中国喀斯特关键带岩石风化碳汇评估及其生态服务功能 - 地理学报.pdf

第71 卷第11期 地 理 学 报 Vol.71, No.11 2016 年11月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA November, 2016 中国喀斯特关键带岩石风化碳汇评估 及其生态服务功能 1, 2 2, 3 2 2 2 2 1 宋贤威 ，高 扬 ，温学发 ，郭大立 ，于贵瑞 ，何念鹏 ，张进忠 （1. 西南大学资源环境学院，重庆400716 ；2. 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院生态网络观测与模拟重点实验室，北京 100101；3. 中国科学院大学，北京 100049） 摘要：喀斯特地区的岩石风化固碳被认为是全球遗漏碳汇之一，中国喀斯特地区的分布面积 2 达344 万km ，目前对其岩溶碳汇缺乏精确、系统的评估，对碳汇产生的机制仍存在争议。本文 通过对喀斯特地区碳汇研究的回顾，详细介绍了适用于喀斯特地区固碳速率的估算方法，并对 喀斯特地区的岩石风化碳汇进行再评估，然后将地球关键带科学概念引入喀斯特生态系统，阐 述喀斯特关键带碳汇研究对生态系统服务和功能的意义。研究结果表明，中国喀斯特地区每 年因岩溶作用产生的碳汇为4.74 Tg C yr-1 ，未来中国需要加强岩石—土壤—水体—生物—大气 复杂交互系统的基础数据收集，以明确各界面碳通量，对喀斯特关键带碳汇进行多尺度、多方 法、全方位联合评估，在改善喀斯特生态系统功能、科学管理区域和国家碳收支及全球变化研 究等方面为政府和学者提供参考。 关键词：喀斯特；关键带；碳汇；固碳速率；中国 DOI: 10.11821/dlxb201611005 1 引言 碳循环是地球生态系统物质和能量循环的核心，也是驱动全球气候变化的主要动力 之一，因此成为全球气候变化研究中的前沿问题，世界气候研究计划 （WCRP ）、全球碳 计划 （GCP ）、国际地圈生物圈计划 （IGBP ）等为准确估计和评价全球碳循环做出了重 [1] 要贡献，当前更加关注区域性碳源汇、国家碳收支平衡及其对全球变化的影响 。全球碳 循环中未知碳汇量为2~4 Pg C yr-1 ，而其中并未考虑所有的土壤侵蚀和土地利用变化的 [2-3] -1 源和汇 。全球陆地生态系统净碳吸收量为1.0~2.6 Pg C yr ，中国陆地生态系统净碳吸 收量为0.19~0.26 Pg C yr-1 ，气候变化的反馈作用已经对中国的水资源和农业产生了一定 [4-5] 影响，目前急需加强区域性气候研究以明确该影响机制和程度 。 2 全球喀斯特分布面积约2200 万km ，占据陆地表面积的15% ，对陆地生态系统碳吸 收的影响相当显著，政府间气候变化专门委员会 （IPCC ）第五次气候变化评估报告 （AR5）必威体育精装版公布的剩余陆地碳汇 “residual land sink”为2.5 Pg C yr-1 ，全球岩石风化碳 汇为0.11~0.608 Pg C yr-1 ，占剩余陆地碳汇的4.4%~24.3% ，岩溶作用在加剧岩石风化的 [6- 10] 同时强烈影响着区域生态系统环境和质量 。喀斯特地区碳酸、碳酸氢盐、碳酸盐的混 收稿日期：2016-06-24; 修订日期：2016-10-08 基金项