碳循環(huán)的主要過(guò)程精選(九篇)
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第1篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
關(guān)鍵詞：海洋溶解有機(jī)碳 循環(huán)
中圖分類號(hào)：S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（b）-0165-02
碳作為構(gòu)成生命的基本元素，是生物圈物質(zhì)和能量循環(huán)的載體。工業(yè)革命以來(lái)，化石燃料燃燒、森林砍伐等人類活動(dòng)向大氣排放大量的“溫室氣體”CO2，已有的證據(jù)表明，全球變暖、海平面上升、冰川融化等一系列的環(huán)境問(wèn)題可能均與大氣CO2的升高有關(guān)。因此，全球碳循環(huán)日益受到科學(xué)家們的關(guān)注（圖1）。
海洋約占地球表面積的71%，是地表最大的碳儲(chǔ)庫(kù)之一，通過(guò)海氣交換過(guò)程直接調(diào)節(jié)大氣中CO2的濃度。有研究表明，每年約30%的人為CO2被海洋吸收（Feely et al， 2004；Raven and Falkowski，1999），從而緩和了全球氣候的變化，所以海洋碳循環(huán)一直是全球碳循環(huán)的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。
溶解有機(jī)碳（Dissolved Organic Carbon， DOC）是海洋碳循環(huán)的重要組成部分，它構(gòu)成了海洋中最重要的碳儲(chǔ)庫(kù)之一。海洋中DOC的儲(chǔ)量達(dá)到685 Gt（1015 g），與大氣中CO2的碳儲(chǔ)量相當(dāng)（Hansell and Calson， 1998）。DOC的生產(chǎn)與消耗過(guò)程發(fā)生微小的波動(dòng)，都可能影響到海洋與大氣間CO2的平衡。因此，了解DOC在海洋中產(chǎn)生、遷移、轉(zhuǎn)化與去除的循環(huán)過(guò)程，已經(jīng)成為海洋學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)和面臨的挑戰(zhàn)之一。（如圖1）
隨著DOC測(cè)定技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，以及全球海洋聯(lián)合通量計(jì)劃（JGOFS）、全球海洋生態(tài)動(dòng)力學(xué)（GLOBEC）、陸海相互作用（LOCIZ）和上層海洋與低層大氣研究（SOLAS）等重大國(guó)際合作計(jì)劃的實(shí)施，人們對(duì)海洋DOC的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
1 海洋溶解有機(jī)碳的分布特征
水平分布上，海洋DOC的分布特點(diǎn)為近岸、陸架區(qū)濃度較高，大洋區(qū)濃度較低，即呈現(xiàn)河口高于近岸高于大洋的分布趨勢(shì)。這是由于通常情況下，近岸受到陸源有機(jī)物的影響，此外，由于人為和近岸河流輸入大量的營(yíng)養(yǎng)鹽，由此造成浮游植物生長(zhǎng)旺盛，近岸區(qū)域中的DOC含量通常要比遠(yuǎn)岸區(qū)域高一些。垂直方向上，全球海洋都呈現(xiàn)相似的特點(diǎn)，即100 m以上水體中DOC較高，100～200 m有一個(gè)大的躍層，躍層以下的深層水中DOC較低，變化范圍小，性質(zhì)較穩(wěn)定。
DOC的季節(jié)變化主要與浮游植物的水華相關(guān)。高緯度海域由于冬季混合層加深，深層低的DOC被混入表層，造成表層DOC濃度較低；而到了春季水體層化，浮游植物發(fā)生水華，DOC濃度顯著升高。例如，羅斯海，冬季由于垂直混合強(qiáng)烈，DOC濃度最低為42 mol/L；而到了春季水體層化，發(fā)生水華時(shí)，DOC濃度升高到65～70 mol/L，DOC濃度升高了15～30 mol/L。中、低緯度海區(qū)由于水體較為穩(wěn)定，沒(méi)有水華發(fā)生，DOC的季節(jié)變化不明顯。
2 海洋溶解有機(jī)碳的來(lái)源和去除過(guò)程
第2篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
《生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)》人教版是必修三第五章第三節(jié)的內(nèi)容。在課程標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，《生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)》具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)基本規(guī)律及其應(yīng)用，立足于生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，推進(jìn)學(xué)生從宏觀層面理解“穩(wěn)態(tài)”的涵義。針對(duì)高二學(xué)生合作學(xué)習(xí)與自主探究學(xué)習(xí)素養(yǎng)差異多元的實(shí)際，采用自主選擇學(xué)習(xí)方式、小組合作學(xué)習(xí)方式、教師引導(dǎo)探究學(xué)習(xí)方式式，在教學(xué)過(guò)程中教師以設(shè)疑為主線，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式引導(dǎo)學(xué)生為主體形式，以多媒體手段為載體，在師生互動(dòng)、生生互動(dòng)中，梯次以問(wèn)題沖突循環(huán)沖擊學(xué)生認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的興趣，推動(dòng)學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中拓寬自身的思維維度，將培養(yǎng)提升學(xué)生的表達(dá)能力、交流能力，合作學(xué)習(xí)的能力融入教材知識(shí)內(nèi)容體系中去。
[教學(xué)目標(biāo)]
1 以概念辨析、模型建構(gòu)為師生課堂交流載體，推動(dòng)學(xué)生圍繞物質(zhì)循環(huán)的概念經(jīng)歷了解――理解――簡(jiǎn)單應(yīng)用――較熟練應(yīng)用過(guò)程，幫助不同層次的學(xué)生感受到成功的愉悅，增進(jìn)學(xué)習(xí)生物的情感。
2 圍繞“碳循環(huán)”多維設(shè)置信息呈現(xiàn)形式，通過(guò)學(xué)生自主選擇，小組互助交流，教師收斂測(cè)評(píng)方式，引領(lǐng)不同層次學(xué)生融入“展示自己”“生生互動(dòng)”“師生互動(dòng)”“合作交流”氛圍中，一方面漸次提升理解分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)不同維度的認(rèn)知，另一方面培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，協(xié)同、對(duì)比、感受“知識(shí)生成”所需的各個(gè)層面的能力素養(yǎng)。
3 以社會(huì)熱點(diǎn)信息為載體，以“物質(zhì)循環(huán)”概念要素為思維收斂點(diǎn)，以師生交流為依托，引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。
4 以概念要素對(duì)比分析為主要載體，通過(guò)師生協(xié)作，生生協(xié)作，圍繞由粗到精、由模糊到清晰、由具體到抽象的過(guò)程，引領(lǐng)不同層次學(xué)生說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。
5 以“實(shí)驗(yàn)信息讀取”“實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)置”“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法”為重點(diǎn)，引領(lǐng)學(xué)生嘗試探究土壤微生物的分解作用。
[教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)]
1 教學(xué)重點(diǎn)：分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。
2 教學(xué)難點(diǎn)：說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。
3 教學(xué)方法：主題探討法、問(wèn)題歸納法、典型案例法、多維思辨法
[教學(xué)過(guò)程]
1 復(fù)習(xí)回顧：圍繞“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”設(shè)置框架式問(wèn)題信息――依托教師設(shè)置的信息，領(lǐng)會(huì)“流程”“要素”――引導(dǎo)學(xué)生為后續(xù)學(xué)習(xí)閱讀分析新知做好思維發(fā)展鋪墊
2 創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課：教師設(shè)疑――所需為什么維持生態(tài)系統(tǒng)大量物質(zhì)，例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，億萬(wàn)年來(lái)卻沒(méi)有被生命活動(dòng)所消耗完？你自己所呼出的二氧化碳都去了哪里？原因是什么？然后圍繞教師設(shè)疑，融入新課。
3 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，師生協(xié)作，豐富概念知識(shí)細(xì)節(jié)支點(diǎn)：（1）出示“物質(zhì)循環(huán)概念”問(wèn)題界面。構(gòu)建“模型”，關(guān)注“生物群落”和“無(wú)機(jī)環(huán)境”的相應(yīng)關(guān)聯(lián)。（2）概念要點(diǎn)設(shè)疑：概念中的“物質(zhì)”具體是指什么？概念中的“循環(huán)具體是指在那些主體中往返出現(xiàn)？其范圍具體是指什么？“物質(zhì)循環(huán)”具備哪些特點(diǎn)？（3）在教師引導(dǎo)下，逐漸關(guān)注“物質(zhì)循環(huán)概念”生成的各個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)，交叉矛盾點(diǎn)，沖擊自我“淺閱讀”缺失細(xì)節(jié)。利用多媒體課件增加教學(xué)的直觀性，把抽象的知識(shí)以細(xì)節(jié)問(wèn)題形式展現(xiàn)在學(xué)生面前。
4 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，主題探討，小組協(xié)作經(jīng)歷知識(shí)生成的過(guò)程：（1）出示教材圖5-11碳循環(huán)示意圖。（2）教師出示三種學(xué)習(xí)方式：文字綱領(lǐng)式、對(duì)應(yīng)教材簡(jiǎn)單圖文代換式、變換幅度較大的示意圖式資源信息，供學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)，時(shí)間5分鐘，教師巡堂輔導(dǎo)和確定收斂時(shí)間。（3）以小組為單位，學(xué)生互相點(diǎn)評(píng)對(duì)方的疑惑點(diǎn)和出錯(cuò)點(diǎn)。（4）以小組為單位，教師發(fā)放答案。（5）教師出示變式測(cè)評(píng)問(wèn)題，總體檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果。
5 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，師生協(xié)作，感悟知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐的關(guān)聯(lián)：（1）出示問(wèn)題：“在我們生活中，生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)平衡嗎？如果不平衡的話，導(dǎo)致了什么結(jié)果？怎么造成的？有沒(méi)有解決方法呢？”（2）在發(fā)散學(xué)生思維的同時(shí)，依據(jù)“CO2增多的原因”“溫室效應(yīng)的危害”“如何解決溫室效應(yīng)”等主題逐漸收斂學(xué)生思維。在教師的引領(lǐng)下，體會(huì)分類、歸納、演繹、對(duì)比等思維轉(zhuǎn)換方式。
第3篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
【關(guān)鍵詞】地震災(zāi)害 生態(tài)系統(tǒng) 修復(fù) 可持續(xù)發(fā)展
一、災(zāi)后生態(tài)重建
災(zāi)后重建是面對(duì)結(jié)構(gòu)遭到重創(chuàng)的生態(tài)系統(tǒng)，按照生態(tài)碳循環(huán)理論實(shí)施的一項(xiàng)以建設(shè)低碳均衡結(jié)構(gòu)為目標(biāo)的生態(tài)重建工程。在災(zāi)區(qū)開(kāi)展生態(tài)重建低碳工程，比在其他地區(qū)打破原有生態(tài)系統(tǒng)再重建低碳生態(tài)更節(jié)約成本。這項(xiàng)系統(tǒng)工程涉及到災(zāi)區(qū)生態(tài)的各個(gè)層次，需要按照統(tǒng)一的指導(dǎo)思想，遵循生態(tài)碳循環(huán)的規(guī)律，在多方協(xié)調(diào)與合作的基礎(chǔ)上建立生態(tài)低碳均衡結(jié)構(gòu)。
（一）統(tǒng)籌思想。
低碳重建作為一種新型的、特殊的恢復(fù)方式，就是在災(zāi)后重建的實(shí)踐中運(yùn)用低碳均衡理論組織生態(tài)重建，實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的低碳發(fā)展模式。這一創(chuàng)造性的重建模式，必須基于綜合集成與統(tǒng)籌優(yōu)選的思想，對(duì)災(zāi)后生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌恢復(fù)重建，尋找新均衡，實(shí)現(xiàn)災(zāi)區(qū)生態(tài)從簡(jiǎn)單恢復(fù)提升為科學(xué)發(fā)展式修復(fù)重建。
二、生態(tài)重建工程的運(yùn)行模式
生態(tài)系統(tǒng)作為典型的開(kāi)放系統(tǒng)，在受到地震破壞后，可以通過(guò)自身動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)達(dá)到平衡，但時(shí)間非常漫長(zhǎng)。低碳生態(tài)重建是以低碳方式定向加速生態(tài)系統(tǒng)改善并達(dá)到生物群落和諧共存的演替過(guò)程。這種演替過(guò)程是不可逆的，但可以在關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展，加快演替速度，縮短演替進(jìn)程。
（一）運(yùn)行演化。
地震打破了原有生態(tài)系統(tǒng)碳均衡結(jié)構(gòu)，土壤、動(dòng)植物殘骸、人類社會(huì)等排放出大量CO2，生態(tài)系統(tǒng)瞬間躍遷高碳區(qū)間振蕩。在3―5年內(nèi)，生態(tài)將處在高碳區(qū)間振蕩。生態(tài)系統(tǒng)與外部環(huán)境進(jìn)行能量、物質(zhì)和信息的交換，系統(tǒng)內(nèi)各要素相互作用，將形成新的生態(tài)有序結(jié)構(gòu)。通過(guò)低碳技術(shù)對(duì)生態(tài)進(jìn)行重構(gòu)，將引導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)朝著低碳均衡方向演化，逐步形成低碳均衡生態(tài)新結(jié)構(gòu)。樹(shù)木尚需十年，動(dòng)物的回歸、食物鏈的修復(fù)、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、低碳生態(tài)均衡的建立，則是一個(gè)更長(zhǎng)久過(guò)程。發(fā)揮人類主觀能動(dòng)性，開(kāi)展生態(tài)低碳重建工程，將會(huì)大大縮短生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)間，加速實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)低碳均衡結(jié)構(gòu)。
（二）重建工程。
生態(tài)重建系統(tǒng)工程就是基于現(xiàn)有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)及背景，充分發(fā)揮已經(jīng)確立的或潛在的社會(huì)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)災(zāi)后重建過(guò)程中的社會(huì)物質(zhì)和能量投入進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，達(dá)到災(zāi)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)效果最優(yōu)化。它是以災(zāi)區(qū)人類生態(tài)系統(tǒng)整體優(yōu)化為目的，通過(guò)在關(guān)鍵環(huán)節(jié)投入物資和能量，對(duì)災(zāi)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行整理和重組，形成一種有利于人類的、良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程。災(zāi)區(qū)的植被、動(dòng)物活動(dòng)、人類生產(chǎn)生活規(guī)律被地震打破，生態(tài)系統(tǒng)的CO2等溫室氣體排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CO2吸收量；通過(guò)植被恢復(fù)工程、節(jié)能減排工程、城市改造工程，建設(shè)低碳生態(tài)工業(yè)、低碳生態(tài)農(nóng)業(yè)、低碳生態(tài)城市，實(shí)現(xiàn)災(zāi)區(qū)生態(tài)環(huán)境、生態(tài)社會(huì)、生態(tài)制度和生態(tài)文化的重建，最終達(dá)到災(zāi)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的低碳均衡。
（三）生態(tài)城市低碳化 。
四川廣元位于川陜甘三省交匯處，是5?12大地震的重災(zāi)區(qū)之一，是明確提出低碳重建的城市。依靠豐富的天然氣資源，廣元提出了能源轉(zhuǎn)化行動(dòng)，35家大中型企業(yè)的能源供應(yīng)將逐漸從煤轉(zhuǎn)化為天然氣，預(yù)計(jì)每年可減少CO2排放123萬(wàn)t。到2015年，廣元九成的出租車和公交車動(dòng)力能源也將采用天然氣。為增加碳匯，廣元市計(jì)劃到2015年，全市森林覆蓋率從2009年的48％增加到53％，未來(lái)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也將向旅游業(yè)、茶產(chǎn)業(yè)、電子業(yè)等低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。廣元市對(duì)污水處理重建采用了蚯蚓生物濾池，數(shù)百條經(jīng)過(guò)特殊培育的蚯蚓“清潔工”對(duì)進(jìn)入濾池的污水和污泥進(jìn)行生物凈化，凈化后的清水排入江河，處理后的污泥則變成了無(wú)害的蚯蚓糞，用作農(nóng)田肥料。
（四)政策保障。
在災(zāi)區(qū)開(kāi)展低碳均衡模式實(shí)踐，應(yīng)該結(jié)合災(zāi)區(qū)生態(tài)的實(shí)際情況，長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，在尊重自然規(guī)律的前提下，堅(jiān)持以自然恢復(fù)為主，人工重建為輔的原則，制定相關(guān)政策制度，保障低碳生態(tài)的實(shí)現(xiàn)。
(1)總體規(guī)劃，綜合恢復(fù)，實(shí)施低碳政策。以可持續(xù)發(fā)展思想為指導(dǎo)，把災(zāi)區(qū)江河作為一個(gè)整體的大系統(tǒng)，從自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)綜合考慮低碳化進(jìn)程，統(tǒng)籌安排、綜合治理、宏觀調(diào)控；建立相應(yīng)的碳匯管理和經(jīng)營(yíng)體制，引導(dǎo)災(zāi)區(qū)群眾在尊重自然的基礎(chǔ)上過(guò)低碳生活。
(2)退耕修養(yǎng)，還林還草，實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)。阿壩州、山州、甘孜州、雅安、廣元等災(zāi)區(qū)山多坡陡，在坡度大于25度的陡坡和水土流失嚴(yán)重的地段，應(yīng)堅(jiān)決杜絕開(kāi)荒，已開(kāi)墾的地段應(yīng)盡快退耕還林；在綿陽(yáng)、德陽(yáng)、都江堰等成都平原西北部地區(qū)，土壤和水利條件較好、坡度較緩、水土流失潛在威脅較小，應(yīng)實(shí)行林業(yè)和農(nóng)業(yè)綜合規(guī)劃，推行農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)體系，實(shí)行低碳生產(chǎn)。
(3)發(fā)展林木，建管結(jié)合，構(gòu)建碳匯基地。大力發(fā)展災(zāi)區(qū)林木業(yè)，林木建設(shè)和管理相結(jié)合。對(duì)災(zāi)區(qū)，主要是盡可能多地保護(hù)現(xiàn)存森林碳庫(kù)，改變天然林的采伐機(jī)制；在無(wú)林地上營(yíng)造人工林；促進(jìn)次生林的天然或人工更新，并加以保護(hù)；在農(nóng)田和牧場(chǎng)上增種樹(shù)木，發(fā)展農(nóng)林綜合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)；擴(kuò)大人工植樹(shù)造林，提高森林碳匯功能；發(fā)展速生豐產(chǎn)林，加強(qiáng)人工林的集約經(jīng)營(yíng)、提高生產(chǎn)力、增加碳匯，增加耐久木材產(chǎn)品；開(kāi)展群眾性的造林綠化，加快防護(hù)林和公益林建設(shè)。
第4篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
關(guān)鍵詞：土壤呼吸；碳、氮循環(huán)；陸地生態(tài)系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：S 15文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10095500（2013）06008707
在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，化石燃料的燃燒和人工施肥的增加使得陸地生態(tài)系統(tǒng)的氮素添加增加了3～5倍[1]，而且在全球的很多區(qū)域這種氮素添加還會(huì)增強(qiáng)。因氮素添加模型的研究結(jié)果表明本世紀(jì)末大氣氮沉降將會(huì)是現(xiàn)在的2.5倍。這種氮沉降對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)有著不同的作用，例如低濃度的大氣氮沉降能夠刺激植物的生長(zhǎng)和固碳能力[2-4]；高濃度的氮沉降會(huì)導(dǎo)致生物多樣性的降低，土壤酸化以及養(yǎng)分的流失[5，6]。
碳、氮循環(huán)作為生物地球化學(xué)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要基礎(chǔ)過(guò)程，緊密相連。陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)在全球碳收支中占有重要的地位，大約吸收了30%人為排放的碳，是最為有效的自然碳匯[7]。研究陸地碳循環(huán)機(jī)制及其對(duì)全球變化的響應(yīng)是預(yù)測(cè)大氣CO2 含量及氣候變化的重要基礎(chǔ)。人類活動(dòng)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)中氮含量增加[1]，影響土壤和植物體中碳的積累與重新分配，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)不同碳過(guò)程產(chǎn)生不同的影響。
土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的有機(jī)碳庫(kù)，擁有比植被和大氣更多的碳，土壤中碳的微弱變化都會(huì)引起大氣中碳的巨大變化，影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和大氣中的碳濃度，并因此對(duì)全球的氣候變化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[7]。土壤呼吸把植被通過(guò)光合作用所固定的碳的14返還到大氣中，是土壤、大氣、植被中碳交換的重要過(guò)程，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)有巨大的作用[7]。此外，土壤呼吸也是土壤中有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的一個(gè)重要體現(xiàn)，然而對(duì)于氮沉降或人為施肥對(duì)土壤呼吸的影響一直沒(méi)有確定的結(jié)論。一種觀點(diǎn)認(rèn)為全球碳循環(huán)中所存在的失去的碳庫(kù)可能就是由于這種增強(qiáng)的氮沉降對(duì)生態(tài)系統(tǒng)固定碳的正反饋?zhàn)饔脧亩档屯寥篮粑?；而另一種觀點(diǎn)認(rèn)為大氣氮沉降會(huì)促進(jìn)土壤中的碳分解從而加速土壤呼吸 。通過(guò)整合分析了近年陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)）土壤呼吸對(duì)氮素添加的響應(yīng)結(jié)果，并對(duì)未來(lái)的研究做了展望。
1氮素添加對(duì)土壤CO2呼吸的影響
土壤呼吸是生物圈碳循環(huán)的重要組成部分，土壤CO2呼吸大約占到土壤呼吸的34，是地下碳循環(huán)的重要體現(xiàn)。土壤呼吸是根呼吸、土壤動(dòng)物呼吸、土壤微生物降解和土壤有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生CO2的生態(tài)學(xué)過(guò)程，可分為異養(yǎng)呼吸和自養(yǎng)呼吸。從森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)分別討論氮素添加對(duì)土壤呼吸的影響。
1.1森林生態(tài)系統(tǒng)
森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地最大碳儲(chǔ)存庫(kù)，所擁有的碳占全球植物碳庫(kù)的86%，占全球土壤碳庫(kù)的73%。氮素添加對(duì)不同森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸有著不同的影響。首先氮施加促進(jìn)了森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸，例如對(duì)哈佛森林的氮施加試驗(yàn)得到氮素添加增加了土壤呼吸[8]；對(duì)我國(guó)華西雨屏區(qū)苦竹林進(jìn)行不同濃度的氮施加試驗(yàn)都促進(jìn)了土壤呼吸，并且在一定濃度范圍內(nèi)隨施加氮濃度的增加，其促進(jìn)作用也在增強(qiáng)[9]；對(duì)加拿大坎貝爾河西南部58年生的花旗松林施氮肥后，在施肥后的最初4個(gè)月顯著的增加了土壤呼吸，對(duì)土壤的異養(yǎng)呼吸也有增加[10]。其次氮施加也會(huì)抑制森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸，例如對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)達(dá)6年的CO2通量的監(jiān)測(cè)得出，無(wú)機(jī)氮的施入降低了土壤呼吸[11]；對(duì)楓樹(shù)林模擬大氣氮沉降，除了施氮后的第1年外，施氮都顯著的降低了土壤呼吸[12]；對(duì)哈佛森林中的紅松林進(jìn)行長(zhǎng)期不同濃度的氮施加降低了土壤呼吸和微生物呼吸[13]；對(duì)熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)每年施氮肥150 kghm2，試驗(yàn)進(jìn)行了3年，顯著增加了土壤CO2通量，但實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)卻得到了相反的結(jié)果[14]；對(duì)我國(guó)東北地區(qū)落葉松和水曲柳人工林的氮施加試驗(yàn)也抑制了土壤呼吸[15]。但是也有一些研究結(jié)果得出氮施加對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸沒(méi)有影響。近期的整合結(jié)果表明：無(wú)論是間歇式高濃度的氮施加或是長(zhǎng)期的低濃度的氮施加都會(huì)引起森林土壤呼吸尤其是土壤異養(yǎng)呼吸的降低，對(duì)于不受氮素限制的森林生態(tài)系統(tǒng)，這種負(fù)作用會(huì)更強(qiáng)[16]。
1.2草地生態(tài)系統(tǒng)
草地生態(tài)系統(tǒng)占陸地生態(tài)系統(tǒng)的13，在碳、氮循環(huán)中有重要的地位。氮是大多數(shù)草地生態(tài)系統(tǒng)中的限制性因子，因此，氮素添加會(huì)強(qiáng)烈影響到草地生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸。研究報(bào)道，對(duì)高寒草地的施肥試驗(yàn)得出氮素添加增加了土壤呼吸[17]；對(duì)溫帶草地進(jìn)行施肥試驗(yàn)處理后也得到相似的結(jié)果，適度的氮素添加增加了土壤呼吸，尤其是土壤異養(yǎng)呼吸[18]；對(duì)東北濕地草地生態(tài)系統(tǒng)的氮素添加研究表明，氮素添加通過(guò)增加凋落物的分解速率而增加土壤呼吸[19]；對(duì)內(nèi)蒙古溫帶草地進(jìn)行不同濃度的施肥得出，施肥沒(méi)有改變土壤呼吸的季節(jié)變化規(guī)律，但卻在施肥后的第1年促進(jìn)了土壤呼吸，同時(shí)施肥也改變了土壤呼吸和不同氣候要素之間的關(guān)系，比如增加了土壤呼吸對(duì)水分的依賴性，降低了土壤呼吸溫度敏感系數(shù)[20]，相關(guān)的研究還表明，對(duì)內(nèi)蒙古高原的荒漠化草原的施肥作用沒(méi)有明顯的增加土壤呼吸[21]。
1.3農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的碳庫(kù)是全球碳庫(kù)中最活躍的部分之一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)土壤呼吸的影響巨大。自20世紀(jì)90 年代以來(lái)世界各地十分關(guān)注農(nóng)田土壤碳庫(kù)變化。 由于農(nóng)田系統(tǒng)操作的復(fù)雜性和受人為因素干擾較多等原因，目前，關(guān)于氮素添加對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸的研究并不多。研究結(jié)果報(bào)道，美國(guó)愛(ài)荷華州玉米和大豆輪作土地進(jìn)行4種不同濃度的施肥處理后得到，在種植玉米的時(shí)期施肥降低了土壤CO2的排放，在種大豆期施肥對(duì)土壤呼吸沒(méi)有影響，但實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)結(jié)果得到氮素添加明顯地降低了土壤CO2排放[22]；對(duì)中國(guó)河南玉米地進(jìn)行不同濃度的氮施肥試驗(yàn)得出，氮素添加降低了土壤呼吸，而土壤呼吸在不同濃度間的差異只有在拔節(jié)期才達(dá)到顯著水平[23]，相關(guān)的研究還表明，施加氮肥導(dǎo)致玉米根際呼吸溫度敏感性明顯增強(qiáng)，而土壤基礎(chǔ)呼吸的溫度敏感性則無(wú)明顯變化[24]，室內(nèi)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)還證明土壤施氮不僅影響土壤呼吸速率和呼吸量，也影響土壤呼吸在各生長(zhǎng)階段的分配，還影響到土壤呼吸與溫度的關(guān)系[25]?？傊?，由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，關(guān)于氮素添加對(duì)土壤呼吸的影響以及其機(jī)理還沒(méi)有一致的結(jié)果。
2對(duì)土壤呼吸影響的潛在機(jī)制
土壤呼吸是生態(tài)系統(tǒng)的生物、化學(xué)與物理因素共同作用的結(jié)果，不僅受土壤內(nèi)部各因素（溫度、水分、pH、孔隙度等）的影響，更受生物量、凋落物等外部因素的影響。筆者討論了生態(tài)系統(tǒng)的地上地下生物量、凋落物、微生物對(duì)外界氮素添加的響應(yīng)及其對(duì)土壤呼吸的影響（圖1）。
2.1地上、地下生物量的變化
植物地上地下生物量的變化不僅是植物對(duì)外界環(huán)境的響應(yīng)，更能影響到物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)，改變碳在不同生態(tài)系統(tǒng)中的分配，生物量的變化體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)所固定的碳，影響到土壤呼吸。氮素添加總體上增加了地上生物量和地下生物量，但相比之下這種增加對(duì)地上生物量的分配大于對(duì)地下生物量的分配。一方面，氮素添加導(dǎo)致土壤中可利用性氮增加，減少了植株對(duì)碳的吸收，這意味著碳的分配會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，即更多的碳會(huì)分配到地上植被組織中；研究表明碳向地下分配的減少對(duì)根際土壤呼吸以及土壤CO2通量都有負(fù)作用[26]；土壤可利用性氮的降低會(huì)降低土壤呼吸速率，增加土壤中碳的累積[27]；細(xì)根尤其是菌根能夠分泌出大量的可溶性有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)是腐生生物的碳源和能源，促進(jìn)了腐生生物對(duì)土壤有機(jī)物質(zhì)的分解[28]，氮素添加引起碳向地下分配的減少，阻礙了土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解，從而抑制了土壤呼吸。
研究報(bào)道，氮添加促進(jìn)了植物組織的周轉(zhuǎn)，如葉和細(xì)根就更能優(yōu)先利用氮，氮添加導(dǎo)致的細(xì)根生長(zhǎng)和周轉(zhuǎn)的加速會(huì)對(duì)因氮施加而導(dǎo)致的碳向地下分配的減少形成負(fù)作用[29]；對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的氮素添加增加了植被生產(chǎn)力，改善了凋落物，使其易于被分解，因此也就增加了土壤呼吸的底物從而增加了土壤呼吸[30]；模型的結(jié)果得出，氮施肥促進(jìn)了細(xì)根的周轉(zhuǎn)，這也會(huì)導(dǎo)致碳向地下分配的增加，氮的增加刺激了碳向地下的分配，從而加速了土壤呼吸，至少會(huì)在施肥后的最初幾個(gè)月會(huì)是這樣[10]。
2.2凋落物
凋落物的分解不僅是陸地生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵過(guò)程，更是全球碳循環(huán)的關(guān)鍵組成部分，Raich等[31]估計(jì)凋落物的礦化對(duì)土壤總碳通量的貢獻(xiàn)大約為70%，因此，凋落物分解的變化在地方、區(qū)域以及全球尺度上都能影響到土壤呼吸甚至碳循環(huán)過(guò)程。
氮施加引起的土壤呼吸的變化通過(guò)凋落物的分解方式和速率得到解釋。氮素添加會(huì)改變凋落物的碳、氮含量，一方面對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的氮施加增加了凋落物中氮含量，從而降低了凋落物中的碳氮比，加速了凋落物的分解[19]，其他對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究也得到了類似的結(jié)果[32]；另一方面也有研究發(fā)現(xiàn)，凋落物中氮含量在氮施加試驗(yàn)中并沒(méi)有增加，是由于活性氮的增加促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)從而降低了枯萎組織中氮的含量[33]，Aerts等[34]也發(fā)現(xiàn)氮素添加對(duì)凋落物的分解有負(fù)作用。凋落物中氮含量的增加會(huì)促進(jìn)凋落物的分解，也有研究表明，向低氮含量的凋落物中增加氮并沒(méi)有加速它的分解[35]。即氮施加能夠加速那些產(chǎn)生容易被分解的凋落物的降解，抑制那些不易被分解的凋落物的分解[16]；即氮施加能夠?qū)δ举|(zhì)素含量較低的凋落物的分解起促進(jìn)作用[36]。
此外，不同的施氮濃度也會(huì)對(duì)凋落物的分解產(chǎn)生影響，Knorr等[36]整合前人的研究報(bào)道結(jié)果得出，每年氮施加小于75 kghm2會(huì)抑制凋落物的分解（-5%），氮施加在75～125 kghm2會(huì)促進(jìn)凋落物的分解（+17%），氮施加大于125 kghm2也會(huì)抑制凋落物的分解（-9%）[36]。
2.3微生物
微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的分解者，對(duì)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都有巨大的作用。微生物對(duì)凋落物和土壤有機(jī)質(zhì)的分解決定著陸地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)；微生物為維持自己的活性也會(huì)消耗物質(zhì)與能量，因此強(qiáng)烈地影響著土壤呼吸。
一方面，氮素添加增加了土壤微生物的呼吸，當(dāng)?shù)獮橐环N限制條件時(shí)。這種增加作用是由于土壤中穩(wěn)定群落的微生物活性，或者是由于增加了土壤中微生物的生長(zhǎng)。對(duì)闊葉林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期氮施肥增加了土壤微生物固定的礦化氮，施氮肥導(dǎo)致了微生物活性和周轉(zhuǎn)的增加[37]。對(duì)高山草甸進(jìn)行長(zhǎng)期氮施肥試驗(yàn)得出，施氮促進(jìn)土壤中新形成的有機(jī)質(zhì)的分解，而對(duì)比較穩(wěn)定的碳沒(méi)有影響，而這種碳分解的機(jī)制是由于微生物的作用[38]；對(duì)東北濕地生態(tài)系統(tǒng)的氮素添加研究也得到類似的結(jié)果[19]。
同時(shí)，氮素添加也會(huì)抑制微生物的活性。已有的研究表明，氮素添加導(dǎo)致的地上凋落物的分解速率降低可歸因于微生物活性降低和生長(zhǎng)受限，微生物活性和凋落物的纖維素和木質(zhì)素的分解有關(guān) 。有研究表明，對(duì)楓樹(shù)林模擬氮沉降后導(dǎo)致的土壤呼吸降低，主要原因?yàn)橥寥牢⑸锖粑慕档蚚12]；對(duì)內(nèi)蒙古3種不同類型的草地進(jìn)行施肥處理后抑制了土壤呼吸、氮的礦化和減少了微生物氮含量，這種抑制作用在長(zhǎng)期的氮施肥試驗(yàn)中表現(xiàn)的更為明顯[37]。此外，也有研究得出，氮素添加后的第1個(gè)生長(zhǎng)季對(duì)微生物活性和微生物量都沒(méi)有影響[39]，并且土壤呼吸與微生物數(shù)量之間沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系。
3不足與展望
3.1不同生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氮沉降響應(yīng)的研究
有關(guān)氮沉降對(duì)土壤呼吸的研究絕大部分集中于對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的研究，也有一部分涉及到草地生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，但對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)尤其是一些脆弱生境條件下的生態(tài)系統(tǒng)的研究還較少。如對(duì)泥炭地生態(tài)系統(tǒng)，在千年尺度上泥炭地生態(tài)系統(tǒng)因?yàn)樗膬舫跫?jí)生產(chǎn)力大于其分解速率而積累了大量的碳，以3%的陸地面積儲(chǔ)存了全球土壤碳的13，在全球變化的背景下成為溫室氣體的重要潛在排放源。對(duì)于大多數(shù)泥炭地生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都受到氮素的限制而有著比較低的生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力和比較低的凋落物分解速率，然而在氮沉降的基礎(chǔ)上這一系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力和凋落物分解速率都會(huì)有所增加[40]，在氮沉降的作用下這一生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸極有可能大大增強(qiáng)，甚至使這一系統(tǒng)從碳庫(kù)轉(zhuǎn)變成將來(lái)的一個(gè)重要碳源，然而關(guān)于這一系統(tǒng)的土壤呼吸以及碳循環(huán)還依然未知。對(duì)于濕地生態(tài)系統(tǒng)，由于凋落物和土壤有機(jī)質(zhì)的緩慢分解使得濕地生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)存了大量的有機(jī)碳，氮素添加勢(shì)必會(huì)對(duì)凋落物的分解和土壤呼吸產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。對(duì)三江源濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行人工施肥后得出，施肥通過(guò)改變凋落物的碳、氮含量和微生物活性從而加速了土壤呼吸，加速了碳排放[19]。不同濕地生態(tài)系統(tǒng)在未來(lái)更長(zhǎng)時(shí)間上如何響應(yīng)全球的氮沉降還依然是未知。對(duì)于這類較脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，氮沉降的影響或許能超過(guò)我們的估計(jì)，不僅對(duì)土壤中新形成的碳有影響而且也會(huì)對(duì)土壤中比較老的穩(wěn)定性的碳也產(chǎn)生影響[16]。
3.2氮素添加對(duì)土壤呼吸其他氣體的研究
CH4和N2O作為溫室氣體分別于25和298倍CO2的作用，是全球變暖過(guò)程中的巨大隱患物質(zhì)，然而，關(guān)于氮沉降對(duì)土壤呼吸的研究大多都集中在對(duì)土壤CO2呼吸的研究，涉及到N2O和CH4的有對(duì)海岸地進(jìn)行氮施肥的研究得出，施氮肥顯著的減少了土壤對(duì)CH4的吸收，增加了對(duì)N2O的排放，并且對(duì)土壤呼吸有持續(xù)弱促進(jìn)的作用；對(duì)加拿大坎貝爾河西南部58年生的花旗松林施氮肥后，在第1年顯著的增加了土壤N2O的排放，但在處理后第2年對(duì)N2O的釋放沒(méi)有任何影響卻有了較弱的吸收，他們總結(jié)到氮施加促進(jìn)了土壤呼吸直到N2O的排放開(kāi)始下降[10]；對(duì)東北濕地生態(tài)系統(tǒng)的氮施加促進(jìn)了地上植物的生長(zhǎng)和土壤N2O的排放[41]。灌溉良好的未經(jīng)干擾的生態(tài)系統(tǒng)是大氣CH4的天然庫(kù)，能夠固定10%的大氣CH4，溫帶森林土壤是N2O的天然庫(kù)，伴隨著全球氮沉降的增加，森林的生產(chǎn)力得到增加這將會(huì)對(duì)土壤吸收N2O產(chǎn)生巨大的影響，甚至使土壤成為N2O庫(kù)源[42]，因?yàn)榈┘訌?qiáng)烈的影響到了土壤中硝化和反硝化作用[10]。由于CH4和N2O對(duì)全球氣候變暖的重要性，為了全面評(píng)價(jià)全球變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的影響，需要通過(guò)研究確定不同成分土壤呼吸氣體之間是否有著某種相關(guān)性，在應(yīng)對(duì)未來(lái)氮沉降尤其是加劇的氮沉降時(shí)的具體響應(yīng)方式。
3.3氮素添加與其他外界條件的共同作用研究
全球變化背景下的土壤呼吸是多因子的共同作用，例如氣候變暖、CO2濃度增加、降水質(zhì)量和模式的改變以及氮沉降等。近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，溫度的緩慢升高導(dǎo)致了土壤呼吸的增強(qiáng)，而氮沉降的作用在生態(tài)系統(tǒng)中尤其是森林生態(tài)系統(tǒng)中會(huì)導(dǎo)致土壤呼吸的降低，在自然生態(tài)系統(tǒng)中其相互作用共同對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸產(chǎn)生影響，然而對(duì)它們共同作用下陸地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)機(jī)制研究知之較少。氮、磷、鉀是生物生長(zhǎng)所必須的大量元素，同時(shí)也是生態(tài)系統(tǒng)中的限制因素，氮、磷、鉀對(duì)土壤呼吸的研究則較少。僅有的研究報(bào)道氮、磷、鉀的施加能夠改變土壤溫度和水分從而影響土壤呼吸[40]。
3.4模型
碳、氮相互作用的機(jī)制尚不夠明確，Chen等[43]對(duì)Jassal等[42]的實(shí)驗(yàn)的模擬卻得到了相反的結(jié)果，氮素添加引起的碳向地上分配比向地下分配的增多，表明氮的施加并沒(méi)有使土壤碳庫(kù)發(fā)生很大的變化，因此，陸地生態(tài)系統(tǒng)的模型應(yīng)該綜合考慮到氮素添加導(dǎo)致碳在地上、地下的不同分配，尤其是土壤呼吸所利用到的那部分活性碳的不同分配[44]；碳氮比是體現(xiàn)氮素添加對(duì)微生物影響的一個(gè)重要指標(biāo)，不同的碳氮比決定不同的微生物活性并因此影響陸地生態(tài)系統(tǒng)中凋落物和土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率[45]，因此，將來(lái)的模型也應(yīng)該考慮到氮素添加后這一比值的變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的影響。
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第5篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
A. 1983年我國(guó)人口的出生率是1.862%
B. 某草原每公頃有10只黃鼠
C. 鹽鉤蝦在5℃下后代雄性為雌性的5倍，而在23℃下后代雌性為雄性的13倍
D. 瓢蟲(chóng)的成群分布
2.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，正確的是（ ）
A.生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體型必然越大
B.生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞對(duì)所有捕食者都必然是有利的
C.生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者得到的能量必然大于消費(fèi)者得到的
D.生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體型必然越小
3. 在下圖食物網(wǎng)中，a表示動(dòng)物性食物所占比例，若要使鳥(niǎo)體重增加x，至少需要生產(chǎn)者量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為（ ）
A. y=90ax+10x B. y=25ax+5x
C. y=20ax+5x D. y=100ax+10x
4. 將A、B兩種單細(xì)胞生物分別放在兩個(gè)容器中培養(yǎng)，得到圖a所示結(jié)果。將這兩種生物放在一個(gè)容器中混合培養(yǎng)，得到圖b所示結(jié)果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可知，這兩種生物的種間關(guān)系是（ ）
A. 競(jìng)爭(zhēng) B. 捕食 C. 互利共生 D. 寄生
5. 下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）
A. 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者組成
B. 生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終都以熱量形式散發(fā)到大氣中
C. 森林生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力大于草原生態(tài)系統(tǒng)
D. 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是通過(guò)食物鏈、食物網(wǎng)這種渠道進(jìn)行的
6. 下圖為野生綿羊種群在1800年早期被引入某島嶼后種群數(shù)量變化。下列對(duì)1850年前種群數(shù)量增長(zhǎng)方式的判斷及1850年后種群數(shù)量變化趨勢(shì)的理解與分析正確的是（ ）
A. S型種群將超過(guò)K值，因?yàn)樵?850年以后，種群數(shù)量呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)
B. J型1850年后趨于穩(wěn)定，因?yàn)橹饕苊芏戎萍s因素的凋節(jié)
C. S型種群數(shù)量趨向滅絕，因?yàn)樵?930年出現(xiàn)了種群“爆炸”
D. J型受非密度制約因素的調(diào)節(jié)，因?yàn)榉N群大小每10年呈現(xiàn)快速下降趨勢(shì)
7. 某島嶼有海底火山噴發(fā)形成，現(xiàn)已成為旅游勝地，島上植被茂盛，風(fēng)景優(yōu)美。下列敘述不正確的是（ ）
A. 該島嶼不同地段物種組成上的差異是群落水平結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)
B. 該島嶼形成后最初進(jìn)行的群落演替屬于次生演替
C. 旅游可能使島上的群落演替按照不同于自然演替的速度進(jìn)行
D. 該島嶼一定發(fā)生過(guò)漫長(zhǎng)的群落演替過(guò)程
8. 下列調(diào)查活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)中，實(shí)驗(yàn)所得到數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，可能偏大的是（ ）
A. 標(biāo)志重捕法凋查池塘中鯉魚(yú)的種群密度時(shí)，部分鯉魚(yú)身上的標(biāo)志物脫落
B. 探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量時(shí)，從試管上層吸出培養(yǎng)液汁數(shù)且沒(méi)有震蕩試管
C. 調(diào)查土壤小動(dòng)物豐富度時(shí)，用誘蟲(chóng)器采集小動(dòng)物沒(méi)有打開(kāi)電燈
D. 樣方法調(diào)查草地中的蒲公英時(shí)，不統(tǒng)計(jì)正好在樣方線上的個(gè)體
9. 下圖表示某物種遷入新環(huán)境后，種群增長(zhǎng)速率隨時(shí)間的變化關(guān)系，在t1時(shí)經(jīng)調(diào)查該種群數(shù)量為N，下列有關(guān)敘述正確的是（ ）
A. 在t2時(shí)種群個(gè)體的數(shù)量與在t0時(shí)種群個(gè)體的數(shù)量相等
B. 在t0～t2時(shí)間內(nèi)，種群數(shù)量呈“S”型增長(zhǎng)
C. 該種群在此環(huán)境中的環(huán)境負(fù)荷量約為N
D. 在t1～t2時(shí)，該魚(yú)的種群數(shù)量呈下降趨勢(shì)
10. 對(duì)某地區(qū)新引入的一種鳥(niǎo)的種群增長(zhǎng)速率[增長(zhǎng)速率=（出生率-死亡率）/時(shí)間]1～7年的調(diào)查研究，得到的數(shù)據(jù)。下列對(duì)該鳥(niǎo)種群描述正確的是（ ）
A. 種群的年齡結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定型
B. 種群的數(shù)量呈“J”型增長(zhǎng)
C. 種群密度是制約種群增長(zhǎng)的因素之一
D. 第3～4年中種內(nèi)斗爭(zhēng)最激烈
11. 群落演替的過(guò)程中，不可能的是（ ）
A. 群落演替主要有初生演替和次生演替兩種類型
B. 在群落演替過(guò)程中，不同時(shí)期群落中的優(yōu)勢(shì)種群在發(fā)生更替
C. 發(fā)生在裸巖上的演替過(guò)程：裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本階段灌木階段森林階段
D. 人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響與自然演替的方向、速度基本相同
A. 建立自然保護(hù)區(qū)，改善其棲息環(huán)境，可使K值提高
B. 對(duì)該種群密度的取樣調(diào)查可以采用樣方法和標(biāo)志重捕法
C. bc段種群增長(zhǎng)率逐漸下降，出生率大于死亡率
D. 比較曲線Y與曲線X表明自然狀態(tài)下種群無(wú)法超出理想狀態(tài)下的最大增長(zhǎng)率
13. 下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述，正確的是（ ）
A. 兔子吃了1公斤的草，則這1公斤草中的能量就流入到了兔子體內(nèi)
B. 一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有l(wèi)0%―20%的能量流入到狼的體內(nèi)
C. 生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物，能量就從無(wú)機(jī)環(huán)境流入到生物群落
D. 生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的
14. 下圖表示某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中CO2的釋放和消耗狀況，其中各數(shù)字序號(hào)表達(dá)的含義分別為：①生產(chǎn)者呼吸釋放量；②分解者呼吸釋放量；③消費(fèi)者呼吸釋放量；④生產(chǎn)者光合作用消耗總量。有關(guān)敘述正確的是（ ）
A. 流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量可用④表示
B. ②的量越小，說(shuō)明該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)施用的有機(jī)肥料越多
C. 消費(fèi)者同化作用的大小可用③表示
D. 該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中CO2的釋放量與消耗量相等
15. 以下關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述中，正確的是（ ）
A. 進(jìn)入第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量一部分儲(chǔ)存在有機(jī)物中，一部分經(jīng)過(guò)呼吸以熱能形式散失了
B. 能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)均可以單獨(dú)進(jìn)行
C. 成分包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者
D. 生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是食物鏈，但是不包括食物網(wǎng)
16. 下列關(guān)于生態(tài)學(xué)問(wèn)題的敘述中不正確的是（ ）
A. 大力植樹(shù)造林，改善能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率，是緩解溫室效應(yīng)的最佳途徑
B. 被有機(jī)物輕度污染的流動(dòng)水體中，距排污口越近的水體中溶解氧越多，N、P等無(wú)機(jī)鹽也越多
C. 保護(hù)生物多樣性，是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施之―，體細(xì)胞克隆等為之提供了技術(shù)支持
D. 當(dāng)水和土壤被重金屬污染時(shí)，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的消費(fèi)者體內(nèi)的重金屬含量越高
17. 2009年哥本哈根世界氣候大會(huì)所倡導(dǎo)的低碳生活獲得普遍認(rèn)同，大氣中CO2過(guò)多與碳循環(huán)失衡有關(guān)，根據(jù)下圖做出的判斷不正確的是（ ）
①增加自養(yǎng)生物種類和數(shù)量有利于降低大氣中的CO2含量
②大氣中CO2的增加主要與異養(yǎng)生物b的數(shù)量增加有關(guān)
③該生態(tài)系統(tǒng)中的自養(yǎng)生物與所有異養(yǎng)生物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)
④該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，不能準(zhǔn)確表示能量流動(dòng)方向
⑤圖中少一個(gè)箭頭，異養(yǎng)生物a指向無(wú)機(jī)環(huán)境，異養(yǎng)生物b的代謝類型不一定相同
A. 一項(xiàng) B. 兩項(xiàng) C. 三項(xiàng) D. 四項(xiàng)
18. 微山湖是山東境內(nèi)的一個(gè)面積較大的湖泊，二十年前這里是碧波萬(wàn)頃、魚(yú)兒滿湖、野鴨成群，還有“接天蓮葉無(wú)窮碧，映日荷花別樣紅”的美麗景象。二十年來(lái)，湖區(qū)四周縣市的工業(yè)快速發(fā)展，城市居民急增，因而大量的工業(yè)廢水、生活廢水、垃圾涌入該湖。湖水變得不僅很渾濁，而且腥臭難聞。據(jù)有關(guān)專家說(shuō)，近幾年來(lái)，微山湖中已消失了一些物種，例如，四鼻孔鯉魚(yú)、野鴨、水螅等。上述的現(xiàn)象說(shuō)明的道理主要是（ ）
A. 環(huán)境污染是破壞生物多樣性的重要原因
B. 掠奪式的開(kāi)發(fā)是破壞生物多樣性的主要原因
C. 外來(lái)物種入侵破壞了生物多樣性
D. 環(huán)境教育缺乏是破壞生物多樣性的根本原因
19. 下圖表示A、B兩個(gè)特殊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔。下列有關(guān)解釋正確的是（ ）。
①吃玉米的人所獲得的能量比吃牛肉的人獲得的能量多 ②能量沿食物鏈單向流動(dòng)，傳遞效率隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而逐級(jí)遞減 ③若A和B中玉米的數(shù)量相同，A能養(yǎng)活10000人，則B最多能養(yǎng)活2000人 ④若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則A中的人比B中的人體內(nèi)污染物濃度低
A. ①③④ B. ①②③ C. ①②③④ D. ③④
20. 下列有關(guān)生態(tài)學(xué)原理或規(guī)律的敘述，正確的是（ ）
A. 蜜蜂找到蜜源后，通過(guò)跳圓圈舞向同伴傳遞信息，這屬于物理信息
B. 低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環(huán)的平衡
C. 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和信息傳遞都是單向的
D. 森林生態(tài)系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)氣候的能力體現(xiàn)了生物多樣性的直接使用價(jià)值
21. 如圖表示生態(tài)系統(tǒng)中各成分之間的聯(lián)系。
①圖中能構(gòu)成群落的是 （填字母）。
②流入D的總能量小于F獲得的總能量，主要原因是F獲得的能量除了被自身呼吸消耗以及未被利用外，還有部分能量被 （填生物成分）所利用。
③若D還能以E為食物，則B的數(shù)量會(huì) （填“增加”或“減少”或“不變”）。
④若圖表示冬季某溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，進(jìn)入A的二氧化碳總量為M，由A進(jìn)入E的二氧化碳量為N，則M和N的數(shù)量關(guān)系為 。
（2）下表是五個(gè)種群在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水域生態(tài)系統(tǒng)中所含有的總能量和污染物X的平均濃度。已知水中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.003mg/L，請(qǐng)分析說(shuō)明：
若每一種生物都可被相鄰的下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有生物捕食，請(qǐng)你用箭頭表示出這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)： 。
22. 薇甘菊是多年生藤本植物，能攀爬樹(shù)冠迅速生長(zhǎng)，繁殖能力強(qiáng)，植株覆蓋密度大。薇甘菊入侵后，以其入侵點(diǎn)為圓心向外擴(kuò)散，劃分出薇甘菊入侵區(qū)、群落交錯(cuò)區(qū)和本土植物區(qū)三類樣區(qū)。在入侵區(qū)，薇甘菊覆蓋度大于90%，入侵年齡在5年以上；群落交錯(cuò)區(qū)，薇甘菊與當(dāng)?shù)刂参锔?jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)，薇甘菊的覆蓋度在10%～30%，入侵年齡在3年左右；本土植物區(qū)沒(méi)有薇甘菊生長(zhǎng)，優(yōu)勢(shì)種群為本土植物類蘆，其覆蓋度大于80%。讀下表分析回答：
（1）從表中數(shù)據(jù)可知，在不同樣區(qū)捕獲到的中小型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)量不盡相同，動(dòng)物個(gè)體數(shù)量最多的樣區(qū)是 。薇甘菊入侵后對(duì)中小型土壤動(dòng)物的 變化影響不大，而對(duì)土壤中動(dòng)物的 變化影響較大。
（2）在該生態(tài)系統(tǒng)的成分中，薇甘菊屬于 ，土壤中的小動(dòng)物屬于 。
（3）薇甘菊入侵5年后，本土植物成片枯萎死亡的主要原因是 ，植物大量死亡會(huì)使該生態(tài)系統(tǒng)中 的數(shù)量增加。因薇甘菊入侵引起的一些物種取代另一些物種等的一系列變化稱 。
23. 下圖中甲圖表示一個(gè)海灘濕地生態(tài)系統(tǒng)中部分生物的食物關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：
[沼蟹][蜘蛛][線蟲(chóng)][藻類][大米草][食草蟲(chóng)][ 螺 ][細(xì)菌][個(gè)體存活數(shù)][一齡幼蟲(chóng)][二齡幼蟲(chóng)][三齡幼蟲(chóng)][四齡幼蟲(chóng)][卵][蛹成蟲(chóng)][甲乙][丙]
（1）在該生態(tài)系統(tǒng)中，既是分解者又可作為消費(fèi)者食物的生物是 。
（2）請(qǐng)根據(jù)甲圖中的生態(tài)系統(tǒng)，寫(xiě)出乙圖中能量金字塔各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有生物名稱
（3）有人研究該生態(tài)系統(tǒng)中食草蟲(chóng)個(gè)體存活數(shù)與發(fā)育期的關(guān)系，結(jié)果如丙圖所示。從中可推知食草蟲(chóng)死亡率最大的時(shí)期是 。
（4）沼蟹會(huì)破壞大米草根系，土壤中的磷可促進(jìn)藻類生長(zhǎng)。若在食草蟲(chóng)幼蟲(chóng)期噴灑只殺死該蟲(chóng)的含磷殺蟲(chóng)劑，則蜘蛛數(shù)量將 。一段時(shí)間后大米草數(shù)量不增反降，造成此結(jié)果的可能原因是大米草死亡導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量增加，通過(guò)甲圖的 食物關(guān)系，引起沼蟹數(shù)量增加；同時(shí)因含磷殺蟲(chóng)劑的使用，導(dǎo)致藻類數(shù)量增加，通過(guò)食物鏈 也會(huì)引起沼蟹數(shù)量增加，從而造成大米草數(shù)量不增反降。
（5）上述事實(shí)說(shuō)明，人類活動(dòng)會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)中生物種類減少，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力 ， 容易受到破壞。
24. 分析下面碳循環(huán)示意圖并據(jù)圖回答問(wèn)題：
[尸體][尸體][碳化][動(dòng)物][綠色植物][化石燃料][水圈][大氣圈][巖石圈]
（1）從微觀上看，過(guò)程①是在細(xì)胞內(nèi) 中進(jìn)行的；過(guò)程③主要是在細(xì)胞內(nèi) 中進(jìn)行的。
（2）巖石圈中的碳以 形式儲(chǔ)存，故不直接參與碳循環(huán)。水圈中碳的存在形式是 。
（3）由圖中可見(jiàn)，碳循環(huán)帶有 性，屬于氣體型循環(huán)。
（4）碳從無(wú)機(jī)環(huán)境中進(jìn)入生物群落的途徑①是 ，除此之外，某些特殊的生態(tài)系統(tǒng)還可通過(guò) 進(jìn)入生物群落；②表示的是 關(guān)系，其②內(nèi)部之間還可存在 關(guān)系；④表示 。
（5）參與過(guò)程④的生物的新陳代謝類型是 ，它們與同區(qū)域中的動(dòng)植物共同構(gòu)成了 。
（6）如果大氣層中的CO2增多，則產(chǎn)生 ，效應(yīng)。
（7）從上圖可知，減緩溫室效應(yīng)的關(guān)鍵措施是：
（8）碳循環(huán)的進(jìn)行伴隨著 ，但由于生物體不能在代謝中利用 ，因而能量流動(dòng)具有 的特點(diǎn)。
25. 下圖a為某地建立的人工生態(tài)系統(tǒng)示意圖，圖b為該生態(tài)系統(tǒng)中四個(gè)種群和分解者的能量相對(duì)值，圖c表示某種魚(yú)遷入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間的變化曲線。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：
（1）在一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)中最基本的生物因素是 。要使人工生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，除了有穩(wěn)定的能量來(lái)源外，各種生物的 要保持相對(duì)穩(wěn)定。
（2）蠶糞、蔗葉進(jìn)入魚(yú)塘經(jīng)過(guò) 的作用后可被?；⒄峄?。蠶糞中的氨經(jīng)過(guò) 的作用形成的 可被植物利用。
第6篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
筆者有幸聽(tīng)了湖州八中郎莉萍老師執(zhí)教的一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)習(xí)課《神奇的生態(tài)瓶》。課中，郎老師引導(dǎo)學(xué)生思維的教學(xué)給筆者留下了十分深刻的印象。以下筆者從對(duì)這堂課的感受出發(fā)，談?wù)勗诳茖W(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)中應(yīng)該如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維。
一、思維基于知識(shí)，產(chǎn)生于問(wèn)題
知識(shí)與思維的關(guān)系非常密切，“沒(méi)有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)就不會(huì)有人類的思維活動(dòng)……知識(shí)經(jīng)驗(yàn)是以內(nèi)容的資格參加到思維問(wèn)題中去的”[2]236?？梢?jiàn)，重視學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的把握是必須的，因?yàn)檫@是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的前提。但是，知識(shí)的把握卻又不等于思維的發(fā)展，特別是依靠機(jī)械地反復(fù)強(qiáng)化去鞏固記憶性知識(shí)的教學(xué)過(guò)程，并不能促進(jìn)學(xué)生分析與綜合能力的發(fā)展，因?yàn)椤爸R(shí)的多少不能成為衡量思維能力強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)”，教學(xué)中更為重要的是需要培養(yǎng)學(xué)生“對(duì)知識(shí)的理解、運(yùn)用和轉(zhuǎn)化的能力”[1]。簡(jiǎn)言之，科學(xué)思維的培養(yǎng)需要以知識(shí)為基礎(chǔ)，但是又不可停留在具體的知識(shí)點(diǎn)上，而是需要通過(guò)思維在一系列知識(shí)點(diǎn)上不斷地深入。那么，科學(xué)課教學(xué)怎樣才能在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上引發(fā)學(xué)生的思維呢？
“人們通常假設(shè)，人的思維和問(wèn)題解決是緊密聯(lián)系的”[3]，“思維基于知識(shí)，卻又由問(wèn)題產(chǎn)生，并因?yàn)閱?wèn)題而得到持續(xù)不斷深入的發(fā)展。思維的最終目的也不停留于知識(shí)，而在于使問(wèn)題得以解決，做出有所創(chuàng)新的發(fā)現(xiàn)”[1]，而且，“教育的最終目的就是教學(xué)生解決問(wèn)題”[4]?？梢?jiàn)，有問(wèn)題才有思維，有思維的課堂必然是有問(wèn)題的課堂。上好復(fù)習(xí)課的關(guān)鍵就是要把機(jī)械的“重復(fù)”變成生動(dòng)積極的“再現(xiàn)”和“運(yùn)用”，而將“重復(fù)”變生動(dòng)的路徑就是精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)去解決問(wèn)題。
郎老師的《神奇的生態(tài)瓶》（后面簡(jiǎn)稱《瓶》）這節(jié)課，首先體現(xiàn)了“從問(wèn)題進(jìn)，又從問(wèn)題出”的設(shè)計(jì)思想。她教學(xué)設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)是“觀看視頻，引發(fā)思考”，視頻是一個(gè)自制生態(tài)瓶的過(guò)程，需要學(xué)生思考的是：生態(tài)瓶有什么作用？生態(tài)瓶中有哪些成分？要讓小魚(yú)活下去哪些成分是必須有的？她設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是“再看生態(tài)瓶，引發(fā)新思考”。這樣的安排，正如杜威所言：“在每一堂課終了的時(shí)候，要檢查學(xué)生已經(jīng)完成的作業(yè)和學(xué)到的知識(shí)，在學(xué)生的思想中，對(duì)某些未來(lái)的課題，應(yīng)有針對(duì)地尋問(wèn)，到底是什么，許多問(wèn)題仍然是懸而未決的，這正如結(jié)構(gòu)清晰的故事或戲劇中的每一片段，都會(huì)使人期待著，渴望循著線索繼續(xù)看下去?！?/p>
其次，《瓶》這節(jié)課教學(xué)核心部分的設(shè)計(jì)思路是“鏈接問(wèn)題，展開(kāi)復(fù)習(xí)”，用如下三個(gè)大問(wèn)題呈現(xiàn)了與生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)的三塊內(nèi)容：
問(wèn)題1：你能理清種群與群落、生態(tài)系統(tǒng)與生物圈等容易混淆的概念嗎？
問(wèn)題2：你知道生態(tài)瓶中的成分嗎？
問(wèn)題3：什么樣的生態(tài)瓶能使小魚(yú)生活的時(shí)間最長(zhǎng)？
問(wèn)題1要解決的是生態(tài)系統(tǒng)的基本概念；問(wèn)題2要解決的是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與成分；問(wèn)題3要解決的是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。然而，每一個(gè)大問(wèn)題的解決都有一系列小問(wèn)題作為腳手架，前面一個(gè)大問(wèn)題又是后面一個(gè)大問(wèn)題的腳手架。例如在問(wèn)題2的解決中，在學(xué)生呈現(xiàn)生態(tài)瓶中的成分之后，郎老師不斷追問(wèn)“細(xì)菌屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的什么”“可不可以說(shuō)是微生物”“為什么”等。鞏固練習(xí)之后再次追問(wèn)：“上題中提到微生物對(duì)自己的物質(zhì)循環(huán)起到重要的作用，是怎么回事呢？”然后出示生態(tài)瓶中的碳循環(huán)示意圖，讓學(xué)生指出分解者。有了碳循環(huán)為基礎(chǔ)，氧循環(huán)的建模迎刃而解，解決問(wèn)題3所要運(yùn)用的知識(shí)也已經(jīng)儲(chǔ)備好了。有效教學(xué)的奧秘就在于，教師清楚地知道學(xué)生的認(rèn)知水平與教學(xué)目標(biāo)之間的距離，并清楚地知道從學(xué)生現(xiàn)有水平出發(fā)，到達(dá)教學(xué)目標(biāo)之間要架設(shè)的腳手架的位置與個(gè)數(shù)。正是由于腳手架選擇的適切，整堂課中大部分學(xué)生都處在積極思考并努力解決問(wèn)題的狀態(tài)中。絕大部分時(shí)間都是學(xué)生在爭(zhēng)著表述，而教師只是一個(gè)不斷有問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的引導(dǎo)者和傾聽(tīng)者。
二、思維產(chǎn)生于問(wèn)題，拓展于變式
思維產(chǎn)生于問(wèn)題，但常見(jiàn)的問(wèn)題又容易產(chǎn)生思維定勢(shì)。很多學(xué)生的答題錯(cuò)誤往往不是由于知識(shí)的欠缺，而是由于思維定勢(shì)造成的，如何克服學(xué)生的思維定勢(shì)是教學(xué)中必須面對(duì)的問(wèn)題。避免重復(fù)機(jī)械的題海戰(zhàn)術(shù)是克服思維定勢(shì)的一條路徑，《瓶》這節(jié)課正是呈現(xiàn)了如何在日常課堂教學(xué)中克服學(xué)生思維定勢(shì)的一條有效路徑――課堂例題教學(xué)中的充分變式?！八^‘變式’即指從不同角度、不同方面變換事物的非本質(zhì)屬性，揭示事物的本質(zhì)特性，從而更好地掌握概念。” [2]236在問(wèn)題1的解決中，郎老師準(zhǔn)備了這樣一道練習(xí)題：
杭州西溪國(guó)家濕地公園內(nèi)生活著許多水生、陸生植物和野生植物，園內(nèi)河流交匯，鳥(niǎo)語(yǔ)花香，形成了獨(dú)特的濕地景觀，該濕地公園屬于（ ）
A.種群 B.生態(tài)系統(tǒng) C.群落 D.生物圈
接著郎老師利用這個(gè)題目進(jìn)行了一系列的變式：
如果選項(xiàng)是A（或C），題目該如何提問(wèn)？
該濕地公園內(nèi)所有的青蛙屬于 ；
該濕地公園內(nèi)所有的生物屬于 ；
該濕地公園內(nèi)所有的植物屬于 。
這是一個(gè)非常經(jīng)典的橫向變式，同一個(gè)題干不同的問(wèn)題將生態(tài)系統(tǒng)的基本概念盡收其中。這不僅節(jié)約了學(xué)生讀取題干信息的大量時(shí)間，也通過(guò)變式有效提醒學(xué)生一定要審題仔細(xì)，切不可因思維定勢(shì)而盲目答題。解題教學(xué)不需要太多的題目，要的是思維含量，這應(yīng)該成為我們的共識(shí)。
變式訓(xùn)練不僅可以克服思維定勢(shì)，其中的縱向變式還可以實(shí)現(xiàn)思維的正向遷移和拓展。例如，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，為了有效突破這個(gè)重難點(diǎn)，郎老師首先直接給出了生態(tài)瓶中的碳循環(huán)示意圖（如圖1），圖中A、B、C、D分別代表生態(tài)系統(tǒng)的成分，①～⑦代表碳元素的傳遞過(guò)程，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)圖回答：
（1） B是指 ，D是指 。
（2）碳元素在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物之間以 形式進(jìn)行循環(huán)的；碳元素通過(guò) 作用由生物進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境。碳元素從B到C是以 形式傳遞的。
（3） 從物質(zhì)循環(huán)的觀點(diǎn)看，生物的碳元素究其根源來(lái)自于 。
經(jīng)過(guò)這樣橫向縱向的多次變式，學(xué)生的思維得到了充分的拓展。
三、思維拓展于變式，提升于建模
教師在教學(xué)過(guò)程中有意識(shí)地適度超越學(xué)生的認(rèn)知水平，引導(dǎo)學(xué)生在其學(xué)習(xí)的過(guò)程中逐步從一個(gè)個(gè)具體的案例所呈現(xiàn)的知識(shí)技能中跳出來(lái)，掙脫具體問(wèn)題的束縛，努力地“跳一跳”去把握隱藏在現(xiàn)象背后的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，那么，學(xué)生僅僅依靠原有的認(rèn)知就不能解決問(wèn)題了，這樣便引發(fā)了學(xué)生原有認(rèn)知基礎(chǔ)和當(dāng)前學(xué)習(xí)所要求的思維水平之間的不平衡，這種“不平衡狀態(tài)的產(chǎn)生醞釀了心智發(fā)展的可能”[5]，學(xué)生在解決這種不平衡的過(guò)程中，思維水平也就能夠獲得進(jìn)一步發(fā)展，從而為更好地學(xué)習(xí)新知提供了心智基礎(chǔ)?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)要“幫助學(xué)生學(xué)習(xí)建立科學(xué)模型，由此培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括能力和邏輯思維能力”，而學(xué)生建立模型的過(guò)程，正是把原有的認(rèn)知提高到一個(gè)新水平的思維過(guò)程。
模型，中文原意即規(guī)范。按照我國(guó)著名物理學(xué)家錢(qián)學(xué)森的觀點(diǎn)：“模型就是通過(guò)我們對(duì)問(wèn)題的分析，利用我們考察來(lái)的機(jī)理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來(lái)的一幅圖畫(huà)。”簡(jiǎn)單地說(shuō)，模型是人們對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，它是通過(guò)思維活動(dòng)而對(duì)特定知識(shí)所作出的一種本質(zhì)性規(guī)律性的反映。
對(duì)有些科學(xué)問(wèn)題的探究既無(wú)法用真實(shí)模型，也無(wú)法找到替代模型，此時(shí)，科學(xué)家們想出了用人工模擬的方法來(lái)開(kāi)展研究，如生物圈Ⅱ號(hào)、探究性狀分離比的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、探究生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的小生態(tài)瓶等?！镀俊愤@節(jié)課充分展示了建模思想，充分利用了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)模型――小生態(tài)瓶，郎老師通過(guò)問(wèn)題3“什么樣的生態(tài)瓶能使小魚(yú)生活時(shí)間最長(zhǎng)”引發(fā)了學(xué)生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)思考。實(shí)際上，整節(jié)課郎老師都在通過(guò)小生態(tài)瓶幫助學(xué)生疏通思路，都是在用小生態(tài)瓶模擬真實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)。
在復(fù)習(xí)課中，教師的任務(wù)不應(yīng)是替學(xué)生找出各部分知識(shí)的現(xiàn)成結(jié)構(gòu)，而是需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)、規(guī)律、方法進(jìn)行歸納整理，讓學(xué)生通過(guò)自己的理解和加工建構(gòu)可用的思維模型，因?yàn)椤皩W(xué)習(xí)是一個(gè)把新舊信息結(jié)合在一起，構(gòu)建出一個(gè)人自己獨(dú)特的知識(shí)基礎(chǔ)的過(guò)程”[6]。這也體現(xiàn)在了《瓶》這節(jié)課中：（1）以生態(tài)系統(tǒng)為核心，將生態(tài)因素、種群和生物群落等基本概念，生態(tài)系統(tǒng)的成分與結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)“分割”成三個(gè)知識(shí)塊，并有序布局；（2）連接三大知識(shí)塊相互聯(lián)系的知識(shí)線，自然形成一個(gè)生物與環(huán)境的知識(shí)網(wǎng)；（3）縱觀全局，再現(xiàn)整體，最后一個(gè)環(huán)節(jié)“再看生態(tài)瓶，引發(fā)新思考”的任務(wù)之一，就是通過(guò)三大知識(shí)塊概念之間的內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)成生物與環(huán)境的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成思維導(dǎo)圖，建立了關(guān)于生物與環(huán)境關(guān)系的思維模型，使學(xué)生更好地理解了相關(guān)知識(shí)內(nèi)容所構(gòu)成的體系。
總之，《瓶》的教學(xué)設(shè)計(jì)理念是以學(xué)生熟悉且非常感興趣的生態(tài)瓶為切入口，以解決學(xué)生疑難問(wèn)題為準(zhǔn)則，展開(kāi)一系列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的問(wèn)題討論，并在問(wèn)題的討論和解決中理清生態(tài)系統(tǒng)基本概念、組成成分、結(jié)構(gòu)功能，感知物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要性，解釋生態(tài)平衡的現(xiàn)象和意義。在教學(xué)中，郎老師通過(guò)學(xué)生感興趣的問(wèn)題引發(fā)思維，通過(guò)充分變式順利完成了建模，通過(guò)建模使學(xué)生的思維水平得到了有效的提升。這真正是“為思維而教”的令人難忘的一課。
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第7篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
水是生命之源，水是支撐地球社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展不可替代的資源。但是，由于全球變化、人類活動(dòng)的負(fù)面影響，地球上水的循環(huán)在發(fā)生變化，許多地區(qū)正在發(fā)生嚴(yán)重的水的問(wèn)題與危機(jī)，如洪水、干旱和江河水體污染，而成為限制國(guó)家河區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性因子，水科學(xué)問(wèn)題也成為國(guó)際地球科學(xué)發(fā)展中的一個(gè)重要方面。
2001年7月在世界知名海岸水利工程建設(shè)的荷蘭王國(guó)連續(xù)舉辦了兩個(gè)直接與水科學(xué)有關(guān)的大型國(guó)際科學(xué)大會(huì)。一個(gè)是7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹（Amsterdam）由國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）、國(guó)際人文計(jì)劃（IHDP）和世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）聯(lián)合舉辦的“全球變化科學(xué)大會(huì)(GlobalChangeOpenScienceConference)”。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）是國(guó)際著名的全球變化科學(xué)研究計(jì)劃，受到國(guó)際地球科學(xué)屆廣泛的關(guān)注和參與。在跨入2000后的IGBP首次重要國(guó)際學(xué)術(shù)活動(dòng)-“全球變化科學(xué)大會(huì)”云集來(lái)自國(guó)際的100多個(gè)國(guó)家的全球變化研究的專家學(xué)者、管理者約1600多人。大會(huì)主題是：一個(gè)變化的地球的挑戰(zhàn)（ChallengesofaChangingEarth）。中國(guó)派出以科學(xué)院為主體的約60多人的代表團(tuán)，進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和討論，其中除了碳循環(huán)和土地覆被變化是大會(huì)主要議題外，水循環(huán)及水資源是大會(huì)重要內(nèi)容之一。
另一個(gè)是7月18-27日在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行的第6屆國(guó)際水文科學(xué)大會(huì)。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。這是一次專門(mén)針對(duì)國(guó)際水文科學(xué)進(jìn)展的回顧和研討大會(huì)，來(lái)自國(guó)際60多個(gè)國(guó)家的500名代表出席了大會(huì)。第6屆國(guó)際水文科學(xué)大會(huì)的主題是：一個(gè)干旱地球新的水文學(xué)（ANewHydrologyforaThirstyPlanet）。
受國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部的部分資助，筆者應(yīng)邀參加這兩個(gè)大會(huì)，并擔(dān)任第6屆國(guó)際水文科學(xué)大會(huì)第二學(xué)術(shù)研討會(huì)的分會(huì)主席。本文是對(duì)這兩個(gè)國(guó)際會(huì)議中關(guān)于水科學(xué)研究進(jìn)展的綜述，希望介紹水科學(xué)方面一些新的進(jìn)展，提出我國(guó)對(duì)國(guó)際水科學(xué)的貢獻(xiàn)和存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。
二.全球變化與水文科學(xué)問(wèn)題
全球環(huán)境變化（簡(jiǎn)稱全球變化）是目前和未來(lái)人類和社會(huì)發(fā)展面臨的共同問(wèn)題。全球變化既包涵全球氣候變化又包括了人類活動(dòng)造成環(huán)境變化的影響。了解自然變化和人類活動(dòng)的影響是國(guó)際地球科學(xué)發(fā)展最為關(guān)系的問(wèn)題。
7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的“全球變化科學(xué)大會(huì)”，內(nèi)容十分豐富。但都圍繞有兩大主專題，即：（1）一個(gè)不斷變化的地球的挑戰(zhàn)：對(duì)全球變化的科學(xué)理解。（2）展望未來(lái)：地球系統(tǒng)科學(xué)與全球可持續(xù)性。大會(huì)邀請(qǐng)若干專家學(xué)者做報(bào)告，在大會(huì)研討中設(shè)立一系列專題研討會(huì)和招貼展示論文。
大會(huì)專題報(bào)告內(nèi)容有：
·一個(gè)不斷變化的地球的挑戰(zhàn)：對(duì)全球變化的科學(xué)理解（BerrienMoore）
·土地變化的集中性與復(fù)雜性：虛構(gòu)與現(xiàn)實(shí)（B.L.Turner）
·氣候變化與海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：可持續(xù)資源利用的內(nèi)涵（MichaelJ.Fogarty）
·21世紀(jì)中的糧食：全球氣候的差異性（MachendraShah）
·人類時(shí)期的大氣化學(xué)（PaulJ.Crutzen）
·火與薄霧：東南亞空氣質(zhì)量的社會(huì)與政治因素上的不均性（SimonS.C.）
·海洋和陸地碳動(dòng)力學(xué)（IanR.Noble）
·碳與科學(xué)政策的聯(lián)系：京都的挑戰(zhàn)（RobertT.Watson）
·對(duì)CO2挑戰(zhàn)的工業(yè)響應(yīng)（CharlesNicholson）
2．水與全球變化的關(guān)聯(lián)：世紀(jì)資源的挑戰(zhàn)？（LeenaSrivaatava）。
·我們會(huì)有足夠的高質(zhì)量的水嗎？（HartmutGrassl）
·水會(huì)滿足人們的需要嗎？（PeterD.Tyson）
·大壩對(duì)漁業(yè)的影響：三峽大壩實(shí)例研究。Chen-TungArthurChen教授，臺(tái)灣，國(guó)家SunYat-Sen大學(xué)，海洋地理和化學(xué)學(xué)院。
·澳大利亞大陸上的水，碳和氮：氣候和土地利用變化的影響（MichaelRaupach）
3．全球生物地球化學(xué)：星球新陳代謝系統(tǒng)的理解（PamelaMatson）
·海洋生物地球化學(xué)：變化的海洋（DavidM.Karl）
·陸地上碳的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)（RobertJ）
·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析（OranR.Young）
4．陸地—海洋的交互作用：區(qū)域與全球的聯(lián)系。（RogerHarris）
·生物地球化學(xué)的交互作用與反饋（TimJickells）
·沿海地區(qū)的全球變化：東南亞的實(shí)例研究（LianaTalaue-McManus）
5．氣候系統(tǒng)：預(yù)報(bào)、變化和可變性
·以前和以后的氣候變化：我們究竟去何處（ThomasF.Pedersen）
·氣候變化的1000年（RaymondS.Bradley）
·正在變化的寒區(qū)：高緯區(qū)全球變暖的影響（OlegAnisimov）
·耦合氣候系統(tǒng)：可變性和可預(yù)測(cè)性（AntonioJ.Busalacchi）
6．土地利用變化的熱點(diǎn)地區(qū)和地球系統(tǒng)：區(qū)域和全球的聯(lián)系
·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎？北非：撒哈拉沙漠；
·東南亞1：理解變化的亞洲季風(fēng)系統(tǒng)：大規(guī)模植被和土地利用在水循環(huán)和氣候中的作用
·東南亞2：人類引導(dǎo)的陸地覆蓋的變化能對(duì)亞洲季風(fēng)有多大的改變？
·亞馬遜河流域和土地利用的變化：未來(lái)能平衡嗎？
·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎？一種綜合。
7．模擬和觀測(cè)地球系統(tǒng)（DavidCarson）
·處理地球系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性（H.J.Schellnhuber）
·監(jiān)視地球系統(tǒng)的短期不穩(wěn)定性和長(zhǎng)期的趨勢(shì)：一個(gè)空間的挑戰(zhàn)（JoseAchache）
·虛擬現(xiàn)實(shí)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)（JohnMitchell）
8．地球系統(tǒng)需要生物多樣性嗎？（AnneLarigauderie）
·為什么地球系統(tǒng)科學(xué)需要海洋生物多樣性？（KatherineRichardson）
·生物多樣性是如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程與功能（SandraDiaz）
9．科技能夠補(bǔ)償星球嗎？（MikeBrklacich）
·自然的回歸：為什么和怎樣進(jìn)行（JesseH.Ausubel）
·工業(yè)變革：生產(chǎn)與消費(fèi)中的探測(cè)系統(tǒng)變化（PierVellinga）
10．面向全球可持續(xù)性（HansOpschoor）
·區(qū)域和全球可持續(xù)性的挑戰(zhàn)和障礙（JuliaCarabias）
·轉(zhuǎn)向可持續(xù)性的研究系統(tǒng)（WilliamC.Clark）
·可持續(xù)性科學(xué)起源討論：什么是可持續(xù)性科學(xué)？為什么要可持續(xù)性科學(xué)？（JaneLubcheno）
·可持續(xù)科學(xué)和氣候變化（BertBolin）
·重新概念化自然-社會(huì)的交互作用：將環(huán)境和發(fā)展結(jié)合起來(lái)理解（RobertW.Kates）
·雅基盆地資源的可利用性、脆弱性和持續(xù)性：環(huán)境與社會(huì)交互作用中不可持續(xù)的發(fā)展趨勢(shì)（P.A.Matson）
·人與環(huán)境相互作用的脆弱性：尤卡坦南部事例（B.L.Turner）
·各學(xué)科間的可持續(xù)性科學(xué)（RobertW.Corell）
大會(huì)專題討論內(nèi)容十分豐富，有：A1-全球碳循環(huán)；A2-大城市與全球變化；A3-南厄爾尼諾的擺動(dòng)同過(guò)去、未來(lái)氣候變化的聯(lián)系；A4-地球系統(tǒng)的演化；A5-生物多樣性的全球變化；A6-全球變化與火；A7-海岸區(qū)人類活動(dòng)；B1-食品生產(chǎn)和環(huán)境間的平衡；B2-理解土地利用的變化，以致重建、描述或預(yù)測(cè)土壤覆蓋度；B3-冰雪層和全球變化：制度和指標(biāo)；B4-地球系統(tǒng)分析；B5-陸地生物圈與全球變化；B6-社會(huì)轉(zhuǎn)化過(guò)程；B7-海洋與氣候變化；C1-水資源對(duì)環(huán)境變化的脆弱性：一種系統(tǒng)方法；C2-把人放入地球系統(tǒng)中：受害者或是破壞者，擾亂者或是解決者?C3-大氣和全球變化;C4-全球變化非線性變化和驚訝;C5-生態(tài)系統(tǒng)管理可持續(xù)發(fā)展的展望;C6-科學(xué)和政策過(guò)程：IPCC;C7-全球變化與山地區(qū)。
大會(huì)報(bào)告集中在水科學(xué)問(wèn)題的主題有：全球變化中的水問(wèn)題-21世紀(jì)資源的挑戰(zhàn)，尤其值得提到的是7月12日下午，大會(huì)專門(mén)針對(duì)水循環(huán)水資源問(wèn)題，舉行了“環(huán)境變化的水資源脆弱性系統(tǒng)分析”學(xué)術(shù)研討會(huì)。WCRP/GEWEX北美主席、美國(guó)地理學(xué)會(huì)水文專業(yè)委員會(huì)主席、亞利桑那大學(xué)水文水資源系的SorooshSorooshian教授介紹“WCRP/GEWEX和SAHRA計(jì)劃中水問(wèn)題的研究：半干旱區(qū)流域水文循環(huán)與可持續(xù)性”。德國(guó)的CharlesVorosmarty教授報(bào)告了“地球系統(tǒng)科學(xué)對(duì)全球水評(píng)估的貢獻(xiàn)”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項(xiàng)目的核心“完整的流域管理”經(jīng)驗(yàn)。JosephAlcamo教授指出全球“水危機(jī)區(qū)與脆弱性”。JimWallace教授強(qiáng)調(diào)“防洪安全與水資源問(wèn)題”。ClaudiaPahl-Wostl教授研討“面向社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性：水管理部門(mén)職能的轉(zhuǎn)變過(guò)程挑戰(zhàn)”。
三.水文科學(xué)與水資源安全
7月18-27日第6屆國(guó)際水文科學(xué)大會(huì)在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行。大會(huì)對(duì)過(guò)去水文水資源研究進(jìn)行總結(jié)，對(duì)未來(lái)水文科學(xué)的發(fā)展進(jìn)行展望。會(huì)議由4個(gè)專題學(xué)術(shù)大會(huì)（Symposium，簡(jiǎn)寫(xiě)為S）和6個(gè)學(xué)術(shù)研討會(huì)(Workshop，簡(jiǎn)寫(xiě)為W)組成。會(huì)議主要集中在水文科學(xué)基礎(chǔ)研究和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源研究?jī)蓚€(gè)方面：
1.水文學(xué)基礎(chǔ)研究
S4.土壤-植被-大氣轉(zhuǎn)化方式和大尺度水文模擬
WS4.高山地區(qū)水文過(guò)程與冰圈作用
WS2.水文長(zhǎng)期變化與氣候影響
S3.人類活動(dòng)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響
WS6.海岸濕地水文的演化
2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源研究
S1.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水危機(jī)
S2.區(qū)域水資源管理
WS1.全球變化與洪水預(yù)報(bào)
WS3.信息技術(shù)在可持續(xù)水管理的作用
WS5.GIS&RS在土壤侵蝕和水質(zhì)變化的應(yīng)用
特別需要指出，由于全球變化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水資源問(wèn)題愈來(lái)愈突出，給水文科學(xué)研究提出新的課題，即變化環(huán)境下的水資源形成與演化規(guī)律問(wèn)題。IAHS會(huì)議的S1-S2，主要研討這些國(guó)際國(guó)家和區(qū)域尺度急迫的問(wèn)題。關(guān)于S1和S2的研討內(nèi)容題目摘錄如下：
S1：水脅迫下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（E.Servat）
水源豐富，資金缺乏，水工業(yè)能否繼續(xù)生存尚未可知。
·健康部門(mén)希望從水文學(xué)家那兒得到什么?
·河流生態(tài)系統(tǒng)的研究和管理中對(duì)水文數(shù)據(jù)的需求。
·多學(xué)科綜合研究—對(duì)水危機(jī)的響應(yīng)。
·食物保障中的水資源及管理。
·洪水控制與城市排水系統(tǒng)管理。
·全球水協(xié)作計(jì)劃
S2區(qū)域水資源管理
S2-1過(guò)去水管理的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)（A.SchumannM.C.Acreman，M.Marino）：
·可持續(xù)發(fā)展的度量及其在實(shí)際水管理計(jì)劃中的實(shí)現(xiàn)。
·可持續(xù)水庫(kù)發(fā)展—津巴布韋實(shí)例研究。
·Yamuna河流域的可持續(xù)區(qū)域水管理：Delhi區(qū)域的實(shí)例研究。
·Limpopo河：逐步走向可持續(xù)發(fā)展和一體化的水資源管理。
·中國(guó)新疆博斯騰湖流域的水資源可持續(xù)性發(fā)展管理經(jīng)驗(yàn)的啟示。
·印度干旱地區(qū)過(guò)去管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
·水壩功能新探——一個(gè)不應(yīng)忽略的問(wèn)題。
·Dehli區(qū)域水資源管理的一體化進(jìn)程：?jiǎn)栴}與展望。
·北尼日利亞半干旱區(qū)域的Hadejia河上建壩的影響：對(duì)未來(lái)管理的建議。
·可持續(xù)發(fā)展的特征及供水管理模型。
·澳大利亞富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的現(xiàn)階段研究。
·城市水計(jì)劃書(shū)——印度班加羅爾的實(shí)例研究。
·水資源系統(tǒng)中相對(duì)可持續(xù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)的框架。
S2-2可持續(xù)發(fā)展與水資源管理（夏軍，D.Rosbjerg，G.Schultz)
·為保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的整合水質(zhì)與水量的數(shù)學(xué)生態(tài)模型的發(fā)展。
·歐洲地下水可持續(xù)發(fā)展管理的指導(dǎo)方針。
·清除河岸異生植被是否為一種有效的水資源管理策略。
·地表水和地下水的聯(lián)合管理。
·河流管理可視化中的變換系統(tǒng)邊界。
·改善環(huán)境中被忽視的因子——監(jiān)控。
·加入風(fēng)險(xiǎn)基金平衡流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境壓力之間的沖突。
·使用風(fēng)險(xiǎn)分析提高水資源系統(tǒng)模型的效率和精度。
·整合水資源管理中的角色分配。
·Volta流域的水資源競(jìng)爭(zhēng)。
·復(fù)雜水環(huán)境管理中的空間適應(yīng)方法。
S2-3水資源管理的方法（R.Davis，S.Walker）
·流域水平上的水資源管理整合模型。
·提高以決策支持系統(tǒng)為基礎(chǔ)的模型的精度——水管理中的一種好的建模實(shí)踐。
·持續(xù)性水系統(tǒng)的水力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。
·人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的河流洪水預(yù)報(bào)。
·氣候變化影響評(píng)估中的不確定因子的概率特征。
·研究城市化對(duì)區(qū)域水資源影響的一種流域水文模型。
·水、氮循環(huán)的一種大尺度評(píng)估模型——在Elbe河流域的基礎(chǔ)研究。
·基于地形學(xué)和土壤水文學(xué)的濕地重建計(jì)劃方法的發(fā)展。
·英格蘭西南部Dartmour地區(qū)放牧對(duì)水文的影響。
四.21世紀(jì)水文科學(xué)的發(fā)展機(jī)遇與展望
傳統(tǒng)的水文學(xué)研究只考慮水量的自然變化，現(xiàn)代水文循環(huán)需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動(dòng)等方面的影響。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）代表國(guó)際地球?qū)W科發(fā)展前沿，水文循環(huán)的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，簡(jiǎn)稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過(guò)程與空間格局的變化規(guī)律和受人類活動(dòng)影響的關(guān)鍵問(wèn)題，以科學(xué)地解釋：植被是如何與水文循環(huán)的物理過(guò)程相互作用的？改變陸面生態(tài)過(guò)程的直接原因是什么？是大尺度人類活動(dòng)改變了陸面覆蓋？還是大氣中二氧化碳濃度增加的緣故？這些影響變化的水文后果如何？通過(guò)這些研究，為認(rèn)識(shí)自然變化和人類活動(dòng)影響下的土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質(zhì)過(guò)程，評(píng)估人類對(duì)生物圈的影響，保護(hù)環(huán)境和資源可持續(xù)利用提供科學(xué)的基礎(chǔ)依據(jù)。
通過(guò)7月在荷蘭舉行的IGBP和IAHS國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)可以清楚看出，變化環(huán)境（即全球變化與人類活動(dòng)影響）下的水文循環(huán)研究成為21世紀(jì)水科學(xué)研究的熱點(diǎn)。根據(jù)二十一世紀(jì)IGBP發(fā)展方向，國(guó)際上的BAHC研究重點(diǎn)也相應(yīng)地進(jìn)行了調(diào)整，主要有以下8個(gè)方面：
·小尺度水、熱、碳通量研究；
·地下過(guò)程作用的評(píng)價(jià)；
·陸地-大氣相互作用的參數(shù)化；
·區(qū)域尺度土地利用與氣候的相互作用；
·全球尺度植被與氣候的相互作用；
·氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)流域系統(tǒng)穩(wěn)定與傳輸?shù)挠绊懀?/p>
·山區(qū)水文學(xué)與生態(tài)學(xué)；
·開(kāi)發(fā)全球數(shù)據(jù)集；
此外，還有兩個(gè)交叉研究問(wèn)題：
·設(shè)計(jì)、優(yōu)選和實(shí)施綜合的陸地系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；
·情景發(fā)展與風(fēng)險(xiǎn)/脆弱性分析。
變化環(huán)境下的水文循環(huán)及其時(shí)空演化規(guī)律研究，是國(guó)際國(guó)內(nèi)地學(xué)領(lǐng)域積極鼓勵(lì)的創(chuàng)新研究課題。結(jié)合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環(huán)過(guò)程的水循環(huán)研究，是一個(gè)新的交叉方向。研究的熱點(diǎn)問(wèn)題有：
問(wèn)題1：全球變化與水文循環(huán)問(wèn)題
它需要研究回答：全球變化對(duì)區(qū)域水循環(huán)規(guī)律？過(guò)去對(duì)氣圈-水圈-生物圈的相互聯(lián)系/作用是如何認(rèn)識(shí)？現(xiàn)在又是如何認(rèn)識(shí)水資源的演變？其規(guī)律是什么？
值得指出的是，過(guò)去在氣候系統(tǒng)與陸地水文循環(huán)之間存在一個(gè)誤區(qū)，即長(zhǎng)期以來(lái),水文學(xué)者把氣候看作是靜態(tài):一個(gè)地區(qū)的氣候是指某種統(tǒng)計(jì)的平衡,WMO規(guī)定系列30年的平均作為準(zhǔn)平均,用極差/標(biāo)準(zhǔn)差描述氣候變異。對(duì)陸地水文過(guò)程研究方面，認(rèn)為長(zhǎng)序列水文均值是穩(wěn)定不變的，年徑流出現(xiàn)的豐、枯現(xiàn)象，被看作圍繞均值的周期變化。水利（水資源）工程設(shè)計(jì)：要求的水文計(jì)算都是以幾十年-幾百年時(shí)間尺度的水文過(guò)程穩(wěn)定不變?yōu)榍疤?。未?lái)被看作是過(guò)去的重復(fù)或外延。例如，水資源的保證率有W75%，W50%等；設(shè)計(jì)洪水有千年設(shè)計(jì)和萬(wàn)年校核等。另一方面，在氣候/天氣過(guò)程研究中，長(zhǎng)期以來(lái)氣候?qū)W者把陸地水文看作是靜態(tài)，氣候/天氣過(guò)程研究?jī)H僅到降水為止，較少研究流域水文循環(huán)動(dòng)力機(jī)制與反饋?zhàn)饔?。例如，天氣模式研究中僅設(shè)置若干參數(shù)代替水文過(guò)程變化和空間分布，認(rèn)為陸面水文-生態(tài)的作用也是穩(wěn)定不變的。例如，許多GCMs對(duì)水文循環(huán)作用過(guò)程考慮相當(dāng)粗糙,平面無(wú)徑流聯(lián)系與循環(huán)過(guò)程。但是，現(xiàn)在人們業(yè)已認(rèn)識(shí)：一個(gè)地區(qū)的氣候/水文循環(huán)過(guò)程并不處在統(tǒng)計(jì)的平衡狀態(tài)，而是以不同尺度變化（年際、十年際、百年際-千/萬(wàn)年際變化）。決定氣候變化因子不僅僅是大氣內(nèi)部的過(guò)程，還有大氣上邊界（太陽(yáng)行星系統(tǒng)）和下邊界（陸地水文-生態(tài)、海洋系統(tǒng)）的各種物理化學(xué)過(guò)程。20世紀(jì)科學(xué)研究與進(jìn)展顯示：陸面生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大尺度水文循環(huán)有十分重要的反饋?zhàn)饔?。因此，全球變化?duì)水文水資源的影響是21世紀(jì)水文科學(xué)研究的前沿問(wèn)題之一。因此，特別需要大力加強(qiáng)水文學(xué)家與大氣物理學(xué)家的聯(lián)系與合作，積極開(kāi)展“全球-陸地-區(qū)域-流域尺度水文循環(huán)”科學(xué)基礎(chǔ)的研究。
問(wèn)題2人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)水資源的影響
人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)及水資源有那些主要影響？人類活動(dòng)如何對(duì)水的變化規(guī)律產(chǎn)生影響？有什么地區(qū)、區(qū)域特征規(guī)律？如何量化人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)水資源的變化及影響？這是近代水科學(xué)面臨的主要科學(xué)問(wèn)題。在IGBP科學(xué)大會(huì)上，特別強(qiáng)調(diào)土地利用/覆被變化與水循環(huán)、碳循環(huán)的關(guān)系。需要研究從“點(diǎn)”-“典型流域“的水循環(huán)機(jī)理、水文循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用、地表水與地下水交換的相互作用，“大氣-土壤-植被”界面過(guò)程中的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化規(guī)律；開(kāi)拓流域水文循環(huán)過(guò)程中的非線性機(jī)制研究；創(chuàng)新“分布式流域水文循環(huán)模型”，量化區(qū)域水文循環(huán)演化與土地利用/土地覆被影響關(guān)系，為認(rèn)識(shí)陸地表層生命物質(zhì)過(guò)程的提供重要的基礎(chǔ)科學(xué)支撐。
結(jié)合中國(guó)的實(shí)際背景，人類活動(dòng)影響是驚人的。例如，在中國(guó)南方的長(zhǎng)江流域，建國(guó)后洞庭湖圍墾1700余平方公里；鄱陽(yáng)湖圍墾1400余平方公里；荊北所有通江湖泊被堵閉，減少調(diào)蓄長(zhǎng)江洪水面積約5700余平方公里。建國(guó)后，長(zhǎng)江中下游地區(qū)約有1/3以上湖泊面積被墾殖；損失湖泊面積13000余平方公里，相當(dāng)于五大淡水湖泊面積總和的1.3倍；損失湖泊容積500億立方米左右，相當(dāng)于三峽水庫(kù)調(diào)蓄庫(kù)容的5.8倍，淮河年徑流1.1倍。建國(guó)后，中游長(zhǎng)江干流河道內(nèi)的江洲河灘幾乎全部被圍墾。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，圍墾面積約1213平方公里；城陵磯至螺山江段河床變遷劇烈，泥沙淤積問(wèn)題嚴(yán)重。98洪水后，國(guó)家提出治理長(zhǎng)江32字方針：“封山育林、退耕還林、移民建鎮(zhèn)、以工代賑、退田還湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是，如何退田還湖？如何平垸行洪？認(rèn)識(shí)人類活動(dòng)（湖區(qū)開(kāi)發(fā)、三峽工程）對(duì)水循環(huán)關(guān)系影響水科學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題，都是十分重要又十分現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。
在中國(guó)北方，人類活動(dòng)劇烈。例如，在華北地區(qū)，水文循環(huán)機(jī)理比較復(fù)雜，它不僅與陸地表層系統(tǒng)中各種自然地理要素時(shí)空分布密切相關(guān)，而且與農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯(lián)。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類活動(dòng)改變了水循環(huán)自然變化的空間格局和過(guò)程，加劇了水資源形成與變化的復(fù)雜性。過(guò)去有關(guān)部門(mén)在華北水資源方面做了相當(dāng)?shù)墓ぷ?。但是，在華北地區(qū)究竟缺多少水等基礎(chǔ)方面仍分歧較大。有人認(rèn)為在華北通過(guò)自身的節(jié)水和提高用水效率可以解決水資源的需求問(wèn)題；有人認(rèn)為即使南水北調(diào)也不能從根本上解決北方缺水問(wèn)題。爭(zhēng)論問(wèn)題的科學(xué)問(wèn)題焦點(diǎn)是：在自然變化和人類活動(dòng)的綜合影響下華北地區(qū)水循環(huán)演化規(guī)律是什么？如何科學(xué)測(cè)算華北地區(qū)可供水資源量？華北地區(qū)節(jié)水的潛力究竟有多大？如何保障華北地區(qū)的水資源安全？爭(zhēng)論的原因是：自然變化和人類活動(dòng)加劇情況下的華北地區(qū)水循環(huán)演變格局與過(guò)程機(jī)理，有待重新認(rèn)識(shí)；受人類活動(dòng)影響等變化環(huán)境下的華北地區(qū)水資源可利用量的測(cè)算科學(xué)依據(jù)不很充分；水資源安全與生態(tài)需水、節(jié)水潛力、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的量化關(guān)系需要研究。因此，開(kāi)展自然變化和人類活動(dòng)影響下的水循環(huán)及水資源安全研究，具有十分重要的科學(xué)意義和研究?jī)r(jià)值。
總之，21世紀(jì)水科學(xué)的挑戰(zhàn)問(wèn)題是：迫切需要回答的科學(xué)問(wèn)題是陸地水循環(huán)演化格局、過(guò)程與機(jī)理，即：
·如何對(duì)水、碳和能量在土壤~植被~大氣界面交換中的變化進(jìn)行認(rèn)識(shí)？
·變化環(huán)境下的水文循環(huán)時(shí)空演化有哪些特征規(guī)律？如何識(shí)別和量化？
·水循環(huán)物理過(guò)程在不同尺度（宏觀/中觀/微觀）是如何聯(lián)系、影響與作用的？
·如何評(píng)價(jià)那些由于土地利用及土地覆被變化而導(dǎo)致的陸面性質(zhì)的改變，這些變化又影響陸地水循環(huán)過(guò)程變化和空間格局的變化？
回答上述問(wèn)題，迫切需要建立認(rèn)識(shí)陸地水循環(huán)演化格局的空間信息支撐系統(tǒng)、陸地水循環(huán)過(guò)程變化的實(shí)驗(yàn)研究支撐系統(tǒng)和可定量描述自然變化/人類活動(dòng)影響的分布式水循環(huán)模型等。這需要在充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，開(kāi)展國(guó)家水平/國(guó)際間的水文科學(xué)實(shí)驗(yàn)、變化環(huán)境下的水文水資源理論創(chuàng)新研究。這是21世紀(jì)水科學(xué)發(fā)展面臨的新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)！
致謝：本文系國(guó)家自然科學(xué)基金委資助項(xiàng)目（49971017）和科學(xué)院2000年“百人計(jì)劃”中有關(guān)的國(guó)際前沿研究與展望研究?jī)?nèi)容，得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和科學(xué)院地理科學(xué)與資源所的資助，對(duì)此表示衷心的感謝！
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第8篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
關(guān)鍵詞：氣候變化；碳收支；遙感；碳收支模型
中圖分類號(hào)： S153；S127 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（b）-0000-00
1. 引言
隨著全球氣候變暖的日益嚴(yán)重，人類面臨到了迄今為止最重大的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。隨著全球氣候變暖的日益嚴(yán)重，人類面臨到了迄今為止最重大的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。氣候變化所帶來(lái)的不良影響已經(jīng)涉及到區(qū)域經(jīng)濟(jì)秩序、政治格局前景、人類生存環(huán)境以及能源發(fā)展方向等領(lǐng)域。區(qū)域碳收支能力是承載于碳排放和碳匯之上，運(yùn)用于評(píng)價(jià)剖析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)的科研方向。相關(guān)研究表明通過(guò)遙感技術(shù)經(jīng)濟(jì)、高效地提取土地利用和地物覆被信息，成為現(xiàn)階段研究全球氣候變化的有力手段之一。[1]因此加強(qiáng)區(qū)域碳收支評(píng)估的精確性和針對(duì)性、研究區(qū)域碳收支能力估算的有效途徑，對(duì)區(qū)域碳環(huán)境的平衡和氣候變化的預(yù)測(cè)具有承上啟下的效果。
2.主要原理和方法
2.1土地分類原理
隨著《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》及《京都議定書(shū)》的生效實(shí)施，人們史無(wú)前例的認(rèn)識(shí)到了全球氣候變化對(duì)我們?cè)斐傻奈：O為嚴(yán)重，這其中涉及碳循環(huán)的土地利用覆
被變化就是重要因素之一。世界各國(guó)隨之高度重視針對(duì)氣候變化的土地覆被分類的研究，其中包括：歐洲環(huán)境署（EAA）為便于歐盟各國(guó)間進(jìn)行統(tǒng)一的環(huán)境監(jiān)測(cè)，提出了CORINE土地覆被分類系統(tǒng)；美國(guó)方面通過(guò)遙感技術(shù)衍生出針對(duì)森林特色植被和稀疏草地的分類體系，將其命名為Anderson分類系統(tǒng)；中國(guó)中科院提出了主要面向植被覆蓋的土地利用分類系統(tǒng)，便于我國(guó)大尺度的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)研究。同時(shí)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）利用土地利用、土地利用變化和林業(yè)活動(dòng)，估算碳儲(chǔ)量變化和溫室氣體排放。
在諸多分類系統(tǒng)的輔助下，張磊[2]等專家提出了基于碳收支的中國(guó)土地覆被分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合我國(guó)地物排列、監(jiān)測(cè)水平、季節(jié)變化等19個(gè)特征指標(biāo)，設(shè)計(jì)出6大類、38個(gè)小類面向碳收支的土地覆被類型，推動(dòng)了我國(guó)區(qū)域碳收支能力專題研究的發(fā)展。
2.2遙感技術(shù)
2.2.1遙感應(yīng)用于碳收支研究
遙感技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了波段分辨率、空間分辨率、時(shí)間分辨率的不斷提高的過(guò)程[3-4]。現(xiàn)階段引用遙感技術(shù)進(jìn)行區(qū)域碳收支能力的研究，已經(jīng)徹底改變了傳統(tǒng)的基于碳源匯實(shí)地觀測(cè)的方法，使得區(qū)域碳收支能力的研究面積更具整體化，突破了以往獲取和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的瓶頸。例如：方精云[5]等利用遙感技術(shù)結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)研究1981-2000年中國(guó)陸地植被的碳匯情況，預(yù)測(cè)了我國(guó)森林固碳能力將會(huì)顯著增加的趨勢(shì)，同時(shí)總結(jié)了其反演模型的不確定性；Soegaar.H[6]等利用遙感技術(shù)提高了基于景觀層面碳通量的估算水平。
2.2.2針對(duì)碳收支專題的遙感分類方法
反觀現(xiàn)階段高分辨率遙感影像大量出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用的大背景下，傳統(tǒng)基于像元的分類方發(fā)法不斷面臨挑戰(zhàn)，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)階段的需求，王東生[7]等就曾在基于RS和GIS的不同土地利用方式的碳收支研究中提出，傳統(tǒng)的分類方法無(wú)法對(duì)主要土地利用類型開(kāi)展進(jìn)一步的細(xì)分，導(dǎo)致估算出的碳收支結(jié)果對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)意義不大。基于此面向?qū)ο筮b感影像分類技術(shù)脫穎而出、推陳出新，面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)可以完美地利用影像對(duì)象的空間、形狀、紋理、上下文等特征信息進(jìn)行更加深入細(xì)致的分類，使得區(qū)域碳收支能力的研究更加切合實(shí)際。例如郭亞鴿[8]等利用面向?qū)ο蟮姆诸惙椒▽?duì)森林植被進(jìn)行二級(jí)信息提取，并通過(guò)精度對(duì)比體現(xiàn)出面向?qū)ο蠓诸惙椒ㄏ啾葌鹘y(tǒng)分類的精確度具有很大的提高。
2.3碳收支模型
目前國(guó)內(nèi)外在區(qū)域碳收支能力的研究上早已將經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ吞嵘教佳h(huán)參數(shù)模型方向，大量的RS模型、GIS模型應(yīng)用于碳收支能力研究的成功案例逐漸涌現(xiàn)，已經(jīng)成為現(xiàn)階段生態(tài)碳循環(huán)相關(guān)研究的必經(jīng)之路。徐國(guó)泉[9]采用Divisia分解法建立了碳排放的因素分解模型，分析了10年間影響中國(guó)人均碳排放的主要因素，拉動(dòng)了節(jié)能減排政策的實(shí)施。朱文泉[10]等人在GIS技術(shù)的支持下，利用MODIS數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個(gè)區(qū)域NPP估算模型，提高了估算森林NPP的可操作性和真實(shí)性。國(guó)外方面，Rik Leemans[11]結(jié)合環(huán)境資源結(jié)構(gòu)模型預(yù)測(cè)分析了生物能源對(duì)全球氣候變化和區(qū)域碳循環(huán)的影響，總結(jié)了綠色能源使用和節(jié)約的相關(guān)措施。因此為增加區(qū)域碳收支能力研究的精確性和預(yù)見(jiàn)性，基于前人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納其碳收支相關(guān)模型的優(yōu)劣，建立更為適宜研究區(qū)域土地利用現(xiàn)狀的碳收支模型顯得尤為重要。
3. 關(guān)于影響因素的研究
除了研究區(qū)域碳收支的原理與方法之外，形成區(qū)域內(nèi)碳能力差異的影響因素也是現(xiàn)階段關(guān)于碳收支能力的研究重點(diǎn)。大部分專家學(xué)者認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、地形地勢(shì)分異是三大影響碳收支能力的主導(dǎo)因素。
3.1經(jīng)濟(jì)發(fā)展
工業(yè)革命帶動(dòng)了世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)也帶來(lái)了諸多如全球氣候變化、生態(tài)環(huán)境污染等人為災(zāi)害。因此，為了更為科學(xué)的探究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳收支之間的關(guān)系，環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線（EKC曲線）應(yīng)運(yùn)而生，并且隨之而來(lái)的相關(guān)研究大量開(kāi)展。DeBruyn S M[12]等人認(rèn)為在中、遠(yuǎn)期之后環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)關(guān)系應(yīng)該是N形曲線，而非傳統(tǒng)觀念上的倒U形曲線。相似的結(jié)論在胡初枝[13]等結(jié)合分解分析法研究EKC模型后也有展現(xiàn)，并分析出中國(guó)自1990至2005年碳排放量總體呈現(xiàn)出N型曲線。近期國(guó)內(nèi)大量研究表明在省、市級(jí)層面上，區(qū)域碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在著一種脫鉤關(guān)系，并且有待進(jìn)一步探討。
3.2產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與區(qū)域碳收支能力的研究大都一致認(rèn)為，區(qū)域碳排放與第二第三產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)，而碳匯能力與第一產(chǎn)業(yè)緊密聯(lián)系。李雷鳴[14]等曾在分析山東省碳排放問(wèn)題時(shí)發(fā)現(xiàn)人口因素及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素對(duì)區(qū)域總碳排放量起到?jīng)Q定性的作用。而李建[15]更為細(xì)致深入的探討了三個(gè)產(chǎn)業(yè)與我國(guó)各省碳收支能力的具體關(guān)系，其研究表明區(qū)域碳排放的強(qiáng)度跟該區(qū)域第二產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)最深，第一產(chǎn)業(yè)對(duì)區(qū)域碳排放的作用最小。同時(shí)潘磊等提出了以調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低碳化、產(chǎn)業(yè)內(nèi)部減排等手段，解決遼寧省碳收支能力與生態(tài)環(huán)境和諧等問(wèn)題，并給出了低碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)策，得到了很好的效果。
3.3地形地勢(shì)分異
在區(qū)域碳收支能力的研究上，雖然尺度不大，但大部分區(qū)域內(nèi)仍涉及到明顯的地形地勢(shì)分異問(wèn)題，從而會(huì)造成溫度、水分、植被覆蓋等因素的變化。例如黃從德[16]等人結(jié)合四川森林碳儲(chǔ)量等信息分析出海拔越高，總結(jié)出碳收支能力的影響越小，碳密度越大等特點(diǎn)，對(duì)日后區(qū)域碳收支能力的研究具有推動(dòng)作用；劉玉[17]針對(duì)獨(dú)特花崗巖地形區(qū)進(jìn)行區(qū)域碳匯能力研究，發(fā)現(xiàn)裂隙帶厚度與風(fēng)化程度干涉了區(qū)域土地利用和植被覆蓋度等情況，從而影響了花崗巖地區(qū)的碳匯強(qiáng)度。相信隨著RS和GIS技術(shù)的快速發(fā)展，更多關(guān)于特殊地形地勢(shì)的區(qū)域碳收支能力相關(guān)研究將逐步解決。
4. 總結(jié)展望
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在區(qū)域碳收支能力的研究上具有長(zhǎng)足的進(jìn)展，尤其是通過(guò)RS技術(shù)和GIS技術(shù)解決碳收支問(wèn)題方面。面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)的迅猛發(fā)展和空間分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用，完全可以解決傳統(tǒng)的實(shí)地觀測(cè)不便、手工統(tǒng)計(jì)資料量大等問(wèn)題，為日后拓寬區(qū)域碳收支能力的研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
該研究取得進(jìn)展的同時(shí)也存在某些不足，主要表現(xiàn)在以下幾方面：
（1） 由于測(cè)算模型的不同、標(biāo)準(zhǔn)碳轉(zhuǎn)換系數(shù)不統(tǒng)一、能源消耗統(tǒng)計(jì)來(lái)源相異等問(wèn)題，使得同一區(qū)域的碳收支能力估算結(jié)果具有或多或少的差異，影響了區(qū)域碳收支能力研究的實(shí)用性前景，容易誤導(dǎo)區(qū)域碳收支預(yù)測(cè)分析的結(jié)果。
（2） 在區(qū)域碳收支能力的影響因素方面，大量研究主要針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人為干擾等相關(guān)因素，而忽略了較為重要的政策性因素。相信國(guó)家政策性因素對(duì)于現(xiàn)階段區(qū)域碳收支能力的研究影響也很關(guān)鍵。
（3） 大量研究提出了不少針對(duì)統(tǒng)一劃定區(qū)域碳收支放標(biāo)準(zhǔn)的制度性建議，可是，當(dāng)今中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不均衡，西部地區(qū)與東部沿海一帶的經(jīng)濟(jì)水平差距較大，統(tǒng)一劃定區(qū)域碳收支標(biāo)準(zhǔn)不利于我國(guó)部分西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為此應(yīng)該因地制宜的給予一些補(bǔ)償性措施以平衡區(qū)域碳收支差異。
基于此，高度重視節(jié)能減排工作對(duì)于區(qū)域碳收支問(wèn)題仍舊尤為重要。我國(guó)正處于工業(yè)加速擴(kuò)張、經(jīng)濟(jì)逐步提升、社會(huì)文明高速發(fā)展時(shí)期，隨著社會(huì)發(fā)展、人口增加、城市轉(zhuǎn)換以及人民物資豐足，我國(guó)已成為受人矚目的碳排放大國(guó)。為此中國(guó)有責(zé)任進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)研究，提高碳源利用效率，降低碳排放強(qiáng)度，完善節(jié)能減排工作，處理好區(qū)域碳收支的問(wèn)題。
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第9篇：碳循環(huán)的主要過(guò)程范文
論文關(guān)鍵詞 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 法制建設(shè) 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是符合可持續(xù)發(fā)展理念的一種經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的模式。循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展法制建設(shè)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要保障。如果說(shuō)國(guó)家在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，沒(méi)有相關(guān)的法律法規(guī)予以規(guī)范和制約，那么循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就猶如水中月、鏡中花。強(qiáng)化循環(huán)經(jīng)濟(jì)法制建設(shè)，涉及每一個(gè)公民的衣食住行，是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的必要途徑，關(guān)系到我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的必然選擇。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)建設(shè)法治國(guó)家的步伐加快，依法治國(guó)理念日益深入人心，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)、追求當(dāng)前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的矛盾日益突出，這給我國(guó)環(huán)境保護(hù)方面的法制建設(shè)提出了新的要求。本文擬從我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展法制建設(shè)的現(xiàn)狀入手，分析原因，并提出相關(guān)對(duì)策。
一、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的涵義
1970年，A.克尼斯等人基于生態(tài)系統(tǒng)的危機(jī)，即物質(zhì)代謝結(jié)構(gòu)的崩潰而撰文提出了“物質(zhì)循環(huán)分析論”，認(rèn)為人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)包括資源、能源的投入生產(chǎn)加工分配流通最終消費(fèi)排放廢棄物的全過(guò)程，這是首次在經(jīng)濟(jì)學(xué)理論中提出經(jīng)濟(jì)循環(huán)與物質(zhì)循環(huán)相適應(yīng)的思想。
以物質(zhì)循環(huán)分析論為基礎(chǔ)，物質(zhì)循環(huán)全過(guò)程管理理念逐漸形成，即對(duì)物質(zhì)從生產(chǎn)直至廢棄各個(gè)階段實(shí)施全過(guò)程管理的過(guò)程，除了回收、再生循環(huán)和再商品化外，還必須促進(jìn)和管理全社會(huì)的物質(zhì)循環(huán)，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵和外延。
二、我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)法制建設(shè)現(xiàn)狀及問(wèn)題
在改革開(kāi)放初期，我國(guó)開(kāi)始建設(shè)中國(guó)特色的環(huán)境保護(hù)法律體系。到目前為止，我國(guó)已出臺(tái)十余部環(huán)境保護(hù)法律，包括《環(huán)境保護(hù)法》、《礦產(chǎn)資源法》、《節(jié)約資源法》、《水法》、《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》、《水土保持法》等。在《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》中首次提到“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”，這在我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程中是一次嘗試。《固體廢物污染環(huán)境防治法》中規(guī)定了國(guó)家對(duì)固體廢棄物污染的防治的內(nèi)容，該法中的這項(xiàng)規(guī)定充分體現(xiàn)了實(shí)施減量化的基本理念，為固體廢物的處理提出了法律依據(jù)。而《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造了基本的法律構(gòu)架，但是我國(guó)并沒(méi)有相關(guān)的行政法規(guī)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出規(guī)定，只以有《報(bào)廢汽車回收管理辦法》、《水污染防治法實(shí)施細(xì)則》、《退耕還林》細(xì)則中有所規(guī)定。
下面從我國(guó)法律體系方面具體分析存在的問(wèn)題：
第一，我國(guó)法律規(guī)定不夠完善，有許多領(lǐng)域法律沒(méi)有涉及，而在一些領(lǐng)域又存在規(guī)定上的重疊，給執(zhí)法者帶來(lái)許多麻煩，同時(shí)也不利于普及法律知識(shí)，例如我國(guó)環(huán)境保護(hù)法并沒(méi)有對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出明確的規(guī)定，一些污染物存在跨行業(yè)的特性，對(duì)于這些特殊的物質(zhì)，沒(méi)有法律明確規(guī)定。
第二，立法過(guò)度集中在工業(yè)領(lǐng)域而忽視農(nóng)業(yè)方面的立法，第三產(chǎn)業(yè)更是少之又少，同時(shí)工業(yè)立法因缺少相應(yīng)配套措施也變得舉步維艱，可反映出在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整并沒(méi)有在立法上給一、三產(chǎn)業(yè)相應(yīng)的重視。
第三，環(huán)境立法存在的效力較低的固有問(wèn)題，常常流于表面形式，沒(méi)有相應(yīng)的配套措施，提倡和口號(hào)比較多，沒(méi)有規(guī)定權(quán)利和義務(wù)，因此在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)的可能性較小。
第四，建設(shè)主體規(guī)定的并不明確，法律只規(guī)定政府部門(mén)的公開(kāi)信息義務(wù)，對(duì)于企業(yè)及其他主體沒(méi)有明確規(guī)定，造成具體執(zhí)行不暢。
第五，對(duì)生產(chǎn)責(zé)任延伸方面沒(méi)有相關(guān)的監(jiān)管保障，在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的下，建立的生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，在責(zé)任主體上規(guī)定了生產(chǎn)者不僅對(duì)本企業(yè)的產(chǎn)品負(fù)責(zé)，企業(yè)有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行回收和清除的責(zé)任，看似完備的制度設(shè)計(jì)其實(shí)缺乏相關(guān)法律責(zé)任的規(guī)定和政府的執(zhí)行監(jiān)督文件。
三、我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的基本原則和對(duì)策
（一）循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的基本原則
確立循環(huán)經(jīng)濟(jì)法律原則，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，使國(guó)家、企業(yè)時(shí)刻保持正確的方向，明確保護(hù)環(huán)境的義務(wù)和責(zé)任，更加注重發(fā)揮政策的引導(dǎo)作用，同時(shí)強(qiáng)調(diào)清潔生產(chǎn)和提高資源利用率和廢物合理排放的重要性。
1.預(yù)防原則
預(yù)防原則，是針對(duì)粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式造成環(huán)境破壞提出的，環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源短缺已成為我國(guó)乃至世界各國(guó)面臨的突出環(huán)境問(wèn)題，亟待尋求合適途徑解決。環(huán)境污染包括水污染、大氣污染、土壤污染等，嚴(yán)重威脅人類生命健康及各種生物的生存環(huán)境的安全，不利于實(shí)現(xiàn)人類及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
從源頭上分析、解決環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生的原因，是落實(shí)預(yù)防原則的根本，特別要注意減少二氧化碳的排放，針對(duì)汽車尾氣和燃放煙花爆竹、工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣也要格外關(guān)注，通過(guò)制定限制排放量等具體的措施，運(yùn)用相關(guān)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，鼓勵(lì)公民和企業(yè)為保護(hù)環(huán)境做出一份貢獻(xiàn)，同時(shí)更是造福人類和實(shí)現(xiàn)人類永續(xù)發(fā)展的必然選擇。
2.公眾參與原則
公眾參與原則，是實(shí)現(xiàn)政府管理與公眾參與相結(jié)合，充分發(fā)揮群眾的力量，廣泛凝聚群眾智慧，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。在低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域只依靠政府力量力量是單薄的，效果是不顯著的，通過(guò)政府制定政策辦法指示，并在企業(yè)許可、監(jiān)督管理等方面發(fā)揮引導(dǎo)作用，提高公民對(duì)參與低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的積極性，往往能起到事半功倍的效果。歐洲國(guó)家經(jīng)歷了第一次和第二次工業(yè)革命，工業(yè)生產(chǎn)的滯后性，使歐洲各國(guó)在上世界中期都不同程度地出現(xiàn)了環(huán)境問(wèn)題。歐盟各國(guó)在經(jīng)濟(jì)政治地理文化等方面存在各種相似，在解決環(huán)境問(wèn)題的過(guò)程中，各國(guó)協(xié)同合作，特別注意發(fā)揮群眾的積極性，要提高群眾的環(huán)保意識(shí)，通過(guò)公益廣告、志愿者講解等宣傳模式形成良好的氛圍。
3.“3R”原則
3R原則即再利用、再循環(huán)、減量化的簡(jiǎn)稱，是面對(duì)我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，資源總量急劇減少，人口增長(zhǎng)與資源消耗矛盾突出的現(xiàn)狀應(yīng)堅(jiān)決貫徹的原則。我國(guó)人均資源嚴(yán)重不足，同時(shí)資源的利用率相對(duì)低下，能耗太高，污染物排放量超過(guò)環(huán)境的承載能力，由此產(chǎn)生的環(huán)境與資源問(wèn)題成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。再利用即面對(duì)資源利用率低、資源浪費(fèi)、為解決資源短缺與資源不能滿足人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存的問(wèn)題而提出的。要實(shí)現(xiàn)再利用，首先要政府加大科技投入，研發(fā)開(kāi)采資源和利用資源的先進(jìn)設(shè)備，同時(shí)要求不斷提高各類社會(huì)主體節(jié)約資源的意識(shí)，堅(jiān)持走綠色低碳循環(huán)的發(fā)展道路。再循環(huán)，是與資源的再利用一脈相承的原則，通過(guò)對(duì)剩余資源和廢物的再利用延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，提高資源的利用率，既能克服廢物排放的難題，又可以增加經(jīng)濟(jì)總量，是一種一舉兩得的措施。減量化，是指通過(guò)減少排放實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的措施，通過(guò)企業(yè)清潔生產(chǎn)，特別注意生產(chǎn)流程的低碳化和無(wú)污染，減少?gòu)U氣廢水廢物的排放。
4.分擔(dān)責(zé)任原則
循環(huán)經(jīng)濟(jì)責(zé)任原則是指作為社會(huì)主體的國(guó)家、企事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體和公民對(duì)環(huán)境應(yīng)盡的義務(wù)以及破壞環(huán)境承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。嚴(yán)格區(qū)分不同主體的責(zé)任，使環(huán)境保護(hù)落到實(shí)處，如政府主要發(fā)揮引導(dǎo)和監(jiān)督作用；企業(yè)要更加注重清潔生產(chǎn)和減少排放；公民培養(yǎng)從小處著手，從點(diǎn)滴做起的意識(shí)，要按照有關(guān)規(guī)定對(duì)生活垃圾進(jìn)行排放，堅(jiān)持綠色消費(fèi)和低碳生活模式。通過(guò)各方努力，使環(huán)境保護(hù)保護(hù)有章可循，有法可依，有條不紊地推進(jìn)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)責(zé)任原則就是更加明確了各個(gè)主體在環(huán)境資源的開(kāi)發(fā)利用保護(hù)改善以及管理過(guò)程中的責(zé)任，使國(guó)家、政府、企業(yè)和公民共同配合，形成密切聯(lián)系的整體。通過(guò)確立政府、企業(yè)和公民在資源綜合利用、廢料回收再利用、清潔生產(chǎn)、生態(tài)保護(hù)、綠色消費(fèi)等方面的權(quán)利、義務(wù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)環(huán)境資源分配方面的公平與正義，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的永續(xù)發(fā)展。
（二）循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的基本對(duì)策
我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)起步較晚，發(fā)展比較緩慢，本身缺乏經(jīng)驗(yàn)可循，并且面臨技術(shù)、人員、管理、資金等諸多難題。因此，在法律法規(guī)和制度方面有較大空間可待提高。
首先，要進(jìn)一步完善法律法規(guī)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，法律往往顯示出其滯后性和保守性，必須通過(guò)建立完善的法律體系和政策，將保護(hù)環(huán)境的各項(xiàng)要求落實(shí)到實(shí)處，使百姓和社會(huì)享受到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的好處，比如在修訂的《反不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)法》加入保護(hù)環(huán)境的具體規(guī)定，作為約束競(jìng)爭(zhēng)主體的一項(xiàng)準(zhǔn)則，同時(shí)，其它法律中也要更加明確主體的權(quán)利和義務(wù)，特別是關(guān)于垃圾處理和廢物利用等具體環(huán)節(jié)缺乏具體規(guī)定，在執(zhí)行過(guò)程中難免存在各種問(wèn)題，因此要從法律的角度給予充分的重視。