基于城市大气 13 CO 2 / 12 CO 2 观测的CO 2 来源解析
发布时间：2020-12-06 10:36
城市冠层大气CO2摩尔分数（表示为CO2）和13C/12C比值（表示为δ13C）的观测能为量化局地和区域碳循环中人为及自然源的源汇贡献提供约束条件。本研究通过建立大气CO2及其δ13C高频原位观测及标定系统,为长期监测、探究小时尺度的CO2及其δ13C变化规律与控制因子提供了可能。（1）在2013年3月至2015年8月,本研究采用近红外同位素比值光谱仪（IRIS）,观测了小时间隔的南京城市大气的CO2及其δ13C的观测数据。观测期间,CO2摩尔分数和δ13C的平均值（士一倍标准差）)分别为（439.7 ± 7.5）μmol mol-1和（-8.48 ± 0.56）‰。其中,δ13C的月平均最大值出现在2013年7月,为-7.44%。,高于瓦里关本底站（世界气象组织基准站,处于长江三角洲上风方向）0.74‰。大气CO2摩尔分数的季节性变化并不明显（7月与1月平均值的差值为15.6 μmol mol-1）。大气δ13C的时间变化遵循人为及植被C02排放源的季节性变化,呈现冬季贫化夏季富集的趋势。其中,南京城市大气δ13C值在夏季显著高于本底大气的现象,与已有研究具有明显差异。证据表明水泥生...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１全球主要碳源＃３Ｃ值的变化范围??（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｅｆｎｓ．ｎａｕ．ｅｄｕ／ｇｅｏｌｏｇｙ／ｎａｍｌ／Ｍｅｔｅｏｒｉｔｅ／Ｍｅｔｅｏｒｉｔｅ／Ｂｏｏｋ－ＧｌｏｓｓａｒｙＣ．ｈｔｍｌ）??（ａ）陆地生态系统中的同位素分馏效应及同位素比值（如）??
受到了不同环境因子及自身生理特征的影响（Ｆｌａｎａｇａｎ?ｅｔａｌ．，?１９９６，?Ｅｈｌｅｒｉｇｅｒｅｔ?ａｌ．，２００２）。??Ｙａｋｉｒ和Ｓｔｅｒｎｂｅｒｇ?（２０００）测定了土壤－植被－大气系统中各源库的碳氢氧同位素比值，并给??出了碳交换过程中的同位素分馏效应（图１．２）。Ｐａｔａｋｉ等（２００３ｂ）报道了北美地区不同种群??Ｃ３植被生态系统生物呼吸同位素比值（如）的时空变化，并分析了不同因子对＆的可能影??响。除了植被类型本身，植被呼吸作用的同位素比值还受到当地气候因素，例如降水??（Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００７）、温度（Ｃｌａｒｋ－Ｔｈｏｍｅ?ａｎｄ?Ｙａｐｐ，?２００３，?Ｚｉｍｎｏｃｈ?ｅｔ?ａｌ”?２００４）、地理因素（炜??度、海拔）（Ｅｈｌｅｒｉｎｇｅｒ?ｅｔ?ａｌ．?２００２，?Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｐａｔａｋｉ?２０１２）、环境因素，例如树龄（Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，??２００７）、土壤有机质的同位素比值（Ｅｈｌｅｒｉｇｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，２００２），以及人为扰动因素（Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，??２００７）等诸多因素的影响。因此在研宄特定城市个例时，对非本地排放源数据的引用或??使用需要特别慎重。??ＨｊｌｓＯ，?ＨｌｓＯ，?Ｈｊ，６０?Ｃ＜ｓ０１ｓ０
化石燃料燃烧的过程也存在同位素分馏效应。Ｗｉｄｏｒｙ和Ｊａｖｏｙ?（２００３）测定了巴黎８??种不同化石燃料燃烧后生成的Ｃ０２的同位素比值（知）。２００６年，Ｗｉｄｏｒｙ进一步量化了不??同相态的化石燃料在燃烧过程中底物与气态Ｃ０２中３值的线性关系（图１．３），研宄结果表??明，化石燃料燃烧过程的同位素分馏效应约在－１．３％。左右。??明确不同人为Ｃ０２排放源的同位素比值〇５Ａ）不仅能为区域乃至全球尺度上估算大??气、海洋及陆地生态系统的碳收支提供新的限制因子（Ｃｉａｉｓ?ｅｔ?ａｌ．，１９９５，?Ｃｉａｉｓ?ｅｔ?ａｌ．，１９９９，??Ｆｒａａｃｅｙ?ｅｔ?ａｌ．，?１９８７，?Ｋｅｅｌｉｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，１９９５），还有助于在不同尺度上探宄人为活动对生态系??统碳收支的影响（Ｋｕｃ?ａｎｄ?Ｚｉｍｎｏｃｈ，?１９９８，?Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００２；?Ｃｌａｒｋ－Ｔｈｏｍｅ?ａｎｄ?Ｙａｐｐ，??２００３，?Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００３ａ）。??Ｉ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京市交通干道空气中CO2和δ13C变化及来源分析[J]. 孙守家,舒健骅,丛日晨,郑宁,何春霞. 环境工程学报. 2016(04)
[2]长江三角洲地区净生态系统二氧化碳通量及浓度的数值模拟[J]. 刁一伟,黄建平,刘诚,崔健,刘寿东. 大气科学. 2015(05)
[3]南京上空大气边界层的激光雷达观测研究[J]. 姜杰,郑有飞,刘建军,范进进. 环境科学与技术. 2014(01)
[4]合成氨产业的现状和发展建议[J]. 安宏伟,李永华. 西部煤化工. 2012(02)
[5]区域层面温室气体清单不确定性量化研究[J]. 王文美,张宁,陈颖,杨勇,李卓,虞子婧,吴璇. 城市环境与城市生态. 2012(03)
[6]碳同位素比技术定量估算城市大气CO2的来源[J]. 刘卫,位楠楠,王广华,姚剑,曾友石,范雪波,耿彦红,李燕. 环境科学. 2012(04)
[7]重庆市温室气体排放清单研究与核算[J]. 杨谨,鞠丽萍,陈彬. 中国人口.资源与环境. 2012(03)
[8]南京市城区车流量的观测与特征分析[J]. 杨浩明,王惠中,吴云波. 环境科技. 2011(S2)
[9]天津市温室气体排放匡算[J]. 杨勇,王文美,陈颖,康磊,李卓,张宁,虞子婧. 城市环境与城市生态. 2011(03)
[10]光腔衰荡光谱（CRDS）法观测我国4个本底站大气CO2[J]. 方双喜,周凌晞,臧昆鹏,汪巍,许林,张芳,姚波,刘立新,温民. 环境科学学报. 2011(03)
博士论文
[1]福州城市片林与草坪碳吸存比较研究[D]. 李熙波.福建师范大学 2012
[2]铁矿烧结烟气减量排放基础理论与工艺研究[D]. 潘建.中南大学 2007
硕士论文
[1]南京市和长三角CH4人为排放量估算研究[D]. 杨栋.南京信息工程大学 2013
[2]南京夏季城郊湍流通量交换比较研究[D]. 白杨.南京信息工程大学 2012
[3]上海市温室气体排放清单研究[D]. 赵倩.复旦大学 2011
[4]南京市温室气体排放清单及其空间分布研究[D]. 许盛.南京大学 2011
[5]用碳同位素比技术定量分析城市碳排放的来源[D]. 位楠楠.南华大学 2011
本文编号：2901231
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１全球主要碳源＃３Ｃ值的变化范围??（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｅｆｎｓ．ｎａｕ．ｅｄｕ／ｇｅｏｌｏｇｙ／ｎａｍｌ／Ｍｅｔｅｏｒｉｔｅ／Ｍｅｔｅｏｒｉｔｅ／Ｂｏｏｋ－ＧｌｏｓｓａｒｙＣ．ｈｔｍｌ）??（ａ）陆地生态系统中的同位素分馏效应及同位素比值（如）??
受到了不同环境因子及自身生理特征的影响（Ｆｌａｎａｇａｎ?ｅｔａｌ．，?１９９６，?Ｅｈｌｅｒｉｇｅｒｅｔ?ａｌ．，２００２）。??Ｙａｋｉｒ和Ｓｔｅｒｎｂｅｒｇ?（２０００）测定了土壤－植被－大气系统中各源库的碳氢氧同位素比值，并给??出了碳交换过程中的同位素分馏效应（图１．２）。Ｐａｔａｋｉ等（２００３ｂ）报道了北美地区不同种群??Ｃ３植被生态系统生物呼吸同位素比值（如）的时空变化，并分析了不同因子对＆的可能影??响。除了植被类型本身，植被呼吸作用的同位素比值还受到当地气候因素，例如降水??（Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００７）、温度（Ｃｌａｒｋ－Ｔｈｏｍｅ?ａｎｄ?Ｙａｐｐ，?２００３，?Ｚｉｍｎｏｃｈ?ｅｔ?ａｌ”?２００４）、地理因素（炜??度、海拔）（Ｅｈｌｅｒｉｎｇｅｒ?ｅｔ?ａｌ．?２００２，?Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｐａｔａｋｉ?２０１２）、环境因素，例如树龄（Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，??２００７）、土壤有机质的同位素比值（Ｅｈｌｅｒｉｇｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，２００２），以及人为扰动因素（Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，??２００７）等诸多因素的影响。因此在研宄特定城市个例时，对非本地排放源数据的引用或??使用需要特别慎重。??ＨｊｌｓＯ，?ＨｌｓＯ，?Ｈｊ，６０?Ｃ＜ｓ０１ｓ０
化石燃料燃烧的过程也存在同位素分馏效应。Ｗｉｄｏｒｙ和Ｊａｖｏｙ?（２００３）测定了巴黎８??种不同化石燃料燃烧后生成的Ｃ０２的同位素比值（知）。２００６年，Ｗｉｄｏｒｙ进一步量化了不??同相态的化石燃料在燃烧过程中底物与气态Ｃ０２中３值的线性关系（图１．３），研宄结果表??明，化石燃料燃烧过程的同位素分馏效应约在－１．３％。左右。??明确不同人为Ｃ０２排放源的同位素比值〇５Ａ）不仅能为区域乃至全球尺度上估算大??气、海洋及陆地生态系统的碳收支提供新的限制因子（Ｃｉａｉｓ?ｅｔ?ａｌ．，１９９５，?Ｃｉａｉｓ?ｅｔ?ａｌ．，１９９９，??Ｆｒａａｃｅｙ?ｅｔ?ａｌ．，?１９８７，?Ｋｅｅｌｉｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，１９９５），还有助于在不同尺度上探宄人为活动对生态系??统碳收支的影响（Ｋｕｃ?ａｎｄ?Ｚｉｍｎｏｃｈ，?１９９８，?Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００２；?Ｃｌａｒｋ－Ｔｈｏｍｅ?ａｎｄ?Ｙａｐｐ，??２００３，?Ｐａｔａｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００３ａ）。??Ｉ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京市交通干道空气中CO2和δ13C变化及来源分析[J]. 孙守家,舒健骅,丛日晨,郑宁,何春霞. 环境工程学报. 2016(04)
[2]长江三角洲地区净生态系统二氧化碳通量及浓度的数值模拟[J]. 刁一伟,黄建平,刘诚,崔健,刘寿东. 大气科学. 2015(05)
[3]南京上空大气边界层的激光雷达观测研究[J]. 姜杰,郑有飞,刘建军,范进进. 环境科学与技术. 2014(01)
[4]合成氨产业的现状和发展建议[J]. 安宏伟,李永华. 西部煤化工. 2012(02)
[5]区域层面温室气体清单不确定性量化研究[J]. 王文美,张宁,陈颖,杨勇,李卓,虞子婧,吴璇. 城市环境与城市生态. 2012(03)
[6]碳同位素比技术定量估算城市大气CO2的来源[J]. 刘卫,位楠楠,王广华,姚剑,曾友石,范雪波,耿彦红,李燕. 环境科学. 2012(04)
[7]重庆市温室气体排放清单研究与核算[J]. 杨谨,鞠丽萍,陈彬. 中国人口.资源与环境. 2012(03)
[8]南京市城区车流量的观测与特征分析[J]. 杨浩明,王惠中,吴云波. 环境科技. 2011(S2)
[9]天津市温室气体排放匡算[J]. 杨勇,王文美,陈颖,康磊,李卓,张宁,虞子婧. 城市环境与城市生态. 2011(03)
[10]光腔衰荡光谱（CRDS）法观测我国4个本底站大气CO2[J]. 方双喜,周凌晞,臧昆鹏,汪巍,许林,张芳,姚波,刘立新,温民. 环境科学学报. 2011(03)
博士论文
[1]福州城市片林与草坪碳吸存比较研究[D]. 李熙波.福建师范大学 2012
[2]铁矿烧结烟气减量排放基础理论与工艺研究[D]. 潘建.中南大学 2007
硕士论文
[1]南京市和长三角CH4人为排放量估算研究[D]. 杨栋.南京信息工程大学 2013
[2]南京夏季城郊湍流通量交换比较研究[D]. 白杨.南京信息工程大学 2012
[3]上海市温室气体排放清单研究[D]. 赵倩.复旦大学 2011
[4]南京市温室气体排放清单及其空间分布研究[D]. 许盛.南京大学 2011
[5]用碳同位素比技术定量分析城市碳排放的来源[D]. 位楠楠.南华大学 2011
本文编号：2901231
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