1月31日上午,由科技部基础研究管理中心和中国科协学会学术部共同主办,科技导报社和《中国基础科学》杂志承办的2007年度"中国基础研究十大新闻"在京揭晓并颁奖,刘再华研究员的成果:"发现全球水循环中的溶解无机碳可能是一个重要的碳汇"入选"2007中国基础研究十大新闻"。
化石燃料燃烧和水泥生产向大气排放的CO2(源,达79亿吨碳/年)显著改变了全球碳循环(其中大气碳增加约32亿吨/年),并诱发了全球变暖问题。由于缺少对离开大气的CO2去向(汇,其中海洋碳汇约19亿吨/年,故存在约28亿吨/年的所谓“全球遗失碳汇”-the global missing carbon sink) 的充分了解,因此不同排放情况导致的对大气未来CO2变化的预测也不能确定。这又反过来削弱了能源政策(如节能减排)和气候变化之间联系的认识。
全球碳循环的源汇不平衡是当前世界碳循环研究的焦点。 然而,关于全球CO2汇的位置、大小、变化和机制目前仍不确定,还存有很大争议。目前的研究主要集中在有机碳循环(如土壤和森林碳汇等 ) ,而对无机部分,特别是与全球水循环(包括大气降水、地表径流、土壤入渗和地下径流等 ) 有关的碳循环关注不够。 虽然已经研究了碳酸盐岩地区(占全球陆地面积的12%)岩溶作用无机碳循环,但未考虑世界上更大面积非碳酸盐岩地区土壤碳酸盐溶解以及降水对全球大气CO2汇的贡献。此外,目前的研究还 未充分考虑水生生物,特别是淡水生物光合作用对溶解无机碳利用的贡献。
刘再华研究员在广西、贵州、陕西、北京、辽宁等全国十余个观测站一至十余年野外观测数据证明的基础上,经过理论计算 探讨了所有碳酸盐溶解无机碳(DIC)对全球碳循环的贡献,并给出了框架性可能的重要碳汇效应。 相关成果发表在2007年10月出版的《科学通报》第20期上
(具体参考:科学通报,2007,52(20):2418-2422)
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在研究中刘再华发现,全球水循环可能产生重要的碳汇,高达约8亿吨/年,占"全球遗失碳汇"的29% 。它是由水对CO2的溶解吸收形成的,并随着碳酸盐的溶解及水生植物光合作用对溶解 CO 2 的消耗的增加而显著增加。这部分碳汇中有5.2亿吨/年通过海上降水(约2.7亿吨/年) 和陆地河流 (约2.5亿吨/年)进入海洋,有约1.6亿吨/年再次释放进入大气,还有约1.2亿吨/年储存在陆地水生生态系统中。随着全球变暖导致的全球水循环的加强、大气中CO2和碳酸盐粉尘的增加,以及陆地植被的增加,未来由全球水循环产生的CO2汇也可能增加。总之,全球水循环、碳酸盐(岩)的风化溶解和水生植物的光合作用,三者共同构成了对大气CO2的调节。这些物理、化学和生物作用过程共同提供了一个负的气候反馈机制,降低了大气CO2增加对气候的影响。
有关专家对本研究发现给予了很高评价,认为"研究者选用的方解石快速溶解动力学参数合适,由此做出的理论计算、取得的结论是可信的。这一研究发现对碳汇的理论计算作了一个示范, 为寻找遗失的碳汇提出了一个新的方向,将会影响到全球变化研究依据的数据,因而具 有重要的理论意义和实用价值"。
"中国基础研究十大新闻"评选活动旨在加强对我国重大基础研究进展的宣传,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,促进全社会对基础研究的理解、关心和支持,注重基础研究方面新闻的原创性、新闻性和广泛的社会影响。 参加评选的读者包括中国科学院院士、中国工程院院士、 "973"计划项目首席科学家和国家重点实验室主任等近二千位专家。
2007年最终入选“中国基础研究十大新闻”的新闻分别是:1.我国首颗探月卫星嫦娥一号发射成功并顺利传回探测数据;2.在多光子纠缠和光学量子计算的实验方面取得新进展;3.合成出室温条件下具有超大塑性的块体金属玻璃材料;4.找到保存在滞育卵囊中的胚胎化石和 6.3 亿年前的动物化石;5.合成出具有高电氧化催化活性的二十四面体铂纳米晶;6.证实 CASP8 基因启动子的一个六核苷酸插入 / 缺失多态与多种癌症易感性相关;7.揭示出多巴胺--蘑菇体环路在果蝇基于价值抉择中的调控作用;8.发现 β 抑制因子 -1 是调节CD4+T细胞存活和自身免疫性的关键因子;9.证实大熊猫仍存在较高的遗传多样性和进化潜力;10-A.在声子晶体中实现声波的双负折射;10-B.发现全球水循环中的溶解无机碳可能是一个重要的碳汇。最后两项因得票数一致,并列入选。
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