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《中南大学》 2003年
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中国岩石风化对大气CO_2的汇效应研究

姚锐  
【摘要】:岩石的风化作用同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环,科学揭示岩石风化对碳循环影响的机制和程度,对于全球碳循环研究、全球变化研究有重要意义,不仅可以部分地解决“遗漏汇”问题,还能为完善碳循环模型作贡献。 本文首先评述了当前岩溶、岩石风化以及碳循环的研究现状和存在问题,探讨了硅酸盐岩和碳酸盐岩在不同时间尺度上的碳汇意义,全面分析了影响岩石风化的多种因素及其控制机理。针对传统岩溶研究在区域尺度研究上的不足,将遥感和GIS方法引入数据获取、处理及分析过程中,实现了数据和研究成果从点源向区域面上的尺度转化。为此,作者详细讨论了从多波段遥感数据提取地质信息以及空间数据的插值、订正等方法,并进行了相应的实验研究。 在此基础上,作者一方面依据成熟的GEM-CO_2模型,对中国的岩石风化的碳汇效应进行了完整而全面的估算,对其空间分布格局进行了深入分析,填补了我国在岩石风化的碳汇效应估算方面的空白;另一方面,作者基于桂林岩溶试验场十余年来的连续定点观测数据,选取平均气温、降水、土壤呼吸和NPP为影响因素,经过观测数据的极差标准化,基于反应面分析模型的模型原型选择;变量的共线性诊断;及参数估计与显著性分析等过程,建立了碳酸盐岩溶蚀速率模型。显著性检验表明,该模型具有良好的拟合优度,并且99.5%的显著性水平下仍然显著成立。为将此模型推广应用到珠江流域,使用遥感数据和TEPC模型计算得到珠江流域NPP以及土壤呼吸强度数据。同时利用本文第三章计算的气候数据,最终计算得到中国珠江流域的溶蚀率以及碳汇的空间分布及值域。对热带亚热带岩溶的典型区域—珠江流域岩溶作用的碳汇效应进行的实验表明:珠江流域年溶蚀量为8159612.303t碳酸钙,碳979153.48t,其中1/2的碳,约489576.74t来自大气或土壤CO_2。通过和其它模型的对比,各模型估算的结果数量级相同,说明本文建立的热带亚热带岩溶区溶蚀率模型是可信的。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P402

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