生态系统碳循环气候变化、碳源与碳汇(2).ppt

生态系统碳循环---气候变化、碳源与碳汇 陈书涛 CO2浓度升高的影响: 全球变暖 IPCC, 2001 全球碳平衡估算中的不确定性 基本概念 GPP：总初级生产 NPP：净初级生产 NEE：净生态系统交换 NEP：净生态系统生产 Re： 生态系统呼吸 Ra： 自养呼吸 Rh： 异养呼吸 思考题 假如你厌倦了整天吃东西，想躺在太阳底下过日子。我们又想象你找到了一种方法，把你全身的皮肤都覆上一层藻类，藻类生产的所有还原碳的产物都通过你的皮肤被吸收并可供你呼吸用。对你的表面积进行一些假设，而且假定光合效率为1%，中午入射的具光合作用活性的辐射为400瓦/米2。计算通过这种途径满足的能量需求占你每日能量需求的百分数。 提示：（1瓦=1焦/秒） ； 每天必需的卡路里：2500千卡/天 思考 总生物量=B 总光合作用=GPP 植物呼吸作用=RA 新生成的植物组织=NPP 异养生物的呼吸作用= RH 净群落生产量=NCP C滞留时间=MRT 周转分数=K 北美碳汇 Pacala et al. 认为北美大陆的碳汇强度为0.3 to 0.58 pg/yr CO2释放速率 CO2在自然生态系统中的吸收速率并最终通过吸收储存到陆地和海洋中的量 : 陆地：CO2 施肥效应，土壤呼吸，N沉降速率，森林再生长，树木毁损… 海洋：CO2 溶解性 (温度、盐浓度), 洋流风，生物活性，酸化程度… 南部海洋碳汇效率下降了30%这一碳汇原本每年可移除大约0.7 Pg C（来自于人为源排放） 风强度的加强加速了南极洲周围碳含量丰富的深层海水的扰动（风加强的原因为全球变暖和臭氧层空洞） 影响CO2在大气中的量（大气组分）的因素 Canadell et al. 2007, Springer; Gruber et al. 2004, Island Press 大气部分的时间动态变化 从 1959到2006大气部分CO2的增加速率为每年+0.25% (p = 0.89), 这表明自然碳汇的效率下降了10%。 Canadell et al. 2007, PNAS 1960 1970 1980 1990 2000 time Distribution (fraction) 自然碳汇的效率：陆地和海洋碳汇 Land Ocean Canadell et al. 2007, PNAS 导致海洋碳汇效率下降的原因 Le Quéré et al. 2007, Science Credit: N.Metzl, August 2000, oceanographic cruise OISO-5 Angert et al. 2005, PNAS; Buermann et al. 2007, PNAS; Ciais et al. 2005, Science 干旱胁迫对中纬度地区碳汇的影响 Summer 1982-1991 Summer 1994-2002/04 NDVI Anomaly 1982-2004 [Normalized Difference Vegetation Index] A number of major droughts in mid-latitudes have contributed to the weakening of the growth rate of terrestrial carbon sinks in these regions. 21世纪碳循环研究的薄弱环节 Permafrost HL Peatlands T Peatlands Veg.-Fire/LUC CH4 HydratesBiological Pump Solubility Pump 碳—气候—人类系统的热点区域 Oceans Land GCP，2005；and also cited by “GCP, Overview of Activity，September 2006 – August 2007” 谢谢！ 周转时间(更新时间) M 储存库中某物质的含量 S 从库中流出的总通量 M S=kM Q 具有源通量Q、汇通量S和含量M的单个库 则描述一个库中某物质含量变化速率的方程可表示为： 碳循环过程可进一步描述为 dM/dt=0 =Q1-kM Notice that for the first time in 50 years, emissions from tropical Latin American are similar to those from South and Southeast Asia. 20% of the population (devel