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全球变暖与温室气体排放管理研究

全球变暖与温室气体排放管理研究年代以来,人类活动造成的大气中温室气体浓度50本世纪的急剧增加以及由此引起的全球气候变化,已成为全球变化中最主要和最直接月联合国第二次环境与发展大会在巴西里6年1992的变化。

为保护全球气候,个国家签署了《联合国气候变化框架公约166约热内卢召开,全世界月发表的《京都议定书》12年1997》,我国也是缔约国之一;此外,(UNFCCC)的温室气体限排减排任)个工业化程度较高的发达国家(15国家1规定了各附件定义为向大气中释放温室气体的过程或”源“将温室气体UNFCCC务和时间表。

定义为从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的”汇“活动;温室气体过程、活动或机制。

为减缓因大气中温室气体浓度的增加而引起的一系列全球变化问题,同温室气体排放过程一样,温室气体的吸收过程及吸收汇的概念也人“的问题,关心是否有一些”汇“越来越为人们所关注:最近国际社会特别关注并且可使其得到增强,以部分抵销温室气体的排放。

京都会议对此问题进”为汇的概念、范围及计算方法等多方面的问题广泛征”汇“行了讨论,并对温室气体也将着手编写一个有关土(IPCC)求了各国的意见,政府间气候变化专门委员会地利用和土地利用变化与森林的特别报告,以详细规范其中的一些科学问题。

,一是因为有关的一些科学问题还不十分清楚,”汇“国际社会关注温室气体如温室气体汇的定义、类型及范围等;二是因为这还与减缓气候变化的技术措1施有密切关系,也直接影响到各国新的温室气体清单的准确编制,并对附件年承诺期期间温室气体限排减排目标的完成会有重要影响。

2012~2008国家在正是由于在温室气体汇的研究方面还存在诸多疑问和不统一,并存在很大的不确定性,这使其成为科学上亟待明确的问题。

本文就这几方面的国内外研究进展及热点问题作一综述。

温室气体汇的定义、种类及方法学问题 1认为陆地和海洋生态系统中的温室气体汇很重要,并对其做了定义。

UNFCCC相同;一些国家”人为汇“与”汇“的意见都不一致,有的国家认为,”汇“但各国对指南中的定义;另外一些国家则认为应由议定书或公约成员国IPCC则建议遵照的定义也意见不一,有的认为其仅特指”人为汇“作出规定。

而且关于(COP)会议与管理森林有关的所有活动,如造林、再造林和毁林等;另外一些国家则认为,其仅指一些直接的活动,如植树造林、林地施肥、放牧等。

年修正指南1996在(IPCC)关于人为汇的种类,政府间气候变化专门委员会“中将类,即:森林和其他木本生物量的变化、森5分为”土地利用变化和森林林和草地的转化、管理土地的废弃、矿质土壤碳贮量的变化及其他。

《京都议种活动,但3定书》中所讲的源排放和汇清除主要是指造林、再造林和毁林这进行了定义,但还很不完善;”再造林“和”造林“对IPCC 并未对对此作出定义。

“而则未有过正式定义,且各个国家对此还很难达成一致意见。

”毁林的问题较复杂,议定书中将碳贮存的可核查的(LUCF)土地利用变化和森林变化用于抵销承诺期间的排放削减指标,但这还存在很多方法学问题:如何确年以来由造林、再造林和毁林活动产生的碳贮存变化,又1990定和核查各国如何核查这些变化;哪些活动与造林、再造林和毁林有关;如何确定土地利用变化和森林源汇的长期时间尺度要求;哪些其它人类活动可以计算在内,又如何计算。

所有这些问题都有待进一步的研究和明确规定,以增强计算的科学性。

土地利用变化和森林及农业土壤在全球碳平衡中的作用 2温室气体汇包括植被、海洋和土壤对温室气体的吸收、贮存及大气中对温室气的汇,即碳CO2体起分解转化的光化学清除机制等几方面,这里主要讨论大气汇。

贮存在全球植被和土壤中的碳数量相当大,很多研究者分别从植被类型、〕,10~1土壤类型及利用模型等不同的角度对全球土壤中的碳贮量作了估计〔但由于还具有很大的不确定性,各研究者的数据都不尽相同,其中被引用较多WBGU(1998)〕。

另据1,11〔1 576 Gt 和1 395 Gt的是,全球土壤碳库的量为的估计,全球贮存在植被及土壤中的碳量分别为,按照生态 2 011 Gt和466 Gt%贮存在热带23%贮存在森林中,46类型来划分,全球陆地生态系统中的碳有及温带草原中,其余的碳贮存在耕地、湿地、冻原、高山草地及沙漠半沙漠中〕。

12〔人类活动对自然生态系统源汇状况的影响是否计算在议定书中还没有确定,但无论如何,这些活动对自然生态系统源汇状况的影响是不可低估的。

毫无疑问,在将来可能的新的减排限排许诺期期间,这部分内容要考虑在内。

因此,一些计算方面的问题亟需解决。

有关的森林、草原和耕地生态系”汇“下面分别讨论与土地利用变化和森林统中的碳贮量及碳通量变化。

森林生态系统的碳贮量及变化 2.1hm2,亿41.61全球森林面积为%、32.9其中热带、温带、寒带分别占其中有1 146 Mt,〕。

全球森林生态系统中贮存的碳量为12%〔42.1%和24.9一半在寒冷地区的北部森林中,热带森林和温带森林中的碳只各自占到碳贮量%,因此,北部森林的保护也与热带森林的保护同样重要。

13.8%和37总量的%的碳贮存在土壤中(有机层、泥炭及土壤有机碳);84不同之处是北部森林中而在热带森林中,土壤中贮存的碳仅占其总碳量的一半,另外一半则贮存在森%。

按全球平均值62.9林生物量中;温带森林土壤中的碳占到其碳贮存总量的%的碳,其余碳素贮存在植39计算,森林土壤及其有机层贮存了森林生态系统〕。

13被中〔热带地区目前正进行着大规模的毁林活动,但原始森林转化为次级森林或林用种植园则不仅在热带,而且在寒带落叶森林、北美洲的太平洋西北部等地〕。

12〔50%~20%区都有发生。

热带地区种植园的地上部生物量比自然森林低另据报道,次级森林及不定期砍伐的森林其木本生物量比自然森林低80%~30%50%~40%〕。

温带地区生产性森林的生物量也比同区的自然森林低14,15〔〕。

这显然是由于管理森林收获早,达不到自然森林的生长年龄,在温带12〔年即被砍伐,而在温带地区,120~60年和50~20和热带,树木分别生长到150次级森林需〕;16年的无干扰生长才可累积到初级森林的碳贮量〔250~生长-“〕。

平均而言,在经过数个17年以上的时间〔150即使在热带地区也需30%的周期之后,管理森林的碳贮量仅是未干扰立地或初级森林的”收获〕。

18〔由于幼年立地的生长率很快,初级森林及较老的立地被皆伐之后地上部生物量的恢复很快;但由于皆伐使得温度及水分条件发生了变化,因之而引起的土壤呼吸消耗在很多年内都超过幼年树木同化吸收的碳量。

要将碳再收汇回来年间土壤碳含量一直呈降20〕。

森林收获后的19,20年的时间〔50~20需要的长期”收获-种植“〕。

但经过数个21,22年之后才开始逐渐增加〔20低状态,经营森林,其土壤碳贮量在长时期内如何变化,还没有足够的研究数据可以说明。

〕估计,到23等〔Lal范畴。

据”毁林“指南的IPCC 森林向农田的转化也属“的森林转化为农田,占750 Mhm2目前为止已有%。

45子类的”土地利用变化的森林转化为农田,其中有13 Mhm2年间在热带每年有15年的1995~1980是由于当地人口增长而先后被皆伐的〔48%~41%〕,而且在此过程中24的地上部生物量是被直接燃烧或用作薪材。

森林转化为农业用地后,90%~80%不但地上部生物量被砍伐掉,同时还伴随着土壤碳的损失,损失量依气候条件〕。

25,26〔30%~25%土层内的碳一般损失1 m及管理措施的不同而不同,其1996~(0%。

耕作层40~25%指南认为,土壤碳的损失量为IPCC年的〕。

此外,损失碳的绝对量还取决于原26〔40%的损失最大,可达到20 cm) 来土壤的初始碳含量。

按全球平均值计算,热带森林转化为农田使土壤碳损失24.5 t C/hm240 cm 或30都只计算)指南IPCC包括(〕。

一般的文献报道27〔%10土壤碳损失数量的1 m的表层土壤;但有研究表明,底层土壤中的碳占到年内碳20〕。

森林被转化为农田的开始29,30〕,其损失的碳量也较大〔28〔年之后便可建立起新的平衡50~20年内;在5的损失较严重,尤其是开始的〕。

31〔指南及《京都议定书》都未IPCC另外一个值得注意的问题是森林的退化。

的概念中,但不合理的伐木、砍伐及火灾同样对全球碳”毁林“将森林退化计入30是一样的〔”毁林“平衡造成巨大破坏,其结果与〕。

这是因为这些活动使立地的结构、微气候及土壤都发生了变化。

热带森林的一些人为因素使得森林结构及各种生态功能如生物多样性、养分状况等都退化,如圭亚那、澳大利亚、〕统计,世界范围内森林退化的速度比毁林的32〔FAO新西兰及印尼等地。

据速度高几倍,因此,森林退化应引起足够的重视。

草原生态系统的碳贮量及变化 2.2,所贮hm2亿44.5全球热带草原、温带草原、冻原及高山草原的面积共为%贮存在植被中10.6%贮存在土壤中,另外89.4,其中761 Gt 存碳量为〕。

温10,25倍〔4~2〕。

单位面积的温带草原所贮存的碳是热带草原的10〔〕。

可以33〔50%土壤中的碳损失了约20 cm~0带草原大规模转为耕地已使预计,在不久的将来许多湿润的热带森林仍会被继续转化为草原。

《京都议定书》中未将草地向森林的转化计入人类活动对温室气体源汇状况的影响中。

但一样,草地向农田转化也同样引起了贮存碳的损失。

就全球平均值而”毁林“同等Lal〕。

据12〔30%~20%土层中的碳损失了1 m言,草地转化为农田使的草地转化为农田,在此转化过程中660 Mhm2〕估计,全球范围内已有23〔减少到农田形116 t C/hm2,即从草地的19 Gt已减少了76.5 Gt原有碳贮量的11.4 t C/hm2)也即7.7 Gt C(;同时,地上部生物量损失了87 t C/hm2式下的。

农业土壤中的碳 2.3,其地上部生物量中的碳11%,占无冰陆地的hm2亿14全球耕地面积为,其土壤中贮存的碳占全球土壤碳贮量的1%不足地球生态系统碳总量的~8%90。

全球耕地面积中有一半在温带,另一半在热带和亚热带。

在本世纪10%hm2万1 200年代期间,由于人口数量的增大不断增加对粮食的需要,每年有年,全球耕地面1990〕;至34林地转为草地〔hm2万250林地转化为耕地,5%在热带地区,60%年再增加的耕地中2025。

据估计,到hm2亿15积已增至年的时间中,全球耕地面积40年间不到2025到1990在温带地区;这样,在将增加亿14〕;而且,耕地面积增加到今天的35〔hm2 亿20,即达到36%〕。

自然生态系统转化为耕地还使23〔93 Gt已使地上部生物量碳损失了hm2〕。

自然生态系统转化为38~36〔30%~25%土壤剖面中的碳含量降低了1 m~50;不过,若管理得当的话,在转化后的38 Gt耕地使土壤碳贮量减少了〕。

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