碳循環(huán)的主要形式精選(九篇)

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第1篇：碳循環(huán)的主要形式范文

關(guān)鍵詞：水環(huán)境；噬菌體；碳循環(huán)；可溶性有機(jī)碳

中圖分類號(hào)：Q939.48

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-7847（2014）03-0269-06

水環(huán)境面積約占地球表面的71%，可分為海洋、湖泊、河流等，是眾多生物賴以生存的一類重要生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)是其中非常重要的一環(huán)，它支配著系統(tǒng)中其它物質(zhì)的循環(huán)，也深刻影響著人類的生存環(huán)境，因此碳循環(huán)研究是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的核心問題。目前的研究結(jié)果表明，在水環(huán)境的碳循環(huán)中除了化學(xué)平衡、物理泵參與了碳循環(huán)外，生物泵也是必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在生物泵環(huán)節(jié)中病毒尤其是噬菌體的重要作用逐步為人所知[1～4]。

病毒廣泛分布于地球的各種生境中[1～4]，它們不僅影響著宿主的生存狀況和進(jìn)化歷程[5，6]，而且通過裂解宿主快速釋放有機(jī)碳而影響著系統(tǒng)中其他物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)[7，8]。當(dāng)前，病毒（尤其是噬菌體）在維持可溶性有機(jī)碳（dissolved organic car-bon，DOC）平衡中的作用已成為生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)和海洋生物學(xué)等研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，其最新研究成果及評(píng)論紛紛登載在諸如NATURE、SCI-ENCE等國際著名學(xué)術(shù)刊物上[9～13]。

本文針對(duì)噬菌體在海洋、湖泊、冰塵穴及濕地有機(jī)碳循環(huán)中的作用進(jìn)行簡單介紹。

1噬菌體在海洋有機(jī)碳循環(huán)中的作用

海洋是地球上最大的碳庫，含碳量為大氣的50倍，生物圈的15倍，同時(shí)海洋還對(duì)調(diào)節(jié)大氣中的含碳量起著非常重要的作用。由于海洋儲(chǔ)碳對(duì)于應(yīng)對(duì)全球變暖具有重要意義，生物泵儲(chǔ)碳過程研究已成為近30年來海洋碳循環(huán)研究的焦點(diǎn)之一：海洋中的有機(jī)碳更主要的是以溶解有機(jī)碳（dissolved organic carbon，DOC）形式存在的，從過濾分離角度看，DOC占總有機(jī)碳的95%。病毒是海洋中數(shù)量和種類最多的生物，總量約l030個(gè)，是海洋微生物群落的重要組成部分，在全球生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控、生物地球化學(xué)循環(huán)，特別是碳循環(huán)中具有重要的作用，也是一類不可忽視的戰(zhàn)略生物資源。

“微食物環(huán)”是指海洋中溶解性有機(jī)物被異養(yǎng)浮游細(xì)菌攝取形成微生物型次級(jí)生產(chǎn)量，進(jìn)而又被原生動(dòng)物和橈足類所利用的微型生物攝食關(guān)系，海洋病毒主要通過“微食物環(huán)”介導(dǎo)了這一過程中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。病毒通過裂解浮游植物和異氧細(xì)菌加速了顆粒性有機(jī)物（POM）向可溶性有機(jī)物（DOM）的轉(zhuǎn)化，從而影響海洋系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)；而噬菌體半衰期很短，其死亡后又會(huì)形成溶解態(tài)的營養(yǎng)物質(zhì)，在“微食物環(huán)”中形成一個(gè)“病毒回路（viral shunt）”，加快碳、氮等元素在微生物間的循環(huán)（圖1）[9]。因此，噬菌體導(dǎo)致的細(xì)菌溶解成為初級(jí)生產(chǎn)者與消費(fèi)者參與C、N循環(huán)最重要的途徑之一[14]。

Shuttle等[9]在研究海洋病毒作用時(shí)發(fā)現(xiàn)：作為物質(zhì)和能量流動(dòng)的樞紐，病毒可以將碳和其他營養(yǎng)物質(zhì)分流到可溶性有機(jī)物中。水體沉積物能較好保存環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)存在信息，為探索古氣候變化、追蹤有機(jī)質(zhì)來源、了解生態(tài)系統(tǒng)狀況等提供了重要的線索。Danovaro等[10]對(duì)大西洋、南太平洋、地中海海底沉積物及覆水病毒的生態(tài)功能進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)：在深海沉積物中由于病毒的感染和裂解可以促使原核生物量減少80%以上，而在超過1000m深度時(shí)甚至可接近100%，將大量可溶性有機(jī)碳釋放到深海中，從而大大縮短該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，加快有機(jī)碳的循環(huán)和使用效率。在海洋中近70%的藍(lán)藻和60%的游離異養(yǎng)菌及淡水中90%～l00%的細(xì)菌裂解死亡與病毒（噬菌體）密切相關(guān)[15，16]。據(jù)統(tǒng)計(jì)地球上約26%的有機(jī)碳循環(huán)是由海洋病毒完成的[l7，18]。因此海洋病毒直接或間接參與陸地生物碳循環(huán)、海洋碳固定以及大氣間的碳交換[19]。

Evans等[20]測定了2007年夏季塔斯馬尼亞島亞南極帶（SAZ）和澳大利亞南極海極前鋒帶（PFZ）的病毒豐度及病毒裂解產(chǎn)物總量。南極洋由兩個(gè)明顯的區(qū)域――亞南極帶（SAZ）和極地前鋒帶（PFZ）組成：SAZ的硅酸鹽、葉綠素含量低，而且是大氣中CO2的碳匯，PFZ為低溫、低鹽、高營養(yǎng)鹽和低葉綠素含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：病毒感染導(dǎo)致的細(xì)菌裂解生物量在SAZ和PFZ西部很接近，分別為23.5%和23%，每天可溶性有機(jī)碳的釋放量為3.3μg/L和2.3μg/L；而在SAZ東部，病毒感染導(dǎo)致的細(xì)菌裂解生物量可達(dá)39.7%，每天可溶性有機(jī)碳釋放量為26.5μg/L。這些數(shù)據(jù)表明在SAZ和PFZ這些相互分割的區(qū)域中，病毒感染導(dǎo)致細(xì)菌裂解釋放的可溶性有機(jī)碳是碳循環(huán)的重要途徑。由于SAZ是大氣中主要的CO2碳匯[21]，因此對(duì)于研究病毒對(duì)碳循環(huán)的影響是很有意義的。Evans等對(duì)南極洋不同區(qū)域的裂解性和溶原性噬菌體的感染進(jìn)行了調(diào)查，研究表明病毒感染導(dǎo)致細(xì)菌裂解每天釋放的碳為0.02～7.5μg/L，病毒活性是滿足微生物，尤其是威德爾海原核生物和SAZ浮游生物基本需求的主要貢獻(xiàn)者[22]。

因此，病毒尤其是噬菌體在海洋生物地球化學(xué)循環(huán)尤其是碳循環(huán)和深海代謝方面扮演了重要角色。

2噬菌體在湖泊有機(jī)碳循環(huán)中的作用

噬菌體在海洋及其沉積物中的功能及作用，并不一定能反映其在大陸環(huán)境中的功能與作用。湖泊作為連接陸地與淡水環(huán)境的自然綜合體，不僅是多種沉積礦藏賦存的場所，而且與大氣、生物、上壤等多種要素密切相關(guān)，對(duì)氣候、環(huán)境系統(tǒng)的變化史為敏感。

鑒于噬菌體對(duì)內(nèi)陸湖泊日益重要生態(tài)功能的凸顯，近年對(duì)大江（河）、湖泊（淡水及咸水）的噬菌體、細(xì)菌及其與DOC關(guān)系的研究也逐步受到人們的關(guān)注。Thomas等[23]對(duì)法國Bourget湖泊的病毒生態(tài)學(xué)功能展開了研究，發(fā)現(xiàn)病毒通過裂解每天釋放的碳和磷分別可達(dá)56.5μg/L和1.4μg/L，這些有機(jī)質(zhì)成為了浮游細(xì)菌營養(yǎng)需求的重要來源。在南極寡營養(yǎng)湖（Druzhby湖和Crooked湖）中，噬菌體裂解導(dǎo)致的細(xì)菌死亡率極高，可達(dá)251%，而釋放的DOC為總DOC的0.8%～69%，其比率會(huì)隨季節(jié)變化有所不同，在黑暗的冬季，病毒裂解造成的有機(jī)碳的釋放量對(duì)總DOC的貢獻(xiàn)率超過60%[24]。Fischer等[16]對(duì)多瑙河地區(qū)富營養(yǎng)湖泊中噬菌體及細(xì)菌數(shù)量關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)：噬菌體感染而導(dǎo)致細(xì)菌裂解釋放的碳為每天5～39μg/L，其中有29%～79%的有機(jī)碳能被細(xì)菌再利用，重新進(jìn)入微生物環(huán)。因此病毒在湖泊中具有重要生態(tài)作用，尤其是細(xì)菌溶解產(chǎn)生的有機(jī)C的流動(dòng)和再同化。

由此可見，雖然湖泊生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜，但病毒尤其是噬菌體在有機(jī)碳循環(huán)中同樣扮演著非常重要的角色。

3噬菌體在冰塵穴有機(jī)碳循環(huán)中的作用

大陸上約10%的土地為冰川所覆蓋，其中1%～6%被冰塵所沾染，冰川表面的無機(jī)和有機(jī)顆粒等統(tǒng)稱為冰塵[25，26]，而冰塵穴（croconite holes）就是指被冰塵沾染后導(dǎo)致冰川溶解后形成的圓柱形冰融水洞。冰塵穴廣布于冰川及其消融地帶，如南極、北極、格陵蘭島、加拿大、和喜馬拉雅山脈等。由于冰塵的顏色較深，使得冰塵穴吸收的太陽射線也隨之增加，促進(jìn)了冰雪的融化，形成季節(jié)性的融水洞[27]（圖2）。當(dāng)然，冰塵穴并不僅僅局限于大陸冰川，海洋冰川和湖泊冰川同樣有冰塵穴的存在。

冰塵穴是在冰川生態(tài)系統(tǒng)中生命活動(dòng)最活躍的棲息地，據(jù)估算僅北極冰川冰塵沉積物中生物含量就可達(dá)36g/m2。謝菲爾德大學(xué)、布里斯托爾大學(xué)和因斯布魯克大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的學(xué)者發(fā)現(xiàn)格陵蘭島、斯瓦爾巴群島和阿爾卑斯山冰塵穴中的微生物豐度甚至可與溫帶地區(qū)普通生態(tài)系統(tǒng)相當(dāng)[25，26，28，29]，比如每克冰塵中的微生物豐度與地中海每克土壤中的微生物豐度幾乎是一致的，冰塵穴中的微生物主要包括病毒、細(xì)菌和微觀植物。Sawstrom研究組也得到同樣的研究結(jié)果，他們在研究北極冰川斯瓦爾巴特群島Midre Lovenbreen冰塵穴中微生物時(shí)發(fā)現(xiàn)冰塵中的細(xì)菌豐度遠(yuǎn)高于冰塵穴中上覆水的細(xì)菌豐度。冰塵中細(xì)菌豐度為4.67×104/mL～7.07xl04/mL，是上覆水細(xì)菌豐度的2～6倍；其噬菌體的豐度規(guī)律也與細(xì)菌豐度類似[30]。Midtre Love-nbreen冰川冰塵穴上覆水和冰塵中病毒的豐度分別為0.6xl06/mL和20x106mL[31]。斯瓦爾巴特群島冰塵穴噬菌體感染而導(dǎo)致細(xì)菌裂解比例（約l3%）遠(yuǎn)高于常溫水域中噬菌體對(duì)細(xì)菌的裂解率（2%）[32]。因此，該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為：隨著冰川的消退、融化，生物扮演的角色越來越重要。

冰塵中微生物的定殖加深了冰表而的顏色，其原因在于冰塵穴中的光合作用率遠(yuǎn)高于呼吸作用率，凈吸收CO2，是一種負(fù)反饋機(jī)制，因此冰川表面能不斷累積有機(jī)質(zhì)，形成自我維持的生態(tài)系統(tǒng)，吸收的太陽射線進(jìn)一步增加，促進(jìn)冰的溶解，為微生物生長提供了必需的水份，并通過物理和生物活動(dòng)將水和有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步分散到冰川的其他部分，促進(jìn)了微生物、有機(jī)質(zhì)和碎屑轉(zhuǎn)移到周邊（如冰川底部），促進(jìn)了其他生態(tài)系統(tǒng)的生命活動(dòng)[26]。

冰塵穴中的光合作用率高于呼吸作用率，從而可以維持高的細(xì)菌種群豐度，而許多湖泊的光合作用低于呼吸作用，使得它們必須接收外源有機(jī)物質(zhì)的輸入才能得以維持平衡。從光合作用率分析，普通冰川融水的光合作用率為每小時(shí)釋放碳0.60～8.33μg/L，而斯瓦爾巴特群島MidreLovenbreen冰塵的光合作用率最高可達(dá)到每小時(shí)釋放碳156.99μg/L，冰塵穴中上覆水的光合作用率則與普通冰川差不多[30]?？紤]到冰塵穴的密度（約6%的冰川表面積或每m2 12個(gè)洞），那么可以確定冰塵微生物相關(guān)的碳固定和營養(yǎng)物質(zhì)代謝是冰川生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

對(duì)于較簡單封閉的生物地球化學(xué)微循環(huán)系統(tǒng)，如南極麥克馬多干河谷冰川的冰塵穴，那里僅含有水、冰、礦物和有機(jī)碎屑，但也能長期維持微生物種群結(jié)構(gòu)的平衡；Bagshaw等[33]系統(tǒng)研究了其中溶解物隨季節(jié)變化而產(chǎn)生的化學(xué)演變過程。通過對(duì)DIC、DOC、K+和SO42-的檢測發(fā)現(xiàn)：冰塵穴中DOC的產(chǎn)生速率為每年釋放碳0.75μg/cm2，冰塵中代謝初級(jí)產(chǎn)物的溶解、周期性沉淀、次級(jí)碳酸鹽的溶解、夏季的凈光合作用和秋季冰凍時(shí)期凈呼吸作用是左右冰塵穴中季節(jié)性變化和年溶解濃度的主要過程。

通過對(duì)格陵蘭和阿爾卑斯山冰塵穴中微生物（噬菌體、細(xì)菌和藻類等）進(jìn)行的研究表明：僅該地區(qū)微生物每年釋放的有機(jī)碳就高達(dá)6400t[34]。所以在冰川生態(tài)系統(tǒng)中冰塵穴扮演著非常重要的角色。冰川覆蓋了地球l5xl06km2的表面積，其生態(tài)系統(tǒng)同樣對(duì)全球碳循環(huán)影響巨大。

因此，噬菌體感染而導(dǎo)致細(xì)菌裂解對(duì)冰塵穴生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的循環(huán)起著重要作用。

4噬菌體在濕地有機(jī)碳循環(huán)中的作用

濕地狹義是指陸地與水域之間的過渡地帶，廣義上則被定義為地球上除海洋（水深6m以下）外的所有大面積水體。按照濕地的廣義定義，它覆蓋了地球表面的6%，卻為地球上約20%的物種提供了生存環(huán)境，在維持全球生態(tài)系統(tǒng)平衡中具有不可替代的生態(tài)功能，享有“地球之腎”的美譽(yù)。濕地也是連接生物圈、大氣圈、水圈、巖石（土壤）圈的重要紐帶，位于陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性地帶，具有獨(dú)特的生態(tài)功能。

濕地是地球上能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)最活躍的場所，也是陸地DOC最大的儲(chǔ)庫。濕地面積雖只占陸地面積的2%～3%，但其儲(chǔ)存的DOC卻占到陸地土壤碳量的18%～30%[35]。在已知的濕地生態(tài)類型中，高原（或高緯度）濕地由于具有較高的生產(chǎn)力和較低的分解速率（由于溫度較低所致），使之成為有機(jī)碳儲(chǔ)備最豐富的碳庫。我國科學(xué)家在對(duì)青藏高原和東北三江平原低溫沼澤濕地釋放的CO2/CH4觀測研究中也發(fā)現(xiàn)其碳釋放量巨大，并呈逐年上升的趨勢，這充分表明高原（高緯度）濕地在全球碳循環(huán)中作用非常巨大[36，37]。然而，隨著全球濕地的退化，其碳儲(chǔ)備能力也正在下降，這一現(xiàn)象應(yīng)該引起人們足夠的重視。

濕地的儲(chǔ)備的DOC往往通過季節(jié)性的融水或常年積水以及與小溪相連而向外部環(huán)境輸出，DOC輸出是濕地通過水文過程實(shí)現(xiàn)向土壤碳輸出的一個(gè)主要途徑。研究表明，在加拿大北部濕地，通過小溪遷移輸出的溶解性有機(jī)物中，DOC大約為每年5～40g/m2[38]。濕地生態(tài)系統(tǒng)中的DOC是細(xì)菌及其他微生物養(yǎng)料的主要來源，DOC含量的變化將深刻影響濕地內(nèi)所有微生物的生活及生長狀況，而噬菌體不僅與細(xì)菌的活動(dòng)密不可分，而且還可以通過裂解作用有效釋放DOC進(jìn)而影響濕地微生物的種群結(jié)構(gòu)和組成，最終影響整個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。因此，探尋濕地中噬菌體、細(xì)菌與DOC的相互關(guān)系，也是未來研究的一個(gè)重要方向。

綜上所述，病毒作為海洋中數(shù)量最多的生命粒子，一個(gè)重要的生態(tài)作用是作為其他微型生物的消費(fèi)者，使得許多浮游生物細(xì)胞成為無內(nèi)容物的“ghost”，同時(shí)把微生物POC轉(zhuǎn)化為DOC，形成“病毒回路”，進(jìn)而改變了海洋生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的途徑，而病毒回路的存在可使系統(tǒng)中的呼吸和生產(chǎn)力較無病毒的系統(tǒng)高出約1/3 [39，40]。病毒尤其是噬菌體在在湖泊生態(tài)中對(duì)細(xì)菌溶解產(chǎn)生的有機(jī)C的流動(dòng)和再同化過程起到重要生態(tài)作用。而在冰川生態(tài)系統(tǒng)中生命活動(dòng)最活躍的棲息地一冰塵穴，噬菌體感染而導(dǎo)致細(xì)菌裂解對(duì)冰塵穴生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的循環(huán)起著重要作用。所有的證據(jù)表明噬菌體在不同生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)DOC的循環(huán)均起著舉足輕重的作用，但在不同的系統(tǒng)中它們的貢獻(xiàn)率和作用機(jī)制和調(diào)節(jié)方式又有著顯著差異，因此，系統(tǒng)研究噬菌體在不同生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)DOC的調(diào)節(jié)作用，將有利于全面理解和揭示噬菌體（病毒）在整個(gè)地球物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中所起的作用。

5結(jié)語

水環(huán)境是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要場所，碳循環(huán)的關(guān)鍵在于過程與機(jī)制，其中的生物過程機(jī)制是焦點(diǎn)之一。維持全球碳平衡的關(guān)鍵不應(yīng)儀僅關(guān)注各個(gè)庫的碳貯存總量，而應(yīng)更多地研究碳的流向問題，以及“源”、“匯”不平衡的問題。噬菌體由于結(jié)構(gòu)簡單、基因組小、便于操作等優(yōu)點(diǎn)，常常被用作生物基因復(fù)制及表達(dá)調(diào)控研究的模型，對(duì)近現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。盡管目前的研究已表明噬菌體廣泛分布于各生境中，對(duì)全球的碳、氮循環(huán)均有重要影響，但對(duì)于噬菌體在水環(huán)境中的分布及生態(tài)功能方面的了解仍然非常有限。我國科學(xué)家開展了影響南海深海碳循環(huán)的底棲微生物氮營養(yǎng)鹽補(bǔ)充過程和機(jī)制研究，以及南海水體中古菌的分布及生物地球化學(xué)功能的研究，但對(duì)水環(huán)境中噬菌體對(duì)有機(jī)碳循環(huán)的作用鮮有報(bào)道。昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院對(duì)騰沖熱海高溫噬菌體和云南高原湖泊低溫噬菌體多樣性進(jìn)行了研究，表明高溫噬菌體和低溫噬菌體均存在多樣性，并對(duì)部分嗜極微生物噬菌體進(jìn)行了全基因組解析和功能蛋白的高效表達(dá)及其熱不穩(wěn)定性分析，對(duì)云南高原湖泊低溫噬菌體與有機(jī)碳循環(huán)的作用研究正在進(jìn)行中。

對(duì)嗜極微生物噬菌體（尤其是嗜冷和嗜熱微生物噬菌體）的研究有助于豐富人們對(duì)生命起源與進(jìn)化、生命本質(zhì)及環(huán)境適應(yīng)策略的認(rèn)識(shí)，而對(duì)嗜極微生物噬菌體中重要功能蛋白的開發(fā)與應(yīng)用也將帶來巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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第2篇：碳循環(huán)的主要形式范文

中國是全球陸地碳循環(huán)研究的重點(diǎn)區(qū)域，探明其生態(tài)系統(tǒng)碳收支不僅具有非常重要的全球意義，而且對(duì)保障中國國家安全和有關(guān)環(huán)境問題的外交談判具有重要作用。凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary Productivity, NPP)是指在植物光合作用所固定的光合產(chǎn)物或有機(jī)碳(Gross Primary Productivity, GPP)中，扣除植物自身呼吸消耗部分(Autotrophic Respiration，)后，真正用于植物生長和生殖的光合產(chǎn)物量或有機(jī)碳量，也被稱為凈第一性生產(chǎn)力[1]。它反映植被生產(chǎn)力狀況，是生態(tài)系統(tǒng)能量與物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)，在研究區(qū)域乃至全球碳循環(huán)和碳存儲(chǔ)中扮演著重要角色。模型模擬是當(dāng)前在區(qū)域和全球尺度上進(jìn)行陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程模擬和碳收支評(píng)估的主要研究方法。陸地生態(tài)系統(tǒng)過程模型的發(fā)展為系統(tǒng)分析、定量表達(dá)和預(yù)測陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、碳循環(huán)對(duì)氣候變化和人類活動(dòng)的響應(yīng)等提供了有力支撐[2]。在過去幾十年中，科學(xué)家相繼開發(fā)了眾多適用于陸地碳循環(huán)的動(dòng)力學(xué)模型，這些模型主要分為生物地理模型、生物地球化學(xué)模型、陸面生物物理模型、全球動(dòng)態(tài)植被模型和遙感模型等[3]。中國學(xué)者先后從國外引進(jìn)和改良了CEVSA[4-5]、CASA[6-8]、GLO-PEM[9-11]、BEPS[12-13]等多個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型，同時(shí)也自主開發(fā)了適用于中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的AVIM2[14-15]、Agro-C[16]、FORCCHN[17]、DCTEM[18]等模型，對(duì)當(dāng)前氣候狀態(tài)下中國自然陸地生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力和碳儲(chǔ)量、未來氣候變化和土地利用變化對(duì)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響等問題進(jìn)行了模擬分析。

本文收集了不同學(xué)者利用過程模型和遙感模型模擬的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力及其對(duì)未來氣候變化的響應(yīng)情況，旨在系統(tǒng)分析中國陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力的變化特征，進(jìn)而為中國的碳收支研究、區(qū)域和全球尺度的碳循環(huán)模型模擬與發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

2 中國陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力及其時(shí)間變化

自20世紀(jì)90年代末開始，中國學(xué)者利用生態(tài)系統(tǒng)過程模型和遙感模型就中國陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP的估算先后開展了大量研究工作(表1)。由于所應(yīng)用的模型、研究數(shù)據(jù)和研究時(shí)段等有所不同，不同研究結(jié)果間存在差異。但NPP的估算結(jié)果主要集中在1.43～3.30 之間，占表1中所有研究結(jié)果總數(shù)量的77.78％。年均NPP在3.30～4.00和＞4.00 的數(shù)值個(gè)數(shù)分別只有4個(gè)。就不同研究所應(yīng)用的模型來看，模擬結(jié)果的低值區(qū)主要集中在CASA、BIOME-BGc和BEPS等模型。綜合不同研究者的研究結(jié)果可以得到，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP平均為(2.828±0.827)。

表1中加粗標(biāo)記的研究結(jié)果除了樸世龍等研究指出，N沉降以及對(duì)農(nóng)作物施加N肥兩者可以共同解釋1961-2005年中國陸地生態(tài)系統(tǒng)凈碳增長的61％，同時(shí)大氣增加和土地利用對(duì)碳儲(chǔ)存起促進(jìn)作用；但臭氧污染和氣候變化降低了這一時(shí)期的碳匯儲(chǔ)量。

3 中國陸地生態(tài)系統(tǒng)不同植被類型凈初級(jí)生產(chǎn)力

由于采用的植被類型圖和模型等存在差異，不同學(xué)者利用過程模型和遙感模型對(duì)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)同一植被類型單位面積NPP的估算結(jié)果差別較大。本文對(duì)收集到的相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行了匯總分析(圖2)。結(jié)果顯示，常綠闊葉林單位面積NPP為745.12 ，顯著高于其他植被類型，但不同研究結(jié)果間變化范圍很大，介于417.9～1086。之間。落葉針葉林、常綠針葉林和落葉闊葉林相差較小，變化在415.62～513.67之間。不同學(xué)者估算的農(nóng)作物單位面積NPP差別很大，最低值不足最高值的1/4，其均值為458.25，低于闊葉林，但高于針葉林。灌叢與落葉針葉林較為接近，前者為365.08 ，后者為415.62。草地和荒漠均位于低值區(qū)，但前者顯著高于后者，分別為217.90和16.52。森林生態(tài)系統(tǒng)單位面積NPP隨林齡的變化而變化。Wang等[51]研究表明，落葉針葉林、常綠闊葉林、熱帶和亞熱帶常綠針葉林和落葉闊葉林單位面積NPP分別在54、40、13和122林齡時(shí)達(dá)到最大值，數(shù)值分別為462、889、620和625。由此可見，中國森林生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力具有較大的增長潛力。

由于不同研究者在進(jìn)行模型模擬時(shí)所用的植被類型圖不同，因此相同植被類型所占面積存在差異。本文統(tǒng)一采用中國1∶100萬植被類型圖中不同植被類型的面積數(shù)據(jù)應(yīng)用DLEM模型研究表明，如果綜合考慮、氣候、和土地利用的影響，1961-2000年中國草地NPP僅增 加了0.0003 PgC，但是去除的影響后，NPP則增加0.0143 PgC。同時(shí)，Ren等[47]指出，要想更全面地了解森林生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力的變化及其應(yīng)對(duì)氣候變化和空氣污染的能力，在未來研究中應(yīng)考慮對(duì)流層濃度。

4 未來氣候變化對(duì)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響

IPCC模擬了8種氣候情景下中國陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP到本世紀(jì)末的變化情況，結(jié)果顯示，NPP將先增加，到2090年左右達(dá)到最大值，此后開始下降，其可能的原因是由于干旱的壓力。

不同植被類型對(duì)未來氣候變化的響應(yīng)存在差異。Ju等應(yīng)用Crop-C模型預(yù)測了2000-2050年中國農(nóng)田NPP在A1B情景下將以0.0006 的速度增長。

圖3 不同植被類型NPP總量

Fig.3 The total amount of NPP in different vegetation types

5 結(jié)語

綜合分析表明，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP平均為(2.828±0.827) ，但不同研究者的估算結(jié)果差異較大，主要集中在1.43～3.30 之間。其中，CASA、BIOME-BGC和BEPS模型的模擬結(jié)果偏低。1982-1998年，NPP總體上呈現(xiàn)在波動(dòng)中不斷上升的趨勢，從2.542 增加到2.976，平均每年增加0.027 ，增長率為1.07％。其中，80年代NPP的變化趨勢較之90年代平緩。由于各植被類型所占面積不同，其單位面積NPP和NPP總量的大小分布存在顯著差異。單位面積NPP表現(xiàn)為常綠闊葉林顯著高于其他植被類型，但其估算結(jié)果的變化范圍較大，平均為745.12。落葉針葉林、常綠針葉林和落葉闊葉林相差較小，變化在415.62～513.67。之間。不同學(xué)者對(duì)農(nóng)作物單位面積NPP估算結(jié)果的最低值不足最高值的1/4，其均值高于針葉林，但低于闊葉林。灌叢與落葉針葉林的數(shù)值較為接近？草地和荒漠則均位于低值區(qū)，但前者顯著高于后者，分別為217.90和16.52 ?；?∶100萬中國植被圖計(jì)算得到的不同植被類型NPP總量表現(xiàn)為農(nóng)作物和草地居于前兩位，兩者之和高達(dá)總NPP的58.34％。其他植被類型中除灌叢和常綠針葉林外均不足總量的10％，其中，以荒漠和混交林的數(shù)值為最低。各森林類型NPP總量之和為0.779，占總NPP的29％。

在未來氣候情景下，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP總體上可能呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，但不同研究結(jié)果間差異很大，甚至是完合相悖的結(jié)果。不同植被類型對(duì)未來氣候變化的響應(yīng)同樣存在差異。

盡管過程模型和遙感模型在模擬陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力方面具有諸多優(yōu)勢，如：適用于區(qū)域和全球尺度的時(shí)空連續(xù)分析、有利于對(duì)未來氣候情景的模擬預(yù)測等，但在模型應(yīng)用中還存在著一定的不足，如：

(1)模型的不確定性分析

模型的構(gòu)建是基于對(duì)現(xiàn)實(shí)過程的簡化，在此過程中眾多的假設(shè)和主觀判斷給模型帶來了很多隱藏的誤差。并且，模型參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的不確定性同樣影響著模型模擬結(jié)果的精度。但是，這些誤差因素在傳統(tǒng)的不確定性研究中往往被忽略[64]。盡管人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)模型模擬結(jié)果進(jìn)行不確定性分析的重要性，但是在目前的碳收支研究中，定量分析其模擬結(jié)果的不確定性仍然是一個(gè)亟待解決的問題。如表1中不同模型對(duì)NPP的估算結(jié)果差別較大，主要原因可能是模型結(jié)構(gòu)、模型參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的不同，但由此引起的NPP差異卻可能掩蓋真實(shí)NPP的大小，因此，對(duì)模型模擬結(jié)果的不確定性分析對(duì)模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要意義。

(2)模型過程機(jī)理的深入刻畫

雖然目前的過程模型可以模擬出不同環(huán)境條件下植被冠層生理生態(tài)過程的動(dòng)態(tài)變化，但是對(duì)這些變化的認(rèn)識(shí)多停留在經(jīng)驗(yàn)水平，并且我們對(duì)一些生態(tài)系統(tǒng)的過程機(jī)理還不是很清楚。如現(xiàn)有模型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳、氮、水循環(huán)的耦合關(guān)系還沒有較深入的描述，這需要建立在對(duì)這一關(guān)系的現(xiàn)實(shí)機(jī)理有較充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上；對(duì)生態(tài)系統(tǒng)呼吸的模型構(gòu)建往往受限于我們對(duì)其復(fù)雜過程的理解，因此，往往采用簡化的方程形式[65]。

(3)碳循環(huán)模型與氣候模式、水文模式的耦合

現(xiàn)有的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型只考慮了垂直方向的通量，在空間上是相互獨(dú)立的，并沒有考慮水平方向的通量，如物質(zhì)在大氣中的平流傳輸、土壤水和營養(yǎng)物質(zhì)在水平方向的移動(dòng)等，這些不足均會(huì)給陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支模型的模擬結(jié)果帶來很大的不確定性。

(4)遙感數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

由于遙感數(shù)據(jù)具有易獲取，時(shí)空分辨率高，一些大尺度難于測量的數(shù)據(jù)信息可以通過遙感反演方式獲得等特點(diǎn)，目前區(qū)域和全球尺度的過程和遙感模型多采用遙感數(shù)據(jù)作為模型的部分或全部驅(qū)動(dòng)參數(shù)。但隨著遙感技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)也暴露出以往遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題，如，基于不同精度或質(zhì)量的遙感數(shù)據(jù)可能會(huì)獲得完全相反的結(jié)果。因此，基于遙感參數(shù)計(jì)算得到的凈初級(jí)生產(chǎn)力同樣存在著較大的不確定性，這需要我們在深入了解遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)以往的模型模擬結(jié)果進(jìn)行校正或剔除。而本文在對(duì)不同研究結(jié)果進(jìn)行匯總 分析時(shí)，并沒有考慮這一因素的影響，這將是下一步研究工作關(guān)注的一個(gè)主要問題。

第3篇：碳循環(huán)的主要形式范文

前言

自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，尤其二戰(zhàn)之后，全球經(jīng)濟(jì)以科學(xué)技術(shù)為源動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)建設(shè)成就取得了飛速的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的隱患，尤其是重工業(yè)的發(fā)展，化石燃料的燃燒排出大量的溫室氣體二氧化碳，超出了生態(tài)系統(tǒng)的承受能力，導(dǎo)致全球氣溫上升，各種極端天氣出現(xiàn)。據(jù)研究，過去一百年來，全球地表平均溫度(1906—2005年)升高了0.74℃，預(yù)計(jì)到2l世紀(jì)末仍將上升1.1-6.4℃。中國近百年來(1908—2007年)地表平均氣溫升高了1.1℃，自1986年以來經(jīng)歷了21個(gè)暖冬。近30年來，中國沿海海表溫度上升了0.9℃，沿海海平面上升了90毫米。更令人憂慮的是，未來的氣候變暖趨勢將進(jìn)一步加劇[1]。

1碳排放

碳排放即二氧化碳排放量。生態(tài)系統(tǒng)中的碳元素處于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中。地球上的碳99.9%以上來自于巖石圈和化石燃料。碳循環(huán)的主要過程：大氣中的二氧化碳主要被海洋中藻類植物和陸地上的植物通過光合作用，形成植物體本身的碳化合物，然后通過生物、地質(zhì)作用和人類活動(dòng)，使得碳化合物又重新以二氧化碳?xì)怏w的形式回到大氣層中。然而，由于人類活動(dòng)導(dǎo)致大量溫室氣體排放到大氣中，碳循環(huán)的動(dòng)態(tài)平衡被打破，大量固結(jié)在化石燃料中的碳元素最終以二氧化碳的形式被釋放到空氣中，而植物的光合作用又無法對(duì)過量的二氧化碳進(jìn)行有效“吸收”，致使過量溫室氣體釋放到大氣中。

2溫室效應(yīng)

溫室效應(yīng)主要是指現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)對(duì)化石燃料的消耗，致使大量的二氧化碳?xì)怏w排放到大氣中。而二氧化碳?xì)怏w又有吸熱和隔熱的性質(zhì)，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外發(fā)散，對(duì)波長比較長的紅外線進(jìn)行反射，最終導(dǎo)致地球表面溫度升高起來。地球表面溫度的升高帶來了一系列問題，直接威脅著人類的生存空間。南極的冰川正在大幅度消融，過去的20世紀(jì)全球海平面上升了17cm。世界各地各種極端天氣出現(xiàn)。在全球變暖的大背景下,中國氣候變化的趨勢與全球氣候變化的總體趨勢基本一致,近100年來中國年地表平均氣溫明顯增加,升溫幅度約為0.5-0.8℃,比同期全球平均值(0.6℃±0.2℃)略強(qiáng)。在最近的50年,我國平均地表氣溫增溫速率為0.22℃/10年,明顯高于全球或北半球周期平均增溫速率[2]。如果這種情況不能妥善解決，到2050年左右，海平面會(huì)上升4℃，一些島嶼和沿海城市將永遠(yuǎn)的沉沒在大海中。土地干旱進(jìn)一步加劇，沙漠化面積增大，直接威脅人類糧食生產(chǎn)安全。一些病毒有條件滋生，并在全球蔓延。為了給子孫后代提供更大的生存空間，為了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，減少碳排放已經(jīng)刻不容緩。溫室氣體的過量排放引起了全球氣候的變化日益引起關(guān)注，已經(jīng)成為21世紀(jì)人類社會(huì)的最大挑戰(zhàn)之一。1992年6月4日，在巴西里約熱內(nèi)盧通過了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，規(guī)定發(fā)達(dá)國家采取有效措施限制溫室氣體的排放，同時(shí)向發(fā)展中國家提供技術(shù)和資金支持。1997年12月，在日本京都通過了《京都議定書》，發(fā)達(dá)國家從2005年開始承擔(dān)減少碳排放量的義務(wù)，而發(fā)展中國家則從2012年開始承擔(dān)減排義務(wù)。我國1998年5月簽署并在2002年8月核準(zhǔn)了該議定書。目前，全世界已經(jīng)有142個(gè)國家和地區(qū)簽署了該議定書，為了人類免受氣候變暖的威脅而努力。

3低碳經(jīng)濟(jì)

中國只有走低碳經(jīng)濟(jì)道路才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，也是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型以及節(jié)能減排型的社會(huì)的必然要求。同時(shí)有助于我國樹立負(fù)責(zé)任大國的國家形象，還可以為子孫后代創(chuàng)造更大的生存空間。在保持我國國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，人民生活水平不斷提高的前提下，我們科學(xué)合理的減少碳排放，追求綠色GDP，走低能耗、低污染、低排放的低碳經(jīng)濟(jì)道路。下圖為1975年至2010年我國GDP總能耗和萬元GDP能耗走勢圖。隨著我國政府和人民日益對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的重視，我國萬元GDP能耗有了顯著下降，然而近幾年隨之GDP的兩位數(shù)增長，總能耗也隨之增長，我們的碳排放總量也在不斷增長，給生存環(huán)境造成了巨大壓力。我們只有探索新的經(jīng)濟(jì)增長模式，探索新科技才能從根本上扭轉(zhuǎn)這種局面。我國能源結(jié)構(gòu)是以煤炭為主的，占我國能源結(jié)構(gòu)68.7%。中國電力結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電占77%發(fā)電量，也是我國碳排放的主要來源之一。這種情況迫使我們必須尋找新能源代替以煤炭為主的火力發(fā)電，開發(fā)清潔能源，有效控制緩解碳排放。粗放的工業(yè)技術(shù)是降低碳排放的最大瓶頸。我國鋼鐵、水泥和建材產(chǎn)量全世界第一，但是這些行業(yè)的能源消耗量占總能源消耗量六成以上。在滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，必須依靠先進(jìn)的技術(shù)降低產(chǎn)品能耗，促進(jìn)企業(yè)向低碳環(huán)保型轉(zhuǎn)變。對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行有效的財(cái)政補(bǔ)貼。構(gòu)建低碳生產(chǎn)生活試驗(yàn)區(qū)，探索低碳生產(chǎn)生活模式，并向全國推廣。低碳經(jīng)濟(jì)需要在高度發(fā)達(dá)的東部地區(qū)試點(diǎn)，淘汰更新一些高污染、高能耗、高排放的企業(yè)，引進(jìn)先進(jìn)的低碳技術(shù)調(diào)節(jié)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，讓廣大人民感受到低碳經(jīng)濟(jì)給社會(huì)帶來的益處。大力宣傳推廣公民節(jié)能環(huán)保意識(shí)，學(xué)做一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國公民。大力開展植樹造林項(xiàng)目，森林對(duì)氣候有調(diào)節(jié)作用，可以通過光合作用吸收空氣中的二氧化碳?xì)怏w，形成碳匯集。森林每生長1立方米蓄積量，平均能吸收1.83噸二氧化碳，釋放1.62噸氧氣。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)測算，用木結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單位能耗可從800降到100[3]。大力發(fā)展可再生能源，優(yōu)先發(fā)展風(fēng)力和太陽能作為可再生資源，可再生能源占能源消費(fèi)總量的比例將從目前的10％大幅增加2020年的15％。積極推進(jìn)核電建設(shè)與科學(xué)發(fā)展替代能源。

第4篇：碳循環(huán)的主要形式范文

一、相似概念，舉例辨析

描述生物群體的概念有“種群”、“群落”、“生態(tài)系統(tǒng)”、“生物圈”，如何有效區(qū)分不混淆？我們可以嘗試以下步驟，首先將這些概念按照描述對(duì)象從小到大的順序排列出來：種群―群落―生態(tài)系統(tǒng)―生物圈，然后引導(dǎo)學(xué)生舉例進(jìn)行辨析，如一個(gè)池塘里所有的鯉魚屬于一個(gè)種群，池塘里所有的生物屬于群落，一個(gè)池塘就是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，而全球所有的生態(tài)系統(tǒng)就構(gòu)成生物圈.通過舉例辨析，學(xué)生能了解生態(tài)系統(tǒng)就是由生物群落和無機(jī)環(huán)境共同組成的一個(gè)系統(tǒng)，這只是一個(gè)表觀認(rèn)識(shí)，我們還需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入.

二、構(gòu)建概念模型，逐步深入

生態(tài)系統(tǒng)的類型有草原生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等等，這些生態(tài)系統(tǒng)里的生物和環(huán)境、生物和生物之間并不是互不影響的，它們之間相互作用，相互影響，構(gòu)成了一個(gè)統(tǒng)一的整體.我們可將學(xué)生嘗試分成多組，讓每組以不同的生態(tài)系統(tǒng)為例，以概念圖模型的方式畫出生物之間及生物與環(huán)境之間的關(guān)系.為防止學(xué)生畫圖時(shí)不能確定方向，教師應(yīng)提出以下要求：①因各生態(tài)系統(tǒng)里的生物種類眾多，只要寫出各種類型的代表生物即可；②物質(zhì)和能量是生命活動(dòng)存在的最基本條件，要求畫出每種生物的物質(zhì)和能量來源；③生物和其生存的環(huán)境是不可分割的統(tǒng)一整體，要求圖中體現(xiàn)出生物與環(huán)境中的關(guān)系.

對(duì)于各小組完成的概念圖模型，可通過設(shè)計(jì)問題組來進(jìn)行概念的深入，第一組：①生態(tài)系統(tǒng)包括哪些成分？②生態(tài)系統(tǒng)中哪些成分是必不可少的？③捕食鏈包含生態(tài)系統(tǒng)中的哪些成分？通過第一組的問題學(xué)生會(huì)了解生態(tài)系統(tǒng)包含非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者四大成分，其中生產(chǎn)者能把無機(jī)物合成有機(jī)物，為其他生物提供了物質(zhì)和能量，分解者能把有機(jī)物分解成無機(jī)物，可見，如果沒有生產(chǎn)者和分解者，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能將停止，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰.捕食鏈?zhǔn)鞘澄镦湹某Ｒ婎愋?，由生產(chǎn)者和消費(fèi)者組成.食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的渠道.第二組問題串：①生產(chǎn)者所需要的物質(zhì)和能量來自哪里？②流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？③能量在生物之間傳遞的形式是什么？傳遞效率是100%嗎？④生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有什么特點(diǎn)？⑤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)可單獨(dú)進(jìn)行嗎？⑥生態(tài)系統(tǒng)中存在信息傳遞嗎？通過此組問題，主要是讓學(xué)生掌握生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行、不可分割的，能量主要通過生產(chǎn)者的光合作用輸入群落，并以化學(xué)能的形成隨有機(jī)物在營養(yǎng)級(jí)之間傳遞，但每種生物都會(huì)通過呼吸作用散失部分能量，這樣能量流動(dòng)具有單向傳遞、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)；物質(zhì)循環(huán)中的物質(zhì)是指組成生物體的各種化學(xué)元素，可通過碳循環(huán)的例子簡要說明物質(zhì)循環(huán)具有循環(huán)利用、全球性的特點(diǎn).另外，生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞可發(fā)生在生物與環(huán)境之間、生物與生物之間，它能決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài).第三組問題串：①生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)靜止的封閉系統(tǒng)嗎？②不同的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性相同嗎？與什么有關(guān)？③嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)概念的通用模型.第三組問題旨在讓學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的保持動(dòng)態(tài)平衡的系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)的開放性決定了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和變化，開放給生態(tài)系統(tǒng)提供了可持續(xù)發(fā)展的可能性.最后將各組繪制的模型整合成生態(tài)系統(tǒng)概念的通用模型，在通用模型里包含了生態(tài)系統(tǒng)的四大成分，展示了生態(tài)系統(tǒng)是生物群落與環(huán)境之間通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞所形成的統(tǒng)一的整體.

第5篇：碳循環(huán)的主要形式范文

論文關(guān)鍵詞 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 法制建設(shè) 經(jīng)濟(jì)增長模式

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是符合可持續(xù)發(fā)展理念的一種經(jīng)濟(jì)增長的模式。循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展法制建設(shè)，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要保障。如果說國家在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過程中，沒有相關(guān)的法律法規(guī)予以規(guī)范和制約，那么循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就猶如水中月、鏡中花。強(qiáng)化循環(huán)經(jīng)濟(jì)法制建設(shè)，涉及每一個(gè)公民的衣食住行，是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的必要途徑，關(guān)系到我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的必然選擇。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國建設(shè)法治國家的步伐加快，依法治國理念日益深入人心，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)、追求當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)利益的矛盾日益突出，這給我國環(huán)境保護(hù)方面的法制建設(shè)提出了新的要求。本文擬從我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展法制建設(shè)的現(xiàn)狀入手，分析原因，并提出相關(guān)對(duì)策。

一、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的涵義

1970年，A.克尼斯等人基于生態(tài)系統(tǒng)的危機(jī)，即物質(zhì)代謝結(jié)構(gòu)的崩潰而撰文提出了“物質(zhì)循環(huán)分析論”，認(rèn)為人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)包括資源、能源的投入生產(chǎn)加工分配流通最終消費(fèi)排放廢棄物的全過程，這是首次在經(jīng)濟(jì)學(xué)理論中提出經(jīng)濟(jì)循環(huán)與物質(zhì)循環(huán)相適應(yīng)的思想。

以物質(zhì)循環(huán)分析論為基礎(chǔ)，物質(zhì)循環(huán)全過程管理理念逐漸形成，即對(duì)物質(zhì)從生產(chǎn)直至廢棄各個(gè)階段實(shí)施全過程管理的過程，除了回收、再生循環(huán)和再商品化外，還必須促進(jìn)和管理全社會(huì)的物質(zhì)循環(huán)，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵和外延。

二、我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)法制建設(shè)現(xiàn)狀及問題

在改革開放初期，我國開始建設(shè)中國特色的環(huán)境保護(hù)法律體系。到目前為止，我國已出臺(tái)十余部環(huán)境保護(hù)法律，包括《環(huán)境保護(hù)法》、《礦產(chǎn)資源法》、《節(jié)約資源法》、《水法》、《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》、《水土保持法》等。在《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》中首次提到“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”，這在我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程中是一次嘗試?！豆腆w廢物污染環(huán)境防治法》中規(guī)定了國家對(duì)固體廢棄物污染的防治的內(nèi)容，該法中的這項(xiàng)規(guī)定充分體現(xiàn)了實(shí)施減量化的基本理念，為固體廢物的處理提出了法律依據(jù)。而《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造了基本的法律構(gòu)架，但是我國并沒有相關(guān)的行政法規(guī)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出規(guī)定，只以有《報(bào)廢汽車回收管理辦法》、《水污染防治法實(shí)施細(xì)則》、《退耕還林》細(xì)則中有所規(guī)定。

下面從我國法律體系方面具體分析存在的問題：

第一，我國法律規(guī)定不夠完善，有許多領(lǐng)域法律沒有涉及，而在一些領(lǐng)域又存在規(guī)定上的重疊，給執(zhí)法者帶來許多麻煩，同時(shí)也不利于普及法律知識(shí)，例如我國環(huán)境保護(hù)法并沒有對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出明確的規(guī)定，一些污染物存在跨行業(yè)的特性，對(duì)于這些特殊的物質(zhì)，沒有法律明確規(guī)定。

第二，立法過度集中在工業(yè)領(lǐng)域而忽視農(nóng)業(yè)方面的立法，第三產(chǎn)業(yè)更是少之又少，同時(shí)工業(yè)立法因缺少相應(yīng)配套措施也變得舉步維艱，可反映出在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整并沒有在立法上給一、三產(chǎn)業(yè)相應(yīng)的重視。

第三，環(huán)境立法存在的效力較低的固有問題，常常流于表面形式，沒有相應(yīng)的配套措施，提倡和口號(hào)比較多，沒有規(guī)定權(quán)利和義務(wù)，因此在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)的可能性較小。

第四，建設(shè)主體規(guī)定的并不明確，法律只規(guī)定政府部門的公開信息義務(wù)，對(duì)于企業(yè)及其他主體沒有明確規(guī)定，造成具體執(zhí)行不暢。

第五，對(duì)生產(chǎn)責(zé)任延伸方面沒有相關(guān)的監(jiān)管保障，在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的下，建立的生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，在責(zé)任主體上規(guī)定了生產(chǎn)者不僅對(duì)本企業(yè)的產(chǎn)品負(fù)責(zé)，企業(yè)有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行回收和清除的責(zé)任，看似完備的制度設(shè)計(jì)其實(shí)缺乏相關(guān)法律責(zé)任的規(guī)定和政府的執(zhí)行監(jiān)督文件。

三、我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的基本原則和對(duì)策

（一）循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的基本原則

確立循環(huán)經(jīng)濟(jì)法律原則，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，使國家、企業(yè)時(shí)刻保持正確的方向，明確保護(hù)環(huán)境的義務(wù)和責(zé)任，更加注重發(fā)揮政策的引導(dǎo)作用，同時(shí)強(qiáng)調(diào)清潔生產(chǎn)和提高資源利用率和廢物合理排放的重要性。

1.預(yù)防原則

預(yù)防原則，是針對(duì)粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式造成環(huán)境破壞提出的，環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源短缺已成為我國乃至世界各國面臨的突出環(huán)境問題，亟待尋求合適途徑解決。環(huán)境污染包括水污染、大氣污染、土壤污染等，嚴(yán)重威脅人類生命健康及各種生物的生存環(huán)境的安全，不利于實(shí)現(xiàn)人類及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

從源頭上分析、解決環(huán)境問題產(chǎn)生的原因，是落實(shí)預(yù)防原則的根本，特別要注意減少二氧化碳的排放，針對(duì)汽車尾氣和燃放煙花爆竹、工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣也要格外關(guān)注，通過制定限制排放量等具體的措施，運(yùn)用相關(guān)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，鼓勵(lì)公民和企業(yè)為保護(hù)環(huán)境做出一份貢獻(xiàn)，同時(shí)更是造福人類和實(shí)現(xiàn)人類永續(xù)發(fā)展的必然選擇。

2.公眾參與原則

公眾參與原則，是實(shí)現(xiàn)政府管理與公眾參與相結(jié)合，充分發(fā)揮群眾的力量，廣泛凝聚群眾智慧，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。在低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域只依靠政府力量力量是單薄的，效果是不顯著的，通過政府制定政策辦法指示，并在企業(yè)許可、監(jiān)督管理等方面發(fā)揮引導(dǎo)作用，提高公民對(duì)參與低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的積極性，往往能起到事半功倍的效果。歐洲國家經(jīng)歷了第一次和第二次工業(yè)革命，工業(yè)生產(chǎn)的滯后性，使歐洲各國在上世界中期都不同程度地出現(xiàn)了環(huán)境問題。歐盟各國在經(jīng)濟(jì)政治地理文化等方面存在各種相似，在解決環(huán)境問題的過程中，各國協(xié)同合作，特別注意發(fā)揮群眾的積極性，要提高群眾的環(huán)保意識(shí)，通過公益廣告、志愿者講解等宣傳模式形成良好的氛圍。

3.“3R”原則

3R原則即再利用、再循環(huán)、減量化的簡稱，是面對(duì)我國正處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，資源總量急劇減少，人口增長與資源消耗矛盾突出的現(xiàn)狀應(yīng)堅(jiān)決貫徹的原則。我國人均資源嚴(yán)重不足，同時(shí)資源的利用率相對(duì)低下，能耗太高，污染物排放量超過環(huán)境的承載能力，由此產(chǎn)生的環(huán)境與資源問題成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。再利用即面對(duì)資源利用率低、資源浪費(fèi)、為解決資源短缺與資源不能滿足人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存的問題而提出的。要實(shí)現(xiàn)再利用，首先要政府加大科技投入，研發(fā)開采資源和利用資源的先進(jìn)設(shè)備，同時(shí)要求不斷提高各類社會(huì)主體節(jié)約資源的意識(shí)，堅(jiān)持走綠色低碳循環(huán)的發(fā)展道路。再循環(huán)，是與資源的再利用一脈相承的原則，通過對(duì)剩余資源和廢物的再利用延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高資源的利用率，既能克服廢物排放的難題，又可以增加經(jīng)濟(jì)總量，是一種一舉兩得的措施。減量化，是指通過減少排放實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的措施，通過企業(yè)清潔生產(chǎn)，特別注意生產(chǎn)流程的低碳化和無污染，減少廢氣廢水廢物的排放。

4.分擔(dān)責(zé)任原則

循環(huán)經(jīng)濟(jì)責(zé)任原則是指作為社會(huì)主體的國家、企事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體和公民對(duì)環(huán)境應(yīng)盡的義務(wù)以及破壞環(huán)境承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。嚴(yán)格區(qū)分不同主體的責(zé)任，使環(huán)境保護(hù)落到實(shí)處，如政府主要發(fā)揮引導(dǎo)和監(jiān)督作用；企業(yè)要更加注重清潔生產(chǎn)和減少排放；公民培養(yǎng)從小處著手，從點(diǎn)滴做起的意識(shí)，要按照有關(guān)規(guī)定對(duì)生活垃圾進(jìn)行排放，堅(jiān)持綠色消費(fèi)和低碳生活模式。通過各方努力，使環(huán)境保護(hù)保護(hù)有章可循，有法可依，有條不紊地推進(jìn)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)責(zé)任原則就是更加明確了各個(gè)主體在環(huán)境資源的開發(fā)利用保護(hù)改善以及管理過程中的責(zé)任，使國家、政府、企業(yè)和公民共同配合，形成密切聯(lián)系的整體。通過確立政府、企業(yè)和公民在資源綜合利用、廢料回收再利用、清潔生產(chǎn)、生態(tài)保護(hù)、綠色消費(fèi)等方面的權(quán)利、義務(wù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)環(huán)境資源分配方面的公平與正義，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的永續(xù)發(fā)展。

（二）循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的基本對(duì)策

我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)起步較晚，發(fā)展比較緩慢，本身缺乏經(jīng)驗(yàn)可循，并且面臨技術(shù)、人員、管理、資金等諸多難題。因此，在法律法規(guī)和制度方面有較大空間可待提高。

首先，要進(jìn)一步完善法律法規(guī)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，法律往往顯示出其滯后性和保守性，必須通過建立完善的法律體系和政策，將保護(hù)環(huán)境的各項(xiàng)要求落實(shí)到實(shí)處，使百姓和社會(huì)享受到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的好處，比如在修訂的《反不正當(dāng)競爭法》加入保護(hù)環(huán)境的具體規(guī)定，作為約束競爭主體的一項(xiàng)準(zhǔn)則，同時(shí)，其它法律中也要更加明確主體的權(quán)利和義務(wù)，特別是關(guān)于垃圾處理和廢物利用等具體環(huán)節(jié)缺乏具體規(guī)定，在執(zhí)行過程中難免存在各種問題，因此要從法律的角度給予充分的重視。

第6篇：碳循環(huán)的主要形式范文

目前常用的穩(wěn)定碳同位素測定方法有：質(zhì)譜法、核磁共振法和光譜法，其中質(zhì)譜法是穩(wěn)定同位素分析中最通用、最精確的方法。穩(wěn)定同位素質(zhì)譜分析法是先使樣品中的分子或原子電離，形成各同位素的相似離子，然后在電場、磁場的作用下，使不同質(zhì)量與電荷之比的離子流分開進(jìn)行檢測。穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀不僅能用于氣體，也可用于固體的研究，能用于幾乎所有元素的穩(wěn)定同位素分析。近年來，隨著生物地球化學(xué)元素循環(huán)研究的發(fā)展，借助同位素質(zhì)譜（EA－IRMS），多用途氣體制備及導(dǎo)入裝置－同位素質(zhì)譜（GasBenchII－IRMS）及痕量氣體預(yù)濃縮裝置－同位素質(zhì)譜（PreCon－IRMS）聯(lián)用技術(shù)的興起，碳穩(wěn)定同位素的研究有了更快的發(fā)展。穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀測定同位素比率大致分3個(gè)步驟（見圖2）：（1）樣品的收集、制備和前處理；（2）將材料轉(zhuǎn)化成具有所測元素的純氣體，（3）進(jìn)入質(zhì)譜儀檢測。

一般樣品通過前處理后，同位素質(zhì)譜聯(lián)用裝置可以完成后續(xù)的氣體轉(zhuǎn)化和測定。通常，穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀在計(jì)算機(jī)輔助下直接給出同位素比值，更先進(jìn)的儀器已可以進(jìn)行自動(dòng)化分析，如美國熱電公司的Thermosci－entificMAT253，德國元素公司的Isoprime100穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀等。植物和土壤等固體樣品，在進(jìn)行同位素質(zhì)譜分析之前必須進(jìn)行干燥、粉碎、稱量等處理。如果采集的土壤樣品中含有無機(jī)碳，在干燥前應(yīng)該進(jìn)行酸處理。制備好的樣品稱量后通過固體自動(dòng)進(jìn)樣器送入到元素分析儀－同位素質(zhì)譜（EA－IRMS）進(jìn)行碳氮同位素測定。測定土壤樣品中碳酸鹽δ13C的樣品稱量后放入樣品管，置于GasBenchII儀的恒溫樣品盤中通過酸泵滴加100％磷酸，生成的CO2氣體通過氣體自動(dòng)進(jìn)樣器送到同位素質(zhì)譜進(jìn)行碳同位素測定。

液體樣品包括土壤DOC和微生物生物量碳（MBC）等浸提液在進(jìn)行同位素質(zhì)譜分析之前要進(jìn)行分離轉(zhuǎn)化、冷凍干燥等前處理。其中土壤DOC和微生物MBC按照參考文獻(xiàn)方法用0．05mol／LK2SO4溶液提取，浸提液經(jīng)冷凍離心濃縮或者凍干機(jī)干燥獲得的粉末稱量后通過固體自動(dòng)進(jìn)樣器送入到元素分析儀－同位素質(zhì)譜（EA－IRMS）進(jìn)行碳氮同位素測定。氣體樣品包括空氣和培養(yǎng)富集氣體，用已抽真空的頂空樣品瓶采集，其中CO2氣樣需采集20～30mL，樣品中的碳同位素比值可直接通過多用途氣體制備及導(dǎo)入裝置－同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀（GasbenchII－MS）測定。對(duì)于空氣中的CH4需采集100～150mL，樣品中的C同位素比值可通過帶有全自動(dòng)氣體預(yù)濃縮裝置－同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀（如，美國熱電公司的PreCon－IRMS）測定。

二、穩(wěn)定同位素技術(shù)應(yīng)用

土壤是地球表層最為重要的碳庫也是溫室氣體的源或匯，但對(duì)關(guān)鍵過程及其源或匯的研究卻十分有限。隨著全球變化趨勢的日趨明顯，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)在碳素的吸收、轉(zhuǎn)移、貯存和釋放過程中所起的作用越來越受到人們的關(guān)注。農(nóng)田土壤碳的動(dòng)態(tài)變化和循環(huán)特征及其微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)理研究，成為當(dāng)今生態(tài)學(xué)、生物地球化學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究的共同熱點(diǎn)。

1.穩(wěn)定同位素技術(shù)與Keeling曲線法

土壤呼吸是農(nóng)田土壤碳循環(huán)的重要組成部分，也是其排放CO2到大氣中的主要途徑。土壤呼吸以根系呼吸和土壤微生物呼吸為主。利用微氣象法能夠測定生態(tài)系統(tǒng)CO2通量，但是不能精確量化和區(qū)分根系呼吸和土壤微生物呼吸作用。應(yīng)用穩(wěn)定碳同位素技術(shù)，通過脈沖標(biāo)記法（13C－CO2標(biāo)記示蹤）和持續(xù)標(biāo)記法（自然豐度或FACE），造成根呼吸和土壤微生物呼吸CO2碳同位素組成的差異，然后分別測定土壤總呼吸、土壤微生物呼吸和根呼吸的δ13C值，追蹤土壤呼吸的來源，并根據(jù)碳同位素質(zhì)量守恒原理即可區(qū)分根系呼吸和土壤微生物呼吸，定量土壤呼吸中根系呼吸和土壤微生物呼吸的比例。目前用于測定土壤呼吸CO2碳同位素組成的取樣方法包括靜態(tài)箱（KeelingPlot）法、靜態(tài)箱平衡狀態(tài)法和動(dòng)態(tài)箱連接紅外分析儀法等，其中靜態(tài)箱法相對(duì)比較成熟，而且成本低廉。Buchmann和Ehleringer采用靜態(tài)箱研究了冠層尺度C3（紫花苜蓿）和C4（玉米）作物光合作用和土壤呼吸通量及其δ13C同位素組成變化規(guī)律，通過土壤有機(jī)碳及土壤呼吸的δ13C同位素組成差異，區(qū)分了輪作系統(tǒng)土壤呼吸及作物光合作用對(duì)凈通量的貢獻(xiàn)。隨著靜態(tài)箱方法經(jīng)過不斷的修改和完善，通過Keeling曲線法測得的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)呼吸釋放CO2的碳同位素組成（δ13C）能夠反映作物土壤根系和微生物呼吸釋放CO2的δ13C同位素組成，以較好地理解生態(tài)系統(tǒng)的同位素鑒別。

2.土壤有機(jī)碳來源及其周轉(zhuǎn)規(guī)律研究

2.1C3／C4植物變遷自然豐度法

碳、氮、氧、氫這些輕元素在自然環(huán)境中的循環(huán)和周轉(zhuǎn)過程中，其同位素比值間的差異較大，同位素分餾效應(yīng)比較明顯，利用13C／12C、15N／14N、18O／16O和D／H同位素豐度比的變異攜帶有環(huán)境因素的信息，具有原位標(biāo)記特性。通過測定土壤或者植物中δ13C，可以研究植物－土壤生態(tài)系統(tǒng)碳來源及其周轉(zhuǎn)規(guī)律。穩(wěn)定碳同位素比值（δ13C）分析方法在土壤有機(jī)質(zhì)分解程度評(píng)估、土壤有機(jī)質(zhì)來源探討、C3／C4植被變化歷史研究等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。由于不同植物類型具有不同的δ13C值，C3植物δ13C的變化范圍為－9‰～－17‰。；C4植物δ13C的變化范圍為－10‰～－22‰，當(dāng)C3植物被C4植物所取代時(shí)就會(huì)導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)δ13C值的改變。因此，可以通過土壤有機(jī)碳δ13C值相對(duì)于參考土壤（未改變種植作物的土壤）的變化來探討土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)速度，及不同C3和C4植物來源碳占土壤碳庫各組分及氣體CO2中的比例。Balesdent和Mariotti最早通過C3和C4植物類型的變遷來研究土壤碳庫各組分的穩(wěn)定性及周轉(zhuǎn)規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)，長期耕種小麥（C3作物）的農(nóng)田土壤在連續(xù)13年種植玉米（C4作物）后，22％的土壤有機(jī)碳獲得了更新，而且不同粒徑土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)速率不同，其中＞50μm和＜2μm團(tuán)聚體中含有更多的新碳，而粘粒中土壤有機(jī)碳的更新速度最慢。

Dignac等通過C3和C4植物類型變遷長期定位試驗(yàn)，采用銅氧化法結(jié)合穩(wěn)定同位素質(zhì)譜分析技術(shù)進(jìn)一步研究了植物根系殘留物（木質(zhì)素）的穩(wěn)定性及其對(duì)土壤有機(jī)碳庫的貢獻(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，連續(xù)9年種植玉米（C4作物）對(duì)土壤有機(jī)碳含量、木質(zhì)素及其生物降解程度（分解和周轉(zhuǎn)）雖未產(chǎn)生顯著影響，但其碳同位素組成發(fā)生了顯著變化，其中有機(jī)碳中9％而木質(zhì)素有47％來源于玉米（C4作物），木質(zhì)素大分子的周轉(zhuǎn)速率較土壤有機(jī)碳庫更快。作為土壤碳庫中的活性組分，MBC的穩(wěn)定性和周轉(zhuǎn)速率也可以通過土壤碳自然豐度δ13C值的變化進(jìn)行研究。Blagodatskaya等通過54d室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究了C3和C4植物類型的變遷后各碳組分的周轉(zhuǎn)速率、新老碳對(duì)土壤有機(jī)碳（SOC）、微生物碳（MBC）和CO2氣體的貢獻(xiàn)以及微生物在碳分餾過程中的作用。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，土壤SOC及MBC的周轉(zhuǎn)時(shí)間分別為16．8年和29～30d，而且隨著種植年限的增加，周轉(zhuǎn)時(shí)間將會(huì)延長。新老碳庫對(duì)SOC、MBC和CO2氣體的貢獻(xiàn)不同，其中MBC中20％碳來源于老碳（C3），CO2氣體中60％來源于老碳（C3），由于微生物對(duì)土壤老碳的偏好利用，土壤中SOC中新碳貢獻(xiàn)將逐年增加。13C自然豐度法靈敏度和分辨率較低，而且C3／C4植物更替，限制了應(yīng)用。

2.2穩(wěn)定碳同位素示蹤法

碳的穩(wěn)定同位素（13C）示蹤技術(shù)能有效地闡明地下碳動(dòng)態(tài)變化和土壤碳儲(chǔ)量的微小遷移與轉(zhuǎn)換，以及定量化評(píng)價(jià)新老土壤有機(jī)碳對(duì)碳儲(chǔ)量的相對(duì)貢獻(xiàn)。利用13C標(biāo)記秸稈研究作物秸稈、殘茬或作物根系在土壤中的分解動(dòng)態(tài)或?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)，可為闡明土壤碳轉(zhuǎn)化過程及土壤肥力演變過程提供新的技術(shù)支撐。以植物殘?bào)w形式輸入的作物光合碳對(duì)土壤有機(jī)碳庫的貢獻(xiàn)及轉(zhuǎn)化規(guī)律已有大量的研究。竇森等在室內(nèi)培養(yǎng)條件下，研究了添加13C玉米秸稈后，土壤有機(jī)碳庫中胡敏酸和富里酸含量隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)期間內(nèi)，原有土壤有機(jī)碳較新形成的有機(jī)質(zhì)的分解速度慢；同時(shí)也證明該方法用于研究短期培養(yǎng)條件下新加入有機(jī)質(zhì)在土壤中的分解動(dòng)力學(xué)是可行的。

隨著同位素技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，研究者開始了對(duì)生育期內(nèi)植物—土壤體系中碳分配的量化研究，定量化評(píng)價(jià)根際沉積對(duì)土壤碳儲(chǔ)量的相對(duì)貢獻(xiàn)。比如，Li－ang等通過13C穩(wěn)定同位素培養(yǎng)試驗(yàn)研究了玉米根際沉積碳在土壤碳庫中的分配，認(rèn)為水溶性有機(jī)碳（DOC）和MBC是“新碳”的主要去向。而Yevdokimov等的研究表明燕麥根際沉積碳的主要去向?yàn)镸BC、呼吸碳和SOC，而土壤DOC并不主要來源于“新碳”。何敏毅等應(yīng)用13C示蹤技術(shù)研究表明，玉米在其生育期內(nèi)輸入到地下的總碳量為4．6t•hm－2，其中42％存在于根系中，7％轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)碳，剩下的41％通過根際呼吸進(jìn)入大氣。不同研究結(jié)果的差異可能由于不同學(xué)者采用的研究方法、作物及土壤類型不同造成。

3.穩(wěn)定同位素探針技術(shù)（SIP）

農(nóng)田系統(tǒng)是半開放的人工系統(tǒng)，進(jìn)入土壤的新鮮有機(jī)物質(zhì)包括自然歸還的植物殘?bào)w和根系分泌物、人為歸還的有機(jī)肥等，而系統(tǒng)碳輸入是影響土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的最主要因素之一。土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力，是土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的執(zhí)行者。外源有機(jī)質(zhì)（“新碳”）進(jìn)入礦質(zhì)土壤基質(zhì)后，發(fā)生由微生物介導(dǎo)的物理–化學(xué)–微生物的轉(zhuǎn)化過程。“新碳”輸入土壤，經(jīng)土壤微生物作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)，影響土壤有機(jī)碳含量及其組分的變化，或轉(zhuǎn)化為CO2和CH4等氣體返回大氣。應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)結(jié)合微生物分子生物學(xué)技術(shù)（PLFA／DNA／RNA－SIP）能夠定量化“新碳”在土壤碳庫中的轉(zhuǎn)化動(dòng)態(tài)及其對(duì)土壤碳儲(chǔ)量的相對(duì)貢獻(xiàn)，闡明微生物種群結(jié)構(gòu)與“新碳”轉(zhuǎn)化及穩(wěn)定性之間的關(guān)系。Lu等用13CO2對(duì)水稻進(jìn)行脈沖標(biāo)記，通過13C－PLFA圖譜分析發(fā)現(xiàn)，不同根際微生物對(duì)植物光合作用產(chǎn)物有不同的吸收特征，證明了水稻根際微生物種群與植物光合作用密切相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)土壤13C－DNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水稻ClusterIArchaea類群的核糖體RNA中含有13C，表明此類細(xì)菌可能在由植物碳源產(chǎn)生甲烷的過程中起重要作用，對(duì)全球氣候變化具有重要影響。

Bastian等定量研究了土壤外源添加小麥秸稈后，參與秸稈分解過程的（共168d，8個(gè)時(shí)間點(diǎn)）微生物種群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在秸稈降解的前期（14～28d）和后期（28～168d）細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)差異明顯，這主要是秸稈降解過程中養(yǎng)分由豐富向貧瘠轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)的微生物r選擇和k選擇的結(jié)果。另外，農(nóng)田土壤除作物光合碳根際輸入外，還存在大量的光合自養(yǎng)微生物，通過卡爾文循環(huán)固定大氣CO2合成有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)碳，對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)碳累積的貢獻(xiàn)不可忽視。而農(nóng)田土壤中參與了“新碳”的輸入、分配與轉(zhuǎn)化的主要微生物種群，及其與“新碳”轉(zhuǎn)化的相互關(guān)系如何，有待進(jìn)一步研究。SIP能夠?qū)⒐δ芎头N群分類聯(lián)系起來，在微生物生態(tài)學(xué)研究中有著巨大的應(yīng)用潛力，隨著可用底物種類的增加（N、H），SIP技術(shù)將有可能鑒定出更多在碳、氮及其他元素循環(huán)中發(fā)揮重要作用的微生物。

三、展望

穩(wěn)定碳同位素技術(shù)已在土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化、土壤中碳素的來源及其影響因素等方面得到了較廣泛的應(yīng)用。然而，我國農(nóng)田土壤碳同位素研究大多集中于對(duì)C3和C4植物碳同位素、土壤CO2和土壤有機(jī)碳的同位素組成的測定與分析，對(duì)于農(nóng)田土壤管理方式以及土壤質(zhì)地、溫度等環(huán)境條件對(duì)土壤碳周轉(zhuǎn)過程的影響機(jī)理研究還很少。另外，土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力，是土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的執(zhí)行者，但有關(guān)微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量與農(nóng)田土壤碳轉(zhuǎn)化及穩(wěn)定性之間的關(guān)系尚知之甚少。因此，有以下幾方面的問題有待進(jìn)一步的研究：

（1）利用13C自然豐度法和示蹤技術(shù)相結(jié)合，定量土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)速度，確定土壤有機(jī)碳的來源，深入研究不同農(nóng)田管理方式對(duì)農(nóng)田土壤碳素累積和轉(zhuǎn)化的影響；

（2）分析土壤13C有機(jī)碳富集的基本機(jī)制、闡明土壤13C豐度與植被類型、土壤溫度、質(zhì)地之間的關(guān)系，進(jìn)一步評(píng)價(jià)不同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳貯存潛力；

第7篇：碳循環(huán)的主要形式范文

內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)擁有強(qiáng)大的碳匯優(yōu)勢，森林與濕地固碳能力強(qiáng)。全林區(qū)森林覆蓋率76．55%，森林面積0．08億hm2、森林活立木蓄積8．87億m3，全林區(qū)濕地面積120多萬hm2，因此，固碳能力巨大;并且由于天然林保護(hù)工程的有效實(shí)施，森林面積和蓄積持續(xù)增長，使得林區(qū)固碳能力在不斷地提高;加之我國陸續(xù)推出了《中國綠色碳基金碳匯項(xiàng)目管理暫行辦法》、《中國綠色碳基金碳匯項(xiàng)目造林技術(shù)暫行規(guī)定》等政策措施，為林區(qū)建立碳匯交易市場提供了必備的政策與技術(shù)條件。目前，碳排放交易在全國已經(jīng)起步，為此，應(yīng)加強(qiáng)林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的研究，獲取相關(guān)的權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可并且可核證的森林與濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯數(shù)據(jù)，盡早摸清家底，同時(shí)，利用國家出臺(tái)的政策，制定增加碳匯的具體辦法，成立專門機(jī)構(gòu)研究此項(xiàng)工作，包括基礎(chǔ)研究和政策研究，逐步建立碳匯基金，碳匯評(píng)估機(jī)構(gòu)和交易平臺(tái)，制定一套與國際接軌、切實(shí)可行的交易規(guī)則，建立林區(qū)碳匯產(chǎn)業(yè)并且引導(dǎo)其健康發(fā)展，以此，使林區(qū)獲取新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和發(fā)展空間。

2開發(fā)好林區(qū)水資源優(yōu)勢

林區(qū)有著豐富的淡水資源，據(jù)有關(guān)資料記載每年約161121m3的淡水流向大海，合理開發(fā)利用淡水資源將給林區(qū)帶來就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。一是圍壩建庫進(jìn)行淡水養(yǎng)殖和發(fā)電;二是充分利用林區(qū)天然純凈水、礦泉水資源，建立規(guī)?；庸どa(chǎn)基地，不斷加大宣傳力度和競爭力，將林區(qū)生產(chǎn)的天然飲用水推向國內(nèi)外市場。

3搞好林區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)

聘請國內(nèi)知名專家，進(jìn)一步探明林區(qū)礦產(chǎn)儲(chǔ)備。積極招商引資，規(guī)模建礦開采，利用林區(qū)巨大的森林碳匯優(yōu)勢，讓外方出錢買排放，林區(qū)提供“可核證的排放減量”，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下有序地開發(fā)林區(qū)礦產(chǎn)資源。

4科學(xué)合理開采、利用野生經(jīng)濟(jì)植物資源

林區(qū)野生經(jīng)濟(jì)植物資源豐富，種類繁多，分布集中，資源蘊(yùn)藏量巨大。目前，以個(gè)人零散形式進(jìn)行野果、山野菜、中草藥采集，近乎掠奪性采摘，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)政策，加強(qiáng)管理，建立入山采摘許可制度，有組織開采。建立主要林下資源精深加工綜合生產(chǎn)基地，統(tǒng)一收購等，形成采集、收購、儲(chǔ)運(yùn)、生產(chǎn)及銷售規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化。加工、生產(chǎn)出特色系列產(chǎn)品，開拓銷售渠道，強(qiáng)化宣傳，為林區(qū)人民提供更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，推動(dòng)林區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。一是分析市場，針對(duì)林區(qū)可采野生經(jīng)濟(jì)植物資源現(xiàn)狀，確立林區(qū)深加工產(chǎn)業(yè)的開發(fā)目標(biāo)，集中建立有長期發(fā)展?jié)摿Φ纳罴庸ぎa(chǎn)業(yè)。以現(xiàn)代企業(yè)管理模式來提升野生經(jīng)濟(jì)植物資源的利用價(jià)值。二是林區(qū)野生經(jīng)濟(jì)植物資源豐富，合理開發(fā)野生植物資源，具有重要社會(huì)、經(jīng)濟(jì)意義。林區(qū)今后要在野生經(jīng)濟(jì)植物資源開發(fā)利用上加大力度。在保護(hù)“生態(tài)平衡”的基礎(chǔ)上，建立以野果資源加工為主的綜合加工廠。加大林下資源的有效管理，要有專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)，遵循“適時(shí)采摘、合理開發(fā)”原則，建立入山采摘許可制度。保障產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量。利用林區(qū)豐富的林副產(chǎn)品和野生植物資源優(yōu)勢，發(fā)展食用，藥用等高價(jià)值產(chǎn)品，形成林區(qū)規(guī)模化經(jīng)濟(jì)。

5發(fā)展森林生態(tài)旅游，著力打造林區(qū)旅游業(yè)品牌

第8篇：碳循環(huán)的主要形式范文

關(guān)鍵詞：高考復(fù)習(xí)；生物課教學(xué)；方法策略

中圖分類號(hào)：G630 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851（2012）-10-0180-01

一、復(fù)習(xí)計(jì)劃與方法策略制定的依據(jù)

根據(jù)對(duì)近年來《教學(xué)大綱》和理科綜合《考試說明》的學(xué)習(xí)與分析，以及對(duì)各省市生物學(xué)高考試題的研討，把握生物學(xué)高考命題思路——“遵綱不循本”，即知識(shí)點(diǎn)的考查遵循“雙綱”的規(guī)定和不超出課本知識(shí)的范圍，而能力水平的考查可以超出課本知識(shí)具體體現(xiàn)的層次水平。由此可知，《教學(xué)大綱》和理科綜合《考試說明》生物部分是高中生物高考復(fù)習(xí)計(jì)劃與方法策略制定最主要的依據(jù)。認(rèn)真分析近年的生物學(xué)高考試卷既有助于把握復(fù)習(xí)備考的方向，又有利于收集高考訓(xùn)練的基本素材，揭示生物學(xué)高考命題的新走勢，有助于我們發(fā)現(xiàn)教學(xué)和復(fù)習(xí)過程存在的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)地調(diào)整復(fù)習(xí)計(jì)劃和方法策略。

二、復(fù)習(xí)計(jì)劃安排

第一輪：以教材為主，強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)。按照考綱知識(shí)框架安排順序，以基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法的復(fù)習(xí)為主線，以夯實(shí)基礎(chǔ)為目的，主要是解決知識(shí)點(diǎn)問題。復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)該和老師的步伐保持一致，進(jìn)行逐章逐節(jié)地細(xì)致復(fù)習(xí)。

第二輪：專題復(fù)習(xí)階段的時(shí)間安排在2月到3月初，該階段的復(fù)習(xí)任務(wù)是加強(qiáng)學(xué)科內(nèi)綜合，使知識(shí)系統(tǒng)化和形成命題網(wǎng)絡(luò)（即知識(shí)塊）。這個(gè)階段的復(fù)習(xí)實(shí)際上是在分章復(fù)習(xí)和夯實(shí)基礎(chǔ)的前提下引導(dǎo)學(xué)生從新的維度對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸類和重新組合，從而達(dá)到熟練掌握知識(shí)的程度。為確保任務(wù)按時(shí)完成，我們可以確定一般每周一個(gè)專題的復(fù)習(xí)進(jìn)度，大一點(diǎn)的專題可在兩周左右完成，對(duì)于一輪中遺留的問題，在哪一個(gè)專題中，要對(duì)這塊知識(shí)進(jìn)行突擊強(qiáng)化，徹底完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，不留漏洞。另外，3月份新考綱已出臺(tái)，要進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)對(duì)照考綱，將復(fù)習(xí)重點(diǎn)向重點(diǎn)章節(jié)、缺陷章節(jié)傾斜。

第三輪：加強(qiáng)高考的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，同時(shí)要注意回歸課本，查漏補(bǔ)缺，既要注重高考的重點(diǎn)難點(diǎn)，也不能忽視高考的冷點(diǎn)；研究和領(lǐng)會(huì)各地名校模擬試題的新思路與新趨向，在模擬考試中提升應(yīng)試的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)應(yīng)試的信心。由于進(jìn)入高三后往往還要有很多考試安排，時(shí)間耽擱。因此可適當(dāng)對(duì)復(fù)習(xí)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

三、復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)方法

1.分類整理法。復(fù)習(xí)過程中，要學(xué)會(huì)概括知識(shí)要點(diǎn)，弄清各知識(shí)要點(diǎn)的來龍去脈。建立良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，是提高學(xué)習(xí)能力的根本。結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化，才能在解決問題時(shí)迅速地、有效地提取知識(shí)，當(dāng)一條路走不通的情況下，能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)找到其他的途徑，尤其對(duì)高考試題覆蓋面較廣的主干知識(shí)如新陳代謝、遺傳變異、生物與環(huán)境幾章應(yīng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)。形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有利于知識(shí)的存貯記憶，提取信息時(shí)便于搜索，應(yīng)用時(shí)便于產(chǎn)生聯(lián)系，對(duì)全面回答問題有重要幫助。構(gòu)建知識(shí)系統(tǒng)，是按知識(shí)屬性、知識(shí)間的有機(jī)聯(lián)系，對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行重組，形成個(gè)性化的知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的再認(rèn)識(shí)。

2.典例分析法。對(duì)典例的剖析，不能流于形式，更不能等同于一般習(xí)題，要從多角度、多層次進(jìn)行深入剖析，體現(xiàn)出典例的價(jià)值所在。如從題干信息給予方式、命題視角、命題與生物學(xué)理論的切入、潛在的演變方式、應(yīng)用價(jià)值等角度進(jìn)行分析，并對(duì)解題思路進(jìn)行剖析和拓展。研究近十年全國各地高考試卷，吃透高考經(jīng)典題，對(duì)高考經(jīng)典題要做到“慢學(xué)制勝”，舍得花時(shí)間和精力，務(wù)求“吃透”，使同類問題規(guī)律化，零散知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，解題思路清晰化。對(duì)高考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)更要細(xì)心加以揣摩、分析，一定要尋找出自己的答案與它的差距。這樣做有助于知識(shí)間的遷移與靈活運(yùn)用，有助于能力的全面提升，特別是表達(dá)能力的提高。

3.比較復(fù)習(xí)法。在復(fù)習(xí)中，運(yùn)用比較法進(jìn)行知識(shí)的橫向和縱向比較。如病毒與原核細(xì)胞的比較，原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較，高等植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的比較；三大營養(yǎng)物質(zhì)的來源和去路的比較，三大營養(yǎng)物質(zhì)均可來自食物，除蛋白質(zhì)外，均可貯存，均可由其他物質(zhì)部分轉(zhuǎn)化；碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)的比較，比較它們進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的途徑、形式及回到無機(jī)自然界的途徑、形式；還有光合作用和呼吸作用的比較，三大遺傳規(guī)律的比較，各種育種方法的比較等等。

4.關(guān)注熱點(diǎn)。生物課程是基礎(chǔ)課程，有很強(qiáng)的實(shí)踐性，與我們的生活實(shí)際、生產(chǎn)實(shí)際和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都密切相關(guān)。注重考查知識(shí)的實(shí)用性，在很大程度上代表了今后高考試題的命題趨勢。復(fù)習(xí)中適當(dāng)關(guān)注國內(nèi)外發(fā)生的重大事件，關(guān)注身邊的事物，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)原理以及正確的思維方法，通過比較分析，評(píng)價(jià)各種現(xiàn)象，解決各種各樣的實(shí)際問題。此外總結(jié)歸納老師講課時(shí)處理這類問題的基本方法和思路，在平常的訓(xùn)練中積累解決這類問題的經(jīng)驗(yàn)，是提高解決實(shí)際問題的有效途徑。

四、調(diào)整心態(tài)，培養(yǎng)素質(zhì)

第9篇：碳循環(huán)的主要形式范文

1.1綠色建筑的環(huán)境效益分析

目前，對(duì)綠色建筑環(huán)境效益相關(guān)的研究并不是很多，主要近幾年才開始發(fā)展。李靜和田哲[6]通過構(gòu)建綠色建筑全生命周期增量成本與效益模型，對(duì)綠色建筑節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、室內(nèi)、運(yùn)營6個(gè)方面的增量成本與增量效益進(jìn)行了研究；吳俊杰、馬秀琴等[7]通過計(jì)算住宅樓全年負(fù)荷和CO2減排量及協(xié)同效應(yīng)，計(jì)算了天津中新生態(tài)城的經(jīng)濟(jì)效益；劉秀杰[3]基于全壽命周期理論、結(jié)合外部理論對(duì)綠色建筑進(jìn)行了全面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)；楊婉等[8]結(jié)合工程實(shí)例，分析了節(jié)能改造技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益；曹申和董聰[9]分析了綠色建筑全生命周期各項(xiàng)成本和效益的內(nèi)容和特點(diǎn)，定量計(jì)算了環(huán)境效益和社會(huì)效益?！毒G色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB50378-2006[10]為在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。根據(jù)定義，綠色建筑的環(huán)境效益可以分為節(jié)能環(huán)境效益、節(jié)水環(huán)境效益、節(jié)地環(huán)境效益、節(jié)材環(huán)境效益和環(huán)境質(zhì)量改善效益。根據(jù)綠色建筑效益形式的不同，環(huán)境效益又可分為CO2減排效益、健康效益、建材壽命延長效益。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，CO2的排放量必然還將增長[11]。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署調(diào)查報(bào)告顯示，如果不是實(shí)現(xiàn)CO2減排，每十年全球的氣溫平均將升高0.3℃，人類的生存和發(fā)展將受到嚴(yán)重的威脅。綠色建筑以“四節(jié)一環(huán)?！睘槟繕?biāo)，結(jié)合當(dāng)今世界的主要環(huán)境問題，節(jié)能是重中之重，因此本文主要研究綠色建筑的節(jié)能環(huán)境效益。

1.2綠色建筑的節(jié)能環(huán)境效益分析

為應(yīng)對(duì)全球氣候變化、資源能源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的挑戰(zhàn)，人類正在遵循碳循環(huán)的概念，以低碳為導(dǎo)向，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)低碳生態(tài)城市、推廣普及低碳綠色建筑。綠色建筑通過充分利用太陽能，采用節(jié)能的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及采暖和空調(diào)，減少采暖和空調(diào)的使用等措施來達(dá)到節(jié)能目的。綠色建筑的主要節(jié)能手段[12]如下：（1）護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)最主要的內(nèi)容，護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施是指從屋面、外墻、門窗等方面采取保溫隔熱有效措施。比如通過增大門窗面積來增加采光和通風(fēng)面積，改善材料自身的保溫性和隔熱性以及提高門窗密閉性最終達(dá)到節(jié)能的效果。（2）智能化技術(shù)節(jié)能智能化技術(shù)節(jié)能是對(duì)空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、冷凍機(jī)組以及照明設(shè)施等實(shí)行最優(yōu)化的控制，以最大化地減少建筑的電能消耗。建筑能耗中，照明耗能所占比例較大，室內(nèi)外照明系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮節(jié)能光源、燈具和附件，為了節(jié)省電能消耗，綠色建筑通常采用高效的新型節(jié)能燈具，公共區(qū)域的照明采用高效光源、高效燈具和延時(shí)或聲控開關(guān)，同時(shí)注意自然采光部位的節(jié)能措施。除節(jié)能燈具外，節(jié)能措施還包括設(shè)置節(jié)能電梯、暖通空調(diào)、室溫調(diào)節(jié)器、能量回收系統(tǒng)等高效節(jié)能設(shè)備和系統(tǒng)，也需要增量成本投資。暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)控制設(shè)備的能效化比、管網(wǎng)系統(tǒng)的輸送效率。設(shè)置集中采暖或空調(diào)系統(tǒng)的建筑可以安裝新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)能量加以回收利用，能夠取得相對(duì)客觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。（3）可再生能源節(jié)能可再生能源是指能夠重復(fù)產(chǎn)生的自然能源，包括太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能、生物質(zhì)能等，是一種符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的新型非燃料型能源系統(tǒng)。綠色建筑利用的可再生能源通常是太陽能和地?zé)崮?，是最易獲取的再生能源。

2蘇州市節(jié)能環(huán)境效益分析

2.1主要研究方法：市場價(jià)值法

市場價(jià)值法是按市場現(xiàn)行價(jià)格作為價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)以確定自然資源價(jià)格的一種資源評(píng)估方法。它是比照與被評(píng)估對(duì)象相同或相似的資源市場價(jià)格來確定被評(píng)估資源價(jià)值的一種方法。本文主要通過比較綠色建筑和基準(zhǔn)建筑的能耗，計(jì)算得到截至2012年底蘇州市綠色建筑節(jié)約的能耗量；然后將能耗轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)煤以及CO2排放當(dāng)量；根據(jù)CO2市場價(jià)格來計(jì)算獲得的效益。通過這種方法既可以直觀看到綠色建筑節(jié)能導(dǎo)致的CO2減少量，這將減少溫室效應(yīng)的程度；同時(shí)還能得到綠色建筑節(jié)能帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2CO2交易價(jià)格

清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）是京東議定書規(guī)定的3種靈活履約機(jī)制之一，發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家實(shí)施的一種碳交易機(jī)制，也是目前中國唯一的碳交易機(jī)制，因此參考目前“清潔發(fā)展機(jī)制”CDM項(xiàng)目可用于交易的“核證的減排量”（CERs）參考合同價(jià)格[13-14]。由于本文研究的是2012年之前的環(huán)境效益，所以參考2012年劉秀杰[5]的論文，當(dāng)年CO2的減排價(jià)值約為160元/t。

2.3基準(zhǔn)建筑

《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005[1]中將20世紀(jì)80年代改革開放初期建造的公共建筑作為比較能耗的基礎(chǔ)，稱為“基準(zhǔn)建筑”。

2.4數(shù)據(jù)處理

本文直接獲取的有用數(shù)據(jù)包括綠色建筑的申報(bào)建筑面積、建筑總能耗、節(jié)能率。申報(bào)建筑面積有85個(gè)有用數(shù)據(jù)，建筑總能耗有50個(gè)數(shù)據(jù)，節(jié)能率有56個(gè)數(shù)據(jù)（由于文章篇幅有限，在此不一一列出）。截止2012年底蘇州市85項(xiàng)綠色建筑總面積為285.075萬m2，具體如表2所示。數(shù)據(jù)整理后，總共有36組有用數(shù)據(jù)。經(jīng)計(jì)算，綠色建筑單位面積能耗范圍為13.14kWh/m2a~154kWh/m2a，相應(yīng)的基準(zhǔn)建筑單位面積能耗范圍為37.38kWh/m2a~346.03kWh/m2a。它們在每段范圍的分布如圖5和圖6。其中單位面積能耗和基準(zhǔn)建筑總能耗的數(shù)據(jù)可以通過公式（1）、（2）計(jì)算：單位面積能耗=建筑總能耗/申報(bào)建筑面積從圖中可以看到，不論是綠色建筑還是基準(zhǔn)建筑，單位面積的建筑能耗分布不均勻，因此在本文中采取加權(quán)平均的方法獲得綠色建筑和基準(zhǔn)建筑的平均單位面積能耗，具體的比例以及能耗見表3。根據(jù)表3，則綠色建筑和基準(zhǔn)建筑的平均單位能耗分別為：綠色建筑平均單位面積能耗=ΣX·E=48.49kWh/m2a基準(zhǔn)建筑平均單位面積能耗=ΣX·E=131.78kWh/m2a則蘇州市2012年底之前綠色建筑比基準(zhǔn)建筑節(jié)約的總能耗為：（131.78-48.49）×285.075=2.37×108kWh/a相當(dāng)于減少使用標(biāo)煤2.9×104t，減少排放CO27.54×104t。根據(jù)2012年CO2的減排價(jià)值知道截止2012年底，蘇州市綠色建筑的環(huán)境效益為1.21億元。

3結(jié)論