拉萨地块西部碰撞后富钾火山作用CO_(2)释放规模初探

估算地质历史时期火山活动的CO_(2)释放量对于理解地球深部碳释放及其气候环境效应具有重要意义。本文聚焦青藏高原拉萨地块西部的碰撞后富钾火山作用,以雄巴、赛利普、布嘎寺和麦嘎4个地区的富钾火山岩为例,开展了橄榄石、辉石等斑晶矿物中熔体包裹体的CO_(2)含量与脱气特征研究,结合火山岩体积和年龄等参数,估算了拉萨地块碰撞后富钾火山活动的CO_(2)释放量。结果表明,研究区火山岩熔体包裹体气泡中的CO_(2)含量约为0.61%~5.38%,雄巴、赛利普、布嘎寺和麦嘎火山岩的CO_(2)年释放量分别为(5.1±0.9)×10^(-5)Pg/yr、(1.3±0.6)×10^(-5)Pg/yr、(2.5±0.5)×10^(-4)Pg/yr和(1.5±0.2)×10^(-7)Pg/yr,共计约(3.2±0.6)×10^(-4)Pg/yr。粗略推算结果表明,拉萨地块碰撞后富钾火山作用的CO_(2)总释放规模约为0.006±0.001Pg/yr,与大陆碰撞带深部碳释放通量模型的计算结果相一致。本文的研究结果为地质历史时期印度-亚洲大陆碰撞导致的深部碳释放模拟提供了初步的实测数据参考。未来仍需在获取更多数据的基础上优化研究结果,以减小碰撞后火山作用的岩浆成分、规模、时空分布不均等导致的不确定性。

橡胶树干CO_(2)释放速率垂直变化及其与树干液流和木质部结构间的关系

为了研究橡胶树(Hevea brasiliensis)干CO_(2)释放速率(E_(s))时空动态变化特征及其影响因素,提高人工橡胶林生态系统呼吸计算的准确性。利用便携式红外气体分析系统(IRGA)对海南人工橡胶林样树不同垂直高度的E_(s)进行为期1年的原位监测,包括1.5 m处E_(s1.5)、3.0 m处E_(s3.0)、4.5 m处E_(s4.5),并同步监测了样树的树干液流密度(F_(d)),还通过显微切片法观察各高度树干木质部导管解剖结构,并进行对比分析。结果表明,E_(s)在旱季与湿季呈现明显的季节变化;10月~翌年4月E_(s3.0)>E_(s4.5)>E_(s1.5),5~9月E_(s3.0)>E_(s1.5)>E_(s4.5);橡胶树E_(s)的差异主要受树干液流和木质部结构的影响。通过分析橡胶树树干各高度木质部导管密度和管腔直径的差异,可知管腔直径是F_(d)和E_(s)的主要影响因子,随着管腔内径的增加,液流速度和E_(s)呈增加趋势。

人体CO_(2)释放速率对建立建筑室内新风量标准的研究

CO_(2)是室内空气品质和卫生标准的重要影响因素。通过人体试验得到人体CO_(2)释放速率,并采用多元回归分析的方法建立CO_(2)释放速率回归方程。利用性能分析法推导出民用建筑室内新风量计算公式,在与现行新风量标准比较的基础上,对民用建筑室内新风量提出更科学合理的计算方法建议。

河流二氧化碳释放研究进展

大气温室气体(GHGs)浓度的持续增加是气候变暖的重要驱动因素。河流系统是陆地、大气和海洋之间生物地球化学循环的重要纽带,河流GHGs释放被认为是全球GHGs的一个重要来源,亦是影响全球碳中和目标实现的不可忽视的因素。本文基于2010—2020年发表的全球河流二氧化碳(CO_(2))释放的研究结果,系统分析了河流CO_(2)浓度与通量的全球和区域水平差异及其影响因素。研究发现,全球河流源头、干流和河口均为大气CO_(2)的源,全球河流CO_(2)总通量可达(2.16±0.38)Pg C·a^(-1),其中源头>干流>河口,源头、干流和河口释放通量分别为(0.69±0.12)mol·m^(-2)·d^(-1)、(0.42±0.07)mol·m^(-2)·d^(-1)和(0.17±0.03)mol·m^(-2)·d^(-1),释放总通量分别为(0.84±0.15)Pg C·a^(-1)、(0.56±0.10)Pg C·a^(-1)和(0.76±0.13)Pg C·a^(-1)。自然河流的干流和源头CO_(2)释放大于人为影响河流,而人为影响河流的河口CO_(2)释放大于自然河流的河口释放。同时发现,CO_(2)释放通量季风区>非季风区,热带>温带>寒带;河流CO_(2)的释放随着河流级别的升高在1~6级呈减小趋势,而在河流6~8级呈增加趋势。河流CO_(2)释放显著影响区域的碳循环,然而,目前对河流源头和干流CO_(2)释放的对比以及人为影响对河流释放通量的影响尚不明确,亟需定量且系统全面地研究,以期进一步揭示河流CO_(2)释放机制及其气候环境影响的定量评估。

凋落物C/N对土壤有机碳矿化的影响

凋落物输入会影响土壤有机碳(SOC)矿化过程,其影响程度主要受凋落物C/N、土壤肥力和温度条件的影响,然而,这三因素的综合影响仍不清楚。以低肥力土壤(LF)和高肥力土壤(HF)为研究对象,分别添加7种不同C/N的凋落物,并设置培养温度为23℃和33℃,进行恒温避光培养,期间动态监测CO_(2)排放的变化,以揭示SOC矿化过程应对三因子的响应机制。结果显示,凋落物添加显著增加CO_(2)峰值排放速率,且与C/N>30的凋落物相比,添加C/N<30的凋落物对CO_(2)的峰值排放速率的促进作用更显著。CO_(2)峰值排放速率同时受土壤肥力和培养温度影响,HF-33℃条件下的CO_(2)峰值排放速率最高。添加C/N<30的凋落物显著增加了CO_(2)累积排放量,在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃条件下,最大增幅分别为407%、304%、345%和160%。相关分析显示,SOC矿化率与凋落物C/N间呈负相关关系,这说明低质量凋落物会抑制SOC矿化。在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃处理下,与凋落物C/N最低的CN1相比,添加C/N最高的CN7后,SOC矿化率的降幅分别达3.53、3.04、1.71和2.06倍。土壤肥力影响SOC矿化,HF的SOC矿化率较LF高1.29-2.66倍。培养温度对SOC矿化的影响在HF中表现出显著差异,与CK相比,在HF中添加凋落物显著降低了SOC矿化温度敏感性(Q10)。综合PLS-PM模型可知,SOC矿化是凋落物C/N、土壤肥力和培养温度综合作用的结果。其中,凋落物的C/N比对SOC矿化产生显著的负效应,土壤肥力则对SOC矿化产生主要的正效应,而温度的正效应则相对较小。研究结果有助于进一步理解不同土壤肥力和温度背景下,C/N不同的外源有机物输入对SOC矿化的影响及其背后的综合效应。

落叶与氮素添加对旱地樱桃果园土壤激发效应的影响

研究外源碳氮添加对旱地樱桃果园土壤激发效应的影响,为阐明落叶还田与氮肥对旱地果园土壤有机碳矿化作用机理提供理论依据.本实验以15a生旱地樱桃果园不同深度土壤为供试材料,采用室内恒温培养方法(25℃培养80 d),将落叶(C),氮营养(N)和落叶与氮素组合(C+N)加入表中深3个土层土壤,测量土壤CO_(2)释放量.结果表明,与CK处理相比,C和C+N添加显著促进了各土层土壤累积CO_(2)释放量,分别提高了2.59倍和2.37倍,产生正表观激发效应.C和C+N添加处理的深层土壤表观激发效应显著高于表层和中层土壤,PI指数分别可达2.05、1.83.N添加处理降低了各土层土壤累积CO_(2)释放量,为CK处理的83.75%.因此,在旱地樱桃果园中,落叶和氮素添加会产生激发效应,进而改变各层土壤原有机质的的矿化作用;深层土壤对落叶和氮素的添加更加敏感,能够产生更强的激发效应.

我国温带地区无机碳源对土壤二氧化碳释放的贡献及驱动因子

无机碳作为干旱区域土壤碳库的主要形式,约占土壤总碳库的33%。长期以来,在讨论土壤与大气碳交换时忽略了无机碳作为潜在CO_(2)来源的影响。本研究选取我国温带地区沿经向分布的13个样点,分层采集土壤样品,在室内统一标准下进行培养,并利用碳稳定同位素技术分离土壤碳排放中有机和无机来源的CO_(2)通量。结果显示,土壤碳排放中存在无机来源的CO_(2)通量,且无机碳源对土壤碳释放的贡献有明显的水平空间和沿剖面深度分布特征。总体而言,土壤无机CO_(2)通量占比为0.02%~12.94%,由东到西呈现增大趋势;无机碳贡献随土层深度增加显著增大(P<0.05)。随着培养温度的升高和土壤含水量的降低,无机碳源有更大的CO_(2)释放通量。主成分分析表明干旱度和土壤无机碳含量是无机碳源对土壤碳释放贡献最重要的两个驱动因子。本研究结果表明,在未来对土壤碳过程的研究中,应考虑土壤无机碳过程,这将有助于准确评估全球碳收支。

沼液中HCO^(-)_(3)对土壤CO_(2)释放的影响

【目的】揭示沼液施用过程中HCO^(-)_(3)对土壤CO_(2)释放的影响机制。【方法】分别向土壤添加沼液原液(BS)、原液去除HCO^(-)_(3)(BS⁃B)、去离子水加HCO^(-)_(3)(W+B)和去离子水(W)后,对土壤进行30 d的培养,观测土壤CO_(2)释放特征。【结果】BS处理下,土壤CO_(2)释放速率从2 h时的36.6 mg/(kg·h)快速降至30 d时的2.7 mg/(kg·h),BS⁃B处理CO_(2)释放速率从最高时的9.3 mg/(kg·h)(第1天)降至1.9 mg/(kg·h)(第30天),前者显著高于后者。30 d内,BS处理下土壤CO_(2)累计释放193.0 g/kg,BS⁃B处理下仅为97.8 g/kg。由此可见,沼液中的HCO^(-)_(3)显著促进了土壤CO_(2)的释放。相比较而言,W+B处理下土壤CO_(2)释放速率从最高时的12.0 mg/(kg·h)降至15 d时的0.6 mg/(kg·h),培养期内土壤CO_(2)累计释放54.5 g/kg;W处理下土壤CO_(2)释放速率在培养期内的变化为0.2~1.6 mg/(kg·h),CO_(2)累计释放34.4 g/kg。培养期内,BS处理下土壤CO_(2)释放量是BS⁃B与W+B两处理之和的1.6倍。HCO^(-)_(3)对土壤CO_(2)释放的贡献主要发生在上覆水层,且以HCO^(-)_(3)水解及NH+4氧化贡献的H+与HCO^(-)_(3)的相互作用为主要途径。【结论】施用沼液后,大量HCO^(-)_(3)的添加是引起土壤CO_(2)释放加快且释放量增加的主要原因之一,土壤CO_(2)释放的增加并非HCO^(-)_(3)本身与除HCO^(-)_(3)之外沼液其他组分贡献的加和,二者存在显著的协同作用。

改性脂肪族聚酯的生物降解性研究

以芳香二元酸为聚丁二酸丁二醇酯的共聚组分 ,合成了一系列聚丁二酸丁二醇酯 (PTS)共聚物 ,用土埋法和二氧化碳释放法测定其生物降解性 ,发现一定比例的共聚酯具有良好的生物降解性。

不同化学结构外源碳添加对红壤和沙土有机碳矿化动态的影响

外源有机碳输入是土壤有机碳(SOC)输入和输出动态平衡的重要因素。然而,当前针对不同质地土壤添加不同化学结构外源碳对有机碳矿化释放CO_(2)动态影响仍不清楚。本研究以红壤和沙土为对象,在室内培养条件下,分别添加蔗糖、淀粉、纤维素和木质素4种不同化学结构的外源有机碳,研究不同化学结构外源碳添加对有机碳释放CO_(2)速率、累积量及CO_(2)-C损失比例的影响,为深入认识土壤质地和外源碳化学结构如何驱动土壤有机碳周转提供依据。结果表明:外源碳添加能够显著提高有机碳矿化释放CO_(2)速率、累积量及CO_(2)-C损失比例,且不同化学结构外源碳添加处理存在显著差异。同时,土壤质地显著影响有机碳矿化释放CO_(2)速率、累积量及CO_(2)-C损失比例,且存在显著的外源碳×土壤质地交互效应。在不同外源碳添加条件下,沙土有机碳矿化释放CO_(2)速率、累积量及CO_(2)-C损失比例均显著高于红壤。此外,不同化学结构外源碳添加处理有机碳矿化速率的时间动态存在差异,与蔗糖相比,复杂化学结构外源碳添加下有机碳矿化释放CO_(2)速率的峰值具有滞后性。研究表明,外源碳添加对有机碳矿化的影响与外源有机碳的化学结构和土壤质地密切相关。