仅分布在海相白云岩、油页岩中，而且还广泛分布在陆源碎屑岩及煤系地层中。大量的实例及人工合成片钠铝石实验表明，片钠铝石的形成需要碳酸溶液或过量的CO2气，片钠铝石的分布往往与CO2天然气藏相伴生。CO2气的来源决定了片钠铝石具有无机和有机两大成因类型，其中，无机成因包括岩浆成因和碳酸盐热解成因。然而，不论源于有机成因CO2气还是无机成因CO2气，片钠铝石均可作为富CO2流体运移或聚集的“示踪矿物”，地质过程中片钠铝石的出现或富集表明该区曾存在大量CO2运移或聚集。 相似文献
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CO2矿物捕获是指将大气中排放的CO2气注入到地下深部的含水层、油气田等渗透性储层中,通过一系列物理、化学反应,最终将CO2气以碳酸盐矿物的形式“固结”在岩石中。火山碎屑岩具有铁、镁离子含量高且容易释放及分布广泛等特点,是有前途的矿物捕获岩石类型。塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石特征矿物,进一步证实了火山碎屑岩的矿物捕获能力。在火山碎屑岩中,CO2注入之后形成的矿物有片钠铝石、铁方解石、铁白云石等碳酸盐矿物,碳酸盐总量高达30%,说明CO2矿物捕获的能力较大。 相似文献
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农业温室气体清单方法研究最新进展 总被引：14，自引：0，他引：14
为了履行气候变化框架公约的义务,缔约国要按时编制并提交国家温室气体清单。文章主要介绍温室气体清单指南中土壤CO2的排放和清除,稻田甲烷的排放,农业土壤中氧化亚氮的直接排放和间接排放等方面温室气体估算方法的研究进展。《2006年IPCC指南》中强调国家清单只报告管理土地CO2的排放和清除;采用六类土地利用类型体制,即：林地、农地、草地、湿地、居住地和其它地;提供了多层次的估算方法;稻田甲烷的季节排放因子变为日排放因子;农业土壤氧化亚氮的排放因子进一步修正;生物氮的固定不再作为氧化亚氮直接排放的排放源。清单方法改进的同时,我国编制农业温室气体清单面临巨大困难与挑战。 相似文献
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四川盆地东北部三叠系飞仙关组硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响 总被引：15，自引：0，他引：15
四川盆地东北部三叠系飞仙关组存在广泛的硫酸盐还原作用,同时地层中也存在锶含量异常高的成岩流体。研究表明:热化学硫酸盐还原作用（TSR）和（或）细菌硫酸盐还原作用（BSR）造成的SO42-离子的消耗对成岩孔隙流体中SrSO4溶解度的改变是三叠系中高Sr成岩流体的形成机制之一,该机制使得孔隙流体从白云石化作用和碳酸盐矿物的新生变形作用中获得的Sr在流体中以高浓度的Sr2+形式存在,并使之在流体中极度富集,这也是四川盆地东北部三叠系中大型和超大型天青石矿床的形成机制之一。H2S和CO2是硫酸盐还原作用的重要产物,不同温度条件下溶于水中的H2S和CO2,与不溶于水的气体分子之间的平衡反应H2S（aq）H2S(g)和CO2(aq)CO2(g)的平衡常数和吉布斯自由能增量计算表明,当温度从25℃升高至220℃时,两个反应的平衡常数分别大致从10增至240和从20增至500,两个反应的平衡常数都始终大于1,说明H2S和CO2更趋向于以气体形式存在,同时温度越高,系统中以气体形式存在的H2S和CO2会越多,溶解于水中的H2S和CO2会越少,因而在深埋藏的高温条件下,H2S和CO2对碳酸盐矿物的溶解能力可能相对很小。相对低温的成岩环境、高温流体的向上和侧向运移、构造抬升、富氧流体与含有H2S流体的混合以及金属硫化物的沉淀是提高含H2S和（或）CO2流体对碳酸盐矿物溶解能力的五个途径。因此,与较早成岩阶段相对浅埋藏环境的碳酸盐溶解作用有关的H2S和CO2流体可能与细菌硫酸盐还原作用（BSR）关系更为密切;断层或其它流体运移通道是高温含有H2S和CO2流体向上运移的基础条件,具有原生孔隙度和渗透率的礁、滩相高能沉积物也是流体发生侧向运移的先决条件;大幅度的构造抬升造成的地层温度降低是提高含H2S和（或）CO2地层流体对碳酸盐矿物溶解能力的重要因素,地壳抬升至近地表造成的古喀斯特作用也可以为H2S的氧化提供良好的地质环境。在有关的勘探中应注意:在断层等流体运移通道造成高温含H2S和CO2流体向上运移的条件下,与之有关的构造低点应该是主要的勘探目标;在燕山运动导致的地层抬升并导致深部热流体降温的条件下,与之有关的构造高点应该是主要的勘探目标,应分别对待。 相似文献
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碳酸盐倒退溶解模式的化学热力学基础——与H_2S有关的溶解介质及其与CO_2的对比 总被引：1，自引：1，他引：0
以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与H2S(g)/ H2S(aq) /HS-/ H+/S2-系统有关反应在不同温度下的平衡常数,同时根据方解石和白云石在酸性条件下的溶解过程,获得了这两种碳酸盐矿物溶解过程中地层中流体pH值与PCO2、地层压力和埋藏深度的关系。在此基础上,对比了从地表到深埋藏的温度和压力条件下,与CO2和H2S有关的酸性介质对流体\[H+\]贡献的差异性,以及对于碳酸盐溶解作用的差异性。计算结果表明:1）无论以CO2还是以H2S作为溶解介质,温度增加和（或）PCO2增加,都会造成方解石和白云石溶解所需要的\[H+\]增加,在深埋藏相对高温和高压条件下,高PCO2条件会使得碳酸盐矿物的溶解更加困难,如果\[H+\]受到缓冲,CO2的增加不仅不能造成碳酸盐矿物的溶解,反而会造成碳酸盐矿物的沉淀;2）无论在何种酸性介质中,碳酸盐矿物的倒退溶解模式在化学上都是成立的,低温的成岩环境,深部地层中高温流体的向上运移、构造抬升所造成的温度降低（-ΔT）都会提高H2S和（或）CO2流体（也包括其它酸性介质）对碳酸盐矿物溶解能力;3）在地表和近地表条件下（几百米深度范围内）,在同时存在CO2和H2S的环境中,CO2对应酸的电离提供的\[H+\]略多于H2S对应酸的电离,与CO2有关的酸性流体对碳酸盐矿物溶解相对重要,而在深埋藏条件下、尤其是深度大于4 000 m的深埋藏地层中,H2S对应酸的电离提供的\[H+\]显著大于CO2,其对碳酸盐矿物的溶解更为重要,在存在硫酸盐还原作用的深埋藏地层中,碳酸盐的深部溶解作用会更为发育,这可能是川东北地区深埋藏条件下次生孔隙发育的重要原因之一。 相似文献
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柴达木盆地位于青藏高原北部,沉积和储存了巨量的蒸发岩。其独特的地理位置、构造特征、盐类沉积和其它资源优势,成为地学领域各方向学者关注的焦点。2008年,中德合作在盆地西部取得千米深的钻孔,上部400 m表现为碳酸盐粘土层与盐层的交替,盐层的矿物种类是石盐（NaCl）,石膏（CaSO4·2H2O）,芒硝（Na2SO4·10H2O）,无水芒硝（Na2SO4）,钙芒硝（Na2Ca(SO4)2）,杂卤石（K2MgCa2(SO4)4·2H2O）,尤钠钙矾（Na4Ca(SO4)3·2H2O）和白钠镁矾（Na2Mg(SO4)2·4H2O）,以石盐和石膏为主。碳酸盐粘土层中还出现了少量重晶石（BaSO4）、碳酸钠钙石（Ca2Na2(CO3)3）、钠钙矾（Ca2Na3(SO4)3(OH)）、苏打石（NaHCO3）、斜碳钠钙石（Na2Ca(CO3)2·5H2O）、一水碳酸钠（Na2CO3·H2O）和水硼镁石（CaMg(B3O3(OH)5)2·6H2O）。碳酸盐粘土层中不同形态的石膏单晶、双晶和集合体,形成于次生浓卤水溶液,晶体形状与生长速度、溶液性质和环境条件有关。单盐矿物石盐、石膏和无水芒硝从卤水中直接结晶,复盐钙芒硝、白钠镁矾和尤钠钙矾则由单盐反应形成。尤钠钙矾为罕见的亚稳定矿物,柴达木盆地和青藏高原其它地区的研究中尚未见报道,该矿物形成温度远高于室温,可能是由石膏或无水芒硝在富Na SO4卤水溶液中反应形成。根据矿物种类、组合和阳离子含量推断,古卤水类型主要为Na Cl型,其次为Na Ca SO4、Na SO4、Na SO4 Cl、Na Ca SO4 Cl,少数层位为Ca SO4和Na Mg SO4型卤水。盐层和碳酸盐粘土层的交替说明,1 Ma以来钻孔所在区域为干湿交替气候,18个成盐阶段或气候干旱阶段出现在0.97~0.03 Ma,最早的两个蒸发阶段为0.96~0.97 Ma和0.87 Ma,其它蒸发阶段出现在0.78~0.03 Ma,厚盐层集中出现在0.5~0.03 Ma。 相似文献
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中国土壤有机碳库量与农业土壤碳固定动态的若干问题 总被引：108，自引：3，他引：108
在整理和统计国内对土壤有机碳及其变化的文献资料基础上,着重讨论中国土壤有机碳库及其分布、不同时期土壤有机碳的变化以及最近时期有机碳的固定趋势,分析我国不同土壤有机碳的保护机制的特点,期望对于我国当前土壤有机碳库与全球变化研究提供参考依据。我国总土壤有机碳库的估计在50—180Pg之间。估计我国表层土壤有机碳库为20Pg,它主要分配于几个与湿地和水成过程有关的土壤类型,且水稻土占有较大比例。因而我国人为土的管理在陆地生态系统碳循环与全球变化上有重要意义。 相似文献
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中国农田的温室气体排放 总被引：70，自引：2，他引：70
李长生 肖向明 S.Frolking B·Moore Ⅲ W.Salas 邱建军 张宇 庄亚辉 王效科 戴昭华 刘纪远 秦小光 廖柏寒 R.Sass 《第四纪研究》2003,23(5):493-503
中国是一个农业大国,拥有约1.33百万平方公里的农田。这些田地的种植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施不仅长期改变着农田生态系统中的化学元素循环,而且给全球气候变化带来影响。农业生态系统对全球变化的影响主要是通过改变3种温室气体,即二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤-大气界面的交换而实现的。为了分析多种因素(如气候、土壤质地、农作物品种及各种农田经营管理措施等)对农业土壤释放CO22222222 相似文献
13.
农田土壤固碳潜力研究的关键科学问题 总被引：26，自引：1，他引：25
农田生态系统在陆地生态系统碳循环中扮演着重要的角色。增加农田土壤有机碳的固定不仅可减少大气CO2含量,而且对保障国家粮食安全具有举足轻重的作用。近年来评估土壤固碳潜力已成为国际科学界研究的热点和难点。但由于不同研究者对“潜力”范畴的界定不同,全球或区域尺度农田土壤固碳潜力的估算还存在很大的不确定性。所谓固碳潜力,即土壤碳的饱和水平或土壤所容纳碳的最大能力。这一能力受区域气候、土壤类型、农业管理措施的综合影响。故此,合理地评价固碳潜力,应综合考虑气候、土壤和农业措施诸因素,并将宏观尺度与微观尺度的研究结合起来。从固碳潜力概念范畴及研究方法出发,阐述了农田土壤固碳潜力的研究现状,并结合生物潜力和物理化学潜力的研究,提出区域农田土壤固碳潜力的计量方案,并就该研究领域亟需回答的科学问题进行了探讨。 相似文献
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长期定量施肥对土壤有机碳储量和土壤呼吸影响 总被引：43，自引：0，他引：43
利用1989年在河南省封丘县潮土上建立的用于研究有机肥（用小麦秸秆和饼肥沤制）和化学肥料对土壤有机碳和土壤生产力影响的长期定位试验，于2002年6月至2003年6月在玉米—小麦轮作期内对土壤呼吸进行了研究。试验包括化肥氮磷钾（NKP）、氮磷（NP）、氮钾（NK）、磷钾（PK）、有机肥（OM）、一半化学氮肥和一半有机氮（1/2OM）以及不施肥（CK）7个处理。试验结果表明：以有机肥或以化肥形式配合施用NPK不但可以极大提高土壤生产力，而且有益于增加土壤有机碳储量。有机肥对土壤有机碳含量的提高作用显著高于化肥。玉米生长期的土壤呼吸占全年呼吸量的56%～59%，小麦生长期只占32%～37%。土壤有机碳储量和土壤呼吸量与有机物质的投入有关。综合考虑经济效益（籽粒产量）和环境效益（全球变化），最佳的肥料配比是有机肥料和无机肥料配合施用，寻求合理可行的有机肥和化肥配合比率是实现农业土壤生产功能和环境功能协调统一的关键。 相似文献
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耕作措施对陕西耕作土壤碳储量的影响模拟* 总被引：6，自引：0，他引：6
鉴于农业生态系统土壤有机碳(SOC)平衡对中国农业可持续发展的重要性,文章以陕西农业生态系统为对象,整合农业生物地球化学模型(DNDC)与陕西农业地理信息系统数据库,利用陕西地区气象和作物资料,对陕西省2000年作物生长发育和土壤碳循环进行了模型模拟,实例探讨了耕作管理对土壤碳储量的影响,并由此评价生物地球化学模型在气候变化、土壤性质及农业耕作管理措施对土壤碳含量影响方面的预测能力。敏感性分析表明土壤性状,尤其是初始有机碳含量是影响模型区域尺度模拟的最主要敏感因素。区域模拟使用灵敏系数分析法,分别采用敏感因子的最大、最小值驱动模型在每一模拟单元内的运算,以产生一个土壤有机碳变化的范围值,土壤有机碳变化的真实值应以较大机率包含在这一范围内。分析模拟结果可以得出3点结论: 1)2000年陕西耕作土壤总有机碳储量约为103TgC,是一个大气CO2源,向大气释放碳0.5TgC; 2)提高作物秸秆还田率是提高陕西农田碳库储量的有效可行措施,将作物秸秆还田率从当前的15 ％ 提高到50 ％ 或90 ％ 会使陕西农田土壤从大气CO2源转变为汇,每年分别增加土壤有机碳库储量0.7TgC或2.1TgC; 3)施用有机农肥(500kg/hm2)也会增加土壤碳输入,从而提高土壤碳储量,使陕西农田系统转变为较弱的碳(C)源,每年可多固定0.2TgC。 相似文献
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本文以广西桂林丫吉试验场的实际观测资料为基础,应用同位素示踪方法,探索了整个系统中碳的输入、输出和转移问题,并分析了表层岩溶生态系统中泉水水化学、土壤 CO2浓度及近地表植被层空气中CO2浓度的变化特征。结果显示,泉水水化学主要组分的日变化不明显,而土壤中CO2浓度则明显受日气候变化的影响,两者存在明显的滞后关系。用碳同位素示踪方法,重点对桂林观测站表层生态系统各碳库间碳的转移过程进行了定量研究,认为在有土壤层和植被覆盖的表层岩溶生态系统中,参与岩溶作用的碳有一半以上来源于与生物作用有关的碳。 相似文献
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中国农业土壤有机碳的变化一直是国内外农业与全球气候变化研究中十分注意的问题。一些研究提示20世纪末以来我国水稻土尤其是太湖地区水稻土的有机碳储存出现了增长趋势。文章选择了2002年对江苏省宜兴市市域范围水稻土的61个土壤监测点进行系统采样和土壤分析,并与该市分别于1983年和1994年进行的土壤肥力调查结果相对比,从县市区域尺度分析、评价了近20年来太湖地区水稻土表土有机碳储存的变化。尽管20世纪80年代初以前土壤有机碳含量变化以下降为主,但20年来该市域内水稻土有机碳总体上呈上升趋势。统计表明,4个主要土属的表土有机碳密度的增幅以下序递增:湖白土(-2.80tChm2)<白土(10.36tChm2)<乌泥土(13.65tChm2)<黄泥土(14.97tChm2),因而全市74.2×103hm2水稻土表土的总有机碳库从1983年的1.37Tg增加到2002年的2.20Tg。该市水稻土的平均固碳速率达到0.5～0.8tChm2a,这种快速固碳作用与20世纪80年代以来土壤中氮素的富集、秸秆还田的推广和90年代以来该地区不断扩大的冬季休闲有关。目前该市水稻土的固碳潜力仍很大,太湖地区的高产高投入农业不能排除在碳固定上的积极意义。然而,这种快速固碳作用的土壤过程和机理值 相似文献
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Soil organic matter is a key soil component that plays a critical role in ecosystem functioning including soil productivity and resilience to erosion and drought. Most Arab countries are located in semi-arid and arid areas with dominance of drylands soils with poor organic matter content and soil quality. In line with the efforts of the FAO Global Soil Partnership (GSP) and French initiative for carbon sequestration (4 par mille); the soil organic carbon (OC) stock in the Arab countries was assessed and mapped using the FAO-UNESCO Digital Soil Map of the World (DSMW). The outputs must serve awareness raising both at the level of land users and decision makers. Results were compared with the only available national OC map, recently produced in Lebanon. Other national OC maps are under processing by the GSP and Intergovernmental Technical Panel on Soils (ITPS) within the Global Soil OC Map. Produced maps showed low OC stock in the topsoil of more than 69% of the cultivated soils with dominance of xerosols, arenosols, and lithosols. The average soil OC stock in the Arab countries is 37 ± 36 ton/ha in the topsoil and 78 ± 69 ton/ha in the standard soil depth. The total OC stock in the arable lands of the Arab countries was estimated at 50.5 gigatons (GT) with Sudan, Saudi Arabia and Algeria placed on top. The average total OC stock per one Arab country is 0.8 ± 1.7 million tons. Large standard deviation points to different pedoclimatic conditions but also to variable management and land use history. Water erosion and chaotic urban expansion caused the irreversible loss of 25 and 53.6 GT tons of OC, respectively. With increased pressure on limited soil resources, policies must address soil conservation and C sequestration to support soil productivity and improve food production. 相似文献
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湿地是自然界中重要的“碳汇”，其碳储量变化对全球气候变化和温室效应有重要的影响.选择地理位置独特的黑龙江兴凯湖自然保护区作为研究区，根据保护区内不同土壤类型采集表层（0～20 cm）土壤样品，利用遥感解译的保护区土地利用图、土壤储碳量和植物固碳量计算公式，核算兴凯湖自然保护区生态系统固碳服务总量，同时借鉴瑞典碳税法和中国造林成本法，估算兴凯湖保护区固碳服务功能价值为4.9亿元.结果显示，兴凯湖自然保护区湿地固碳服务功能高于全国平均水平，且高于同纬度同属东北平原的莫莫格湿地，为保护区今后的保护管理策略提供了有效的参考依据. 相似文献