草地生态系统固碳能力研究进展.docx
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草地生态系统固碳能力研究进展
草地生态系统固碳能力研究进展
摘要:
温室气体大部分是由于大量使用化石燃料致使空气中二氧化碳浓度增多而产生的。
经研究表面,陆上生态系统中的绿色植物利用自身的光合作用可以把二氧化碳你转化成碳水化合物,然后采用有机碳的形式是其固存在植物或土壤中,这就是生态系统的固碳能力。
现阶段人类为了解决气候的变化问题,对生态系统的研究越来越重要。
在各种生态系统的固碳能力研究中,人们发现利用陆地生态系统对二氧化碳的吸收和固存能力是各种生态系统中较为安全和有效的方法。
所以,人们对陆地生态系统固碳能力的研究是研究的主要方面。
草地作为世界上植被类型分布最广的陆地生态系统,不仅保障着生态安全,还具有丰富的固碳能力。
但是很长一段时间人们都只看到了草地的畜牧能力,对其的固碳能力研究不够。
关键词:
草地生态系统退化
Researchprogressonthegrasslandecosystemcarbonsequestrationcapacity
Author:
Tutor:
Abstract:
mostofthegreenhousegasesisduetotheextensiveuseoffossilfuelscausesanincreaseincarbondioxideconcentrationintheair.Studiesthesurface,thelandecologicalsystemofgreenplantsusetheirphotosynthesistoconvertcarbondioxideyoutocarbohydrates,andthenusetheformoforganiccarbonisitssolidexistingplantsorsoil,thatistheecosystemcarbonsequestrationability.Humanatpresentstageinordertosolvetheproblemofclimatechange,thestudyofecosystemismoreandmoreimportant.Inthestudyofvariouscarbonsequestrationcapacityofecosystem,itwasfoundthatuseofterrestrialecosystemtoabsorbcarbondioxideandsequestrationabilityisrelativelysafeandeffectivemethodinvariousecosystems.People,therefore,theresearchofterrestrialecosystemcarbonsequestrationabilityisthemainresearchaspects.Grasslandasthedistributionofvegetationtypesintheworld'smostwidelyterrestrialecosystem,notonlyguaranteetheecologicalsecurity,butalsohasrichcarbonsequestrationability.Butforalongtimepeoplecanonlyseethegrasslandanimalhusbandryability,theabilityofcarbonsequestrationstudyenough.
Keywords:
ThegrassTheecologicalsystemThedegradationof
绪论......................................................................1
一、生态系统固碳的概念和类型..............................................2
(一)生态系统固碳的概念..............................................2
(二)生态系统固碳的类型..............................................2
1、陆地生态系统固碳.............................................2
2、地质层固碳和海洋层固碳.......................................2
二、草地生态系统固碳的功能................................................4
三、草地生态系统的固碳能力现状的分析......................................5
(一)草地生态系统固碳能力发展中存在的问题............................5
1、草地退化和草地消失...........................................5
2、其他类型生态系统固碳能力的发展...............................5
3、气候条件的影响...............................................6
(二)导致草地生态系统固碳能力下降的原因..............................6
1、草地开垦和过度放牧...........................................6
2、草地资源监管薄弱.............................................7
3、相关草地保护法律法规不完善...................................7
(三)解决影响草地固碳能力问题的策略..................................8
1、采用科学的手段恢复退化的草地.................................8
2、完善草地的监管机制和相关法律法规.............................8
四、对草地生态系统固碳能力的展望..........................................9
(一)草地生态系统固碳能力发展的风险..................................9
(二)草地生态系统固碳能力发展的潜力..................................9
结论.....................................................................10
参考文献.................................................................11
致谢.....................................................................12
绪论
近些年来温室效应的产生,引发了包括全球变暖、海平面上升、土地荒漠化等环境问题,人类的生存环境正在被破坏。
然而,导致温室效应产生的原因很可能是由于大气中的温室气体增多的缘故。
温室气体大部分是由于大量使用化石燃料致使空气中二氧化碳浓度增多而产生的。
经研究表面,陆上生态系统中的绿色植物利用自身的光合作用可以把二氧化碳你转化成碳水化合物,然后采用有机碳的形式是其固存在植物或土壤中,这就是生态系统的固碳能力。
有研究证明草地拥有强大的固碳能力,但是现阶段人们对草地固碳能力的认识和研究还不够。
本论文主要以草地固碳能力的研究为主题,在全球固碳减排的背景下,针对草原固碳能力发展中面临的问题和挑战,进而提出了解决草地固碳能力发展问题的解决办法和相关建议。
一、生态系统固碳的概念和类型
(一)生态系统固碳的概念
生态系统固碳主要是是利用像森林、草地、海洋等生态系统中存在的植物和藻类生物固碳的光合作用来对大气中的碳进行吸收和与储存。
生态固碳作为地球上最悠久且最经济有效而又拥有最少副作用的固碳方式,一直受到极大的关注。
生态系统固碳研究是通过对生态系统中不同的固碳方式和潜力采取科学的认识和分析,来为我国制定适合国情的固碳工程提供指导。
生态系统固碳的方式有两种,一种是自然固碳,指通过植物和藻类光合作用使碳量固定在植被或是凋落物中以及根系分泌物残存的土壤中,还有借助运动可以移至水中或海洋。
另一种是人为固碳,是指人为利用二氧化碳对陆地生态系统的碳进行捕获和封存。
陆地生态系统作为全球碳循环中重要的一环,对人类烦人影响越来越重要。
但是长期过度的对土地的破坏导致陆地固碳能力受到严重破坏。
我国虽然在生态系统固碳方面有巨大的潜力,对温室气体的减排工作有重要贡献,但是我国的生态系统固碳能力正逐渐退化,对社会和经济的持续发展都带来了影响。
(二)生态系统固碳的类型
1、陆地生态系统固碳
陆地生态包括草地、森林、湿地等部分组成。
其中草地作为世界上分布最广的植被之一,在陆地生态系统中占有重要的地位。
有数据表明草地生态系统的净初级生产力大约占了全球陆地生态系统的三分之一,而碳的储汇也占了全球陆地生态系统的四分之一。
对于森林生态系统来说,通过植树造林来增加碳的储汇和固封大气中的二氧化碳,也可以是土壤和水的质量得到改善,促进生态系统的健康发展。
当然,当森林的树木减少时森林的固碳能力也会被削弱。
所以由此可见森林生态系统容易受到影响和干扰,像火灾、虫害、土壤变化都有可能影响到陆地生态系统的碳储量,所以陆地生态系统作为生态系统固碳环节的一支还有很多不确定性和变化性。
2、地质层固碳和海洋层固碳
地质层固碳是指将二氧化碳注入超过八百米深的盐沼池、石油或天然气田里,采用物理和化学方式阻挡二氧化碳向地面的移动。
地质层对于碳的封存运用的基本物理就是冠岩的存在,采用煤床来封存需要选在比较浅的深度上,同时需要煤在二氧化碳上的吸附,其成功与否主要取决于煤床的渗透度和针对性的二氧化碳排放。
地质层固碳主要是为了在地质层比开发之前提供快速的固定二氧化碳的存储地。
与陆地神态系统来比较的话,地质层固碳比较少量,还要考虑到潜在的持久性和对二氧化碳捕获的有效性。
海洋层固碳则是利用海洋吸收海水和大气的二氧化碳的化学反应,而不是利用海洋封存二氧化碳。
地球上海洋占据的面积超过百分之七十,可以人为封存在海洋中的二氧化碳并没有实际的物理限制。
人们通过对海洋施肥来提高海洋植物的光合作用,转化为有机碳,利用有机碳的重力矿化来完成对二氧化碳的吸收和固封。
二、草地生态系统固碳的功能
陆地生态系统的固碳能力主体主要为植物和土壤。
对于草地生态系统来说,植物的固碳主体是比较稳定的,因此在草地生态系统中要主要去考虑土壤的固碳能力。
从目前的研究可以看出,过度放牧和开垦等原因是草地退化,土壤也被破坏。
草地作为最重要的陆地生态系统的一部分,对人类和自然都做出了突出的贡献。
草地上的植物利用自身的光合作用对空气里的二氧化碳进行吸收和固封在植被土壤中,然后固封在土壤中的碳又会转变成有利于土壤涵养的有机物,不但可以促进植物的生长,还可以减少温室气体的产生。
除此之外,草地对于防风固沙、涵养水源、净化空气、保持水土促进畜牧业发展以及减缓气候变暖等环境方面有着不容忽视的作用。
在我国,对草地生态系统固碳能力的研究要比对森林的起步晚,而且大多研究的是草地固碳能力的潜力和对草地的管理以及利用会带来的经济影响,所以,对草地生态系统的功能研究并不深入和彻底。
目前对草地生态系统固碳的经济研究日趋完善,但草地生态系统在发展中仍存在着很多问题,但其根本原因是由于体制基础的不完善导致的。
草原生态系统不仅为人类的发展增加了福祉,还促进了人类的生存和社会经济的发展。
从我国来看,西部地区的草地建设对我国发挥着巨大的生态作用,是我国重要的生态屏障。
三、草地生态系统的固碳能力现状的分析
(一)草地生态系统固碳能力发展中存在的问题
1、草地退化和草地消失
影响草地生态系统固碳能力的原因很大一方面是因为草地的退化和消失。
由于草地可以喝耕地、森林的土地类型相互转化的特性,加上近些年来人口的不断增加,大部分草地正逐渐转化为农田,有的甚至面临着消失。
经过研究和调查,我们发现人们的过度开垦草地和过度的放牧是导致土地退化、消失的直接原因。
一方面,气候的变化是阻碍了草地的持续发展,另一方面人们只顾眼前利益忽视长久的发展,大规模甚至无节制的放牧和开垦是草地生态系统大面积的被破坏。
目前我国草地退化的面积正逐年增长,天然草场的面积也在逐年减少,而且,草场的质量也明显下降。
我国目前草场退化最严重的是北部和西部地区,已经达到草地总面积的四分之三,大部分是草地沙化。
除此之外,我国很多天然草场的畜牧超载也每年都在增多,有的地方甚至已经达到了百分之五十。
草地退化和消失带来的危害不仅是可能会引起植被被破坏,促使土壤碳化,增加二氧化碳的排放,使温室效应加剧,还会使土地的固碳能力被削弱,破坏草地的固碳能力。
例如,草地的沙漠化会使土壤的之地变得粗糙,有机物含量减少,使草地从二氧化碳的吸收方变成产生方。
由此可见,草地的沙漠化会使草地生态系统的固碳能力明显减弱,阻碍草地生态系统的发展。
但是,我国目前关于草场退化问题的研究还只限于阻碍生产力、水土的流失和环境的破坏方面,还没有注意到草地的退化对固碳能力的影响。
2、其他类型生态系统固碳能力的发展
草地生态系统受到影响的原因还有就是其他类型生态系统的发展。
近些年来,我国在固碳方面的研究大多在森林生态系统的固碳能力上,而缺少对草地生态系统固碳能力的研究。
与草地生态系统相比森林生态系统对碳的吸收量更大,各方面的研究也趋向成熟。
同时,我国在森林生态系统固碳能力方面也比较重视,相关政策的支持也比较大,但是,正是因为如此,森林生态系统上的投资容易被不法分子利用,所以,不利于草地生态系统的发展。
虽然草地的单位固碳能力比不上森林,大草地的面积广阔。
有研究表明在世界范围内的生态系统的固碳量中森林约占了百分之四十,草地也占了百分之三十五,由此我们可以看出,在生态系统固碳中草地和森林一样有着重要的作用,所以森林生态系统固碳并不能代替草地生态系统。
像南方土壤贫瘠的地区就不适合森林的生长,但是,却适合草地的生长和发展。
所以,尽管森林生态系统固碳能力比草地的要丰富,也不能一味的植树造林,这样会严重的影响草地生态系统的发展,甚至破坏整个生态系统。
因为森林和草地的不同生物学特性差异,所以,在我国不能单方面的发展森林生态系统,而要采取科学的态度是森林和草地生态系统共同发展、相互补充。
草地生态系统要想更好的发展,就要像森林生态系统那样有更完善的研究。
3、气候条件的影响
陆地生态系统中的碳循环包括植物的光合作用环节,无论是森林、海洋还是草地都离不开这一环节,也就是说陆地生态系统的固碳离不开植物的生长,因此影响植物生长的气候原因,也成为影响陆地生态系的重要原因了。
以我国的高寒地区青藏高原为例来分析,我们可以知道青藏高原是亚洲大陆最大的地理形态学单位,因此也是陆地生态系统中的重要部分。
但因为其处于低纬度地区,拥有着永久冻土层,所以青藏高原分布着广泛的高寒草原和沼泽。
不同的是,青藏高原虽然地处高寒地区,但是草地生态系统却是全国各种草地生态系统固碳能力最高的地方。
可是,由于近些年来温室效应的加剧,使青藏高原面临着一些不可避免的问题,由于冻土有很大的热力敏感性,对温度变化想到敏感,所以,像青藏地区这样的高寒地区在全球变暖的影响很有可能变成非常巨大的二氧化碳的排放地。
由此可见,青藏高原在全球各大固碳生态系统中都是非常活跃的存在。
除了高寒的气候影响着草地生态系统的固碳以外,过于干旱的气候也会影响到草地的固碳能力。
例如我国的黄土高原的确。
因为气候干旱,土壤粘性差使草地植被循环较快,很难有凋落物会在地表积累,因此,草地生态系统的固碳能力受到削弱,另一方面地下的碳储量也会因为气候干旱和土壤缺少水分的原因而使分解速度变慢。
所以,气候条件对固碳能力的影响也是跟明显的。
(二)导致草地生态系统固碳能力下降的原因
1、草地开垦和过度放牧
草原开垦会使土壤中的有机碳被释放,使草地成为释放二氧化碳的碳源$。
同时,草地开垦也有可能是使我国的草地生态系统遭到破坏,其主要原因草地在开垦上层和下层的土壤相互混合,使土壤有机质被暴露在空气之中,加快了有机质的氧化分解,使有机质迅速减少,在加上土壤水蚀和风蚀的原因降低了地表土壤的有机质含量。
在过度放牧方面上来分析,连续放牧的草场受到严重的破坏,草场植物的快速消失和践踏严重影响了草场的固碳能力。
过度的放牧不仅使草场上的植物被动物啃食,大量的动物是草场的植物生长供应不上,还会使草场的土壤和植物被动物踩踏不能更好的生长和吸收大气中的碳。
另一方面,过度放牧使动物的选择性采食改变,动物们通过选择性采食促进地上植被的组成从而减少地下碳量的输入和增大草地生态系统的固碳量。
除此之外,过度放牧也导致土壤氮的减少,阻碍了草地对碳的固持。
也使土壤的表面缺乏覆盖物,是光照强度增加,导致土壤表层枯落物分解速度加快。
2、草地资源监管薄弱
我国的草地管理体制存在很多问题,导致出现监管薄弱,保护措施不到位等现象。
从分工来看,草地监管站主要是监管工作,畜牧局坏和农业局则是对日常的管理。
这样就会出现有多个个负责人的现象,当有威胁到自身的利益时或是有利可图的事出现时,就会出现矛盾。
对于获利的事,各部门都会来瓜分,对于要承担责任的就会无人问津,互相推卸责任。
草地由多个单位或部门管理就容易出现人人都管或是人人都不管的局面。
所以,监管力度的不足就会影响到草场的发展。
一方面,没有具体负责人会导致草原的管理权限不明确,牧民也就不会去爱护和保护草场,使草场被破坏,草地退化现象严重。
因此,加强监管力度对于草地生态系统的改善有重要的作用,一方面可以保护水土和植被以及生物的多样性等,还可以改善草地生态系统固碳能力。
3、相关草地保护法律法规不完善
在以前,我国主要在研究保护草地的自然技术上努力,主要的方向是利用科技手段减缓草地的退化和保护草地生态系统。
但是在近些年,研究人员开始明白,只是利用自然科学的手段保护草地是不够而且治标不治本的。
草地问题出现的原因是制度上呃不完善导致的。
对于草地生态系统的利用和保护都缺乏有力的法律支持。
我国在新修订的相关法律中制定了基本的草原制度和禁止条款。
主要内容是禁止草原的开垦、禁止破坏草原植被、禁止在草原使用高残留的农药等。
这些法律和条款将草地纳入保护范围,是草地的破坏得到一定程度的缓解。
虽然我国对相关法律进行了修订,但在草地生态系统固碳中仍存在一些问题,阻碍着草地生态系统固碳能力的发展,例如在技术支持和专业人才的储备上都存在明显的的不足,进行的研究内容也都过于肤浅,研究方法往往缺乏创新,没有对草地生态系统做出宏观的理解和研究,并不能真正的促进草地生态系统的发展和相关保护制度的完善。
(三)解决影响草地固碳能力问题的策略
1、采用科学的手段恢复退化的草地
对于恢复草地的退化状况,我们需要从种草育草、退耕还草、草场围封和禁牧休牧等基础措施入手,来一步步的改善和恢复草地的固碳能力。
经过研究发现对草地的围封可以是植物的生物量和密度等都明显的增加,根据草地被破坏的程度和围封年限的差异也会有不同程度的表现,经过围封的草地生态系统都会得到明显的改善。
也有研究变现出,经过围封的草地的有机质含量会增加。
禁牧轮牧虽然能改善草地生态系统适度,提高土壤的固碳能力,但这话方法并不能持续的使用,而且并不能解决草地生态系统存在的根本问题。
由此可见,围封是相较之下最经济快捷而且行之有效的恢复草地的方法。
对草地的恢复和治理不仅可以增强草地生态系统呃固碳能力,还可以为缓解全球变暖做出贡献,有巨大的生态价值。
然而,对草地的恢复和治理是一个复杂而且长期的过程,必须要科学的手段支持,因此,加强国际间的技术合作与转让,共同促进草地生态系统的恢复和治理,消除技术间存在的障碍,让科技能更好的为环境做贡献,促进技术手段的顺利实施,共享全球的优秀技术资源是非常必要的。
2、完善草地的监管机制和相关法律法规
目前我国的草原监管体制还存在很多问题,各方面还不够完善。
大部分的监管制度都忽略了改善草原生态后带来的巨大的生态价值。
所以,要想完善监管体制就必须吧这一点考虑到。
加强监管力度对于草地生态系统的改善有重要的作用,一方面可以保护水土和植被以及生物的多样性等,还可以改善草地生态系统固碳能力。
草地问题出现的原因是制度上呃不完善导致的。
对于草地生态系统的利用和保护都缺乏有力的法律支持。
我国在新修订的相关法律中制定了基本的草原制度和禁止条款。
除此之外,随着技术的发展和监管机制的健全,草地生态系统将要逐渐融入全球,促进固碳能力的发展,有利于巩固草地治理成果增大治理范围。
完善草地的监管力度,不仅能带来相关的生态价值,还可以增加草地生态系统的固碳能力。
四、对草地生态系统固碳能力的展望
(一)草地生态系统固碳能力发展的风险
在我国,草地生态系统固碳能力的研究和农田生态系统以及森林生态系统相比较少。
所以,草地生态系统在发展中还是存在很大的风险。
在国内,对草地退化和消失方面以及围封草场后的固碳率变化情况相关的研究相对较多,但是对于恢复退化草场固碳能力的估算方面的数据仅仅只是全国的平均估计,这种估算情况的准确度还不能肯定。
因为,国内对不同植物群落和地域条件下草地生态系统的研究还没有成形成系统地展开,所以使对草地生态系统各方面的估算考虑并不完善。
目前,在草地生态系统管理措施的固碳能力的评价方面缺少相关的变化数据。
很多草地地上植物大多是一年份的,对固碳能力研究的意义不够,而多年生的草地植物多在地下,所以相关数据不容易获得。
因此,要想在今后的对草地生态系统固碳能力研究中要对这个问题做进一步的考虑。
虽然,草地生态系统固碳使我们获益颇丰,而且可以通过采取预防手段来减轻遇到问题的不良影响,但是在研究的过程中还是存在很多不确定因素和风险。
(二)草地生态系统固碳能力发展的潜力
从温带草原地区额来看,欧洲各国以及俄罗斯草地的固碳能力高于我国的典型草原。
有研究表明,这种现象是手降水量的影响产生的。
从不同草地类型的土壤生态系统来看,草地生态系统永远很大的有机碳容量,但是却没有太大的无机碳容量。
与之相反的荒漠土壤生态系统则是的有机碳容量比较低无机碳容量比较高,由此可见,土壤的无机碳容量不会轻易变化,但是有机碳容量就比较容易受到土壤内部的物质变化的影响,变异性较大。
从地区上来看,温暖的地区土壤有机碳容量比寒冷地区土壤的有机碳容量要低。
所以,不同草地类型和不同分布地区都会影响到草地的的固碳能力,不同草地生态系统的固碳能力异质性也很大。
我国拥有青藏高原这样巨大的高寒地区,是草地生态系统固碳量重要的一部分,在全国的草地生态系统固碳总量占有很大的比例。
其次是温带地区我国的草地生态系统固碳量有百分之六十以上的分布于高寒地区和温带地区,因此,不管从草地类型还是分布地区来看我国的草地生态系统固碳能力拥有着巨大的潜力,加大对草地生态系统的研究是十分必要的。
草地生态系统的固碳能力必将成为生态系统固碳中不可或缺的一部分。
结论:
从我国目前状态来看,草地生态系统固碳能力仍在起步阶段,在其发展过程中出现了多问题。
像对于草地生态固碳能力的研究,大多侧重于对政策的研究与建议,而在这发面如何实施、怎样更好
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