西伯利亚北方森林和沼泽的碳平衡和温室气体排放

生态区

占总数的%

占总数的%

占总数的%

沼泽区

泥炭股票

碳股票

Zauralsk- Yeniseisk FP

原森林和开阔森林:

15日3

3、6

3、5

苔原

4、8

0 1

0, 05年

森林苔原

10、5

3、5

3、5

Zauralsk- Yeniseisk FP

针叶林森林:

77年,8

90年,4

90年,6

北方针叶林

22日,1

18日,7

18日,6

中间针叶林

24日8

28日,1

28日,1

南泰加林

30日,9

43岁的6

43岁,9

平原草原和森林草原

4、6

3、6

3、6

平原区合计

97年,7

97年,6

97年,7

山地和山前区

2，3

2、4

2，3

总在西伯利亚西部宏观

One hundred.

One hundred.

气候变暖无疑会导致泥炭沉raybet雷竞技最新积物升温，土壤水位下降，沼泽生态系统通气增加，这反过来又会增加微生物和发酵土壤活性。这将导致泥炭中有机物的加速分解和腐殖质化。多糖将首先转化，但最终所有基团和有机组分都会受到影响，包括更稳定的成分，如木质素、腐殖质煤和蜡树脂。腐殖质的组和组分组成将改变先前所述的比例，并稳定在与新的氧化再生情况相对应的另一个水平上。

4.结论

建议今后的研究重点放在以下几个方面:i)阐明在某些地区或较小地区用各种方法确定的碳库和通量评估存在差异的原因;(二)气raybet雷竞技最新候变化在不同时空分辨率下对蓄水池和通量动态的影响;(三)更精确地评估因砍伐、野火、土地利用、大规模昆虫繁殖爆发、人为污染而引起的森林区域扰动所造成的碳排放;(4)构建不同空间层次的碳循环模型体系;五是不同气候变化下碳排放积累情景评估模型研究;raybet雷竞技最新(六)建立森林和沼泽地区碳预算的生态经济模型。

确认

作者感谢v.n.苏卡乔夫森林SB RAS研究所的研究人员，包括Vedrova e.f.、Verkhovets s.v.、Efremova t.t.、Kruglov v.b.、Sukhinin a.i.、Shibistova o.b.，感谢他们提供的材料和他们在准备本文时的帮助。

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大气co2与贝加尔湖表层水体的相互作用及影响水的成分

V.M. Domysheva1, M.V. Sakirko1, M.V. Panchenko2和D.A. Pestunov2

1伊尔库茨克SB RAS湖沼研究所;2研究所大气光学， SB RAS，托木斯克

摘要/ Abstract摘要:研究了太湖流域CO2的库存量的水圈主要是针对大气和海洋之间的气体交换。然而，湖泊往往不被认为是可能的源和汇，即使它们对许多地理区域具有局部重要性。贝加尔湖面积广阔，局部生物活性高，因此可以预期它在区域二氧化碳动态中发挥重要作用。2003-2004年，在Bolshie Koty附近的湖泊研究所SB RAS基地进行了大气CO2、溶解气体和各种水化学参数的测量

关键词:二氧化碳，气体交换，化学水的组成，有机物。

1.介绍

关于气候变化的《京都议定书》在国际公约和协议raybet雷竞技最新中占有特别重要的地位。本议定书将于2005年生效，它将首次应用经济市场机制来解决政府间和跨界环境问题。作为这样的专家参与调查二氧化碳源和汇现在应集中于区域规模的进程。

水圈CO2库存量的研究主要集中在大气与海洋之间的气体交换研究。相比之下，湖泊系统往往不被认为是可能的源和汇

它们对许多地理区域都很重要。在这方面，贝加尔湖是一个独特的自然研究地点。考虑到贝加尔湖巨大的面积和生物活动，人们可以预期贝加尔湖在二氧化碳的产生和消耗过程中发挥着重要的区域作用。在本研究之前，没有其他研究小组监测贝加尔湖地区大气中的二氧化碳(最具问题的温室气体之一)。测量于2003年8月至9月和2004年9月在Bolshie Koty附近的SB RAS湖沼研究所进行。

2.不同季节水-大气气体交换过程的日变化

本章的主要目的是研究贝加尔湖地表水化学成分的变化与近水大气中二氧化碳含量的关系。在这项工作中，空气中二氧化碳的浓度和地表水的pH值直接在现场监测。

为了减少平流过程对测量结果的影响以及对来自水面的CO2通量的后续估计，使用了半浸入式透明室(图1)。二氧化碳浓度，温度，相对湿度和风速在离水面1米及4米处的气象桅杆上记录。24小时进行现场观测，同时每3小时在距离海岸100米的地方收集水样，以便随后进行实验室化学分析。测定上层水层中溶解的O2、碳酸氢盐、硝酸盐、磷酸盐的浓度和pH值。然后根据pH值和碳酸氢盐数据计算出溶解的CO2浓度。4个周期测量的结果如图2-5所示。

图1。实验示意图。

从所有测量序列中可以看出，气体交换过程具有明确的日变化规律，这与近地表水化学(pH)的变化有关。可以看出，在近水区域，水体pH值迅速上升，CO2浓度同时下降大气层从日出开始。这说明了一个事实，即二氧化碳从大气转移到水面几乎与水中二氧化碳含量的减少同时开始。这一过程在日落前不久逆转方向，二氧化碳开始转移到大气的近水层。在不同的季节，该过程的“正”和“负”阶段的持续时间之比不同，大气和测量室中CO2的日波动幅度也不同，因为这些参数与日照时间有关。

图3。二零零三年十月量度水中二氧化碳及pH值的结果。

图5。二零零四年九月测量水中二氧化碳及pH值的结果。

10月(图3)和6月(图4)测量周期中最有趣的结果是在酸性降水事件(pH ~ 5)期间观测到的二氧化碳从水面向大气的显著通量。这在10月20日至221日的图3和6月14日至15日的图4中可以很好地看到。虽然在这种情况下，这个过程可以被清楚地理解和解释，但应该指出的是，酸雨在大气二氧化碳预算中的作用尚未被考虑在内，至少在考虑的地区没有考虑在内。

2004年9月应用了另一个室，以更准确地估计二氧化碳通量，因为这个室可以每小时通风一次。用该系统获得的数据示例如图6所示，而室内地表水pH值的平均日行为如图7所示。气体通量的强度和方向的日变化以及水中二氧化碳含量的相应变化从这些数字的比较中可以清楚地看到。

图7。水中pH值的平均日变化。

3.用半浸入式通风室法估算水面co2通量

通量(在这种情况下)是由于发射/吸收在水面面积(s[m2])以上的孤立空气体积(v[l])中气体质量(m[^gj)的变化。纯二氧化碳在1atm压力下的重量为44克/摩尔。在P和压强下，每升二氧化碳的质量(记为CCO2)体积分数c:

Qo2L"g/1] =——7T-，——c[ppmV] (1)

体积V腔内气体MCO的质量为:MmMg] = Cco\lig /1]•V [l] (2)

因此，在大气中二氧化碳含量为c = 400ppmV，大气压力为P = 720 mmHg的条件下，一个体积V=320 l的室中含有238.2 mg CO2。

使用“通风”室提供了更准确的通量估计的可能性，如图8所示的例子。

图8。一个在水面上的二氧化碳日通量的例子。

Stp 16 2004, Boh hie Kill)，贝加尔湖

图8。一个在水面上的二氧化碳日通量的例子。

4.气体交换实验中近地表水的化学成分

在测量二氧化碳的同时，对一些水文气象和水文化学参数进行了一系列24小时观测。每3小时在位于滨海区在水深2米和5米的地方。温度、pH值在近地表水层(5cm)测量了溶解氧、二氧化碳和碳酸氢盐离子的浓度。用“economics - expert -001”pH计测量pH值(精度为±0.02 pH单位)，用Winkler技术测量氧浓度，相对误差为0.3%(该方法的灵敏度为0.05 mg O2/l)，用电位法测量碳酸氢盐离子浓度，精度为~±2%。用滴定法测定二氧化碳浓度(准确度为±10%)，用HC03浓度、水计算游离CO2浓度温度和pH值降低到原位温度。生物源元素采用比色法测定:硅酮为硅钼杂多酸，磷酸盐形成络合磷钼酸，液相色谱法测定硝酸盐(准确度为±5%)。

9月，不仅在远点(图中标记为“远”)采集了水样，而且在室间(图中标记为“近”)也采集了水样。水温差异(高达9°C)和水生植物的出现可能导致了所观察到的气体地球化学差异(图9)。

A九月!>Sqi 12九月IS九月IS九月21九月

图9。“近”和“远”地点近地表水的化学成分。

A九月!>Sqi 12九月IS九月IS九月21九月

图9。“近”和“远”地点近地表水的化学成分。

决定溶解气体日动态的主要因素是光合作用过程和有机物的破坏。水生植物合成有机物的结果是释放氧气和吸收二氧化碳以及生物元素。通过异养生物分解有机物会导致二氧化碳和生物元素的排放以及氧气的消耗。这些过程的日变化取决于光照的持续时间和水平，这导致了化学浓度的日最大值和最小值的时间(图10)。在水面上吸收和排放气体以维持相平衡的速度不够快，不足以使生物反应引起的O2和CO2交换在动力学上更快。冬季和冬季冰下缓慢的垂直水交换有利于溶解气体和生物元素的日动态变化热分层现象(尾声)在夏天。春季和秋季同温期的对流和动态混合以及湍流扩散导致溶解气体和生物元素浓度日变化幅度减小。此外，水温和湖泊粗糙度也影响日化学变化的幅度。

图10。总生物量(浮游植物和微型浮游生物)和硝酸盐浓度(a)和氧气浓度(b)的日动态(关于浮游植物和微型浮游生物生物量的数据由G.I. Popovskaya教授和O.I. Belykh博士提供)。

因此，化学成分的日行为是由外部水文气象条件的变化和有机物质生产和消耗的生物节奏以及(对于溶解气体)气体在水面上吸收和排放的物理化学过程的叠加而成的。

一般来说，氧气的日变化与生物元素和二氧化碳的日变化相反。o2的绝对含量在夜间和早晨下降，而游离碳酸、硝酸盐和磷酸盐含量增加。C02、NO3和PO4的最低浓度对应白天的最大O2。在日周期中，极端O2和CO2值的时间取决于光合作用和有机物破坏的相对强度。各组分浓度日变化幅度随光合作用强度的增加而增大，随有机质消耗的增加而减小。温度变化、水团最大值和与大气的气体交换不影响日浓度最大值和最小值的时间。