气候变化背景下中国自然湿地生态系统甲烷排放的时空变化

【摘要】：甲烷是一种重要的温室气体,其增温潜势为二氧化碳(CO2)的28倍,自工业时代以来贡献了大约20%的地球增温。源汇的动态变化决定了大气甲烷的丰度。当前大气甲烷浓度几乎为工业时代前的三倍,但是过去三十年间这种上升趋势并没有持续。上世纪90年代开始大气甲烷浓度增长速率几乎降低到零,2006年后又恢复了增长。由于近期大气甲烷增长速率异常的年际变化以及多个甲烷排放源存在的不确定性,增强我们对于全球甲烷排放源的了解具有重要的意义。全球变暖背景下,考虑到湿地生态系统甲烷排放对于大气甲烷循环极为重要的贡献,全球尺度未来湿地甲烷排放与气候变化之间的反馈研究已经初步展开,然而目前我们关于未来气候变化背景下中国尺度自然湿地甲烷排放的时空变化的认知还处于空白阶段。TRIPLEX-GHG模型是新一代用于量化陆地生态系统温室气体动态的过程模型,在全球植被动力学模型—Integrated Biosphere Simulator(IBIS)的基础上发展而来。经过IBIS模型与新的甲烷生物地理化学模块和水位模块耦合,TRIPLEX-GHG模型可用于模拟自然湿地甲烷排放的动态,其在估算全球自然湿地甲烷排放量级和采集时间序列上甲烷排放动态方面表现优异,可以作为可靠的过程模型用于模拟不同类型自然湿地在不同条件下甲烷排放的时空格局。本研究应用TRIPLEX-GHG模型,以三种代表性浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs)情景下,第五阶段耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)中的四种全球气候模式的未来气候变化数据结果,以及RCPs对应的未来CO2变化数据作为模型的输入数据,在保持中国现有自然湿地分布不变情况下,模拟未来气候变化背景下,2006—2100年中国自然湿地生态系统甲烷排放的时空变化。TRIPLEX-GHG模型的模拟结果表明:保持中国现有自然湿地分布不变,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,21世纪末,中国自然湿地甲烷排放量与当前水平相比分别增长32.0%、55.3%和90.8%。中国大陆南方自然湿地甲烷排放高于中部和北方,且自西向东呈现上升趋势。甲烷高通量排放区域主要集中在长江中下游湿地、东北湿地和珠江沿岸湿地。RCP4.5和RCP8.5情景下全国大部分自然湿地甲烷排放通量增加,而RCP2.6情景下本世纪中后期甲烷排放上升趋势得到控制并开始下降,到世纪末部分地区(尤其是青藏高原地区)甲烷排放通量与当前水平相比有所降低。本研究可以为我国温室气体排放清单的制定提供参考依据,同时也对科学地管理湿地起到了一定的辅助作用。 【关键词】：自然湿地生态系统 甲烷 气候变化 TRIPLEX-GHG
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P467;X171
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 第一章 研究综述11-21
• 1.1 引言11-19
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 湿地甲烷排放概述13-15
• 1.1.3 国外研究现状15-18
• 1.1.4 国内研究现状18-19
• 1.2 本研究主要内容和技术路线19-21
• 第二章 数据与方法21-30
• 2.1 研究区概况21
• 2.2 TRIPLEX-GHG模型21-25
• 2.3 RCPs情景简介25-27
• 2.4 模型输入数据27-30
• 第三章 中国自然湿地甲烷排放的时间变化30-33
• 3.1 中国自然湿地甲烷排放量的年际变化30-31
• 3.2 中国自然湿地平均甲烷累积排放量的每十年变化31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 中国自然湿地甲烷排放的空间变化33-38
• 4.1 中国自然湿地甲烷排放通量的空间分布动态33-34
• 4.2 2090-2010年中国自然湿地甲烷多年平均排放通量的空间分布34-35
• 4.3 中国自然湿地甲烷排放通量沿经纬度分布35-36
• 4.4 中国自然湿地甲烷排放通量的空间动态变化36
• 4.5 本章小结36-38
• 第五章 结论与讨论38-41
• 5.1 结论38
• 5.2 讨论38-39
• 5.3 本研究主要特色39-40
• 5.4 展望40-41
• 参考文献41-49
• 致谢49-50
• 作者简介50

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