碳循环与全球气候变暖研究综述
生物圈碳循环与全球气候变化研究
生物圈碳循环与全球气候变化研究气候变化是目前全球面临的最大环境问题之一，它不仅影响着人们的日常生活，还对生态系统和自然资源的稳定性造成了威胁。
其中，碳循环系统是气候变化的关键方面之一，而生物圈则是其中的重要组成部分。
碳同位素技术在生态学领域中得到了广泛应用，其中最重要的是摩擦激光飞行时间质谱法。
该技术可用于揭示植物碳循环过程中的碳流动。
大量的研究表明，生物圈的碳循环过程与全球气候变化密切相关。
正因如此，加强对碳循环与气候变化关系的研究显得尤为重要。
在不同的生态系统中，碳的转移和代谢过程是不同的。
例如，森林生态系统中主要有光合作用和呼吸作用两种过程，而草原生态系统中还涉及微生物分解和生物地球化学过程。
通过对气候变化条件下不同生态系统的碳通量和碳库变化的研究，可以帮助我们更好地了解生物圈碳循环的规律和机制。
碳循环与全球气候变化的关系主要体现在两个方面。
首先，碳循环的不平衡会导致大气中二氧化碳的变化，从而影响到全球气候。
二氧化碳是一种温室气体，它的增加会导致全球气候变暖，进而可能引发海平面上升、雨季变化、干旱加剧等问题。
其次，全球气候变化也会对生态系统中的碳循环过程产生影响。
例如，气温升高会导致植物呼吸强度增加，同时湿度下降也会抑制植物光合作用，进而改变生态系统碳通量和碳库的平衡，从而影响生态系统的稳定性。
为了更好地了解这种关系，科学家们从多个方面进行了相关研究。
例如，通过分析入侵植物对土壤微生物群落结构和功能的影响，揭示了植物和微生物协同作用对土壤碳库维持的关键作用。
此外，还利用混合光谱模型研究了蒸腾压对叶片碳同位素分馏过程的影响，进一步揭示了植物碳循环的机制。
总的来说，生物圈碳循环体系是复杂而又关键的研究领域。
认识生态系统中各种生命体的代谢机制和碳循环规律，了解碳循环与全球气候变化之间的相互关系，有助于我们更好地理解地球的环境变化，进而为环境保护和可持续发展的目标做出贡献。
碳循环过程及全球气候变化因素分析
碳循环过程及全球气候变化因素分析碳循环是指地球上碳元素在不同地球系统之间的循环过程。
全球气候变化是当下人类面临的重大挑战之一，而碳循环是其中一个关键因素。
本文将对碳循环过程进行探讨，并分析全球气候变化的主要因素。
碳循环过程是通过不断的生物、生态和地球动力学过程来实现的。
其中，碳主要以二氧化碳（CO2）的形式在大气和海洋之间循环。
地球上的生物系统通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机物质。
这些有机物质在生物系统之间进行迁移和储存，同时，一部分有机物质逐渐分解并释放二氧化碳。
此外，地球上的其他碳贮存系统，如土壤和岩石，也可以吸收和释放二氧化碳。
这种循环过程被称为天然碳循环。
然而，人类的活动对碳循环产生了重大的影响，从而导致了全球气候变化。
首先，燃烧化石燃料是二氧化碳排放的主要来源。
工业化的快速发展和能源消耗的不断增加导致了大量的二氧化碳排放到大气中。
这些排放不仅直接增加了大气中二氧化碳的浓度，还改变了天然碳循环的平衡。
其次，砍伐森林和过度开垦土地也对碳循环产生了重大影响。
森林是地球上最大的陆地生态系统之一，通过光合作用吸收大量的二氧化碳。
然而，大量的森林砍伐导致了大片森林的消失，减少了二氧化碳的吸收能力。
此外，过度开垦土地也破坏了天然的碳贮存系统，并释放了大量的二氧化碳。
第三，城市化和工业化过程中的土地利用变化也对碳循环产生了影响。
随着城市化进程的加速，人口不断增多，城市的面积不断扩大。
大量的建筑和基础设施建设以及道路交通的增加使得大量土地被开发和改造。
这种土地利用变化导致了碳库的破坏和碳排放的增加。
此外，全球气候变化的其他因素还包括了自然因素，如太阳活动的变化和火山喷发。
太阳活动有周期性变化，这可能会对地球的气候产生影响。
火山喷发会释放大量的气体和颗粒物到大气中，这些物质能够反射和吸收太阳辐射，从而影响地球的气温。
然而，相对于人类活动对全球气候变化的影响，这些自然因素的作用相对较小。
综上所述，碳循环是地球上生态系统之间碳元素循环的过程。
生态系统碳循环与全球变暖
生态系统碳循环与全球变暖全球变暖是当今全球面临的最大环境问题之一，而生态系统碳循环在这一问题中发挥着重要的作用。
本文将重点探讨生态系统碳循环与全球变暖之间的关系，包括碳循环的流程、生态系统对全球变暖的影响以及全球变暖对生态系统的反馈。
生态系统碳循环是指碳元素在生物圈、大气圈和地圈之间的不断转移和转化的过程。
该过程包括碳的吸收、固定、释放和储存等多个环节。
生态系统通过光合作用，将二氧化碳（CO2）从大气中吸收，并以有机形式固定在植物体内。
这些有机物通过食物链传递到动物体内，最终释放出二氧化碳或被埋藏在地下沉积中。
这种碳循环过程不仅调节了大气中的CO2浓度，还影响了气候系统和全球变暖。
生态系统对全球变暖的影响主要体现在两个方面：一是生物圈碳储量的变化，二是碳循环速率的改变。
全球变暖导致气温升高，这加速了有机物分解速率，使碳从生物圈迅速返回大气。
此外，生物圈碳储量的减少还会影响植物的生长，进而降低植物对二氧化碳的吸收能力。
因此，全球变暖会进一步加剧大气中CO2的浓度增加，形成恶性循环。
然而，全球变暖对生态系统的反馈也是存在的。
首先，全球变暖导致极端气候事件频发，如干旱、暴雨等，这对生态系统的稳定性产生了重大威胁。
干旱条件下，植物生长受限，限制了生态系统对二氧化碳的吸收能力，而暴雨则会破坏土壤结构，促进有机物分解和氧化反应，使大量碳被释放到大气中。
其次，全球变暖导致冰川融化加速，进而导致海平面上升和海洋酸化。
海洋生态系统是地球上碳储量最大的库之一，海洋酸化不仅破坏了海洋的生态平衡，还减少了海洋对二氧化碳的吸收能力。
最后，全球变暖还导致生物多样性的丧失，减少了生态系统的稳定性和抵抗能力。
为应对全球变暖，保护生态系统碳循环至关重要。
首先，应加强监测和研究工作，以更好地理解生态系统碳循环的变化规律和机制，为制定有效的政策提供科学依据。
其次，应采取措施减少人类活动对碳循环的干扰，如降低化石燃料的使用、推广可再生能源等。
生态系统碳循环过程及其对全球气候变化的作用研究
生态系统碳循环过程及其对全球气候变化的作用研究随着全球气候变化越来越引人注目，人们对生态系统碳循环的了解也越来越深入。
碳循环是指碳在地球上不同环境之间的循环过程。
在生态系统中，碳可以在陆地、海洋和大气之间自由转移。
生态系统的碳循环对地球气候的影响非常重要，因为它能够帮助抑制气候变化，并维持一个健康的生态平衡。
一、碳的打破和形成在生态系统中，碳通常被打破和形成。
碳的产生是通过光合作用，即植物使用光合绿色素吸收光线，将二氧化碳和水分分解成葡萄糖和氧气。
碳的消耗则是通过呼吸作用，即植物吸收氧气并释放二氧化碳。
二、碳的转移在生态系统中，碳可以在不同的环境之间自由转移。
陆地生态系统可以通过蒸腾将水分和二氧化碳从土壤中转移到大气中。
同样，海洋生态系统也可以通过溶解和波动将碳从海水中输送到大气中。
三、碳的吸收生态系统通过各种方式将大气中的二氧化碳吸收。
植物和海洋生物都可以通过光合作用和化学反应将二氧化碳转化为葡萄糖和其他有机物质。
这些过程最终将大量的碳存储在生物体中。
四、碳的储存在生态系统中，碳通常被储存在植物、土壤和化石燃料等地方。
树木是生态系统中最重要的二氧化碳储存库之一。
它们将二氧化碳吸收并存储在木质素和纤维素等生物大分子中。
土壤也是碳储存的重要位置，因为它们通常含有大量的有机物质和微生物。
化石燃料也储存了数十亿年前的生物质和有机物质，目前被广泛用于能源生产。
五、生态系统碳循环和气候变化生态系统碳循环对于气候变化有着深远的影响。
碳循环可以帮助维持全球平衡的气温，通过全球地区的温室气体排放抑制气候变化。
动物和植物的呼吸、人类活动和大气二氧化碳浓度的上升都会导致气候变化加剧。
生态系统的碳循环能够通过一个复杂的循环过程，将二氧化碳转化为葡萄糖和其他有机物质，并将它们储存在树木、土壤和化石燃料等位置。
这个过程可以减少大气中碳的含量，从而抑制气候变化的发生。
总之，生态系统碳循环对于维持全球气候平衡非常重要。
通过深入研究生态系统的碳循环过程，我们可以探索更好的方法来减轻气候变化的影响。
气候变化对全球碳循环的影响研究
气候变化对全球碳循环的影响研究第一章：引言气候变化是当前全球面临的重要挑战之一。
由于人类活动导致的大量温室气体排放，地球的气候正在发生变化，带来了许多不利影响。
其中之一是对全球碳循环的影响。
本文将探讨气候变化对全球碳循环的影响，并对此进行深入研究。
第二章：碳循环的概述碳循环是指碳在地球上不同储存库之间的循环过程。
它包括了碳的吸收、释放和转化。
地球上最主要的碳储存库是大气中的二氧化碳、生物体中的有机碳、土壤中的有机碳和岩石中的碳酸盐。
这些储存库之间的碳交换过程对维持地球的生态平衡至关重要。
第三章：气候变化对碳吸收的影响气候变化对碳循环的影响主要体现在碳的吸收方面。
温室气体排放导致大气中二氧化碳浓度的上升，进而影响了植物的光合作用。
研究表明，气候变化对植物的生长和光合作用有着显著影响，降水模式、温度变化和CO2浓度的变化都会对植物的光合作用产生影响，进而影响碳的吸收过程。
第四章：气候变化对碳释放的影响除了对碳的吸收有影响外，气候变化还会影响碳的释放过程。
全球气候变暖导致了冰川和冻土的融化，释放了大量的有机碳，进一步加剧了温室气体的排放。
此外，气候变化还会影响土壤中的有机碳分解速率，加速了有机碳的释放过程。
第五章：气候变化对碳转化的影响气候变化还会对碳的转化过程产生影响。
例如，海洋中的碳循环被认为是全球碳循环中最重要的部分之一。
海洋吸收大量的二氧化碳，但气候变化导致海洋温度升高和酸化，使海洋中的生物多样性受到威胁，进而影响了碳的转化过程。
第六章：气候变化对全球碳循环的综合影响综合以上讨论，气候变化对全球碳循环产生了多方面的影响。
它不仅改变了碳的吸收和释放过程，还影响了碳的转化过程。
这些变化进一步加剧了温室气体的排放，导致地球的气候变暖。
因此，我们必须采取积极措施减少温室气体的排放，以减缓气候变化对碳循环的影响。
第七章：结论本文探讨了气候变化对全球碳循环的影响，并进行了深入研究。
气候变化改变了碳的吸收、释放和转化过程，进一步加剧了温室气体的排放。
碳循环与全球气候变化的关系研究报告
碳循环与全球气候变化的关系研究报告摘要：本研究报告旨在探讨碳循环与全球气候变化之间的关系。
通过对碳循环过程的分析和全球气候变化的观测数据，我们发现碳循环是全球气候变化的重要驱动因素之一。
碳循环的不平衡导致了大气中二氧化碳（CO2）的积累，进而引发温室效应和全球气候变暖。
本报告还讨论了碳循环与全球气候变化之间的正反馈机制，并提出了一些可能的对策来减缓气候变化的影响。
1. 简介全球气候变化是当前全球面临的重大环境问题之一。
而碳循环作为地球上最重要的生物地球化学循环之一，对全球气候变化起着重要的调节作用。
本节将介绍碳循环和全球气候变化的基本概念。
2. 碳循环的过程碳循环是指碳在地球上不同储存库之间的交换过程。
主要包括大气中的CO2与海洋、陆地生态系统之间的交换。
这些交换过程由生物、物理和化学过程共同驱动，形成了一个复杂的碳循环系统。
3. 全球气候变化的观测数据通过对全球气候变化的观测数据的分析，我们可以看到近几十年来全球气温的上升趋势，极端天气事件的增加以及海平面上升等现象。
这些观测数据为我们理解全球气候变化的原因提供了重要依据。
4. 碳循环与全球气候变化的关系碳循环与全球气候变化之间存在着密切的关系。
首先，人类活动（如化石燃料的燃烧和森林砍伐）导致了大量的CO2释放到大气中，破坏了碳循环的平衡。
这种不平衡导致大气中CO2的积累，形成温室效应，引发全球气候变暖。
其次，全球气候变暖又进一步影响了碳循环过程，如加速了植物光合作用、减缓了海洋对CO2的吸收能力等。
5. 碳循环与全球气候变化的正反馈机制碳循环与全球气候变化之间存在着一系列的正反馈机制。
例如，气候变暖导致冰川融化，释放了大量的储存在冰川中的有机碳，进一步增加了大气中的CO2浓度，加剧了温室效应。
这种正反馈机制加速了全球气候变化的过程。
6. 减缓气候变化的对策为了减缓气候变化的影响，我们需要采取一系列的对策。
首先，减少温室气体的排放是关键。
这可以通过推广清洁能源、提高能源效率和改善工业生产方式来实现。
碳循环与全球气候变化的关系分析
碳循环与全球气候变化的关系分析随着人类对自然环境的深入了解，气候变化问题越来越引起人们的关注。
其中，碳循环与全球气候变化的关系成为了一个热门话题。
本文将从碳循环对气候变化的影响、全球气候变化对碳循环的影响两个方面展开分析，希望可以为读者提供更多深度的认识。
第一部分：碳循环对气候变化的影响碳循环是指地球上碳从大气、水体、生物体中的相互转化过程。
而碳的流动又对气候变化产生了一系列的影响。
首先，碳储存量的变化对气候变化起着至关重要的作用。
目前全球碳储存量最大的是海洋和地下的化石燃料，陆地上的植物也拥有大量碳。
但是，当人类活动导致这些碳储存系统的变化时，就会对气候变化造成重要的影响。
例如，人类大量燃烧化石燃料，导致二氧化碳排放增加，加剧了全球气候变化的程度。
其次，碳的流动规律也会对气候变化产生重要影响。
例如，光合作用是植物将二氧化碳转化为有机物的过程，可以吸收大量二氧化碳，缓解大气中的温室效应。
但是，人类活动的增加导致土地的极化，植被覆盖率降低，抑制光合作用的作用减弱，进一步加剧全球气候变化。
最后，碳循环与气候变化双向影响。
例如，二氧化碳浓度的增加导致全球气候变化不断加剧，但是也会促进植物生长，增加了光合作用的作用，吸收了部分的二氧化碳，从而缓解了气候变化的程度。
第二部分：全球气候变化对碳循环的影响全球气候变化不仅影响碳循环的过程，也将对碳循环产生巨大的影响。
首先，气候变化将改变气候条件，进而改变碳循环。
例如，气候变暖导致极地海洋中冰层融化，会加速海洋极化，从而影响海洋中的碳循环的过程。
其次，全球气候变化会影响传播途径和速率。
例如，大气温度和降水量的变化可能影响植物生长，从而影响光合作用的速率和碳吸收速率。
最后，全球气候变化将直接影响碳循环体系中的各种组成部分。
例如，气温增加导致海洋温度升高，从而影响海水中的生物体生存和繁殖，影响海洋碳循环的过程。
结语本文主要分析了碳循环与气候变化的关系。
通过对碳循环对气候变化的影响和全球气候变化对碳循环的影响进行了探讨。
全球气候变化和碳循环的生态学研究
全球气候变化和碳循环的生态学研究全球气候变化已经成为人类关注的焦点之一。
气候变化影响着地球上的各种生态系统和生物种群。
碳循环是指二氧化碳在大气、生物和土壤、水体等环境之间的转移和循环过程。
人类活动对环境的影响使得碳循环发生了明显改变。
生态学是研究生物和环境之间相互关系的学科，对于研究气候变化和碳循环的生态学有很重要的意义。
一、气候变化对生态系统的影响气候变化对生态系统的影响涉及到植物生长、动物生态和生物多样性等方面。
气温的升高导致生态系统中的物种分布范围发生变化，促进了植物生长，同时对于一些动物的生存造成了威胁。
降水的变动导致植物的水分供应不足，对于农业生产等造成直接的影响。
空气中二氧化碳浓度的升高导致植物对于水分的利用效率提高，从而促进了植物生长。
然而，CO2的升高也会导致植物的营养质量的下降。
对于生态系统的影响因素复杂，需要从多个方面进行研究。
二、碳循环的机制和研究方法碳循环是指二氧化碳在生态系统的各种环境之间转移和循环的过程。
生态系统是由生物群落和环境组成的，碳循环和生态系统之间关系密切。
碳循环的机制涉及到植物吸收二氧化碳光合作用，同时也包括土壤生物的分解和吸收，以及大气中的二氧化碳在水体中的溶解和扩散等多种过程。
为了研究碳循环机制和碳循环过程中的影响因素，科学家使用了许多不同的方法。
例如，可以使用气候模型、地形学方法和同位素技术等，以不同层次和时间尺度研究碳循环和生态系统之间的复杂关系。
三、全球气候变化对碳循环的影响全球气候变化对碳循环的影响很大，主要体现在植物光合作用的减弱、土壤微生物的变化和大气中二氧化碳的增加等方面。
气候变化使得植物的生长季节变长，同时也在植物生长过程中消耗了更多的水分，导致植物生态系统中的碳库逐渐流失。
土壤微生物在碳循环中也担负着重要的角色，但是气候变化对于土壤微生物种类和数量的改变会对碳循环造成不利影响。
此外，全球的二氧化碳排放量和浓度不断升高，也会增加大气中二氧化碳的含量，使得全球碳流变得更加复杂。
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化石燃料燃烧是目前大气中碳含量增加的首要原因，每年大约向大气中排放6.0～6.5 PgC，约占大气中碳排放总量的70%左右，而世界能源需求的80%～85%来源于化石燃料。因此，如何通过能源消费结构的改变、能源利用率的提高、能源利用技术的改进减少碳排放是当前各国科学家研究的重点之一[5]。
能源消费量与碳排放密切相关。20世纪人类的能源消耗量增加了16倍，同期CO2的排放量超过了10倍[7]。在大部分高碳排放的亚洲国家里CO2排放量的增加与能源消费的增加几乎一致。因此，降低能源消费的增加速度肯定能减少CO2的排放量。然而，在经济继续增长的情况下，世界能源消耗量还将继续增加，不可能只通过减少能源消费量实现大气中CO2平衡。这就需要提高能源利用率并寻求新型的、低碳能源代替高碳能源，即能源结构问题。减少化石燃料能源消费,增加核能以及生物能源、风能、水能、太阳能等可更新能源的使用是减少大气中CO2排放的重要措施。然而，必须对减少化石燃料能源消费的可行性进行研究，包括土地资源供应、基础设施转换、新型能源技术等。
1.2经济发展与碳排放
主要研究不同经济发展阶段、经济结构、经济发展速度等对碳循环的影响。因为不同的经济发展阶段、经济结构、以及经济发展速度对能源需求量及能源转换效率不同。首先，全球CO2排放量的增加大部分源于经济发达地区。1990年38个经济发达的工业化国家占全球CO2排放量的份额为67%，其余161个发展中国家和地区仅占33%。其次，不同经济发展阶段，由于经济结构不同，碳排放与经济增长的关系有所差异。对于工业化后期向信息化社会转换的国家，经济增长主要靠高新技术和第三产业的拉动，此能源消费的增长明显低于GDP增长；而对于正处在工业化发展阶段的国家来讲，第二产业的增长是经济增长的主要组成部分GDP增长的速度几乎与能源消费的增长一致，甚至低于能源消费的增长。图1显示出1980年到1996年亚洲一些国家GDP增长与能源消费增长的关系。由图1可以看出，日本的GDP增长快于能源消费的增长，其他亚洲大部分国家的GDP增长小于能源消费的增长。
2.1森林生态系统的碳固定
森林生态系统中的碳最终被固定于森林植被碳库和森林土壤碳库中。森林植被碳贮量为359～766Gt，汇聚着全球植被碳库的86％。森林植被的碳库是研究森林生态系统向大气吸收和排放CO2的关键因子。森林土壤碳库占全球土壤碳库的73％，它受人类活动的影响较大，内部组成和各种反馈机制极为复杂，在减少陆地生态系统碳收支不平衡中起着关键作用。总之，森林生态系统碳库贮存的总碳量为854～1505Gt，每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3。它是陆地上最重要的碳库，不仅在维护区域生态环境上起着重要作用，而且在全球碳平衡中也有着巨大的贡献。
图1能源消费与GDP增长
Fig.1 Energy and GDP growth rates
1.3农业生产与碳循环
农业生产在全球温室气体（包括CO2、CH4、N2O）循环中占有重要地位。在过去200年里由于农业土地利用的变化，即由自然生态系统向人类管理生态系统的转换，已经导致了大约相当于同期化石燃料燃烧向大气中排放的CO2。20世纪20年代以前农业一直是大气中碳排放的主要来源。在19世纪，农业的快速扩张导致植被和土壤中的有机碳流失。18世纪中叶以来，大气中CH4浓度增加了一倍多，其中约有70%是人类活动的结果，如水稻种植、生物燃烧、牲畜数量的快速增长等。农业生产对碳循环的影响具有“双刃剑”的作用。它既是碳“源”又是碳“汇”。在历史时期农业生产通过将自然生态系统特别是热带森林转换成农业土地利用，增加了大气中CO2排放。尽管如此，农业也可以通过土地利用的变化、土地整治等增加碳“汇”减少CO2的排放。从而使农业生产由碳“源”变为碳“汇”。
3.1河流有机碳的研究
有机碳在全球碳循环系统中处于核心地位。了解河流有机碳通量及性质对于确定人类和自然因素对生态系统及养分循环的扰动，或认识全球元素生物地球化学循环的长期趋势具有重要意义。POC和DOC是河流有机碳的基本赋存形式。在从陆向海的输移过程中二者发生相互转化，河流流程长短及流速快慢等因素影响转化的量及方向。通常河流向海洋的碳输移，在较大的河流中以DOC为主，在较小的河流中以POC为主，长江、黄河例外，其POC/DOC比值分别为3和75。河流DOC通量主要受控于径流深度、流域坡度和土壤有机碳储量。一般地，流量越大、地形越平、土壤有机碳储量越高，DOC通量就越大。POC的输移则主要依赖于控制沉积动力的物理过程和微生物降解，尤其受洪水影响，其通量、组分的季节变异远比DOC显著。POC分性质活跃的、性质稳定的和化石碳三类，性质活跃的组分在输移过程中易发生变化，被氧化消失在河流、河口和海洋中；性质稳定的组分主要源于土壤侵蚀，已经高度降解，稳定汇人海洋，是海底沉积物中有机碳的一个重要来源；化石碳源自陆地岩石的机械侵蚀，性质极其稳定。
人类活动通过化石燃料的燃烧以及将森林、草原转换成农业或其它低生物量的生态系统，将岩石、有机体以及土壤中的有机碳以CO2的形式释放到大气中从而增加大气中CO2的含量。从上世纪70年代后期开始全球碳循环研究受到人类的普遍关注，特别是几十年到几百年尺度上的人类活动如化石燃料(煤、石油和天然气等)的燃烧和非持续土地利用(砍伐森林、开垦草地、改造沼泽等)对碳排放的影响。进入20世纪90年代以来，全球变化研究领域日益加强了对全球碳循环的研究[5]。在大气中，二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳参与物质循环的主要形式。在生物库中，森林是碳的主要吸收者，它固定的碳相当于其他植被类型的2倍。森林又是生物库中碳的主要贮存者，贮存量大约为4.82×1011 t,相当于目前大气含碳量的2/3。在水圈中以多种形式存在生物库中则存在着几百种被生物合成的有机物。这些物质的存在形式受到各种因素的调节。河流连接陆地生态系统和海洋两大活动碳库，构成全球碳循环的一个关键环节。河流碳的输出及循环过程与近岸水域环境、海洋碳库变动及全球气候系统紧密相关。有机碳在全球碳循环系统中处于核心地位。了解河流有机碳通量及性质变化是目前河流碳循环研究的重要内容之一。土壤呼吸作用是全球碳循环中一_____________________________________
碳循环与全球气候变暖研究综述
李镜尧*
（华东师范大学资源与环境科学学院地理系，上海200062）
摘要：九十年代以来，大量观测和研究表明全球气候逐渐变暖，并同时导致其他一系列的全球变化问题。CO2作为主要的温室气体之一，越来越受到人们的重视，碳循环也成为了国际全球变化研究的重要主题。笔者总结了当前国际上有关碳循环与全球气候变暖研究的主要内容和研究方法。主要包括：(1)人类活动对碳排放的影响；(2)森林生态系统的碳循环与管理；(3)河流碳循环对全球变化的影响；(4)土壤呼吸作用和全球碳循环。在总结了碳循环与全球气候变化研究动态的同时，提出了今后研究中应该重视的问题。
*作者简介：李镜尧，男，1989—，在读硕士（学号51110801052），地图学与地理信息系统专业温室气体反演方向。E-mail：kuntaljy@
个主要的流通途径，导致土壤碳以CO2形式流向大气圈。全球土壤中碳贮存量的增加有助于缓和人为CO2的进一步释放，而土壤CO2的流失则显著地加剧大气CO2的升高和增强温室效应[6]。
3河流碳循环与全球变化
河流碳主要以四种形式存在，包括颗粒有机碳(POC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒无机碳(PIC)和溶解无机碳(DIC)。实际上，在天然水体中颗粒大小的分布是连续的，颗粒态与溶解态的划分也是相对的。依据来源的不同．可以将河流碳分为自源和异源两类，流域陆地侵蚀产物构成河流异源碳的主体[9]。河流碳循环研究以流域为基本单元，主要探讨河流中以各种不同形式存在的碳的通量、组分、来源、归宿及其理化性质的变异等。目前，对有机碳的研究远较无机碳广泛深入，除了确定通量，还进一步探究其不同组分的来源及特性。另外，流域间的比较和数据外推也很普遍。
2.2森林生态系统的碳释放
森林生态系统碳释放包括森林植被碳释放和森林土壤碳释放。植物光合作用形成的碳库，通过森林植被碳释放（自养呼吸）和土壤及枯枝落叶层中有机质的腐烂（异养呼吸）归还大气。但由于森林生物个体及其不同器官均以不同的速率进行着呼吸作用，森林植被碳释放随着森林本身的生物学特征（年龄、生长状况等）和环境因子（气象、土壤、季节等）存在着显著的时空变异。森林土壤的碳释放通过土壤呼吸进行，土壤呼吸主要由根呼吸和微生物呼吸构成，根呼吸对土壤呼吸的贡献率为10％～90％，另有极少部分来自于土壤动物的呼吸、化学氧化和枯枝落叶层呼吸。森林通过植被和土壤的碳释放形成了大气～森林植被～森林土壤～大气整个森林生态系统的碳循环[8]。森林生态系统碳循环可比喻成一个生物泵。
关键词：碳循环；全球变化；人类活动
0引言
气候变暖近年来一直是全球变化领域研究热点和国际环境谈判的焦点[1]。IPCC第四次评估报告表明：1906～2005年，地表平均温度已经上升了0.74℃[2]；世界气象组织评估认为，2010年为全球有记录以来最热年份，比1961～1990年间平均气温高了0.53℃，中国2010年平均气温较常年偏高0.7℃，是1961年以来第十个最暖年，也是第十四个连续气温偏高年[3]。全球气候变暖的主要原因有人为因素也有自然因素，虽然究竟哪类因素起主导作用任然存在争议，但这不属于本文讨论范围，笔者认为人类活动与温室效应的影响是导致气候变暖的主要原因。
1人类活动与Biblioteka 排放人类燃烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳。从1949年到1969年，由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动，二氧化碳的生成量估计每年增加4.8%。其结果是大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常。矿物燃料燃烧生成并排入大气的二氧化碳有一小部分可被海水溶解，但海水中溶解态二氧化碳的增加又会引起海水中酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。目前全球碳循环研究已经确定的与人类活动有关的3个主要源是：化石燃料燃烧、水泥生产和土地利用变化。关于人类经济活动与碳排放的研究主要集中在以下四个方面：
2.3森林生态系统的碳平衡
森林生态系统的净碳收支是一个碳获得过程（光合作用、树木生长、林龄增长、碳在土壤中积累）与碳释放过程（生物呼吸、树木的死亡、凋落物的微生物分解和土壤碳的氧化、降解及扰动）之间的差值，称之为碳平衡，如为负值表现为碳源，为正值则表现为碳汇。森林的生物量贮存着大量的碳，按植物生物量的含碳量为45％～50％计，则整个森林生态系统的生物量近一半是碳素含量；植物碎屑的含碳量在整个森林生态系统中占的比例不大，但也是一个不容忽略的碳库，减缓它的沉淀和分解对于森林生态系统的固碳量起着重要的作用；森林土壤汇集了全球土壤碳库73％的碳，是森林生态系统中的最大碳库。在全球碳循环的过程中，森林往往是一个巨大的碳汇，但由于森林破坏和退化的加剧以及一些人为干扰的影响，森林植物呼吸和森林土壤呼吸释放到大气中的碳素量增加，森林生态系统就可能成为碳源，可能会加剧全球的温室效应，并导致全球生态环境的恶化。因此，森林生态系统碳平衡具有极大的不确定性。森林生态系统碳循环管理在全球变化科学中处于重要的核心地位旧。