二氧化碳庫是什么?1、什么是碳庫? 碳庫,是全球變化科學當中的一個重要名詞。指在碳循環過程中,地球系統各個所存儲碳的部分。通常包括地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有機質碳庫。
2、碳庫涉及到的相關概念的具體含義?
生物量:生態系統中植物地上、地下、活的和枯死的有機干物質,例如樹木、作物、草以及枝葉、根等。生物量包括地上生物量和地下生物量。
地上生物量:土壤層以上以干重表示的植被所有活體的生物量,包括干、樁、枝、皮、種子、花、果、葉及草本植物。
地下生物量:所有活根生物量,通常不包括難以從土壤有機成分或枯落物中區分出來的細根(直徑≤2.0mm)。
枯落物:土壤層以上,直徑≤5.0cm,處于不同分解狀態的所有死生物量,包括凋落物、腐殖質、以及難以從地下生物量中區分出來的細根。
枯死木:枯落物之外的所有死生物量,包括枯立木、枯倒木以及直徑≥5.0cm的枯枝、死根和樹樁。
土壤有機質:土壤有機質是指土壤中處于不同分解階段死亡的各種動植物殘體,也可以說是土壤中以各種形式存在的含碳有機化合物。它是土壤的重要組成部分,是衡量土壤肥肥力高低的重要指標。
3、碳庫有哪幾種類別?
大氣碳庫:植物通過光合作用,將大氣中的CO2固定在有機物中,包括合成多糖、脂肪和蛋白質,從而儲存于植物體內,這可以看作碳循環的開始。然后植物和有機體通過呼吸作用,將二氧化碳返還大氣中。大氣中含碳氣體主要有CO2、CH4和CO等。通過測定這些氣體在大氣中的含量即可推算出大氣碳庫的大小。相對于海洋和陸地生態系統來說,大氣中的碳含量是最容易計算的,而且也是最準確的。在這些氣體中,CO2含量最高,也最為重要,因此大氣中的CO2濃度往往可以看作大氣中碳含量的一個重要指標。
海洋碳庫:海洋具有儲存和吸收的能力,其可溶性無機碳(DIC)含量約是大氣中含碳量的50多倍,在全球碳循環中有十分重要的作用。海洋表層水在不斷地與大氣進行著CO2的交換,交換借助于擴散作用進行,移動方向主要取決于界面兩側二氧化碳的相對分壓(或者濃度),總是從高濃度的一側擴散到低濃度的一側。
從千年尺度上看,海洋決定著大氣中的濃度。一般來講,海洋中的碳的周轉時間往往要幾百年甚至上千年,可以說海洋碳庫基本上不依賴于人類活動,而且由于測量手段等原因,相對陸地碳庫來說,對海洋碳庫的估算還是比較準確地。
陸地生態系統碳庫:在陸地生態系統中,碳循環的速度是最快的,最快的在幾分鐘或者幾小時就能夠返回大氣,一般會在幾周或幾個月返回大氣。一般來說,大氣中的CO2濃度基本上是恒定的。但是,近幾百年來,由于人類活動比如森林的大量砍伐、在工業發展中大量化石燃料的燃燒等對碳循環產生較大影響,使得大氣中CO2含量呈上升趨勢。
土壤碳庫大致是植被碳庫的1.5-3倍,而凋落物碳庫只占其中的很小一部分。陸地生態系統碳蓄積主要發生在森林地區,余下的部分主要儲存在耕地、濕地、凍原、高山草原以及沙漠半沙漠中。此外,與其他陸地生態系統相比,森林生態系統具有較高的生產力,每年固定的碳約占整個陸地生態系統的2/3。
4、森林生態系統碳儲量有哪些研究方法?
森林是陸地上最大的可再生資源庫、生物基因庫、碳儲庫和最經濟的“吸碳器”。作為陸地生態系統的主體,森林生態系統貯存了陸地生態系統的76%-98%的有機碳,在全球碳循環和減緩大氣CO2濃度升高中起著重要的作用。估算區域森林生態系統的碳儲量以及分析森林各類型碳庫的組成與動態變化是目前森林生態系統碳循環研究的熱點之一。
森林生態系統碳儲量的研究方法主要有以下幾種:
(1)生物量清查法。生物量清查法是國內外通用的估算森林長期碳蓄積的普遍方法,具體包括生物量調查和土壤調查。生物量調查采用常規測樹法如皆伐法、平均木法、隨機抽樣法、徑階選擇法、材積轉換法、維量分析法等分別測算森林生態系統的中各組分的生物量。土壤碳含量調查一般采用土壤剖面調查采樣法或土鉆法采集土壤樣本,室內采用干燒法或重鉻酸鉀氧化法測定土壤碳含量,以此獲得土壤中有機碳的含量。
(2)渦度相關法。渦度相關法是采用三維超聲風速儀測定林冠層與大氣之間的湍流交換量的微氣象學方法。是在林冠上方直接測定CO2的渦流傳遞速率,從而計算出森林生態系統吸收固定CO2通量的方法。區別于其它微氣象學方法(如能量平衡法和濃度梯度法),渦旋相關技術僅需在一個參考高度上對CO2濃度以及風速風向進行監測。大氣中物質的垂直交換往往是通過空氣的渦旋狀流動來進行的,這種渦旋帶動空氣中不同物質包括CO2,向上或者向下通過某一參考面,二者之差就是所研究的生態系統固定或放出的CO2量。 其計算公式為:
Fc=ρ'w'-
其中,Fc是CO2通量,是CO2的濃度,是垂直方向上的風速,字母上的小撇是指各自平均值在垂直方向上的波動即渦旋波動,橫線是指一段時間(15-30min)的平均值。
(3)模型模擬法。模型模擬法是通過數學模型估算森林生態系統的生產力和碳儲量,模型是研究大尺度森林生態系統碳循環的必要手段。在研究中曾產生過許多模型,其中最著名的是1971年在邁阿密研討會上提出的Miami模型,以年降雨量和年平均氣溫預測世界不同地帶的凈第一生產力(NPP)。此外,影響較大的如Holdridge生命地帶模型、BIOME模型、MAPSS模型、CENTURY模型、BIOME2BGC模型和CASA模型等機制模型,Chikugo模型等半經驗半機制模型等。
5、不同研究方法的適用情況如何?
(1)生物量清查法是研究森林生態系統碳蓄積的經典方法,并在較長時間尺度上研究生態系統碳交換方面得到很好應用。
(2)渦度相關法可研究較短時間(時、日、月等)尺度內森林生態系統與大氣間的碳交換量,是研究森林生態系統碳通量的過程與機理的國際通用方法。
(3)模型模擬法適于估算理想條件下的區域碳蓄積和碳通量,與遙感技術相結合,可估算較大空間尺度上森林生態系統的碳蓄積和土地利用變化對碳蓄積的影響。
6、建設綠色碳庫該怎么做?
建設綠色碳庫,實現綠碳空間碳飽和、生態飽和,基于自然生態空間的科學方案,就是深度調整人與自然生態空間的關系,科學把控“兩增一減”“碳三力”,增加捕碳力、增加儲碳力,減少排碳力。
(1)增加捕碳力,復現“捕碳飽和”。捕碳力是生態空間基礎生產能力,決定著生態空間碳循環的規模量級。生態產能建設、綠色碳庫建設,關鍵是增加捕碳設備,提升捕碳能力。修復損傷生態系統,大規模推進國土綠化,持續實施退耕還林還草還濕,模仿自然、科學安置“生物捕碳器”,系統保護天然林,加快退化林提質增效,促進生態空間綠色革命,分階段實現由“黃”轉“綠”,由“淺綠”轉“深綠”,由“綠”而“美”。
(2)減少排碳力,逼近“綠色排碳”。要加強綠碳空間治理,防御人為的碳排放、碳流失。要切實做好森林草原防火、有害生物防治,要嚴格執行封山育林、封山禁牧,嚴格禁止食用野生動物,禁止天然林商業性采伐,要打擊亂砍亂伐、亂捕亂獵,以及非法侵占生態空間資源的行為,極限壓減人工碳排放,力求綠色碳庫排放無限接近綠色碳排放。
(3)增加儲碳力,實現“儲碳飽和”。實現綠色碳庫“儲碳飽和”,關鍵是要在復現“綠色飽和”“捕碳飽和”和逼近“綠色排碳”上下功夫。目前,事實上仍遠離綠色碳庫“碳飽和”狀態。濕地是一個例外。濕地是重要的儲碳空間,在綠色碳庫捕碳能力建設上并不起眼,但在儲碳能力建設上卻非同尋常。要切實保護好濕地空間,減少人為碳排放,恢復濕地儲碳能力,豐盈濕地碳庫。