北极陆地生态系统的碳循环与全球温暖化3-环境科学学报.PDF

第 18 卷第 2 期 环 　境 　科 　学 　学 　报 Vol . 18 ,No . 2 1998 年 3 月 AC TA SCIEN T IA E CIRCU M STAN T IA E Mar . ,1998 北极陆地生态系统的碳循环与全球温暖化 方精云 ( 中国科学院生态环境研究中心 ,北京 　100085) 位梦华 ( 国家地震局地质研究所 ,北京 　100029) 摘要 　根据必威体育精装版研究资料 ,综述并分析了全球温暖化与北极陆地生态系统碳循环的关系 ,指出近代全球大气 CO2 和 CH4 浓度显著增加 ,并呈现日益加剧的趋势 ;这些温室气体的浓度上升与全球温暖化密切相关 , 自本世 纪 70 年代开始 ,北极地区的夏季温度显著上升. 通过分析北极陆地生态系统的碳循环及其基本特征 ,发现北极 陆地生态系统是一个巨大的土壤碳库 , 占全球土壤碳库总量的23 7 % —32 3 % ;虽然该系统 目前起着大气 CO 2 汇的作用 ,但大气 CO2 浓度增加导致的气温上升将对北极土壤碳库和 CO2 的源汇功能产生深刻影响. 关键词 　北极 ;陆地生态系统 ;碳循环 ;全球温暖化 ;CO2 ;土壤碳库. 地球在漫长的演化过程中 , 由于大气成分的变化和 冰期的循环反复等自然因素的作用 ,导致了大气 CO2 浓 度的变化. 阐明这种变化的原因对于了解大气 CO2 在气 候系统形成和变迁中的作用以及地球碳循环的过程具 有极为重要的意义. 为此 ,人类进行了大量的研究[ 1 ] . 然 而 ,到了本世纪 50 年代以后 ,人类利用化学方法测得的 结果表明 ,近代大气中的 CO2 浓度显著增加主要是由于 人类活动的加剧而导致的. 这一结论由后来的全球定位 ( 观测 如在夏威夷的 Mauna Loa ,阿拉斯加的Barrow ,南 ) [2 ,3 ] 极点等 和南北极地区的冰芯分析得到进一步证实 . 在全球气候变化研究中 ,南北极 ,尤其是北极生态系统 由于它 的巨大 陆地碳库和对气候变化反应 的敏感 性[4 ,5 ] ,成为研究全球气候变化及其生态效应的良好场 所[6 ] . 本文对北极陆地生态系统的碳循环及其在全球变 化中的作用进行了整理和分析. 图 1 　过去 16 万年间冰芯中的 CO2 和 CH 浓度与气温的变化 4 1 　温室气体增加与近年北极地区的温暖化现象 Fig. 1 　CO2 and CH4 concentrations and estimated Vostok atmosp heric temperature ( ) ( ) 二氧化碳 CO2 和甲烷 CH4 是两大含碳温室效应气 changes during the past 160 kyr ,as 体. 研究表明,这两种气体与气温的变化密切相关. 图 1 表