温室气体源汇-地理学报.DOC

PAGE 1402 生态环境 第15卷第6期（2006年11月） 周存宇：大气主要温室气体源汇及其研究进展 PAGE 1401 生态环境 2006, 15(6): 1397-1402 Ecology and Environment E-mail: editor@ 基金项目：中国科学院知识创新工程重大项目（KZCX1-SW-01） 作者简介：周存宇（1968－），男，副教授，博士，从事生态系统生态学研究。 收稿日期：200 大气主要温室气体源汇及其研究进展 周存宇 长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025 摘要：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。 关键词：温室气体；源汇；进展 中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）06-1397-06 气候变化，特别是全球变暖是当今人类面临的严峻挑战，是国际社会公认的全球性问题。全球变暖的主要原因是大气中一些温室气体的浓度在工业革命以来急剧、持续增加。大量的观测和研究表明，除了水汽以外的所有重要的温室气体的浓度，自工业革命以来，由于人类活动的影响（如毁林、农业活动和化石燃料的燃烧等），正以前所未有的速度增加。根据IPCC的报告，20世纪90年代大气中CO2、CH4和N2O的全球平均体积分数分别是365×10-6、1.74 ×10-6和314×10-9，该期间的增长率分别为1.5×10-6 a-1、7.0×10-9 a-1和0.8×10-9 a-1。大气中温室气体浓度的增加，影响到地气系统的辐射收支和能量收支，从而导致全球变暖，近100多年来，全球地表平均温度升高了0.3 ~ 0.6 温室气体中最重要的是水汽，但水汽是由自然决定的，不再受人类活动的影响。直接受人类活动影响的是其它几种，其中大气中CO2浓度的增加对增强温室效应的贡献最大，大约占50%，无疑是最重要的温室气体，其次是CH4，贡献约占19%，N2O约占4%[2]。 温室气体的源可理解为向大气中释放温室气体的自然或人为生态系统，温室气体的汇则可理解为从大气中清除温室气体或其前体的自然或人为生态系统及有关过程。温室气体浓度的未来变化趋势对于预测未来气候变化及其对社会经济的影响至关重要，因此，自20世纪60年代以来，定量研究温室气体全球收支平衡问题(源与汇)特别是全球碳循环研究一直是研究的难点和热点。 1 大气主要温室气体的源和汇 1.1 全球碳循环与碳失汇 全球碳循环是指碳素在地球的各个圈层(大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈)之间迁移转化和循环周转的过程。在漫长的地球历史进程中，碳循环最初只是在大气圈、水圈和岩石圈中进行，随着生物的出现，有了生物圈和土壤圈，碳循环便在五个圈层中进行，碳素的循环流动就从简单的地球化学循环进入到复杂的生物地球化学循环，而生物圈和土壤圈在碳循环过程中扮演着越来越重要的角色。碳循环的主要途径是：大气中的CO2被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动干预，又以CO2的形式返回到大气中。就流量来说,全球碳循环中最重要的是CO2的循环，CH4和CO的循环是较次要的部分[3]。 碳在大气圈、海洋和陆地生态系统(包括植物和土壤)这三个碳库之间进行着CO2的连续交换。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CO2源是：化石燃料燃烧、水泥生产和土地利用变化，向大气排放的C总量约为7.5 Pg·a-1，其中约有一半(3.8 Pg·a-1)留在大气圈中增