点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:揭秘岩溶碳汇:永不停息的捕碳能手
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

揭秘岩溶碳汇:永不停息的捕碳能手

来源:科普中国2024-07-03 09:43

  全球岩溶分布面积为2200万平方千米,占陆地面积的15%,全球碳酸盐岩风化溶解产生的碳汇通量为5.5亿吨/年,相当于全球森林碳汇通量的33%、土壤碳汇通量的70%。2019年11月,生态环境部发布《中国应对气候变化的政策与行动2019年报告》,在“增加碳汇”部分,将“自然资源部积极探索人工造林种草、土壤改良、外源水灌溉及水生植物培育等4种增加岩溶碳汇的方法”纳入其中。这意味着岩溶碳汇在实现应对气候变化、努力增加碳汇等目标中将发挥重要作用。

  想了解岩溶碳汇,我们应首先了解两个概念:碳汇和岩溶。所谓碳汇,是指通过植树造林、植被恢复等措施,吸收大气中的二氧化碳,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。包括陆地生态系统碳汇、海洋碳汇和地质碳汇。岩溶,亦称喀斯特,是水对可溶岩(主要是碳酸盐岩)的化学溶蚀作用为主,伴随水的侵蚀、沉积作用,以及岩体的重力崩塌作用所形成的景观、现象及其作用过程的总称。其中,碳酸盐岩风化消耗大气中的二氧化碳被称为岩溶碳汇,岩溶碳汇属于地质碳汇,在此过程中,大气圈中的二氧化碳被不断移出,以HCO3-的形式进入到水圈,从而起到碳汇的效果。

揭秘岩溶碳汇:永不停息的捕碳能手

喀斯特地貌

  岩溶碳循环潜力巨大,但是循环过程却是悄无声息。碳酸盐岩是可溶岩,其风化溶解速率是硅酸盐岩的几十倍到百倍。通常情况下,雨水溶解大气和土壤中的二氧化碳,生成碳酸,随后碳酸溶解碳酸盐岩,生成含HCO3-和Ca2+的岩溶水体。在此过程中,大气圈的二氧化碳被不断移出,以HCO3-的形式进入到水圈中,起到了相应的碳汇效果。碳酸盐岩风化驱动无机碳循环产生的碳汇十分隐蔽,根本原因是碳酸盐岩在地质历史时期形成于温暖、见光、清洁的浅海环境中,其溶解过程也是通过清澈、透明的岩溶水展现的,因此,岩溶碳循环过程是静悄悄的。

揭秘岩溶碳汇:永不停息的捕碳能手

喀斯特形态--钟乳石

  流域尺度岩溶碳循环通常包括三部分:发生、迁移和转化,70%~80%的岩溶碳循环发生在浅表层的岩溶表层带,只有少部分发生在地下河和地下洞穴中。富含HCO3-的岩溶水在迁移过程中,在洞穴里,因为过饱和发生化学沉积(钟乳石形成),少部分HCO3-转化为二氧化碳逃逸到洞穴空气中,更多的HCO3-的随地下水的流动,以泉、地下河的形式流出地表,被携带到江河、湖泊和海洋中,部分碳会随着沉积作用沉入水底,这些高浓度无机碳含量的岩溶水,刺激水生植物进行光合作用,使部分无机碳转化为有机碳。

揭秘岩溶碳汇:永不停息的捕碳能手

喀斯特形态--钟乳石

  需要指出的是,岩溶碳循环发生的驱动力是水和二氧化碳,在不同气候类型下,温度、降雨条件、CO2浓度、植被覆盖率、土壤成分、地下空间等条件的不同,碳汇发生的强度存在差异性,在人为干预改变驱动力的情况下,岩溶碳汇还可以增加。

  我们可以通过植被恢复、土壤改良、外源水作用及增强水生植物的光合作用等方式来增加岩溶碳汇。第一,植被恢复。植被恢复可以增强土壤呼吸作用,提高土壤二氧化碳浓度,使得地下岩溶碳汇大幅度增加,同时也能使地表生物碳汇通量增加。第二,改良土壤。岩溶碳汇的碳主要来自土壤二氧化碳,人为改良土壤,可以增加土壤生物的活性、土壤孔隙度,增加土壤二氧化碳循环即可强化岩溶碳汇效应。第三,重视外源水的作用。来源于硅酸盐岩区的外源水具有很强的侵蚀力。典型流域监测结果显示,桂林毛村地下河流域,上游非岩溶区的水流经岩溶区后,岩溶水碳通量增加近10倍;漓江流域的监测结果显示,当小流域中碳酸盐岩分布面积在50%左右时,外源水对岩溶碳汇影响最大。第四,增强水生植物的光合作用。岩溶水中的碳酸氢根离子能给水下植物光合作用提供必需的碳,钙离子不仅是水生植物生长必须的矿物元素,同时能促进水生植物对无机碳的利用,岩溶水对水生植物产生“施肥效应”。水下植物光合作用消耗水中碳酸氢根离子,将其中的碳转化为稳定的有机碳,同时降低水中碳酸氢根离子的浓度,维持岩溶水体中的碳迁移过程的稳定性。

  我国岩溶地貌广泛分布,岩溶碳汇对我国实现“双碳”目标有重要意义。2021年10月,《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、国务院《2030年前碳达峰行动方案》,提出了“积极推动岩溶碳汇开发利用”“开展岩溶碳汇本底调查”的碳汇能力巩固提升行动,岩溶碳汇作为实现“碳中和”的重要技术手段纳入国家“双碳行动”顶层设计。这将有助于充分发挥岩溶碳汇应对全球气候变化方面的潜在作用,为生态文明建设和可持续发展贡献重要力量。(文/韦延兰,中国地质科学院岩溶地质研究所助理研究员;王莉,中国地质图书馆副研究员;李文莉,中国地质科学院岩溶地质研究所副研究员)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 我国成功发射卫星互联网低轨27组卫星

  • 第十二届北京国际老龄产业博览会开幕

独家策划

推荐阅读
搭载“蛟龙”号载人潜水器的“深海一号”船近日从福建厦门起航,赴南太平洋执行中国大洋100航次第二航段科学考察,这也是“蛟龙”号首次在南太平洋开展调查作业。
2026-10-10 07:18
日前,中央网信办通报该专项行动第二阶段工作成效,累计清理违法违规信息561万余条,查处账号4.9万余个,处置违规网站、应用程序等2400余个。
2026-10-10 07:16
在台风“扎堆”出现的状态中,有一个“巧合”引起广泛关注:今年第9号台风“巴威”、第13号台风“白海豚”、第18号台风“沙德尔”相继登陆浙江省台州市玉环市坎门街道,上演罕见的台风登陆“帽子戏法”,创下新的华东沿海台风登陆气象纪录。
2026-10-10 07:15
近年来,我国持续强化危险化学品应急救援队伍建设。目前,全国已建成580支、4.1万余人的危险化学品应急救援队伍,国家层面建成45支国家级危险化学品应急救援队伍,基本实现重点化工区域、重大风险点位应急救援力量全覆盖,应急快速响应、就近高效处置能力不断提升。
2026-10-10 07:09
看着货架上让人眼花缭乱的食品,你会怎么挑?相信不少人都会第一时间翻看配料表。事实上,配料表的长短可不是“安全标尺”,并不和食品品质挂钩;同样,食品添加剂的种类繁多,也并不意味着有害和超标——
2026-10-10 07:06
记者邓晖从清华大学获悉,该校物理系丁世谦团队近日利用自主研制的148纳米连续波真空紫外激光,以及与合作团队共同研制的掺钍-229氟化钙晶体,实现钍-229核跃迁吸收光谱测量,并将激光频率稳定锁定至核跃迁,实现核光钟运行。
2026-10-09 10:02
获嘉县艳阳天农业服务专业合作社理事长徐方子站在试验田的地头,轻点手机屏幕,电动阀应声开启,水肥顺着滴灌管线精准送达每一株玉米根部。从“会种地”到“慧种地”,从中原粮仓到国人餐桌,河南把创新嵌进农业家底里,让老把式用上新技术,让泥土地长出新生意。
2026-10-09 10:03
国家卫生健康委、国家发展改革委近日印发《医疗康复护理扩容提升工程实施方案》。根据方案,“十五五”期间,原则上支持每个省份建设至少1个康复或护理临床重点专科,省级、设区的市级临床重点专科建设向康复、护理专业倾斜。
2026-10-09 10:05
题:新就业形态劳动者权益保障新规回应哪些关切 随着依托互联网平台就业的新就业形态劳动者数量持续增长,新就业形态劳动者权益保障办法将着力保障该群体合法权益,推动新就业形态健康发展。
2026-10-09 10:07
作为区域性的综合农业服务枢纽,现代农事综合服务中心可以统筹农技、农资、农机、加工、物流、销售等服务能力。“十五五”期间,数字乡村、智慧农业既要持续加强技术研发,也要更加重视通过完善的服务体系把数字化、智能化能力送到田间地头。
2026-10-09 10:11
9月24日,江苏苏州太仓市沙溪镇虹桥村连片稻田里,晚稻正值灌浆关键期,预计10月下旬即可开镰秋收。自此,太仓全市366台粮食烘干设备实现清洁热源100%全覆盖,秋粮归仓的“最后一公里”即将全程用上绿能。
2026-10-09 10:14
你知道吗,复杂的电路系统也可以“纺”进柔软的纤维里,编织机器人电子皮肤成为可能。
2026-10-08 09:26
全球河流每年向海洋输送多少微塑料?答案是约26万吨。河流是陆源微塑料进入海洋的重要通道之一,但全球河流一年到底输送了多少微塑料,这些污染又集中在什么时候入海,一直缺少可靠估算。
2026-10-08 09:18
水稻的生长发育涉及不同类型细胞的协同作用。
2026-10-08 09:17
一粒黄豆,如何酿成一瓶“智慧”酱油?一把原丝,怎样织就全球棉纺织行业首座“灯塔工厂”?一颗玉米,又如何扛起粮食安全的分量?
2026-10-08 09:16
在分子的镜像世界里,生命体系的某些关键分子,为何偏爱其中一种模样?
2026-10-08 08:30
根据国家气候中心监测,9月以来赤道中东太平洋海温持续增暖,为有监测记录以来候和旬尺度海温指数首次突破3摄氏度,海温指数峰值预计出现在11月前后,形成一次有监测记录以来最强的超强厄尔尼诺事件。
2026-09-30 09:45
这里,冬季寒冷漫长,寒凉气候、偏少降水、无霜期短的自然条件,难以形成规模化的城市聚落。对于传统农牧业,年均气温低、无霜期短意味着作物生长期受限;而对数据中心来说,这也是天然冷源。
2026-09-30 09:44
9月29日,中国科学院在京召开新闻发布会,正式发布“科学前沿极限突破计划”及其首批项目,向“极宏观、极微观、极端条件和极综合交叉”方向发起冲击。
2026-09-30 09:38
中国科普研究所经过深入调查研究,形成《全国科普事业发展报告(2026)》,全面展示我国科普事业持续发展壮大所取得的成就。
2026-09-30 09:32
加载更多