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

独家策划

推荐阅读
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
长久以来,古生物学界与教科书普遍认为琥珀皆源自种子植物(裸子或被子植物),最古老的确切记录定格在美国约3.2亿年前的石炭纪晚期。
2026-10-15 09:48
在芯片制造、航空发动机等高端硬核制造领域,技术迭代具有长周期、累积性、阶梯式特征,遵循循序渐进、层层突破的线性攻关规律。新征程上,持续深耕创新生态建设、迭代升级现代化创新体系,必能培育形成扎根中国、联通世界、内生增长、开放共生的创新新格局。
2026-10-15 09:46
受困于“小散弱”的格局,长期以来,我国科技期刊在国际学术传播体系中缺少属于自己的“拳头产品”与平台话语权——“在精品化发展方面,经过70余年积淀,我国已形成以《中国科学》《科学通报》《国家科学评论》等刊群为代表的高水平期刊方阵。
2026-10-15 09:45
AI时代,科研的“源头活水”是什么?不是算力,不是数据,而是人对未知世界的好奇与追问。
2026-10-14 11:28
截至8月末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数7.04亿户,比上年末净增1365万户;三家基础电信企业及中国广电的移动电话用户总数18.49亿户,其中5G移动电话用户13.11亿户。
2026-10-14 09:34
自然资源部会同国家发展改革委12日发布《矿产资源目录》。自然资源部矿产资源保护监督司负责人表示,矿产资源目录是矿产资源管理制度的重要基础,是制定矿产资源规划、实施矿业权管理、规范矿产资源勘查开采行为、征缴矿产资源税费、制定产业政策等工作的依据。
2026-10-14 09:40
与共康村相邻的巴达村,是第一批参与试种的村,也是西藏首个高海拔水稻实测亩产破千斤的村子,村民把“海拔3175米种水稻”写进村史。一粒水稻种子,不只改写了亩产数字,更改变了“西藏水稻只能在察隅、墨脱海拔1500米以下种植”的历史,为高原水稻纳入地方主粮增添可能。
2026-10-14 09:41
如今,AI正改变许多行业的底层逻辑,固守单一思维模式将面临严峻挑战,文理兼备、跨界融合才是稀缺能力——既有理科生的技术思维和逻辑能力,又有文科生的人文洞察和情感素养。未来更有竞争力的,可能不是最典型的文科生或理科生,而是既有专业深度,又能跨学科解决问题的人。
2026-10-14 09:48
不久前,在海南三亚崖州湾科技城,一场名为“青年π”的海洋主题对话临海开讲。高频下潜试出的不只有装备可靠性,也不断刷新人们对深海的认识。同一园区,由哈尔滨工程大学南海研究院孵化的海南水之声海洋科技有限公司,正给海洋装备搭水下“Wi-Fi”。
2026-10-14 09:49
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
加载更多