碳循环论文参考文献

低碳环保的城市其实就是一种比较复杂的低碳经济的发展方式，这是我为大家整理的低碳生活的科技论文，仅供参考!低碳生活的科技论文篇一 探讨低碳环保城市规划设计 摘要：生态城市规划建设是促进人与自然和谐共处的良性规划，基于这种情况，必须立足长远，特别是设计人员在设计中要坚持生态原则，通过实现现代城市规划的发展目标，满足人们的生活需求和城市增长需要。本文对低碳环保的城市的规划进行了分析探讨，仅供参考。 关键词：城市规划;低碳环保;发展 中图分类号：TU984 文献标识码： A 一、低碳环保城市的概述 低碳环保的城市其实就是一种比较复杂的低碳经济的发展方式，并且通过改变人们的消费理念和社会经发展形式，从而提高人们的生活质量，保障人们的生活水平，与此同时也要做到减少城市发展过程中碳的排放量，随着社会的不断发展，人们生活的环境也在不断的恶化，出现了大气污染、气候变暖等情况，此时，人们对低碳环保理念的发展也逐渐的产生兴趣，受到越来越多的人民群众的关注，也是城市可持续发展必不可少的。由于气候变暖很大一部分的可能性是由人们的活动造成的，所以在进行城市规划与建设时，应该大力宣传低碳环保的重要性，促进城市向低碳城市发展的进程。 二、生态城市规划的重要性、必要性 1、生态城市规划的必要性 当前，我国面临着水土严重流失，森林植被锐减、水资源匮乏、水体、大气污染严重等现象，这些现象同时又影响了城市化发展进程，也直接影响了经济发展和社会进步，而生态城市化建设是本着保持生态平衡促进环境良好的规划，既减轻环境负担又给人们创造舒适的居住环境。 2、生态城市规划的重要性 城市不仅要满足人们生产生活的需求，还要满足生理、精神生活需求，是居民生活的重要载体。所以，在城市规划过程中要考虑环境与生态协调和谐发展，从而，生态城市的概念应运而生，随着人类 文化 文明的不断进步和发展，人们对生态自然的追求和品质生活的向往也越来越高，生态城市的发展能够促进人与自然的和谐进步、经济稳步发展的生态良性循环，生态城市规划设计是一项可持续发展的计划，更是一项利国利民、时间久远、意义重大的任务。 三、生态城市规划的原则 生态性。在城市规划过程中，通过衡量环境承载能力，合理利用自然条件，根据城市发展规划因地制宜，加大城市绿化面积，优化水资源，减少噪音污染，着重保护自然环境和生态平衡。 经济性。生态化城市规划既能促进经济增长，又能在一定程度上使数量和质量增加，并在原有城市发展的基础上，推动经济发展，生态环境的经济性需要是减轻对人类健康和环境的危害，提高资源的再生和综合利用率，改进生产技术和生产工艺、使用清洁能源和高效率的设备、改善管理维护的 方法 都是促进城市经济增长的办法。 可持续性。从长远来看，生态城市规划是实现未来发展的目标，考虑到现在整个城市的生态平衡性和完整性，兼顾历史和原有城市本色，在发展过程中，不破坏原有生态系统，整体为城市规划需求服务。 科学性。科学合理的设计和规划生态城市，能满足人们生活和精神需要，充分体验城市整体功能，经过全方位调查和研究，结合城市生态系统的具体情况，从以前单一的绿化变为注重人们对居住环境的感受和注重城市建筑实用性、美观性。 四、低碳城市与碳的排放 随着城市的发展，全球气温在逐渐的变暖，那到底是什么原因导致了全球气温的变化?这就成为我们研究的关键所在。从社会发展的方面看，在过去的很长一段时间内，由于社会发展的需求，工业化革命的发展导致大量的化石燃料的使用，使得全球的二氧化碳的排放量日益的增加，目前，还有持续增加的趋势。从碳的排放源头来看，在人口密集、交通、建筑、工业都发达的城市中，其对碳的使用与排放都是高消耗的，根据统计数据，全球的大城市能源的消耗占全球的75%，二氧化碳的排放量占全球的80%，最终，碳的排放量主要来源于居民生活、城市交通、工业发展三个方面。人为的二氧化碳的排放主要来自交通运输、居家取暖做饭、火力发电、金属冶炼等方面。 从自然的科学角度看，土地覆盖率与土体利用的变化、太阳的活动强度、海洋的作用等都是导致气候变暖的因素。其中有不少人为的因素的存在，例如，土地的覆盖与使用的变化，尤其是进入工业化的时代后，城市的发展可能是直接导致气候变暖的重要原因之一。总而言之，城市低碳环保理念的提出已经成为减少碳的排放量的关键所在。为了能更好的应对气候的变暖和能源的危机，研究城市的低碳环保是必不可少的，我们要努力建立一个低排放、高效率的低碳城市，通过对产业的调整和发展模式的改变，合理、有效的促进低碳城市的发展。低碳城市的发展不仅仅是对未来发展的一种约束，同时也是对快速跨入城市低碳发展模式的契机，从而减少气候的改变，增加经济效益。 五、城市规划中低碳环保理念的应用 1、低碳生活 低碳生活实际上就是指生活中所耗费的能量的减少，进而降低碳的使用，减少二氧化碳的排放。并且通过对社会生活时能源与物质的消耗的减少、废弃物与垃圾的减少，实现减排节能的作用，提高低碳城市的发展。崇尚简朴的生活，尽量避免资源的浪费，政府应当鼓励宣传人人都要做到低碳的生活方式，促进低碳理念的发展，改变以往的不良习惯，为低碳城市的发展做出一份贡献。 2、低碳交通 (1)想要进行城市交通的低碳应当考虑到交通条件的内部优化。实际上就是对城市的交通进行系统的、完善的规划，并且制定出相应的交通规划，在以节约能源与资源的基础上，尽量做到最大限度的减少碳的排放量。还应当在满足人们的日常交通生活的基础上，尽可能的减少城市的压力。例如，有些城市的做法就是相当可取的，在城市建立基础道路以外，建立相应的快速道路，比如地铁等，同时也要加强公交系统的完善，提高城市交通的高效性，从而减少碳的排放。也要对环保型交通设施研究与探索，增加低碳理念在城市交通建设的使用，增加城市的低碳规划。 (2)做好城市交通规划的外部协调。把城市的交通规划和城市的一些其他政策进行协调，并以交通规划来支持土地的规划，并且把低碳城市的理念深入到规划中。进而进行全方位的对城市交通的发展以及城市现状进行合理的分析，并进行合理的完善。真正做到实现城市交通的减排和节能，到达低碳城市发展的需求;建立合理的体制进行相应的管理，不断提高人民的综合素质，培养生活居民的低碳交通的意识，形成完善的交通观念，促进低碳城市的发展。 3、低碳产业 产业结构是衡量经济发展与经济整体素质的重要指标，也是决定经济增长方法的重要因素，同时也是能源发展需求的重要成分。从工业结构的方面分析，重工业产生的排放物比较多;从产业结构分析，服务行业的能源消耗强度相对比较低，而工业的能源消耗强度相对较大。所以要通过降低二氧化碳的排放量与提高附加值的方法来拉动低碳化的发展。一方面，增大对高耗能产业的控制力度，降低碳的排放量;另一方面，提高生产方式的创新，以资源节约、循环的经济方式来改变以往的产业经济，提高产业的技术水平，最大限度的减少碳的排放，也要把低碳环保的生活理念引入到城市的产业调整中，积极的开展循环型经济的策略，改变固有的产业结构，从而促进低碳城市经济的形成，增加城市的发展。 结束语 随着社会的飞速发展，城市的建设问题已经逐渐引起了社会各界的关注，但是随着气候变化的影响，碳排放量的的增加已经影响着全球气温的攀升，所以碳的排放与城市的规划息息相关，因而，发展低碳环保的城市规划策略已经逐渐发展为城市建设必不可少的重要手段，有利于促进城市的减排、节能，从而降低空气污染。目前，我国城市规划的发展体系，是建立在促进国民经济发展的前提下，我国正处于经济快速发展的时期，碳的排放量也逐渐的增加，进行低碳环保的城市规划策略也是我国经济发展的关键所在。 参考文献 [1]云利波，魏延军.基于城市规划管理对城市规划设计的影响[A].科技部.2014年全国科技工作会 议论文 集[C].科技部：，2014：1. [2]时蒙蒙.山东省低碳生态城市发展战略研究[D].山东师范大学，2014. [3]刘存发，刘芳.分析基于低碳理念的城市规划设计策略[J].中外建筑，2014，04：72-73. [4]刘羽佳.论城市规划设计如何体现环保节能[J].石油石化节能，2014，05：58-59. 低碳生活的科技论文篇二 浅谈低碳环保简约别墅设计 摘要：气候变化使人们更加认识到发展低碳经济的重要性。随着低碳理念在国内的大肆宣传与低碳经济在国内的大力发展,低碳设计一词也应运而生,并成为21世纪全世界最热门的话题之一。目前，我国的建筑节能设计重点往建筑设计中的低碳设计方向发展，这样能够增强我国的能源可持续发展战略。别墅景观设计是一个重要方面，其对于设计水平的高低有着很大的要求，在别墅设计中贯彻低碳环保简约的理念，对于别墅设计的发展有着重要的意义。 关键词：低碳环保简约;别墅设计;方法 中图分类号：TU2文献标识码： A 引言 随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，建筑材料已经从简单几类发展到品种繁多，但是，由于我们以前的环保意识不是很强，因而导致了工业的污染，资源的浪费，环境的破坏。比如私自乱开矿厂，野蛮地开垦耕地，塑料制品的随意乱扔和焚烧，垃圾的乱倒，树木的乱砍滥伐，等等，造成了环境的污染。因此，当代新型的低碳环保材料就更应该引起人们的重视。以前，人们运用的装饰材料主要注重的是外观和功能性，但现在不但要有功能和使用性，而且应该具备环保性和二次利用的功能。时至今日，环保、绿色、低碳的设计理念已经成为了别墅设计的主旋律。 一、别墅的简约环保低碳 自20世纪60年代出现了别墅设计中的简约主义。著名现代主义建筑与设计大师迈斯・凡德洛提出了一句经典设计 名言 “少即多”(Lessismore)，可以说是简约主义的一个重要的宣言。它可以删繁就简，并且以获得建筑本质元素的再现，在获得简洁明快的空间的同时，往往隐藏着复杂精巧的结构。简约主义的唯美不但在西方现代美学得以延伸，在东方也有继承和发扬。在现代的生活中我们承受了过多的压力，人们渴望拥有自由，回归自然的生活环境和氛围。让我们的心趋向平和，自然，纯净。简约的生活态度，环保的生活环境，低碳的生活品质，已达到人与自然相和谐。 二、别墅建筑设计中涉及的“碳” 我们经常会忽略到,二氧化破的排放总量中,建筑行业就占到了50%,远高于工业领域和运输领域。别墅建筑的低碳设计指的是在整个别墅的建设过程中，利用景观的资源优势，减少人工材料的运用的一种设计方式，从而使得二氧化碳的排放量尽量减少，达到低碳的目的。如今,低碳建筑设计已经慢慢成为国际建筑行业的主流趋势。“低碳经济”的概念首次提出是在2003年英国出版的能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》中。低破经济细细说来,就是在可持续发展观的支持之下,通过新能源开发、产业转型、制度创新、技术创新等多种手段,最大可能地降低石油、煤炭、天然气等含碳量高的能源消耗。通过减少温室气体的排放,以期达到保护生态环境和发展经济社会双�效果的一种经济发展形态。 三、低碳环保设计理念 (一)能源组合优化 关于能源组合的优化，主要是对一些新兴能源的合理利用，尽可能地减少矿产资源的消耗量，从而方便人们对大气污染气体排放进行有效的控制，而且在我国工业发展的过程中，人们也可以采用相关的技术来对其燃煤设备进行适当的改造，这样不仅降低了工业生产的成本，还有利于自然环境的保护。 (二)节能 节能一直是近年来人们关注的话题，而且随着科学技术的不断进步，人们也研发了许多新兴的节能设备和技术，而在别墅设计的过程中，人们也可以将这些节能设备和技术应用到其中，使得建筑耗能量可以得到有效的控制。而且议计师们也可以通过叶科学技术和自然条件的紧密结合，进而满足低碳建筑结构的节能、通风以及自然采光的相关要求。不过，由于不同的地区其气候条件也存在着一定的差异，因此在对其结构进行设计时，设计人员也应该根据当地的气候条件，采用适当的技术手段来对其进行节能处理。 (三)节约资源 对于建筑节能材料和技术的采用，在低碳环保的别墅设计中也有着十分重要的意义，它不但可以对别墅的结构进行优化，降低对自然资源的浪费，还有效地提高了资源的利用率。 四、低碳环保技能设计方法与技术 (一)设计与自然地形的结合 在别墅景观设计中采用低碳环保简约的手法，是指在特定的地形内创造一个具有形态、形式因素构成的较为独立的、具有一定的社会文化内涵、有观赏功能、改善环境及使用功能。可以通过其内涵，引发人的情感、意趣、联想、移情等心理反映。即所谓景观效应。别墅景观设计必须要合理的利用地形，所选的地段要平坦、或缓缓凹地起坡、或险峻陡峭。以便减少土方工程工作，将别墅的每个部分与所处地段的起伏的地理进行有机地结合。这是别墅景观设计的重要环节之一，地势平坦是建筑平面灵活布局的有利条件。虽然坡地有时带给设计师在空间设计一定的难度。但在景观设计中恰恰也能有针对性地利用空间特性和运用设计者空间想象和设计能力，成为创造出优美建筑造型的有利因素，使得建筑更为活泼和富有表现力。 (二)设计与环境景色的交融 生态别墅户外的环境设计除了满足观赏的需求，在建筑景观上往往要设计一些自然环境的景色。除此以外还要设计多处风景优美的郊外配套设施，也要配色设计实现环境景色锦上添花。这些集借景、用景、造景、点景为一体，把别墅的景观与自然充分融合，使居住者拥有一种置身在大自然中的美感，同时体现了建筑与自然环境之间微妙的的流畅感，真正体现生态理念。晴帘纵秀、山岭岩崖、青石绿树，这些大自然景观勾划出的画面可以说是别墅占有地段得天独厚的优越条件，还为其他的建筑景观所共享，建筑师可以充分利用其自然环境景色的特点，使居住者能观赏到周边的旖旎风光。 (三)借景造景手法的运用 景观设计里运用静态的“借景”与动态的“造景”是目前别墅景观设计中最基本的2个要素，“借景”即借用外部的景色资源，如山间小溪“人文景点”。“造景”则是营造社区内部已有的景点，改良已有的居住环境。两者互相谐调，构成了所谓的双景别墅，这也是很多别墅项目的重要卖点。在社区内部景观的营造上，又分为“自然风景”和“人工造景”。一是恰当利用了内部的自然条件，如坡地、河流、树木等等，达到节约资源和有效利用资源的目的。二是大力投入金钱成本，营造出一个人工景观。景观设计的手法日益多元化，既有本土化的元素也有舶来品，既有传统风格，也有大胆前卫的作品，但借景造景的手法一直为众多的设计师所重视和青睐。同样以蚌埠淮上区曹老集镇杨树林高档别墅为例，别墅区周围树木种类和数量繁多，放眼望去绿荫片片，不远处又有龙子湖相伴，龙子湖区的优美风景实为借景的首选，同时别墅区整体的景观风格以私密幽静、自然和谐为主，让人不禁流连忘返。 五、低碳简约设计理念在别墅设计中的应用 低碳环保的别墅设计涉及的面很广，但是设计的主要内容可以归纳为三个方面，这些方面的内容，它们之间相互存在着一定的内在联系：第一，低碳别墅设计里的空间组织，它主要包括平面布置。首先我们需要对原有建筑设计的意图进行充分的理解，并且对建筑物的功能分析、总体布局、人流动向以及结构体系，等等，要有很深入的了解，我们在对低碳别墅设计时，应该对空间和平面布置给予完善、调整和再次的创造。第二，低碳别墅景观的界面设计处理，它主要是指对整个景观中的各个围合、隔断、墙面、地面、平顶等进行设计，使得的各景观界面的形状、图形线脚、肌理构成合理的设计。第三，低碳别墅的光照设计，它主要是指环境的自然采光和人工照明的相互关系，光照除了能满足人们正常的工作生活环境的采光和照明要求以外，还要满足一定的光照和光影效果，对室内外的环境起到烘托气氛的作用。 结束语 随着生活水平的提高，对于人们的生活空间就变得更大、更自由，在生活水平提高的同时，对我们居住的环境也提出了更高的要求，环保的室内外环境受到了更多的欢迎，简约的设计风格、私密的个人空间逐渐成为新的时尚。在这个风格的引导下，别墅的设计就更应该趋向于优化和环保。通过运用绿色环保的建筑材料以及技术，使得别墅的设计更趋于低碳环保，更重要的是能够为人们带来一个更加舒适的、高质量的生活环境。 参考文献： [1]夏洪亮,郑伟. 小议别墅景观环境[J]. 科技信息(学术研究),2007,18:311. [2]栗军,李美玲. 探讨景观设计中生态设计的重要性[J]. 现代园艺,2014,02:108. [3]龙渡江. 基于生态设计理论的低碳景观设计特征及应用模式研究[J]. 柳州师专学报,2014,01:66-69.

Nature:陆地生态系统碳动态和气候反馈

有充分的实证证据表明，碳循环的地面组成部分正在应对全球范围内的气候变化和趋势。这可以通过全球平均大气CO2增长率的强烈年际变化来证明，这与 厄尔尼诺-南方涛动气候变化密切相关 （图1）。许多证据表明，CO2增长率的变化主要是由陆地效应引起的，特别是热浪和干旱对亚马逊西部和亚洲东南部植被的影响，导致生态系统碳损失，降低了植被生产力和/或增加呼吸。然而，这些年际变化反映了碳循环对气候扰动的短期反应，并且不能期望持续更长的时间尺度。相反，在最后一次冰期循环期间，大气中CO2、甲烷和N2O浓度与全球气候之间的密切关系表明，生态系统-气候相互作用也在数千年及更长的时间尺度上运作。

Figure 1:全球大气CO2浓度的估计增长率。 全球CO2浓度根据南极和莫纳罗亚（夏威夷）长期监测站的测量结果估算。黑点代表以六个月为间隔计算的居年中平均值。彩色背景显示多重厄尔尼诺-南方涛动指数的变化。蓝色阴影表示该指数的负相位，棕色阴影表示正相位。.，百万分之一。

不幸的是，与当前全球气候变化相关的长时间尺度（几十年到几个世纪）的全球碳循环-气候相互作用的经验证据非常缺乏。因此，必须通过全面、耦合的碳循环气候模型在这些时间尺度进行评估。工业时代（过去约150年）和未来100年的不同模型模拟的最近比较，基于标准的CO2排放模型，已经显示出各种各样的反应。几乎所有模型都表明，在十九世纪和二十世纪工业扩张的早期阶段，陆地CO2封存，但随着世界变暖，封存大幅减少（图2）。在某些模型中， 陆地碳循环甚至成为大气CO2的重要来源，从而强烈地放大了全球气候变化 。来自不同模型模拟的相当广泛的结果一方面证明了模拟气候变化的真实差异，另一方面表明对这些模型中所表示的功能生态系统中的过程的非常不了解。

Figure 2：碳循环-气候系统不同模型评估的全球陆地碳吸收的比较。 全球陆地碳吸收由11个耦合的碳循环气候模型模拟，该模型由SRES-A2排放剖面的碳排放驱动。数据来自耦合碳循环气候模型比对项目，采集率平滑为30年移动平均值。

生态系统碳动态的概念发生改变

在碳循环-气候模型中，气候对陆地生态系统碳平衡的影响，主要通过相对简单的响应函数、以及光合作用吸收CO2、呼吸作用释放CO2的动力学概念来描述。研究人员在过去二十年采用的基本范例是光合作用吸收受到CO2浓度上升、以及温度升高（主要北方和温带地区）的刺激，尽管预计两种效应在这些变量的高水平下都会饱和。另一方面，模型均假设 呼吸作用的生物过程以指数方式响应温度，但不受CO2浓度的影响 。由此得出结论，生物圈能够对CO2和温度升高提供负反馈，直到温度上升到对呼吸的刺激作用超过CO2施肥效应。这一基本原则反映了前面描述的比较研究中几乎所有模型的行为。

这种推理背后的基本假设是， 简单认为地上同化过程（植物光合作用）和地下异养呼吸过程可以在概念上分离并分别进行分析 。尽管这种概念模型为实验和模型设计提供了有价值的指导，但近年来已经积累了证据表明 地上和地下过程密切相关，构成了一个具有不可忽略的相互作用的复杂而动态的系统 。因此，情况比先前想象的要复杂得多，并且可能通过生态系统内的物理，化学和生物过程之间的相互作用 - 特别是在土壤中 - 产生意想不到的动态。这意味着， 除了CO2浓度升高和温度升高外，其他气候和环境因素可能会改变甚至主导全球生态系统的碳平衡 。此外，不仅温度等参数的平均值的长期变化率，而且其变异性的变化，包括更大的极值，可能对生态系统碳动态至关重要。

多重全球变化下的生态系统

【 水 】世界上一半以上的生态系统的初级生产力受到水资源供应的严重限制。因此，降水的变化将直接影响生态系统的碳动态。在一个较温暖的世界，预计蒸发量会增加，导致更加负面的水平衡，而在富含CO2的世界中通过气孔减少的水分流失将有助于缓解这种影响。较为负的总体水平衡的净效应（产量-呼吸）可能取决于土壤的持水能力、土壤中碳和根的垂直分布以及植被的一般干旱敏感性。例如，如果大部分土壤碳含量集中在土壤顶部，而根深入具有较高的持水能力的土壤，，甚至可以挖掘地下水，随着表土首先变干，相比生产力，土壤碳分解最初会受到干旱的影响。水限制甚至可能抑制温度对呼吸的有效生态系统水平响应。相反，如果土壤持水能力较低，如浅层土壤，植被生产力将受到负水平衡的强烈影响。因此，有研究预测干燥可以通过抑制呼吸作用和降低生产力来降低碳的净损和增加增加固存量。

【 氮 】第二个重要的相互作用因素是可利用的氮，它通常决定了CO2施肥效应的大小，并且如果氮是限制性的，可以完全抑制它[8,99（见第293页）。还有迹象表明水和氮之间存在强烈的相互作用，氮在干燥条件下变得更加有限。

【 光、空气污染、臭氧 】其他需要考虑的因素是光的数量和质量（直接或漫射）的变化，这会改变植被生产力，以及空气污染物和臭氧的增加，以及它们对初级生产的不利影响。

气候变异和极端气候

同样，水分缺乏、风速、空气温度和湿度的时间变化改变了森林火灾的频率和严重程度，以及随之而来的生物圈中碳的快速损失。一场大风暴造成的风灾使树木死亡，从而使以前 "锁定的碳 "受到腐烂和释放二氧化碳的影响。温度的季节性变化也会产生影响；例如，2006/2007年北半球大部分地区的冬季和春季变暖，导致植物提前落叶和开花，从而更容易受到晚霜的影响。我们对这种当地天气状况的预测能力显然受到以下两方面的限制：可以纳入大气-海洋总循环模型的详细程度，以及我们对生态系统的季节性动态及其在各种时间尺度上的适应能力的理解。

生态系统的非线性反馈循环

Figure 3：气候变化引起的地下生态系统碳平衡中的反馈循环。 这里给出的3个例子是生态系统中的关键过程，以简化形式显示。 a ，微生物代谢、永久冻土融化、碳释放之间的潜在相互作用。 b ，'微生物激发效应'。碳和能源的增加可以刺激微生物对“老”土壤碳的分解，特别是在草地土壤中。在气候变化的背景下，这种影响可能对CO2增加和全球变暖产生正反馈效应。 c ，碳和氮循环之间的交互作用可能会改变预期的生态系统碳响应气候变化的主流趋势。粉红色箭头表示陆地生态系统对气候的影响，橙色箭头表示气候变化对陆地生态系统的影响，黑色箭头表示生态系统内的交互作用。背景图像是土壤有机碳的世界地图。

【 微生物代谢、永久冻土融化、碳释放之间的潜在相互作用 】图3a显示了微生物代谢与永久冻土融化和碳释放的物理学之间的潜在相互作用。目前对永久冻土地区深度冷冻储存的碳的估计相当于至少400 petagrams（4 1011吨）的碳（参考文献13），它们相对未被处理和不稳定，因为冷冻状态保护其免受微生物分解。 苔藓和草皮层是对大气非常好的绝缘体 。随着夏季气温上升，这些土壤开始融化，碳被代谢掉，微生物代谢可释放出足够的热量（“粪堆效应”dung-heap effect），以促进进一步融化，提供一个非线性的正反馈机制，以加强永久冻土的融化，并通过甲烷和二氧化碳排放，增加温室效应。模型模拟表明，模型模拟表明，几年之后可能会引起不受控制的动态，但这种反馈机制的强度和这些模拟的真实性仍不清楚。

【 微生物激发效应 】另一个可能调动大量碳的机制是所谓的 "微生物激发效应"。在一些实验系统中显示，向土壤中添加具有现成能量的底物（如葡萄糖和纤维素）会刺激 "老 "土壤碳的分解。Sébastien Fontaine等人15,16表明，仅仅通过向土壤中添加纤维素，他们就可以从草原的底层调动被认为是稳定的碳，而其他因素如温度、加氮或增加氧气浓度则没有影响。与此相反的是，由于土壤中的碳储量很大，添加这种材料甚至会引起土壤样本中碳的净损失。在气候变化的背景下，这种影响可能会引起正反馈效应，特别是在草原土壤中（图3b）。二氧化碳浓度的增加可导致通过根和根系渗出物对易耗碳的地下分配增强，这可提高微生物的活性，促进被认为是稳定的碳物质的分解，但实际上由于微生物不活跃而没有被攻击。此外，如果由于降水的改变或作为一般植被动态的一部分，根系模式发生了变化，碳输入到以前没有生根的深层，可能会通过这一机制引起旧碳的释放。

【 碳、氮循环之间的交互作用 】最后，碳和氮循环的相互作用提供了过多的机制，可以改变预期的生态系统碳响应气候变化的主流趋势。其中一些显示在图3c中。在受氮限制的生态系统中，在二氧化碳水平增加几年后，经常发现氮营养限制了二氧化碳对树冠的同化作用。也有迹象表明，氮的可用性影响着土壤有机物的分解。真菌利用木质素—一种在植物细胞壁中发现的丰富、稳定的有机物质—在氮供应有限的条件下作为氮源。木质素分解的增强可能会导致对大气中二氧化碳含量上升的正反馈反应。然而，在数年的时间尺度上，物种组成的适应或变化，或者例如通过增加对土壤的碳水化合物输入而增加固氮作用，可能会缓解甚至过度补偿氮限制效应。此外，通过更密集和更深的植物根系与微生物 "引发"（见上文）的相互作用也不是不可能的，因为氮供应的减少往往会导致更多的碳分配给根系。

因此，过去认为二氧化碳和温度逐渐升高，对同化作用和呼吸作用的影响是分离的、非交互式的，这种观点需要更新，要更多考虑到多种气候变化因子间的交互作用，需要对环境因素的变化，包括其变异性和极端情况进行更复杂的描述，而且，也许最重要的是，需要对不同组织层次的生态系统过程之间复杂的相互作用进行更有力的综合考虑。这些新出现的特征大多表明，二氧化碳的吸收潜力比目前的模型所估计的要低，并突出了几千年来积累的土壤碳的脆弱性。生态系统碳对气候变化的正反馈可能比目前碳循环-气候耦合模型所预测的更早、更强烈地发生。

未来的方向

显然，未来几十年内对陆地碳循环气候反馈的能力的评估仍存在很大的不确定性。目前的实验给出了模糊的结果，也没有对上述机制的重要性提供明确的结论。总体而言，至少在全球范围内，陆地生态系统可能会在增温的世界中提供正的、放大的反馈，尽管幅度不确定。通过将 长期多因子实验 与 非破坏性生态系统级观测 （如整个生态系统的通量测量）相结合，并将结果与多约束框架下的生态系统模型相结合，我们的认识可能会有一个重要的改进。只要对所涉及的过程没有基本的了解，碳循环-气候耦合模型的模拟就只能说明其重要性，而不能显示出碳循环-气候系统众多可能的反馈的确凿情况。此外，这里描述的自然过程与土地使用、覆盖和管理方面的人为变化之间的强烈互动是可以预期的。

论文作者：Martin Heimann & MarkusReichstein【Max Planck Institute for Biogeochemistry】，2008-1-16发表于 Nature 。

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