环境保护的若干参考资料

全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。由大气层气体引起全球变暖就是温室效应。CO2和悬浮粒子都是大气自然组分，前者在光合作用和呼吸作用碳循环中具作用，后者包括来自火山爆发、火灾和烟灰、风尘中尘埃和水汽凝结小水滴等，这两类物质对到达地球能量及从地球辐射能量有影响，它们是决定地球温度及气候关键因素。大气中甲烷、氮氧化物等浓度增加．能引起类似效应。但以CO2增温效应为主，约占总量60％以上。自从工业革命以来，越来越多CO2通过燃烧矿物燃料和砍伐焚烧森林进入大气，使大气CO2浓度逐渐升高。     

土壤呼吸的温度敏感性——全球变暖正负反馈的不确定因素

基于模型模拟结果表明,全球变暖与大气CO2浓度增加将形成正反馈关系,这种正反馈效应将明显加速21世纪的气候变暖。然而,这些模拟模型都基于一个重要假设,即不同平均驻留时间的土壤有机质分解具有相同的温度敏感性(Q10)。这一假设与酶动力学理论相悖,而且不同学者对不同质量土壤有机质分解温度敏感性的差异的认识存在严重分歧,所以,全球变暖与大气CO2浓度增加的正反馈关系的显著性仍值得商榷。围绕土壤呼吸的温度敏感性问题进行了讨论和评述,涉及1)土壤有机质分解温度敏感性争论的焦点问题;2)通过经验模型曲线拟合估计Q10值存在的分歧及Q10变异的机理解释;3)实验室土壤培养实验估计Q10值存在的问题;4)土壤培养实验中Q10值计算方法的改进。进一步深化有关土壤有机质分解温度敏感性不确定性的认识,将为今后土壤呼吸及其对气候变化响应的相关研究提供参考。     

大气二氧化碳浓度增高与植物水分利用效率(综述)

自工业革命以来,人类消费大量煤炭和石油等矿物燃料使大气层CO2等温室气体的浓度在不断上升,大气层截获更多的太阳辐射,导致地球变暖。虽然有报告指出,将来全球气候变暖不会像预测的那么严重,结果也不会是全世界一样,地球变暖是人为原因还是自然现象的争议也很多,但越来越多的研究结果证明,人类活动导致全球变暖的现象确实存在,CO2等温室气体的大量排放最终将造成气温和雨量的变化,海平面上升和冰川后退,并影响全球的作物产量和植被生产力。大气CO2浓度的增高对作物和植被的影响以及绿色植物在吸收CO2、延缓地球变暖中所发挥…     

大气CO_2浓度升高对植物-植食性昆虫的作用机制

大气二氧化碳浓度升高及其伴随的全球变暖引起国内外科学家的极大关注。CO2浓度升高主要通过改变植物的初级和次级代谢产物,影响以之为食的昆虫。本文结合作者近年来的研究成果,着重于以CO2浓度升高为作用因子,以植物和植食性昆虫的相互关系为对象,比较了咀嚼式口器昆虫与刺吸式口器昆虫对大气CO2浓度升高的响应特征,分析了不同取食类型昆虫-植物对大气CO2浓度升高的响应机制。     

植物气孔对全球环境变化的响应及其调控防御机制

气孔是植物与环境发生联系的重要门户,控制着植物与外界的气体和水分交换。本文针对全球大气CO2浓度升高、气候变暖、干旱加剧等环境问题,分析了气孔对全球水循环、碳循环的重要贡献。系统总结了气孔的形态发育和生理功能对大气高CO2浓度、干旱、土壤盐渍化、病虫害等的响应及其调控防御机制。综述了脱落酸（ABA）、Ca2＋、H2O2、一氧化氮（NO）和光信号调控气孔运动的分子机制。从理论和实践两方面,提出了通过调控气孔运动协调CO2同化和水分散失的矛盾,在不影响光合效率的前提下提高水分利用率等未来的研究方向。     

土壤有机质对农田管理措施的动态响应

土壤有机质在农田肥力、环境保护、农业可持续发展等方面具有重要意义。它不仅决定农作物产量,而且在全球碳素循环中起着重要作用。由于大气CO2浓度升高与全球气候变暖等一系列环境问题的加剧,全球碳素循环受到越来越多的关注。农田具有大气CO2源和库的双重潜力。历史上由于人类对农田的过度开垦和耕种,造成土壤有机质含量大幅度下降,降低了农田的作物产量潜力;同时导致大量的碳以CO2形式由陆地生态系统排放到大气圈,加剧了全球温室效应。大量研究结果表明,诸如耕作、种植制度、施肥等农田管理措施能够显著地影响土壤有机质动态,而免耕、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够提高农田土壤有机质含量,使农田起到大气CO2汇的作用。综述了近年来农田管理对土壤有机质动态影响研究方面的进展。     

中国森林生态系统土壤CO2释放分布规律及其影响因素

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环变化的关注。陆地生态系统在全球变暖格局下的地位与作用,尤其是土壤碳库对全球变暖格局的响应是全球变化研究的焦点。土壤CO2释放作为土壤-大气CO2交换的主要途径之一,也就成为各国生态学家研究的重点内容。在对我国森林生态系统CO2释放通量以及相关气候、生物等因子的资料进行收集、整理和分析的基础上,探讨了我国森林生态系统土壤CO2释放的分布规律,以及这种规律性分布的气候、生物影响因素。对于我国这样一个南北跨度大的国家,不同区域的森林生态系统土壤CO2释放通量间存在较大的差异,在全国尺度上,森林生态系统土壤CO2释放通量平均值为（1．79±0．86）gCm^-2d^-1,而且土壤CO2释放通量随着纬度增加逐渐降低。作为一个复杂的生态过程,土壤CO2释放受到生物、非生物因子或独立、或综合的影响。通过分析指出,在全国尺度上,年均温、降雨量、群落净生产力及凋落物量显著地影响森林土壤CO2释放通量。同时,也正是这些影响因子的纬度分布,导致了我国森林生态系统土壤CO2释放通量的纬度分布规律。作为衡量土壤CO2释放对温度敏感性的重要指标,计算了我国森林生态系统土壤CO2释放温度敏感性系数-Q10值,约为1．5,该值显著低于全球平均水平,2．0。     

华北上新世-更新世过渡期植被、气候与大气CO_2研究进展

上新世-更新世过渡期是新生代全球气候变化的重要拐点之一,此期气候经历了由"暖室"向"冰室"的转变。研究该气候转型期的特征可为科学界和国家层面应对现在和未来的全球气候变暖提供理论基础和实践指导。通过深入研究中国华北山西榆社盆地张村组上新世-更新世过渡期地层中保存的植物大化石、孢粉以及硅藻组合,为重建该时段陆地生态系统中植被演替和气候变化提供坚实的生物学证据。在综合回顾张村组化石植物研究历史的基础上,侧重介绍最近5年在古植被、古气候、古环境以及古大气CO2浓度重建等方面的最新进展。这些新成果定性及定量地刻画了第三纪-第四纪之交中国北方黄土高原东南缘气候变干、变凉的转型过程及其陆地生态系统中大气CO2浓度先升后降的变化趋势。     

库姆塔格柽柳沙包年层稳定碳同位素与气候环境变化

采用年层环境分析法,建立库姆塔格沙漠柽柳沙包年层稳定碳同位素序列,并利用记录的环境信息和附近气象资料,分析柽柳沙包稳定碳同位素与气候环境变化。结果表明:(1)柽柳沙包年层稳定碳同位素比率(δ13C)在20世纪40—60年代出现波动,80年代后趋于下降,δ13C序列变化符合全球树轮δ13C下降趋势,表明大气CO2浓度增加会对柽柳沙包年层δ13C造成影响。(2)柽柳沙包年层稳定碳同位素分辨率(Δ)与全球气候变化趋势相一致,120a以来,全球气候变暖,柽柳沙包Δ偏重,为干热的气候环境,19世纪80年代以前,气温偏低,柽柳沙包Δ值偏轻,代表冷湿的气候环境。(3)不同生境环境下柽柳沙包年层Δ值对气候环境要素产生不同的响应,高海拔的山前柽柳沙包Δ值与年降水、湿度及季节性气压、光照相关性显著,Δ值受多个气候要素的影响,其滞后作用不明显;低海拔的干旱沙漠区柽柳沙包Δ值对年气温及季节性降水、湿度特别敏感,Δ值存在明显的滞后效应。     

森林植物对大气二氧化碳浓度增高的生理生态响应(综述)

RECENTSTUDIESONPHYSIO-ECOLOGICALRESPONSEOFFORESTTREESTOELEVATEDATMOSPHERICCARBONDIOXIDEZhaoPing（SouthChinaInstituteofBotany,AcademiaSinica,Guangzhou510650）1问题的产生大气变化是目前生态领域中的热门话题,而对世纪中期大气中CO。浓度的升高及由此引发的温室效应对人类及生物赖以生存的环境和生态系统的影响已引起各国政府、科技界及公众的强烈关注。如何保护全球生态平衡使人类既满足经济发展的需要,又能促进环境、经济与社会的协同发展,已成为现代生态学研究的中心内容。尽管目…     

气候变暖下水圈甲烷排放及其微生物学机制

大气温室气体浓度升高导致的气候变暖已对人类社会可持续发展带来了严重影响。水圈生态系统既是全球最为重要的碳汇之一,也是全球最为重要的甲烷自然排放源。因此,阐明气候变暖背景下水圈甲烷排放格局及其相关微生物调控机制,是认识未来地球气候系统演变机理、预测未来全球变化潜在情景的关键命题,也将为如何高效发挥水圈碳汇潜力提供基础理论支撑,更好应对全球气候变化问题。本文主要综述了气候变暖背景下主要水圈生态系统中微生物介导的甲烷排放研究的现状与趋势,介绍了水圈甲烷排放格局及其气候变暖背景下的演变趋势,回顾了气候变暖对甲烷代谢相关微生物群落与功能的复杂调控作用。基于目前的研究现状,未来亟需通过微观机制与宏观过程相结合的途径,并基于生态系统复杂性和气候变暖长期性开展相关研究。同时,建议应加强对海洋等相对薄弱区域的研究。     

定量分析第三纪以来环境变化的新方法：—特有种气候分析法

1　全球气候变化研究新动向自 2 0世纪 80年代以来 ,全球气候变化研究至今仍方兴未艾。全球气温波动、大气中温室气体丰度变化、气候格局改变、气候带迁移和降水量增减 ,都影响到社会经济的发展和人类生活质量的提高。各国政府对全球气候变化的研究 ,如气候演变的过程、短期和长期气候变化的预测和自然灾害的防治都给予极大关注和财力支持[1] 。目前全球气候变化的研究正向两个方向发展。1.1　加大全球气候变化研究时间尺度 ,从研究当今气候发展到研究地质历史时期气候变化全球气候变化 ,如大气中ＣＯ2 浓度的变化、温度的升降和降水量的变…     

增温对土壤N2O和CH4排放的影响与微生物机制研究进展

全球变暖已引起人们的广泛关注,大气温室效应气体浓度增加是导致全球变暖的主要因素之一,土壤是温室效应气体的主要来源。反过来,全球变暖对土壤温室气体的排放具有反馈作用。温度升高不仅会影响植物、动物、微生物的生长及其相互作用,还会影响土壤的物质(尤其是氮、碳)循环过程,从而影响土壤温室效应气体的排放。本文主要总结了增温对土壤主要温室气体N₂O和CH₄排放的影响及其微生物机制。总体来看,增温能够促进这两种温室气体的排放,其排放主要与温度对氨氧化细菌(AOB)、反硝化功能基因、甲烷产生菌和甲烷氧化菌的丰度和组成的影响有关。土壤温室气体排放也受到植物的物种特性、养分吸收和群落组成,以及土壤营养元素含量、含水量、pH值等理化性质的影响。未来应更深入地从微生物角度探讨全球变暖对土壤温室气体排放的反馈作用机制,加强不同增温模式对土壤温室气体排放的影响研究,并关注增温与其他环境因子相互作用对土壤温室气体排放的影响等,以期为全球变暖对土壤温室气体排放反馈作用的预测提供理论依据。     

南大洋与二氧化碳的“源”和“汇”

正随着蒸汽机的发明,第一次工业革命得到蓬勃发展。时至今日,化石燃料的大量使用及工业废气排放产生的二氧化碳所带来的温室效应,使人类赖以生存的气候环境受到严重影响,且这种变化在短期内很可能是不可逆的。据记载,自19世纪起,地球气候系统似乎逐渐向着变暖发展,大气中二氧化碳浓度升高、海洋表面持续升温、冻土消融、世界上大部分山地冰川消融、     

开放式空气CO2增高对稻田CH4和N2O排放的影响

在FACE(free aircarbondioxideenrichment)平台上 ,采用静态暗箱 气相色谱法观测研究了大气CO2 浓度增加对稻田CH4和N2 O排放的影响 .结果表明 ,在 15 0和 2 5 0kgN·hm-2 两种氮肥水平下大气CO2 浓度增加 2 0 0 μmol·mol-1均明显促进水稻生长 ,水稻生物量积累 .大气CO2 浓度增加对 15 0和 2 5 0kgN·hm-2 两种氮肥水平下稻田CH4排放均无显著影响 ,并简要分析了与现有文献报道结果不一致的原因 .大气CO2 浓度增加也未导致 15 0和 2 5 0kgN·hm-2 两种氮肥水平下稻田N2 O排放的明显变化 ,与大多数研究结果一致 .     

洞庭湖白沙洲4种植被系统与大气中碳素交换

近年来由于气候变化,极端天气现象及其相应的自然灾害的频繁发生,致使人类面临严峻的挑战,全球环境问题已备受瞩目。湿地碳循环在全球气候变化中具有不可忽视的作用,研究湿地系统与大气中碳素的交换,有助于深入了解湿地生态系统对大气环境的影响。在生物量和土壤温室气体排放测定的基础上,对洞庭湖白沙洲湿地4种主要植被系统与大气碳素交换进行研究,结果表明:杨树人工林、芦苇和苔草3种植被系统净生产力吸收大气中碳量分别为9.88、6.83.thm-.2a-1和4.07.thm-.2a-1,土壤排放碳量(包括CH4中的碳素)分别为3.08、2.79.thm-.2a-1和2.80t.hm-.2a-1,3种植被系统每年净吸收大气中的碳6.80、4.07t.hm-.2a-1和1.27t.hm-.2a-1,都是大气CO2的汇;黑藻与竹叶眼子菜混交群落净生产力吸收大气碳1.23.thm-.2a-1,土壤排放的碳1.32t.hm-.2a-1,该系统每年向大气净排放0.09t.hm-.2a-1,是一个弱的CO2排放源;将CH4温室效应是CO2的21倍折算成CO2量,杨树林土壤排放CO2量(包括CH4折算成CO2量)为16.19t.hm-.2a-1,比植被净生产力吸收的少16.64t.hm-.2a-1,对大气温室效应而言,该系统是温室气体的汇;芦苇、苔草以及黑藻与竹叶眼子菜混交群落土壤排放CO2量(包括CH4折算成CO2量)分别是43.68、39.19t.hm-.2a-1和32.22t.hm-.2a-1,比植被净生产力吸收的还多20.60、24.27.thm-.2a-1和27.71.thm-.2a-1,对大气温室效应而言,这3种湿地植被系统都是温室气体排放源。     

大气甲烷的源和汇与土壤氧化(吸收)甲烷研究进展

甲烷是主要的温室气体之一,对温室效应的贡献仅次于CO2,而每分子甲烷温室增温潜力是CO2的21倍,因此确定全球大气甲烷的源与汇,并与其进行估算,预测已成为目前全球环境变化及温室效应研究的一个热点。本文概述了国内外大气甲烷烷源与汇研究的进展情况,详述了土壤氧化（吸收）大气与内源甲烷机理及其影响因子（如土地利用情况,环境甲烷浓度,土壤温度,湿度,pH值,孔隙状况等）,最后指出,通过在长白山森林垂直分布带开展地带性土壤甲烷氧化（吸收）研究,对估算我国温带至寒带,高山苔原带土壤吸收甲烷含量,乃至全球甲烷汇具有重要意义。     

分析显示全球变暖损害农作物质量

随着全球日益变暖，人们赖以生存的农作物所含营养可能会越来越少。这是研究人员综合分析了大气中CO2浓度升高对农作物的影响后得出的结论。     

不同轮作制度对淮北白浆土团聚体及其有机碳的积累与分布的影响

淮北白浆土是苏鲁交界地区主要低产土壤 ,同时也是我国黄淮地区商品粮生产基地的重要土壤资源。该土壤除了剖面发生分异强烈、土壤理化性质不良外 ,有机碳匮乏是其主要肥力限制因子 [1]。土壤有机碳不但是维持和培育土壤质量的关键组成成分 ,而全球土壤有机碳每年分解释放大气 CO2 而且达到 0 .1～ 5.4C Pg·年 -1,土壤碳 0 .1 %的变化将导致大气圈 CO2 浓度 1 mg· L - 1的变化。因而其存储和释放的变化与大气 CO2 动态有密切的关系 [9,10 ] 。农业土壤对大气 CO2 的截存贡献是研究陆地系统对大气 CO2 的汇效应 (sink effect)的焦点 …     

树木年轮 δ13C 值及其对我国北方大气CO2浓度变化的指示意义

 本文采样分析了承德市油松年轮中δ13C值自工业革命以来的变化,用以揭示我国北方大气CO2浓度的变化规律。结果表明：承德市油松年轮中的δ13C值自1810年以来平均下降了0.839‰,下降范围0.682‰～1.120‰,指示了大气CO2浓度逐渐升高的特点。δ13C值与历史时期全球大气CO2浓度之间存在显著相关关系(r＝ –0.5609,P<0.01)。应用树木年轮δ13C值与大气CO2浓度之间的关系式,推测出我国北方大气CO2浓度从工业革命以前的约278.4μmol·mol-1上升到目前的340μmol·mol-1。从而为我国的全球变化研究提供了CO2浓度历史变迁方面的证据。