典型农业流域不同类型池塘水体CO_(2)排放特征

内陆水体是大气CO_(2)收支估算的重要组成部分。农业流域分布着大量池塘景观水体,且具备蓄洪抗旱、消纳污染、水产养殖等多种功能。但是,农业流域不同功能的小型池塘CO_(2)排放特征尚不清楚。本研究以极具农业流域代表性的烔炀河流域为研究对象,选取流域中用于水产养殖(养殖塘)、生活污水承纳(村塘)、农业灌溉(农塘)、蓄水(水塘)的4个功能不同的景观池塘,基于为期1年的野外实地观测,以明确农业流域小型池塘CO_(2)排放特征。结果表明,不同功能池塘水体CO_(2)排放差异显著,受养殖活动、生活污水输入和农田灌溉等人类活动影响,养殖塘((80.37±100.39)mmol/(m^(2)·d))、村塘((48.69±65.89)mmol/(m^(2)·d))和农塘((13.50±15.81)mmol/(m^(2)·d))是大气CO_(2)的热点排放源,其CO_(2)排放通量分别是自然蓄水塘((4.52±23.26)mmol/(m^(2)·d))的18、11和3倍。统计分析也表明,该流域池塘CO_(2)排放变化总体上受溶解氧、营养盐等因素驱动。4个不同景观池塘CO_(2)排放通量全年均值为(37.31±67.47)mmol/(m^(2)·d),是不容忽视的CO_(2)排放源,其中养殖塘和村塘具有较高的CO_(2)排放潜力,在未来研究中需要重点关注。

水稻生长季CO_(2)通量的时间动态和影响因子研究

为了明确长三角地区稻麦轮作生态系统中水稻生长季CO_(2)通量的多时间尺度变化特征,量化环境因子对农田CO_(2)通量变化的贡献度,拆分环境因子的直接影响和间接影响,该研究利用涡度相关观测系统进行了2年CO_(2)通量的连续观测,分析了辐射类、温度类、水汽类和风速对CO_(2)通量的影响。结果表明:稻麦轮作生态系统在水稻生长季是一个二氧化碳汇,2020、2021年水稻生长季的总固碳量分别为396.3、491.9 g/m^(2)(以C计);CO_(2)通量也有明显的日变化,呈现出“U形”和“V型”的单峰曲线,吸收峰值出现在第200~250天。在不同时间尺度上,影响CO_(2)通量的主控因子始终是光合有效辐射;但随时间尺度的增加,各个因子贡献度的差异逐渐减小。饱和水汽压差也是影响CO_(2)通量的重要因子,它与光合有效辐射的交互作用会抑制彼此对CO_(2)通量的直接贡献。

秦岭北麓地区CO_(2)和水汽湍流输送实验研究

利用中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地长安站2021年4月~2022年3月涡动相关系统观测资料,结合气象观测资料,研究了秦岭北麓城郊过渡带近地面大气CO_(2)、H_(2)O浓度、蒸发量以及湍流通量演变特征,并讨论了气象要素对碳通量的影响.结果表明:观测时段内CO_(2)小时浓度年均值为(404.4±27.9)×10^(-6),与瓦里关大气背景观测站和全球背景观测站CO_(2)年均值浓度水平相当,水汽小时浓度年均值为9.44g/m^(3),年总蒸发量为1321.5mm;CO_(2)、水汽浓度和蒸发量均存在显著的月、季节变化特征;CO_(2)和水汽通量存在明显的日、月和季节变化,全年白天均表现为较强的碳吸收,观测时段内CO_(2)总吸收量约为-3047g/m^(2);夜间表现为碳排放,观测时段内总排放量约为2631g/m^(2);气温、土壤温度、相对湿度和风速的变化均会对区域内CO_(2)通量产生影响,温度升高会增加区域内植被的固碳能力;白天CO_(2)通量负值多出现在西风条件下,农田和植被覆盖率较大的区域为CO_(2)通量的主要贡献区域;夜间CO_(2)通量正值主要来自于植被、土壤呼吸作用和人类活动排放的贡献.总体而言,秦岭北麓城郊过渡带呈现较为明显的碳汇属性,实验时段内CO_(2)的净吸收量约为-416g/m^(2).

淡水养殖池塘CO_(2)通量多时间尺度变化特征及其影响要素

为探讨淡水养殖CO_(2)通量的多时间尺度变化特征及其影响因子,本研究以我国长江三角洲区域典型淡水养殖池塘为研究对象,基于涡度相关法(Eddy covariance,EC)测定的2016—2021年高频连续CO_(2)通量数据,对CO_(2)通量的多时间尺度变化特征及其环境、人为影响要素进行分析。结果表明:养殖池塘CO_(2)通量(以C计)存在明显的日变化、季节变化和年际变化特征,其年尺度交换量的变化范围为-671~1005 kg·hm^(-2)·a^(-1),年均值为(-74±688)kg·hm^(-2)·a^(-1),表现为CO_(2)的弱汇。CO_(2)通量在不同时间尺度的主控因子存在明显差异,其中在0.5 h尺度上,太阳辐射和气温分别是白天和夜晚CO_(2)通量的主要影响因子;日尺度和月尺度的CO_(2)通量则分别受太阳辐射和归一化植被指数(NDVI)调控,且CO_(2)通量与上述要素均呈显著负相关;年际尺度上,养殖池塘CO_(2)通量受饲料投入量与NDVI的共同作用,二者建立的回归方程可以解释64%的CO_(2)年总通量变化,其中CO_(2)排放量随饲料投入量的增加呈线性增加(R2=0.55,P<0.05)。根据本研究结果,建议在未来可将提高饲料利用率作为控制养殖水体温室气体排放、改善水体生态环境、实现水产养殖业可持续发展的重要途径。

嘉陵江四川段平水期CH_(4)、CO_(2)排放通量空间分布特征及影响因素

河流是陆地生态系统中内陆水域温室气体的重要排放源。以嘉陵江四川段为研究对象,于2021年10月采集表层水样,运用改良顶空法采集表层水体溶存的CH_(4)、CO_(2),分析了研究区域平水期CH_(4)、CO_(2)溶存浓度与排放通量的空间分布特征,并探究水体理化性质和土地利用类型对温室气体排放的响应。结果表明,嘉陵江四川段人类活动主导了水质变化特征,城市和农业活动是氮素和磷素沿河流方向累积的重要原因。表层水体中CH_(4)和CO_(2)浓度分别为(16.87±15.55)nmol·L^(-1)和(836.11±132.68)μmol·L^(-1),排放通量分别为(68.39±81.26)nmol·m^(-2)·d^(-1)和(1596.08±1291.61)μmol·m^(-2)·d^(-1)。CH_(4)、CO_(2)浓度和排放通量具有较大空间异质性,不同土地利用类型条件下,耕地主导河段接收了较多的非点源污染和陆源碳。这些污染物质的输入导致水体理化性质发生改变,影响水生植物和浮游植物生长以及微生物活动,进而给CH_(4)和CO_(2)产生和释放造成影响。总氮(TN)、磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)和耕地面积占比是影响嘉陵江四川段温室气体排放的关键因子,表明温室气体排放不仅受河流生态环境的影响,还受不同土地利用类型条件下人类活动的影响。

亚热带城市湖泊与河流CO_(2)气体通量特征及其影响因素

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO_(2))排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气界面碳通量经常被忽略。为探讨我国亚热带城市水体温室气体排放特征,本研究以湖南省长沙市典型城市水体,包括洋湖、西湖、松雅湖、月湖4个湖泊和湘江长沙段为研究对象,分别于2022年4和10月采用光化学反馈-腔增强吸收光谱法(OF-CEAS)和扩散模型法对水-气界面CO_(2)通量进行对比测定。结果表明,长沙城市湖泊与河流春季为CO_(2)排放源,秋季为吸收汇,河流水-气界面CO_(2)通量呈显著季节差异。河湖之间CO_(2)通量在春季表现为显著差异,秋季差异不显著。CO_(2)通量与水体溶解氧、水体总氮浓度等呈显著正相关。2种方法的CO_(2)通量对比测定在湖泊上显著相关,但对河流而言相关性不显著。研究揭示的城市湖泊与河流CO_(2)气体的排放特征有利于深入探究城市水体碳的迁移转化,可对全面了解全球气候变化过程和河湖湿地温室气体减排和调控提供科学支撑。

垂直管内高质量流速超临界CO_(2)换热特性

利用已有的流动传热实验数据,对不同湍流模型预测超临界CO_(2)(S-CO_(2))传热能力进行了评价及选取,确定了SST k-ω湍流模型为最优模型。分析了入口温度、热流密度、质量流速、浮升力和流动加速效应对内径为10mm的垂直加热管内S-CO_(2)的对流传热特性的影响。结果表明:在一些工况条件下Bu<10^(-5)、Bu^(*)<5.6×10^(-7)和K_(v)<3×10^(-6)并不满足,表明浮升力和流动加速度效应并不能解释高质量流速下的数值模拟结果。基于超临界类沸腾理论,建立了垂直加热管内S-CO_(2)类沸腾传热模型,并阐述了S-CO_(2)传热恶化现象,径向方向上S-CO_(2)热物性和湍流的详细分布表明超临界传热受类气膜的厚度、类气膜的热性质和近壁区湍流动能的影响很大,成功解释了SCO_(2)在高质量流速下的传热机理。最后引入超临界沸腾数SBO,提出了适用高质量流速的传热关联式。

喀斯特山区筑坝河流水-气界面CO_(2)通量变化特征及影响因素分析

水库是内陆水域生态系统的重要组成部分,在调节区域和全球碳循环中发挥着重要作用,为了解喀斯特山区筑坝河流水-气界面CO_(2)扩散通量的变化特征及影响因素,本研究以贵州省黔中水利枢纽工程区平寨水库为对象,于2020年1月、5月、7月和11月对其水体理化指标进行系统监测,运用TBL模型法计算水-气界面CO_(2)扩散通量。结果表明,平寨水库水化学类型为HCO_(3)+SO_(4)-Ca型,水化学特征主要受碳酸盐岩风化控制;表层水体pCO_(2)与CO_(2)扩散通量变化范围分别在124.64~558.76μatm和-18.85~15.90 mg/(m^(2)·d)之间,1月表现为大气CO_(2)的源,5月、7月、11月均表现为大气CO_(2)的汇;垂向上水体pCO_(2)变化范围为124.64~5409μatm,表现为表层低、底层高的差异特征。分析认为,影响平寨水库水-气界面CO_(2)扩散通量的因素主要是:碳酸盐岩平衡体系改变了水中碳化物的存在形态使其水体pCO_(2)发生变化、浮游植物光合作用对水体碳化合物的吸收从而抑制CO_(2)向大气扩散,以及水库热分层期时对底层水体CO_(2)暂封存和混合期时底层水体发生上覆脱气的影响。

施氮对陇中黄土高原旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放的影响

【目的】探究陇中黄土高原半干旱区旱作麦田土壤N_(2)O和CO_(2)排放对不同施氮量的响应,阐明旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放特征及其主要影响因素,以期为该地区旱作麦田温室气体减排和氮肥管理提供依据。【方法】以陇中黄土高原旱作麦田为研究对象,采用大田定位试验和室内指标测定相结合的方法,布设CK(不施肥)、LN(低量氮肥)、MN(中量氮肥)和HN(高量氮肥)共4个施氮梯度,分析不同施氮量对旱作麦田土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、有机碳(SOC)、土壤温度、含水量及土壤N_(2)O和CO_(2)排放的影响。【结果】0~10 cm土层土壤中,HN、MN、LN较CK处理,NO_(3)^(-)-N平均含量增幅为21.55%、26.06%和34.11%;NH_(4)^(+)-N平均含量增幅为21.77%、31.42%和39.20%;SOC平均含量增幅为20.43%、25.80%和35.9%。HN、MN、LN较CK处理,N_(2)O累计排放量增幅为78.63%、130.47%、217.51%;CO_(2)累计排放量增幅为5.73%、10.63%、21.75%。皮尔逊相关关系表明,不同施氮处理中,麦田0~10 cm土层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC平均含量与N_(2)O、CO_(2)累计排放量呈极显著正相关关系(P<0.001),土壤温度与N_(2)O和CO_(2)累计排放量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤含水量与N_(2)O累计排放量呈显著的负相关关系(P<0.05),与CO_(2)累计排放量相关关系不显著。【结论】施氮可以增加黄土高原旱作麦田表层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC含量,进而增加了N_(2)O和CO_(2)累计排放量,是该地区麦田N_(2)O和CO_(2)排放的主要驱动因子,表层土温和土壤含水量也一定程度上影响着N_(2)O和CO_(2)的排放。

内蒙古大青山不同植被类型土壤CO_(2)通量及其对土壤温湿度的响应

为研究大青山典型植被土壤CO_(2)通量特征及其影响因素,采用静态箱‒气相色谱法测定内蒙古大青山主要植被类型油松(Pinus tabuliformis)人工林、白桦(Betula platyphylla)次生林、虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌木林、荒草坡地土壤CO_(2)的排放规律及与土壤温湿度的关系。结果表明:(1)4种植被类型在观测期内土壤CO_(2)通量范围为11.00~673.47 mg.m^(-2).h^(-1),均为大气CO_(2)的源;(2)各样地土壤CO_(2)通量平均值大小为:荒草坡地<油松人工林<虎榛子灌木林<白桦次生林;(3)土壤温度是影响不同植被类型土壤CO_(2)通量的主要因子,土壤含水量影响不明显;(4)大青山4种植被类型土壤呼吸Q10值范围为1.07~5.64,不同植被类型间Q10值存在较大差异,Q10均值大小为:白桦次生林>荒草坡地>油松人工林>虎榛子灌木林。相关研究结果可为准确估算大青山典型植被土壤CO_(2)通量提供基础数据。

阿尔及利亚In Salah油田CO_(2)地质封存示范工程的启示

阿尔及利亚In Salah油田CO_(2)地质封存工程是全球首个陆地具有工业规模的CO_(2)地质封存示范工程,具有断裂特征复杂、地质力学响应明显、监测方案多样等特点。通过对该示范工程进行解剖,分析了整个项目在地质特征、地质力学分析、注入方案、监测方案等方面的经验和教训,讨论了碳捕获、利用与封存(CCUS)示范工程面对的挑战和启示。结果表明:①断裂复杂的场地可用于CO_(2)地质封存,但CO_(2)注入前期需制定相应的监测方案,明确具体渗漏风险,后期在运行阶段进行调整;②基于CO_(2)地质封存的安全性考虑,定期进行风险评估,需对储层、盖层的地质和地质力学进行详细的表征,建立考虑安全性的地质-渗流-应力耦合模型;③合成孔径干涉雷达测量(InSAR)数据对于明确CO_(2)注入的地质力学响应非常有利,但需要与高精度的储层、盖层数据相结合。这对于开展“双碳”目标下CCUS示范工程具有重要意义,可以为国内今后开展CCUS或CO_(2)捕集或封存(CCS)大型示范工程提供思路和参考。

塔式太阳能吸热器中超临界CO_(2)流动换热研究进展

归纳总结了超临界CO_(2)在8 MPa、10 MPa和12 MPa下的热物性特点,并对超临界CO_(2)在水平管、竖直管以及螺旋管中流动与传热的实验研究和数值研究文献进行了总结,整理了非均匀热流边界条件下超临界CO_(2)流动换热研究文献。水平管中产生的二次循环可以强化超临界CO_(2)的流动传热;竖直管中由密度变化引起的浮力效应导致超临界CO_(2)的局部传热系数在沿管向上和向下流动中呈现不同的变化趋势;螺旋管中浮力和离心力的作用均能在圆周截面上产生二次流动,提高超临界CO_(2)的传热效率。此外,利用超临界CO_(2)替代传统的传热流体可以有效提高太阳能热发电的效率。太阳能吸热器的非均匀热流会导致热损失和热应力的增加,进一步调整超临界CO_(2)流量分布以匹配热流分布可以减少热损失、减少热应力分布不均匀。

基于卫星遥感的南海海-气CO_(2)通量研究

海洋是地表环境中最重要的碳库,准确估算CO_(2)在海洋与大气之间的交换对于进一步阐明其变化过程机理具有重要意义。利用南海2011—2020年的海温、风速、海平面气压等多种遥感反演数据,基于海-气分压差算法,构建了海-气CO_(2)通量遥感估算模型,并分析其时空变化特征。结果表明:(1)遥感估算模型在整个南海海域具有较好的通用性,对比实测区域数据,估算结果的平均绝对误差和均方根误差分别为1.04和1.37mmol/(m^(2)·d);对于源汇区的识别准确率达到90.63%。(2)南海总体表现为弱碳源,CO_(2)通量的季节变化呈现出夏秋季高、冬春季低的特征,夏季和冬季分别为全年最高和最低。空间分布特征为南北部差异大。碳汇高值区始终位于北部,且冬季为强碳汇,而碳源高值区夏季出现在中南半岛东南部,秋季则转移到南海东北部。(3)南海三种典型区(北部陆架陆坡、中部海盆、南部陆坡)的CO_(2)通量随时间推移均呈现降低的趋势,且北部下降速度最快。2011—2020年,南海年均向大气净释放碳1.51×10^(7)t,但其碳释放量呈降低趋势,降低速度为2.03×10^(6)t/a,南海总体的“碳源”强度有所减弱。研究结果可为制定碳排放及碳交易政策提供科学参考。

青海湖北岸草甸草原CO_(2)通量年际动态及其驱动机制

青藏高原草甸草原是生态系统中重要的植被类型,准确评估高寒草甸草原生态系统碳源汇状况及碳储量变化尤为重要。基于涡度相关系统观测,分析了2009年至2016年8年期间青海湖北岸草甸草原环境因子以及碳通量的变化特征,运用结构方程模型(SEM)分析环境因子对总初级生产力(GPP)、净生态系统CO_(2)交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)的调控机制。结果表明:2009—2016年8年NEE日均值在-2.02—0.88 gC m^(-2)d^(-1)之间,5—9月NEE为负值,表现为碳吸收,雨热同期的6、7、8月是CO_(2)净吸收最强的时期,平均每月吸收CO_(2)39.85 gC m^(-2)month^(-1),NEE负值日数约占全年的48%,10月—翌年4月为正值,表现为碳释放,初春3月和秋末11月是CO_(2)净释放最强的时期;Re日均值为1.69 gC m^(-2)d^(-1),受季节温度的影响,呈夏季强,冬季弱的态势,夏季的生态系统呼吸强度大约是冬季的8倍,秋季较春季呼吸强度更大;GPP日均值为3.15 gC m^(-2)d^(-1),随着光照辐射强度不断增大,生长季的光合生产能力显著强于非生长季,夏季最强,秋季较春季更强。从年际尺度分析可得研究区为一碳汇区,8年平均碳吸收强度为63.51 gC m^(-2)a^(-1),2015年碳吸收最强NEE为-95.80 gC m^(-2)a^(-1),2016年碳吸收最弱NEE为-30.60 gC m^(-2)a^(-1)。通过SEM分析可得:气温(Ta)对Re和GPP有显著提高的作用,GPP对NEE有极显著负响应,而Re对NEE有极显著提高作用。暗示在气候变暖的背景下,未来气温升高,青海湖北岸草甸草原生态系统碳汇功能可能会加强。

澜沧江梯级水库水化学特征及其对水-气界面CO_(2)通量的影响

由温室气体排放所造成的气候变化已成为人们最为关注的问题之一,而目前对梯级水库温室气体的源-汇关系及其影响因素的系统研究相对较少。为厘清梯级水库水化学特征及其对水体CO_(2)分压(pCO_(2))及通量的影响,于2019年5~11月对澜沧江6个梯级水库进行定点采样,测定水体理化参数并计算水体离子来源、CO_(2)分压及释放通量(FCO_(2))。结果表明,澜沧江流域水体中的主要离子来源于碳酸盐岩、硅酸盐和蒸发岩的风化,而大气输入的贡献比例相对较低;澜沧江流域梯级水库pCO_(2)的大小受到多方面因素的影响,主要包括生物新陈代谢作用、水动力学条件以及水库库龄等。澜沧江梯级水库FCO_(2)范围为-12.99 mmol/(m2·d)至334.08 mmol/(m2·d)之间,平均值为43.38 mmol/(m2·d),总的来说澜沧江梯级水库是一个大气CO_(2)源。与pCO_(2)值类似,FCO_(2)值也呈现出明显的空间变化与季节性变化,具有较强的时空异质性。

雄安新区主要断裂带土壤气体的Rn与CO_(2)脱气特征

文中基于对野外流动观测数据的分析处理,初步研究了雄安新区主要断裂带土壤气体的Rn与CO_(2)脱气特征及其对区域环境的影响。经观测分析发现,新区3条地震剖面上方的土壤气体浓度高值异常区域与深部断裂的分布高度吻合,展现出沿断裂带集中脱气的现象。受局部生物活动影响,个别断裂区段土壤气体Rn和CO_(2)可能存在不同的补给来源,导致个别区段的Rn和CO_(2)浓度高值异常区域不一致,以及Rn和CO_(2)浓度与通量测值之间较弱的相关性。计算结果显示,新区主要断裂带存在强脱气特征,各剖面土壤气体Rn通量平均值的变化范围为71.44~335.35mBq/m^(2)·s,CO_(2)通量平均值的变化范围为25.96~78.23g/m^(2)·d;Rn浓度强度平均值的变化范围为0.91~2.30,CO_(2)浓度强度平均值的变化范围为1.13~2.61,与国内外其他典型断裂带及地震带的土壤气体脱气强度相当。结合室内气体环境污染综合防治标准对雄安新区主要断裂带释放气体的环境效应进行评估,结果表明,新区容城断裂的氡气释放最高值达675mBq/m^(2)·s,牛东断裂2条分支的最高值分别达395.70mBq/m^(2)·s和334.84mBq/m^(2)·s,有必要对建在容城断裂和牛东断裂带上方的建筑物进行综合防氡处理。CO_(2)释放量的初步估算结果表明,新区主要断裂带的CO_(2)脱气对大气的日贡献量约为1622.56t,年贡献量高达0.59×10^(6)t,其对区域环境的影响应予以重视。文中的研究成果对于新区城市规划、环境治理及断裂带释放气体环境影响的综合评估具有重要的科学意义。

基于浮标观测的春季青岛近岸海水pCO_(2)变化及海-气CO_(2)通量研究

利用海-气界面浮标观测得到的高频数据,分析了春季青岛近岸海域海表二氧化碳分压(pCO_(2))的变化规律及驱动因素,并对海-气CO_(2)通量进行了估算。观测期间该海域由大气的碳汇转变为碳源,主要是由海表pCO_(2)的不断增长所致。对海表pCO_(2)控制因素进行分析,发现温度升高是pCO_(2)增长的主要驱动因素,生物过程起到一定的抑制作用。海表pCO_(2)呈现出日变化特征,温度和生物因素对海表pCO_(2)日变化的作用均与太阳辐射相关,但两者的作用相反。此外,分析发现浮标的不同采样频率会对海-气CO_(2)通量估算产生影响,缩短采样间隔能有效降低海-气CO_(2)通量估算的偏差,提高估算的准确性。

亚热带珊瑚礁海域枯水季pCO_(2)的分布特征及CO_(2)汇源转换机制——以深圳杨梅坑海域为例

由于存在极高的初级生产和高效的碳代谢速率,珊瑚礁海域二氧化碳(CO_(2))的汇/源属性仍存有争议。为明晰中国典型珊瑚礁海域CO_(2)的汇源属性及驱动因素,作者基于2022年11月(秋季)和2023年2月(冬季)在深圳杨梅坑海域的调查结果并结合室内培养实验所获得的数据,探究了枯水季节典型亚热带珊瑚礁海水二氧化碳分压(pCO_(2))的分布特征及主要控制机制。结果表明,调查期间pCO_(2)的变化较大,其范围为233.3~465.3μatm。秋季表现为大气CO_(2)的汇,CO_(2)吸收通量为1.66±0.41 mmol C/(m^(2)/d);冬季表现为大气CO_(2)的弱源,其释放通量为0.36±0.17 mmol C/(m^(2)/d)。调查期间(枯水季)杨梅坑海域受淡水输入的影响较小,季节性温度影响下的生物过程是驱动pCO_(2)变化的关键因素,其贡献pCO_(2)总变化量的73.6%(表层)和66.5%(底层)。其中,浮游植物光合作用的季节差异是导致海水CO_(2)汇源转变的主要成因,而微生物呼吸作用的影响甚微。相比较,物理过程(CO_(2)海-气交换、温度和盐度变化)对pCO_(2)的影响相对较小,其作用结果远低于生物过程。此外,珊瑚的代谢活动对杨梅坑局部海域pCO_(2)分布产生一定影响,造成礁区pCO_(2)值高于非礁区。因此,海气CO_(2)通量估算中不能忽视局部海域珊瑚代谢作用的影响。

陶瓷碳酸盐双相膜分离CO_(2)的研究进展

致密陶瓷-碳酸盐双相膜能够在高温下直接分离CO_(2),从而节省了大量负载能,使其在CO_(2)分离领域具有极大潜力.本文重点介绍了用于CO_(2)分离的陶瓷-碳酸盐双相膜的材料、分离机理和特点,总结了该膜在CO_(2)分离领域的研究进展.对该膜未来的研究和发展方向进行了展望.

西双版纳热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)排放对氮添加的响应

为探明未经干扰的热带雨林土壤N_(2)O与CO_(2)排放对氮沉降的响应,以西双版纳热带雨林为研究对象,设置了对照(CK)和氮添加处理(N),在持续16个月的连续观测期内,利用静态箱-气相色谱法连续观测土壤N_(2)O与CO_(2)通量,同步测定土壤含水量、土壤5 cm温度、土壤铵态氮与硝态氮含量,模拟氮沉降对未经干扰过的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放的影响。结果显示:与CK处理相比,N处理使西双版纳热带雨林土壤N_(2)O累积排放量增加24.06%,CO_(2)累积排放量增加10.98%;氮添加带来的增排效应主要集中在氮添加后4个月的显著响应期内,后续非显著响应期内N_(2)O与CO_(2)的增排效应并不显著(t=0.98,P>0.05);在全观测期中,土壤含水量、土壤5 cm温度与土壤N_(2)O、CO_(2)排放通量显著正相关(P<0.05),但是显著响应期内只有CK处理的土壤CO_(2)排放与土壤5 cm温度显著相关(P<0.05),其余均无显著相关关系(P>0.05);氮添加带来的热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)的增温潜势(GWP)相当于该生态系统的碳汇能力的103%和104%。研究结果表明,一次氮添加增加了未经干扰的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放,并改变了土壤碳氮排放与环境因子的关系,对区域气候变化形成正反馈效应。