岩石风化碳汇与气候变化

本书针对当前岩石风化碳汇与气候变化相关研究中亟待解决的问题，系统论述了多时空尺度的岩石风化碳汇量级与演变机制、陆海有机碳迁移对气候变化的响应。全书共分五篇14章，主要内容涉及碳酸盐岩、硅酸盐岩、12类主要岩石的风化、外源酸的影响和陆海有机碳运移。本书绘制了岩石风化碳汇的时空动态图谱，系统评估了其量级及演变机制，明确其在全球碳循环中的贡献，并定量评估了气候变化及生态修复的影响。此外，本书还揭示了主要河流有机碳的陆海迁移机制，更新了各洲从陆地向海洋运移有机碳贡献率的认识。

第一篇 碳酸盐岩
第1章 全球碳酸盐岩风化碳汇评估与国家计量 3
1.1 全球碳酸盐岩露头区分布特征 5
1.2 全球尺度离子活度系数反演 6
1.3 全球风化碳汇评估及其时空演变特征 9
第2章 中国碳酸盐岩风化碳汇时空演变特征 16
2.1 中国典型碳酸盐岩风化碳汇通量时空演变特征 17
2.2 中国石灰岩风化碳汇总量演变特征 20
2.3 不同岩性碳酸盐岩风化碳汇差异 22
2.4 中国碳酸盐岩风化碳汇关键驱动因素时空演变特征 23
2.4.1 中国气候水文特征时空演化 23
2.4.2 中国含水层CO2分压分布格局及演化 26
2.4.3 中国植被覆盖度演变特征 27
2.4.4 中国表层土壤湿度空间格局及演变特征 29
2.5 研究结果对比分析 30
第3章 西南喀斯特风化碳汇对气候变化及生态修复的响应 32
3.1 气候及水文变化特征 33
3.2 生态修复评价 34
3.3 碳酸盐岩风化碳汇时空演化动态 38
3.4 气候变化及生态修复对槽谷风化碳汇的影响 39
3.5 与中国两个典型生态系统的对比 40
第4章 世界主要流域碳酸盐岩风化碳汇评估与演变 45
4.1 全球主要流域的碳酸盐岩风化碳汇 46
4.2 径流深与碳酸氢根离子通量时空分布 49
4.3 碳酸盐岩风化碳汇时空变化 51
本篇小结 54
第二篇 硅酸盐岩
第5章 影响全球硅酸盐岩风化的主要因子及其评估 59
5.1 物理侵蚀通量 60
5.2 物理侵蚀通量计算结果对比验证 62
5.3 碳酸氢根离子通量 64
5.4 碳酸氢根离子通量反演模型及结果评估 67
第6章 全球花岗岩风化碳汇评估与演变 70
6.1 花岗岩风化阳离子碳汇通量计算 71
6.2 花岗岩实际风化碳汇 估算 75
6.3 花岗岩风化碳汇的时空分布 76
第7章 全球玄武岩风化碳汇评估与演变 80
7.1 玄武岩风化阳离子碳汇计算 81
7.2 玄武岩实际风化碳汇 估算 84
7.3 玄武岩风化碳汇的时空分布特征 85
第8章 硅酸盐岩风化碳汇对全球变化的贡献：过去与未来 89
8.1 硅酸盐岩风化碳汇的空间分布格局 90
8.1.1 全球硅酸盐岩风化碳汇通量分布格局 90
8.1.2 主要河流流域中硅酸盐岩面积比例及CO2消耗 92
8.1.3 不同气候带类型的硅酸盐岩风化碳汇通量 94
8.2 全球硅酸盐岩碳汇通量的时间演变特征与未来情景模拟 96
8.2.1 1996～2017年硅酸盐岩碳汇通量趋势分析 96
8.2.2 不同国家硅酸盐岩风化碳汇总量时间演变特征 97
8.2.3 未来情境下硅酸盐岩风化碳汇趋势 98
本篇小结 100
第三篇 主要岩石的风化
第9章 全球11类岩石风化碳汇：近期新变化和未来趋势 105
9.1 RWCS的空间格局 106
9.1.1 全球RWCS的量级 106
9.1.2 全球空间差异 107
9.2 岩石风化碳汇动态变化 108
9.2.1 总体趋势 108
9.2.2 空间变化 109
9.3 气候变化对岩石风化碳汇的影响 110
9.4 岩石风化碳汇未来趋势的一致性 112
第10章 中国岩石风化碳汇对气候变化与生态修复的响应 113
10.1 岩石风化碳汇及各影响因素量级空间分布 114
10.1.1 不同分区岩石风化碳汇量级大小 114
10.1.2 岩石风化碳汇及各影响因子空间分布 120
10.2 CSF及各影响因素的时空演变分析 121
10.3 气候变化及生态修复对碳汇的影响 124
10.3.1 生态修复评价 124
10.3.2 气候变化及生态修复对碳汇的相对贡献率 127
10.4 不同岩性的风化碳汇通量演变对比 129
10.5 不同岩性下气候变化及生态修复对碳汇的影响 130
本篇小结 132
第四篇 外源酸的影响
第11章 外源酸对全球碳酸盐岩和硅酸盐岩化学风化速率与地质碳汇的影响 135
11.1 硫酸对硅酸盐岩化学风化速率、 和CO2消耗的影响 136
11.1.1 硫酸对硅酸盐岩化学风化速率的影响 136
11.1.2 硫酸对硅酸盐岩化学风化 输入通量的影响 137
11.1.3 硫酸对硅酸盐岩化学风化CO2消耗的影响 138
11.1.4 基于硫酸的岩石风化评估模型验证 140
11.1.5 与以往研究对比 141
11.2 外源酸对碳酸盐岩化学风化速率、 和CO2消耗的影响 142
11.2.1 外源酸对碳酸盐岩化学风化速率的影响 142
11.2.2 外源酸对碳酸盐岩化学风化 通量的影响 146
11.2.3 外源酸对碳酸盐岩化学风化CO2消耗的影响 149
11.2.4 与全球碳酸盐岩化学风化结果对比 151
11.2.5 外源酸对碳酸盐岩化学风化的影响 155
11.2.6 基于外源酸的碳酸盐岩化学风化模型验证 158
11.3 外源酸对碳酸盐岩化学风化碳汇效率的影响 159
11.3.1 硫酸对碳酸盐岩化学风化碳汇效率的影响 159
11.3.2 外源酸对碳酸盐岩化学风化碳汇碳汇效率的影响 161
11.3.3 与以往研究对比 162
11.4 岩石化学风化影响因素与驱动机制 163
11.4.1 植被对岩石风化速率、 和CO2消耗的影响 163
11.4.2 气温对岩石风化速率、 和CO2消耗的影响 165
11.4.3 径流对岩石风化速率、 和CO2消耗的影响 165
11.4.4 植被、气温和径流制约下外源酸对岩石风化速率、 和CO2消耗的影响 166
11.4.5 植被、气温和径流对岩石风化速率、 和CO2消耗通量变化的贡献 171
11.4.6 与以往研究对比 172
本篇小结 177
第五篇 陆海有机碳运移
第12章 全球主要河流由陆地向海洋运移的有机碳通量 181
12.1 量级：每年从陆地到海洋的有机碳总量有多少 181
12.2 主要河流不同流域的有机碳产量 183
12.3 有机碳总量的分布和格局 184
12.3.1 有机碳总量在不同气候带的分布特征 184
12.3.2 有机碳总量在不同经纬度上的变化特征 185
12.4 有机碳运移的源和汇 186
12.4.1 源：不同大洲入海有机碳的贡献 186
12.4.2 汇：不同海洋接收的有机碳总量分布特征 187
12.5 影响入海有机碳运移量的主要因素 187
12.6 陆源有机碳入海过程分析 188
第13章 溶解有机碳从陆地到海洋的通量显著 190
13.1 DOC通量影响因素 191
13.1.1 河流DOC通量估算模型 191
13.1.2 DOC通量主控因素 191
13.1.3 DOC通量环境因子的空间分布 192
13.2 河流DOC通量的空间格局 194
13.3 河流溶解有机碳在大陆和入海方面的变化 197
13.4 河流溶解有机碳在经纬度上的变化 200
第14章 受侵蚀控制的地球生物圈颗粒性有机碳输出 203
14.1 颗粒性有机碳整体变化 204
14.1.1 纬度带上的变化 205
14.1.2 不同流域上的变化 205
14.2 陆地和海洋中POC总量的变化 207
14.3 侵蚀、总悬浮固体和径流量对POC的影响 208
本篇小结 215
参考文献 217