共查询到20条相似文献，搜索用时 15 毫秒
1.
Robert A. Berner 《Geochimica et cosmochimica acta》2005,69(13):3211-3217
The results of a theoretical isotope mass balance model are presented for the time dependence of burial and weathering-plus-degassing fluxes within the combined long-term carbon and sulfur cycles. Averaged data for oceanic δ13C and δ34S were entered for every million years from 270 to 240 Ma (middle Permian to middle Triassic) to study general trends across the Permian-Triassic boundary. Results show a drop in the rate of global organic matter burial during the late Permian and a predominance of low values during the early-to-middle Triassic. This overall decrease with time is ascribed mainly to epochs of conversion of high biomass forests to low biomass herbaceous vegetation resulting in a decrease in the production of terrestrially derived organic debris. Additional contributions to lessened terrestrial carbon burial were increased aridity and a drop in sea level during the late Permian which led to smaller areas of low-lying coastal wetlands suitable for coal and peat deposition.Mirroring the drop in organic matter deposition was an increase in the burial of sedimentary pyrite, and a dramatic increase in the calculated global mean ratio of pyrite-S to organic-C. High S/C values resulted from an increase of deposition in marine euxinic basins combined with a decrease in the burial of low-pyrite associated terrestrial organic matter. The prediction of increased oceanic anoxia during the late Permian and early Triassic agrees with independent studies of the composition of sedimentary rocks.Weathering plus burial fluxes for organic carbon and pyrite sulfur were used to calculate changes in atmospheric oxygen. The striking result is a continuous drop in O2 concentration from ∼30% to ∼13% over a twenty million year period. This drop was brought about mainly by a decrease in the burial of terrestrially derived organic matter. but with a possible contribution from the weathering of older organic matter on land. It must have exerted a considerable influence on animal evolution because of the role of O2 in respiration. Some examples are the extinction of many vertebrates, loss of giant insects and amphibians, and the restriction of animals to low elevations. It is concluded that the extinction of plants may have contributed to the extinction of animals. 相似文献
2.
全球生物地球化学循环研究的进展 总被引：10，自引：0，他引：10
简要介绍了全球元素生物地球化学循环研究的新进展。首先说明几十年来生物地球化学循环研究重点的转变，其次分析了当前研究的特点，这就是多层次地（时空及生态系统）进行实验和数学模拟并外推至全球，比经典的循环研究要细致得多。经典研究往往只是将定位点上的结果简单地外推到区域甚至全球。最后有选择地阐述了生物地球化学循环各领域（源、汇、转化过程、测量方法、模式等）内的发展趋势与热点，其中主要有农业生态系统含碳、氮痕量气体的源、遗漏的碳汇、碳、氮、硫、磷间的耦合作用、同位素丰度比及指示物的应用和氧化亚氮和甲烷释放模式。 相似文献
3.
Guodong Jia 《地球科学进展》2017,32(11):1157-1162
The glacial-interglacial carbon cycle is a complex scientific issue of the earth system. Although many progresses have been made, it is still far from being solved. Among others, an important limiting factor is the great uncertainty in the carbon stock in the terrestrial carbon reservoir. The present Sunda Islands are one of the three tropical forest areas with most abundant terrestrial carbon biomass and contribute greatly to the global terrestrial carbon reservoir. During the glacial low stands, the adjacent Sunda Shelf was exposed and led to a doubled land area. The scenario of terrestrial vegetation, which is not well understood, on the exposed land is probably a key factor to the global carbon cycle. Thus, a comprehensive paleoclimate and paleoecology study for the area is appealed, which may provide key data to quantitative analysis and modelling of the global glacial-interglacial carbon cycles. 相似文献
4.
Paired organic and carbonate carbon isotope compositions of Late Permian Wujiaping (吴家坪) and Dalong (大隆) formations at Shangsi (上寺), Northeast Sichuan (四川) were analyzed by MAT 251. An abrupt negative excursion in the two isotope records was observed in the middle part of Dalong Formation, in association with a drop in the carbon isotope difference of the two records and an increase of total organic carbon (TOC) content. The negative drop of the paired carbon isotope records issuggestive of the input of 12C-enriched CO2. The molecular ratios of pristane to phytane and dibenzothiophene to phenanthrene indicate the anoxic condition in this interval. The enhanced TOC content is indicative of the elevated preservation of organic matter due to the anoxic condition. These isotopic and organic geochemical data probably infer the occurrence of the upwelUng in this interval. The additional contribution of volcanism activity observed in South China cannot be excluded to the input of 12C-enriched CO2 and the negative shifts in carbon isotope composition of bulk organic matter and carbonate. 相似文献
5.
全球变化条件下的土壤呼吸效应 总被引：52，自引：7，他引：52
土壤呼吸是陆地植物固定CO2尔后又释放CO2返回大气的主要途径，是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO2浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放通量，同时将促进土壤的碳吸存；在全球增温的情形下，土壤可能向大气中释放更多的CO2，传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO2产生的重要原因，所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO2浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调，尽管森林土壤碳固定能力有限，但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO2上升的可行性对策；基于现有田间尺度CO2通量测定在不确定性方面的进展，今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力；着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理；区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然，土壤呼吸的测定方法尚有待改善。 相似文献
6.
Based on the most recently avalilable petrochemical data from China‘s Continent and the thickness of the crust,the authors have calculated the contents of carbon,sulfur and phosphorus in the lithosphere of China‘s Continent (including the Sedimentary-metamorphic structural layer,the granite layer and the basalt layer)and their distribution in the major types of rocks.In addition,a discussion is made on the significance of the results in the study of global circulation of carbon,sulfur and phosphorus. 相似文献
7.
南北极海区碳循环与全球变化研究 总被引：14，自引：1，他引：14
南北极是全球变化研究领域中十分重要的地区 ,也是世界大洋对全球变化反馈的一个重要窗口。文章论述了南北极海区碳循环研究的国内外研究动态 ,阐述了目前南大洋及北冰洋的生产力水平及碳收支平衡状态 ,讨论需要进一步研究的一些存在问题以及将来的发展方向。目前的研究表明 ,北极的生产力比历史上所认为的要高 ,在全球变化的作用下 ,其将成为越来越重要的碳汇区 ;南大洋主控着人为源CO2 的海气交换通量 ,而生产力所受到的限制也影响着其吸收CO2 的潜力。目前制约着对两极碳循环进一步认识所缺乏的资料包括 :极区碳汇的时空变异、南大洋的Fe限制及Fe假说、紫外增强对极区碳循环可能产生的影响等。今后研究的重点将集中在全球变化对两极碳循环的影响及其反馈 ,碳循环的机制及其动力学过程 ,以及通过碳循环人为干预全球变化的可行性。近年来 ,中国也十分重视极区碳循环的研究 ,取得了许多积极的成果。我们的研究结果表明 ,在 80°E～ 80°W之间 ,南大洋基本上是大气CO2 的汇 ,其中在 45°W～ 30°W及 10°W～ 10°E之间 ,是CO2 的强汇区。北冰洋的一些海区也表现为很强的碳汇区。计算得出 ,楚科奇海及其附近海区 7月到 9月CO2 吸收通量为 0 13g/ (m2 ·d) (碳 )。南大洋夏季CO2 吸收通量为 0 1g/ (m2 · 相似文献
8.
大气碳收支不平衡问题是全球碳循环研究的核心问题之一,决定了人类活动导致的气候变化速度和程度。在过去50年,陆地和海洋作为全球碳循环的主要汇呈增加趋势,而岩溶作用(CaMg(CO_3)_2+2CO_2+2H_2O Ca~(2+)+Mg~(2+)+4 HCO_3~-)则通过与岩石圈、水圈、大气圈(层)的密切联系成为联系陆地和海洋碳库的纽带。尽管岩溶作用在水循环和生物圈的作用下,每年可产生约8亿t的碳通量,使岩溶作用过程成为全球碳循环的一个重要环节。但在目前研究技术手段和认识水平的条件下,将岩溶作用这一可逆过程直接认定为岩溶碳汇有不妥之处。因此,在没有涉及生物固碳效应的前提下,应当将岩溶作用参与的碳循环表述为岩溶碳通量。 相似文献
9.
天然气水合物与全球变化研究 总被引：24，自引：4，他引：24
天然气水合物含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和,是地圈浅部的极重要碳库。自然界中温压条件的微小变化都会引起天然气水合物的形成或分解,从而吸收或释放甲烷,对全球碳循环和温室效应产生重要影响。天然气水合物对全球气候变化、冰期和间冰期的交替的反馈在极地和中低纬度不同,在中低纬度
也有两种相反的过程,因而对其总效应的方向和强度尚需详细研究和估计。我国许多海区有天然气水合物存在的条件,在南海已有报道;可通过地震剖面的重新判读及数值模拟估计天然气水合物的储藏量和它对海平面变化的反馈,以提供边缘海这类研究的范例。 相似文献
也有两种相反的过程,因而对其总效应的方向和强度尚需详细研究和估计。我国许多海区有天然气水合物存在的条件,在南海已有报道;可通过地震剖面的重新判读及数值模拟估计天然气水合物的储藏量和它对海平面变化的反馈,以提供边缘海这类研究的范例。 相似文献
10.
海洋碳循环模式的研究进展 总被引：8，自引：0，他引：8
从最简单的三箱模式开始简要回顾了海洋碳循环模式的发展历史，讨论了不同发展时期各种模式的特点，并指出了海洋吸收大气CO2的能力。近年来全球海洋环流碳循环模式经常使用简单生化过程，而在过程模式和一维模式中较详尽探讨生态系统在海洋碳循环的作用。最新的全球环流碳循模式估计海洋在20世纪80年代每年吸收大气CO2为1.5~2.2 GtC。还讨论了模拟海洋碳循环的现状和存在的问题。使用含显式生态系统的碳循环模式是研究CO2生物地球循环及其对全球变化响应的发展趋势。 相似文献
11.
碳酸盐岩在全球碳循环过程中的作用 总被引：22，自引：3，他引：22
碳酸盐岩是地球上最主要的碳库，开展全球变化研究应重视碳酸盐岩在岩溶作用过程中的地球化学动力学研究。这方面的科学问题有二个。第一是关于全球碳酸盐岩的碳库容量问题，尚须利用全球沉积岩和碳酸盐岩数据库，根据全球地质历史时期碳酸盐岩的分布面积、厚度和岩石成分等进行重新计算。其次是关于碳酸盐岩在岩溶作用过程中对全球碳循环的动力学贡献问题。一方面碳酸盐岩的溶蚀作用不仅关系到海洋ＣａＣＯ＿３的供给量而影响海洋中碳通量的平衡，而且还可直接回收大气圈中的ＣＯ＿２；另一方面由于钙华的沉积又可向大气圈释放ＣＯ＿２，而影响温空气体的变化。它们构成了大气温室气体源汇关系中不可忽视的一项。 相似文献
12.
硅酸盐风化与全球碳循 环研究回顾及新进展 总被引：4，自引：0，他引：4
硅酸盐风化是大气CO2 的一个主要汇,直接影响到全球碳循环进而影响全球气候。自Walker 等（1981）进行的开创
工作以来,有关“硅酸盐风化- 碳循环- 气候变化”方面的研究大量涌现。从计算机模型到河流水化学研究,从流域面积
超过百万平方公里的大河到数十数百平方公里的单岩性小河流,取得了很多重要的进展。从全球尺度上看,硅酸盐风化每
年所消耗的大气CO2 量为0.138~0.169 Gt,相比现在大气碳库中碳的含量（约800 Gt）,乍看似乎是微不足道的,然而硅酸盐
风化消耗CO2 并将其作为碳酸盐矿物埋藏在海洋,它的存留时间超过了百万年。因此,在地质时间尺度上,硅酸盐风化是
调节全球碳循环的一个重要机制。对小流域进行的研究发现,热带地区流经玄武岩/蛇绿岩的小流域有着最高的硅酸盐风化
和大气CO2 消耗速率,热带区域火山岩化学风化消耗的大气CO2 占全球硅酸盐风化所消耗量的10%,而流域面积不到1%。 相似文献
13.
环北极多年冻土区碳循环研究进展与展望 总被引：2，自引：1，他引：1
环北极多年冻土区作为全球碳库的重要组成部分,它以一种独特的方式响应着气候变化。在气候变暖的背景下,冻土中的有机碳将在全球碳循环中扮演着更活跃的角色。为增进对环北极多年冻土区碳循环的认识,分析了近年来北极多年冻土区碳储量和碳迁移状况,以及相关模型在模拟碳循环应用方面的最新进展。目前,对北极多年冻土区碳源/汇的时空分布格局、碳循环过程的关键驱动因子以及碳循环对全球变化的响应等一系列问题尚不能作出完整的、系统性的科学解释。同时,还进一步分析了北极多年冻土区碳循环模拟的三大不确定性因素。基于以上分析,提出未来对北极多年冻土区碳循环的研究还应在典型研究区开展长期的野外系统监测、创新研究方法,深化碳循环机制研究,重视学科交叉以及多模型集成,宏观与微观相结合、多途径与多尺度综合研究。 相似文献
14.
15.
地球系统的碳循环,制约着一系列资源环境问题的形成和发展.掌握其运行规律和机制,将为可持续发展提供重要的知识支撑.本文回顾了数百年来人类对碳循环认识的历史,概述了20世纪最后年代,通过IGBP,IGCP等国际计划,以及一些国家计划对全球碳循环所作的观测、试验和模型分析所获得的重要成果.同时也指出了当前国际碳循环研究中在学术思路、观测试验工作布署,以及对碳循环有关的资源环境问题研究等方面不足之处,特别是一些重大国际计划存在着忽视地质作用对全球碳循环影响的问题.在此基础上,对21世纪初全球碳循环研究可能出现的热点作了分析,并建议我国的碳循环研究,除了要继续积极参与各种多边国际合作计划,作出我们应有的贡献外,还应根据我国的地域优势,选碳酸盐岩地区的碳循环,和碳循环的资源环境问题两个突破口,作重点深入研究. 相似文献
16.
天然水体中存在同化二氧化碳(CO2)的光合作用,也存在释放CO2的微生物呼吸过程。地球表层水体与大气之间的CO2交换构成全球碳循环的一个重要环节。水-气之间CO2交换的方向和通量主要受大气圈和水体表层CO2分压(pCO2)的制约。水体pCO2值可以通过对近水面气体成分变化过程的现场仪器检测或者根据测定的水体化学参数运用经验公式计算求得。迄今对陆地水体,尤其河流筑坝形成的"蓄水河流"(下称水库)水体CO2动态研究中,由于水域及其近表层大气成分的时空多变,一般采用水化学参数计算方法求得水体的pCO2值。全球约70.97%的水库表层水体pCO2高于大气pCO2。全球尺度上水库表层水体pCO2自热带向寒温带逐渐递减;单个水库水体的pCO2一般呈现"出库>入库>库中"、pCO2随深度而增加的变化规律。水库表层水体pCO2的时间变化一般表现为"冬季>夏季、消融期>冰冻期、黑夜>白天"。水库水体的pCO2是其水化学平衡的结果,受水温、水体pH、水生生物活动以及外来水体的混合等多种因素影响,变化较为复杂。为精确量化水库水-气界面CO2交换通量,水文学、湖沼学、生态学和地球化学等领域的学者有必要合作,共同努力进行水库流域尺度的实地观测,完善水体溶解无机碳计算模型,深入探讨水库水体碳动力学机制,为全球碳循环研究和气候变化预测提供可靠的基础数据。 相似文献
17.
By combining the carbon cycle model with the records of carbonate and organic (kerogen) carbon isotope, this paper presents
the calculation of the fraction of organic carbon burial (f
org) of beds 23–40 at the global boundary stratotype section and point (GSSP) of the Permian-Triassic boundary at Meishan, Zhejiang
Province. The resulting calculation produces two episodes of f
org maxima observed to occur at beds 23–24 and 27–29, which respectively corresponds to the two episodic anoxic events indicated
by the flourish of green sulfur bacteria. Two episodic f
org minima occurred at beds 25–26 and 32–34, generally coincident with the flourish of cyanobacteria (bed 26 and upper part of
beds 29 to 34) as shown by the high value of 2-melthyhopnoanes. It appears that the f
org is related to the redox conditions, with greater f
org values observed under the reductive condition. The relationship between f
org and the total organic carbon (TOC) content was complex. The f
org value was low at some beds with a high TOC content (such as bed 26), while high observed at some beds with a low TOC content
(e.g. bed 27). This association infers the important contribution of primary productivity to the TOC content. The original
organic burial could be thus calculated through the configuration of the function of the primary productivity and f
org, which can be used to correct the residual TOC measured today. This investigation indicates that compiling the organic-inorganic
carbon isotopes with the carbon cycle model favors to understand the fraction of organic carbon burial, providing information
for the reconstruction of the coupling among biota, environments and organic burial.
Journal of China University of Geosciences, 2007, 32(6): 767–773 [译自: 地球科学—中国地质大学学报] 相似文献
18.
粘土矿物保存海洋沉积有机质研究进展及其碳循环意义 总被引：3，自引：0，他引：3
海洋沉积物吸附有机质的量和有机质循环周期与粘土矿物类型和吸附方式密切相关，并在全球碳循环中扮演着不同的角色。粘土吸附有机质有物理吸附和化学吸附之分，前者主要存在于粘土的微孔隙中，参与年、十年或百年尺度的循环；后者主要存在于粘土矿物层间和外表面，稳定性较好，有机质易于保存，可参与百万年或更长时间的循环，这种不同时间尺度内的碳循环，将会改写海洋沉积物有机碳“源”、“汇”的关系。不同类型粘土矿物的性质存在差异，决定了吸附有机质量的多寡，蒙脱石的吸附量远大于伊利石的吸附量，这可能是造成全球不同海域中有机碳“源”、“汇”变化的原因。海洋沉积物处于水圈、生物圈和岩石圈的交汇地带，有机碳的差异和变化，都会对全球碳循环及气候变化产生重要的影响。 相似文献
19.
地球表层温度主要由接收的太阳辐射能量及大气温室气体的保温能力共同控制。CO_(2)等温室气体通过对大气温度的调节影响着全球环境气候变化,工业革命以来全球CO_(2)排放量的增加被认为是全球变暖的重要原因,地质历史时期大气CO_(2)浓度的波动与温室和冰室气候的交替出现相对应。地球超过90%的碳赋存于深部,因此地球深部过程的些许波动便会影响到地表碳含量,进而深刻影响着地球的环境气候变化。以往的研究注重地表碳循环对环境气候的影响,对深部碳的贡献考虑不足。最近十余年全球开展了详细的深部碳循环研究,基于已经取得的重要成果,本文从大火成岩省、裂谷和俯冲带的视角对深部碳循环驱动的环境气候效应进行了系统回顾。认为未来的研究需要对地球深部碳循环通量和碳同位素组成进行更精确的定量,这是我们认识深部碳循环对地表环境气候影响的基础;除了碳元素本身我们还需要关注其他挥发性元素和有害金属元素的综合效应;俯冲带作为全球壳-幔相互作用和物质交换循环最重要的场所,应该是进行深部碳循环观察和环境气候效应研究的重点。 相似文献
20.
Pinxian Wang 《地球科学进展》2017,32(11):1119-1125
A crucial and debatable issue in paleoclimatology is the change of terrestrial vegetation and the role of its carbon storage in glacial cycles. In the modern world, the Amazon Basin hosts the largest tropical rainforest and plays a major role of carbon sink, but during the glacial times another large tropical rainforest must have formed in the then emerged Sunda Shelf, SE Asia, and significantly changed the global carbon cycling. Accordingly, ocean drilling expeditions to the Sunda Shelf are being proposed in order to investigate the sea level changes, evolution of river network, vegetation and carbon storage, as well as biogeography of the tropical region over the last millions of years. 相似文献