二氧化碳和其他痕量气体对全球气候和生态环境的影响 Ⅰ、温室效应气体浓度变化机制和趋势及其对全球气候的影响

化石燃料燃烧和陆地生态系统尤其是森林和其土壤的排放是大气中二氧化碳的主要来源。二氧化碳引起的温室效应是一个长期的影响。人类活动所排放的其他几种痕量气体,如甲烷、氧化亚氮、氟利昂如果在大气中积累,那么将来也将导致全球升温。尽管这几种气体各自的温室效应较小,但它们结合在一起所产生的温室效应会相当于二氧化碳的温室效应。随着世界人口的增长和工业化生产的发展,排入大气中的二氧化碳和其他人类活动所排放的几种痕量气体量必将增加,由此而引起的温室效应可能会显著影响全球气候。目前人们对这些问题的研究还不全面深入。     

“太古代”大气中甲烷含量未必很高

在自“太古代”以来被保留下来的一些土壤(称为古土壤)明显缺乏菱铁矿(FeCO3)这种矿物质,这一事实导致人们猜测,当时(距今约 22 亿年前)甲烷一定是最重要的温室气体。该猜测是基于这样一个假设:低含量的菱铁矿表明大气中温室气体二氧化碳浓度相对较低,但大气中一定有高浓度的温室气体来补偿当时较低的太阳通量。然而,“太古代”大气中富含甲烷的观点受到一些新发现及地质证据的挑战。这些新发现表明,缺乏菱铁矿未必会限制早期地球大气中的二氧化碳浓度;地质证据表明,在整个地质历史中,巨大的菱铁矿矿床会在一定的环境条件下形成。(肖辉林…     

中国农田主要温室气体排放特征与控制技术

全球气候变化已成为不争的事实,已经引起了各国科学家和政府的高度重视。人类活动向大气中排放的二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）等温室气体浓度的增加是导致气候变化的重要原因之一。农田土壤是这三种温室气体的重要来源。文章概述了农田土壤CO2、CH4和N2O三种主要温室气体的排放机制,系统总结了国内对这三种温室气体排放通量的观测研究,提出了相应的减排技术对策,并对目前的研究问题和未来的发展方向作了深入的探讨,以期为控制农田土壤温室气体排放、发展低碳农业提供参考依据。     

环境署的大气计划

环境署的大气计划ＰｅｔｅｒＵｓｈｅｒ，联合国环境规划署气候处协调员，ＰＯ．Ｂｏｘ３０５５２，Ｎａｉｒｏｂｉ，Ｋｅｎｙａ大气环境正在受到污染物和温室气体人为排放的威胁，达到了可能使气候、臭氧层和我们呼吸的空气的质量发生不可逆变化的程度．国际上协议的法律...     

全球气候的确在变暖

一个使人们对气候模型的有效性产生怀疑、对根据这些模型的预测结果制订政策的做法是否正确产生怀疑的矛盾终于解决了。现在,有一个近乎普遍的共识(甚至在对气候变化持怀疑态度的人中也是如此),即地球表面的温度在上升。这种变暖基本上可由大气中温室气体(主要是二氧化碳)的增加来解释。但根据气候模型,如果地表变暖,下层大气(对流层)也一定在变暖,而20年的卫星测量结果没有发现对流层变暖的证据。现在,研究人员找到对这种偏差的一种解释。由测量卫星的探测器接收到的微波信号中有相当一部分来自同温层,这一层大气在最近几十年来因温室气体…     

大气主要温室气体源汇及其研究进展

全球气候变暖是全球生态学的重点研究领域,近10余年来在世界范围内对引起气候变暖的温室气体源和汇进行了广泛的研究。文章综述了大气中几种主要温室气体(CO2、CH4和N2O)源和汇的种类及大小,认为在3种温室气体的源汇通量方面仍缺乏准确的定量认识,并存在许多不确定因素。通过分析近10年的国内外文献,总结出大气主要温室气体源汇的国际研究趋势主要是研究方法日益先进、研究地域不断扩大、注重温室气体通量对全球变化的响应以及多学科综合研究等方面。国内对温室气体源汇研究起步较晚,且存在观测点少、观测频度低、研究不够系统等不足,近几年在全国范围内实施的有关碳循环的重大科研项目在很大程度上促进了我国在温室气体源汇研究的发展。     

人类活动影响偏僻森林

看来,即使是世界最偏僻的森林也在受人类活动的影响。在一项为期18年的研究中,一组美国和巴西研究人员发现,亚马逊中部地区表面上未受扰动的雨林其组成正在发生急剧变化。多数树种生长和死亡速度都在加快,专门在森林腹地潮湿、黑暗处生长的长树龄树种的丰度在急剧下降,大型速生树种正在取代它们。这些惊人的变化可能是由大气中二氧化碳迅速增加造成的,后者刺激植物生长,使得速生树种获得竞争优势。数量减少的许多树种是原始树种,是存在了数百万年的活化石,但在大气层中所发生的持续变化面前可能是脆弱的。(肖辉林摘自Nature, 2004, 428: 17…     

围栏禁牧与放牧对若尔盖高原泥炭地CO_2和CH_4排放的影响

全球气候变暖已是不争的事实,主要是由于大气中CO2和CH4浓度的大幅度增加。泥炭地作为大气CO2"汇"和CH4排放"源",在全球碳循环中发挥着重要的作用。然而,放牧管理影响着泥炭地CO2和CH4排放通量,以前有关放牧管理对湿地CO2和CH4排放通量的影响研究仍未取得一致的结论。选择了世界上最高的湿地若尔盖高原湿地作为研究样点,对比研究了若尔盖高原湿地围栏内和放牧地CO2和CH4的排放,有助于深刻理解放牧管理对CO2和CH4排放通量的影响过程。于是,在2013年6─10月,基于静态暗箱法,CO2和CH4通量测量采用快速温室气体分析仪(DLT-100,Los Gatos Research,USA)。结果表明:放牧地地表植物生物量较围封地减少了350.21 g·m-2,但增加了地下植物根的生物量729.17 g·m-2。生长季期间,围封地和放牧地的CO2排放通量平均值(±标准差)为(845.02±559.24)和(763.78±534.99)mg·m-2·h-1,但它们无差异显著;而CH4排放通量为(7.65±5.92)和(7.91±4.94)mg·m-2·h-1,它们之间也无差异显著。然而,集中放牧期间(7月下旬至9月底),放牧地CH4排放通量较围封地增加了54.3%,这种CH4排放通量增加的结果主要出现在水位趋向下降,温度最高和生物量最大的条件下,并且CH4排放以维管植物传输方式为主的时期。因此,这些结果有助于为湿地合理经营和减缓温室气体排放提供数据支撑。     

农田土壤温室气体产生机制及影响因素研究进展

农田土壤通过微生物呼吸、植物根系呼吸和土壤动物呼吸,释放大量温室气体,成为大气中主要温室气体(CO2、CH4和N2O)的重要来源.文章在阐述土壤温室气体产生机制的基础上,着重从土壤生物、土壤理化性质(主要包括温湿度、有机质、pH、Eh、土壤质地等)、水肥管理及耕作措施等角度对农田土壤温室气体释放的影响进行了综述,对土壤温室气体的减排措施进行了总结,并就今后农田土壤温室气体的研究重点和方向进行了展望.     

气相色谱-电子捕获检测法在线观测12种卤代温室气体

利用自组装的气相色谱仪-电子捕获检测器系统(GC-ECD)测定大气中12种卤代温室气体,空气样品采样的时间分辨率80min,分析精度0.16%—4.87%,准确度-1.64%—3.05%.对2007年4月6日—2007年4月16日在北京上甸子站的观测结果进行分析,获得12种卤代温室气体的本底和非本底浓度,表明该系统适用于大气中卤代温室气体浓度在线观测。     

建筑和建造部门:可持续的要素

在全球社会为实现真正的可持续性所做的努力中,建筑和建造业比其他产业部门的潜力可能都要大。 该部门约占世界GDP的十分之一、至少7％的工作岗位、所有资源利用的一半以及40％的能源利用和温室气体排放。     

温室气体排放与中国粮食生产

中国用占世界8％的土地养活了世界上1／5的人口，粮食生产已经基本满足了现有人口的需求。但是，生产粮食会向大气释放大最的温室气体。面对全球减少温室气体排放的压力，在粮食生产中，增加农田生态系统的碳固定能力及减少N2O和CH4的排放，直接关系着中国粮食生产的未来发展。文章分析全球和中国温室气体排放清单中粮食生产的作用和意义；利用生物地球化学模型DNDC和中国农业生产数据库，估算中国农田生态系统的土壤碳动态和N2O排放；通过情景分析(Scenario)，预测在不同方案下，中国农田生态系统碳动态和N2O的排放量；提出了我国未来粮食生产应该采取的对策和技术措施。     

泥炭地亚表层含碳温室气体排放及其影响因素

泥炭地是陆地生态系统的重要碳库,其碳动态对全球碳循环起着重要影响.近年来,在人类活动和气候变化的影响下,泥炭地急剧退化.表层泥炭在有氧环境下快速分解,亚表层也可能加速代谢过程.结合国内外有关亚表层泥炭的研究进展,综述和阐释自然环境下和退化后亚表层泥炭地二氧化碳和甲烷两种含碳温室气体及其主要影响因子(自然因子和人为因子).结果表明,泥炭地退化后,亚表层会迅速参与到泥炭地生态系统碳循环;水位、植被、温度是影响泥炭地碳循环的主要自然因子,排水、耕作、放牧是主要人为因子.目前对泥炭地亚表层含碳温室气体排放及其影响因素的研究还不够深入,主要侧重于温室气体通量对不同影响因子的短期响应,在后续研究中应结合新的研究技术与方法,加强泥炭地亚表层碳排放机理的研究.     

太湖梅梁湾磷化氢气体浓度和通量日变化

以太湖梅梁湾湖区为研究对象,考察水面上空磷化氢浓度和水-气界面磷化氢释放通量的习变化.结果表明,白天大气中磷化氢浓度(7.39±7.00)ng·m-3显著低于夜间(37.05±22.74)ng·m-3,光照是影响大气中磷化氢浓度的主要因素.磷化氢通量全天正负交替,白天平均通量(11.41±23.76)ng·m-2·h-1,水体为磷化氢的释放源;夜间平均通量为(-37.62±26.45)ng·m-2·h-1,水体表现为磷化氢的汇;一天内平均日变化为(-13.11±35.04)ng·m-2·h-1,磷化氢总体为从大气向水体迁移的过程.磷化氢通量与水温显著正相关,而与大气中磷化氢浓度显著负相关.相关性分析表明磷化氢与温室气体(甲烷、二氧化碳和氧化亚氮)均呈现负相关.     

湿地碳汇功能探讨:以泥炭地和芦苇湿地为例

大量研究表明湿地是地球表层系统中的重要碳汇,对于吸收大气中的温室气体,减缓全球气候变暖有重要作用.由于近几十年来全球气候变暖和人类活动的影响,湿地碳汇功能不断减弱.文章以泥炭地和芦苇Phragmites australis湿地为例来分析湿地的碳汇功能发现:农业排水、土地利用方式的改变、大气中CO2体积分数升高、全球气候变化等人为和自然因素影响了泥炭地的碳汇功能,泥炭地的碳蓄积能力下降,逐渐由"碳汇"转变为"碳源";尽管芦苇湿地是CH4的重要来源,但其对CO2具有较强的碳汇作用,综合来看芦苇湿地的仍是温室气体的净汇;人工芦苇湿地污水净化系统的温室气体排放量高于天然芦苇湿地.分析表明,研究泥炭地和芦苇湿地在全球气候变化下的响应及反馈机制,确定合理的湿地开发模式将是未来湿地碳汇研究的主要方向.     

国家环境保护局叶汝求副局长在甲烷排放问题学术研讨会上的讲话

今天在这里召开甲烷排放问题学术讨论会。在座的同志都是这方面的专家,做了很多工作。大家都知道,温室气体以二氧化碳为主,甲烷也是一种重要的温室气体,全球气候变化和甲烷排放有一定关系。我国甲烷排放量,尤其是由煤矿和稻田产生的量,在世界上名列前茅,但人均排放量则低于世界平均水平。我们开展甲烷排放的研究并不算很早,过去除了从安全角度对煤矿甲烷问题做过工作外,别的领域的工作就比较少了。现在从全球气候变化来看,研究甲烷是很现实的。国外在这方面做了不少工作,但我们并不算落后,研究工作逐渐跟上来了。通过这次会议,我们要把甲烷排放的研究工作做上去,将我国甲烷排放的问题搞清楚。     

黄河三角洲养殖塘水-气界面CO_2、CH_4和N_2O通量特征

随着经济的增长和人口的增加,沿海地区养殖业迅速发展,故养殖区水-气界面的CO_2、CH_4和N_2O交换通量对大气中温室气体浓度的影响不容忽视。以黄河三角洲神仙沟(桩11)南部的养虾塘为研究对象,于2013年6月—2014年4月,采用漂浮箱-气相色谱法对养殖塘白天水-气界面CO_2、CH_4和N_2O通量进行观测,并同步测定养殖塘部分环境因子。结果表明,黄河三角洲养殖塘CO_2、CH_4和N_2O的通量范围分别为-71.140 3~7.278 6、-0.005 8~0.016 5、-0.002 0~0.007 9 mg·m~(-2)·h~(-1),均值分别为-36.347 5、0.005 9、0.002 7 mg·m~(-2)·h~(-1),整体上表现为从大气吸收CO2的汇和向大气排放CH_4和N_2O的源。养殖塘温室气体通量存在明显的季节变化特征,在温度较高的夏秋季,CH_4和N_2O排放通量较大。相关性分析结果表明,温度、盐度、SO_4~(2-)、Cl~-和磷水平对养殖塘温室气体具有一定的影响,且盐度与N_2O通量、SO_4~(2-)浓度与CO_2通量之间的相关性达到显著水平。黄河三角洲养殖塘温室气体通量与自然水体和其他地区养殖塘存在较大差异,其中,地理位置的差异、养殖方式、杀菌剂的使用等环境因子和人为因素的作用显著。此外,养殖塘作为受人为干扰严重的水体,表现为多因子共同作用的结果,这一结论还有待于进一步的研究。研究结果对于综合评价水产养殖对区域气候变化的影响,深化人类活动对全球变暖的影响认识具有一定意义。     

税收

一些国家在日益深入地探讨征收环境税的想法。其中谈论最多的是可能对二氧化碳（人们认为可能引起全球变暖的“温室”气体之一）排放征收碳税的设想。芬 兰 从1990年1月起,芬兰根据化石燃料的碳含量对其征税。税率是每排放1吨碳征收6.10美元。法 国 国务秘书批准了一项法令,把对SO_2排     

中国城市温室气体排放清单编制和方法概述

介绍中国国家层面的温室气体排放清单编制现状,概述了中国城市层面温室气体排放清单研究进展,总结国际通用的城市清单方法(Urban Inventory Methods),包括以排放为中心的IPCC和WRI/WBCSD温室气体排放模型、以需求为中心的混合生命周期方法和中国现状城市温室气体排放清单编制方法,阐述在目前的城市温室...     

免耕和秸秆覆盖对农田土壤温室气体排放的影响

农业土壤是重要的温室气体排放源,各种农业措施对温室气体排放产生重要的影响。免耕和秸秆覆盖作为两种重要的保护性耕作措施正在被越来越广泛的应用,但是其对土壤温室气体排放的影响还不明确,结果存在分歧。通过对免耕和秸秆覆盖措施下农田三种主要的温室气体（CO2、CH4和N2O）排放的相关研究进行对比分析,探讨两种保护性农业措施对温室气体排放的影响。研究表明,免耕减少土壤干扰,增加团聚体的稳定性,有利于难分解碳的形成,减少土壤CO2排放;与常规耕作相比,免耕有利于CH4氧化,增强甲烷氧化菌活性,降低CH4排放;免耕对N2O排放的影响与气候类型和土壤性质有密切的相关关系,在干燥的气候条件下,免耕增加通气条件差的土壤的N2O排放,对通气好的土壤影响不大。而在湿润的气候条件下,不同的土壤性质结论不一致。秸秆覆盖增加土壤CO2排放,并随着秸秆覆盖量的增加而增大;秸秆覆盖对CH4排放的影响有很大的不确定性,与覆盖方式和覆盖秸秆性质有密切联系;大部分研究认为秸秆覆盖增加N2O排放,但也有研究认为秸秆覆盖对N2O排放无影响或降低N2O排放量,秸秆覆盖对N2O排放机理复杂,需要进一步研究。通过综述发现随着保护性农业措施的推广,大量的研究集中在其对作物产量、土壤水分利用率、土壤性质等方面的研究;而保护性农业措施对温室气体排放的研究相对较少,特别是对三种温室气体的综合影响研究并不多见。因此,需结合不同土地类型,开展不同气候类型下免耕和秸秆覆盖对三种主要温室气体排放影响的综合研究,预测增温潜势,为不同气候带保护性农业措施下温室气体排放提供基础数据,并为制定合理的耕作和秸秆覆盖措施提供理论支持。运用同位素示踪等新技术明确秸秆覆盖对温室气体排放的直接和间接贡献率,结合不同研究区?