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巖石風化碳匯與氣候變化 版權信息
- ISBN：9787030707307
- 條形碼：9787030707307 ; 978-7-03-070730-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
巖石風化碳匯與氣候變化 內容簡介
本書針對當前巖石風化碳匯與氣候變化相關研究中亟待解決的問題，系統論述了多時空尺度的巖石風化碳匯量級與演變機制、陸海有機碳遷移對氣候變化的響應。全書共分五篇14章，主要內容涉及碳酸鹽巖、硅酸鹽巖、12類主要巖石的風化、外源酸的影響和陸海有機碳運移。本書繪制了巖石風化碳匯的時空動態圖譜，系統評估了其量級及演變機制，明確其在全球碳循環中的貢獻，并定量評估了氣候變化及生態修復的影響。此外，本書還揭示了主要河流有機碳的陸海遷移機制，更新了各洲從陸地向海洋運移有機碳貢獻率的認識。
巖石風化碳匯與氣候變化 目錄
目錄
**篇 碳酸鹽巖
第1章 全球碳酸鹽巖風化碳匯評估與國家計量 3
1.1 全球碳酸鹽巖露頭區分布特征 5
1.2 全球尺度離子活度系數反演 6
1.3 全球風化碳匯評估及其時空演變特征 9
第2章 中國碳酸鹽巖風化碳匯時空演變特征 16
2.1 中國典型碳酸鹽巖風化碳匯通量時空演變特征 17
2.2 中國石灰巖風化碳匯總量演變特征 20
2.3 不同巖性碳酸鹽巖風化碳匯差異 22
2.4 中國碳酸鹽巖風化碳匯關鍵驅動因素時空演變特征 23
2.4.1 中國氣候水文特征時空演化 23
2.4.2 中國含水層CO2分壓分布格局及演化 26
2.4.3 中國植被覆蓋度演變特征 27
2.4.4 中國表層土壤濕度空間格局及演變特征 29
2.5 研究結果對比分析 30
第3章 西南喀斯特風化碳匯對氣候變化及生態修復的響應 32
3.1 氣候及水文變化特征 33
3.2 生態修復評價 34
3.3 碳酸鹽巖風化碳匯時空演化動態 38
3.4 氣候變化及生態修復對槽谷風化碳匯的影響 39
3.5 與中國兩個典型生態系統的對比 40
第4章 世界主要流域碳酸鹽巖風化碳匯評估與演變 45
4.1 全球主要流域的碳酸鹽巖風化碳匯 46
4.2 徑流深與碳酸氫根離子通量時空分布 49
4.3 碳酸鹽巖風化碳匯時空變化 51
本篇小結 54
第二篇 硅酸鹽巖
第5章 影響全球硅酸鹽巖風化的主要因子及其評估 59
5.1 物理侵蝕通量 60
5.2 物理侵蝕通量計算結果對比驗證 62
5.3 碳酸氫根離子通量 64
5.4 碳酸氫根離子通量反演模型及結果評估 67
第6章 全球花崗巖風化碳匯評估與演變 70
6.1 花崗巖風化陽離子碳匯通量計算 71
6.2 花崗巖實際風化碳匯 估算 75
6.3 花崗巖風化碳匯的時空分布 76
第7章 全球玄武巖風化碳匯評估與演變 80
7.1 玄武巖風化陽離子碳匯計算 81
7.2 玄武巖實際風化碳匯 估算 84
7.3 玄武巖風化碳匯的時空分布特征 85
第8章 硅酸鹽巖風化碳匯對全球變化的貢獻：過去與未來 89
8.1 硅酸鹽巖風化碳匯的空間分布格局 90
8.1.1 全球硅酸鹽巖風化碳匯通量分布格局 90
8.1.2 主要河流流域中硅酸鹽巖面積比例及CO2消耗 92
8.1.3 不同氣候帶類型的硅酸鹽巖風化碳匯通量 94
8.2 全球硅酸鹽巖碳匯通量的時間演變特征與未來情景模擬 96
8.2.1 1996～2017年硅酸鹽巖碳匯通量趨勢分析 96
8.2.2 不同國家硅酸鹽巖風化碳匯總量時間演變特征 97
8.2.3 未來情境下硅酸鹽巖風化碳匯趨勢 98
本篇小結 100
第三篇 主要巖石的風化
第9章 全球11類巖石風化碳匯：*新變化和未來趨勢 105
9.1 RWCS的空間格局 106
9.1.1 全球RWCS的量級 106
9.1.2 全球空間差異 107
9.2 巖石風化碳匯動態變化 108
9.2.1 總體趨勢 108
9.2.2 空間變化 109
9.3 氣候變化對巖石風化碳匯的影響 110
9.4 巖石風化碳匯未來趨勢的一致性 112
第10章 中國巖石風化碳匯對氣候變化與生態修復的響應 113
10.1 巖石風化碳匯及各影響因素量級空間分布 114
10.1.1 不同分區巖石風化碳匯量級大小 114
10.1.2 巖石風化碳匯及各影響因子空間分布 120
10.2 CSF及各影響因素的時空演變分析 121
10.3 氣候變化及生態修復對碳匯的影響 124
10.3.1 生態修復評價 124
10.3.2 氣候變化及生態修復對碳匯的相對貢獻率 127
10.4 不同巖性的風化碳匯通量演變對比 129
10.5 不同巖性下氣候變化及生態修復對碳匯的影響 130
本篇小結 132
第四篇 外源酸的影響
第11章 外源酸對全球碳酸鹽巖和硅酸鹽巖化學風化速率與地質碳匯的影響 135
11.1 硫酸對硅酸鹽巖化學風化速率、 和CO2消耗的影響 136
11.1.1 硫酸對硅酸鹽巖化學風化速率的影響 136
11.1.2 硫酸對硅酸鹽巖化學風化 輸入通量的影響 137
11.1.3 硫酸對硅酸鹽巖化學風化CO2消耗的影響 138
11.1.4 基于硫酸的巖石風化評估模型驗證 140
11.1.5 與以往研究對比 141
11.2 外源酸對碳酸鹽巖化學風化速率、 和CO2消耗的影響 142
11.2.1 外源酸對碳酸鹽巖化學風化速率的影響 142
11.2.2 外源酸對碳酸鹽巖化學風化 通量的影響 146
11.2.3 外源酸對碳酸鹽巖化學風化CO2消耗的影響 149
11.2.4 與全球碳酸鹽巖化學風化結果對比 151
11.2.5 外源酸對碳酸鹽巖化學風化的影響 155
11.2.6 基于外源酸的碳酸鹽巖化學風化模型驗證 158
11.3 外源酸對碳酸鹽巖化學風化碳匯效率的影響 159
11.3.1 硫酸對碳酸鹽巖化學風化碳匯效率的影響 159
11.3.2 外源酸對碳酸鹽巖化學風化碳匯碳匯效率的影響 161
11.3.3 與以往研究對比 162
11.4 巖石化學風化影響因素與驅動機制 163
11.4.1 植被對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 163
11.4.2 氣溫對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 165
11.4.3 徑流對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 165
11.4.4 植被、氣溫和徑流制約下外源酸對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 166
11.4.5 植被、氣溫和徑流對巖石風化速率、 和CO2消耗通量變化的貢獻 171
11.4.6 與以往研究對比 172
本篇小結 177
第五篇 陸海有機碳運移
第12章 全球主要河流由陸地向海洋運移的有機碳通量 181
12.1 量級：每年從陸地到海洋的有機碳總量有多少 181
12.2 主要河流不同流域的有機碳產量 183
12.3 有機碳總量的分布和格局 184
12.3.1 有機碳總量在不同氣候帶的分布特征 184
12.3.2 有機碳總量在不同經緯度上的變化特征 185
12.4 有機碳運移的源和匯 186
12.4.1 源：不同大洲入海有機碳的貢獻 186
12.4.2 匯：不同海洋接收的有機碳總量分布特征 187
12.5 影響入海有機碳運移量的主要因素 187
12.6 陸源有機碳入海過程分析 188
第13章 溶解有機碳從陸地到海洋的通量顯著 190
13.1 DOC通量影響因素 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通量環境因子的空間分布 192
13.2 河流DOC通量的空間格局 194
13.3 河流溶解有機碳在大陸和入海方面的變化 197
13.4 河流溶解有機碳在經緯度上的變化 200
第14章 受侵蝕控制的地球生物圈顆粒性有機碳輸出 203
14.1 顆粒性有機碳整體變化 204
14.1.1 緯度帶上的變化 205
14.1.2 不同流域上的變化 205
14.2 陸地和海洋中POC總量的變化 207
14.3 侵蝕、總懸浮固體和徑流量對POC的影響 208
本篇小結 215
參考文獻 217
**篇 碳酸鹽巖
第1章 全球碳酸鹽巖風化碳匯評估與國家計量 3
1.1 全球碳酸鹽巖露頭區分布特征 5
1.2 全球尺度離子活度系數反演 6
1.3 全球風化碳匯評估及其時空演變特征 9
第2章 中國碳酸鹽巖風化碳匯時空演變特征 16
2.1 中國典型碳酸鹽巖風化碳匯通量時空演變特征 17
2.2 中國石灰巖風化碳匯總量演變特征 20
2.3 不同巖性碳酸鹽巖風化碳匯差異 22
2.4 中國碳酸鹽巖風化碳匯關鍵驅動因素時空演變特征 23
2.4.1 中國氣候水文特征時空演化 23
2.4.2 中國含水層CO2分壓分布格局及演化 26
2.4.3 中國植被覆蓋度演變特征 27
2.4.4 中國表層土壤濕度空間格局及演變特征 29
2.5 研究結果對比分析 30
第3章 西南喀斯特風化碳匯對氣候變化及生態修復的響應 32
3.1 氣候及水文變化特征 33
3.2 生態修復評價 34
3.3 碳酸鹽巖風化碳匯時空演化動態 38
3.4 氣候變化及生態修復對槽谷風化碳匯的影響 39
3.5 與中國兩個典型生態系統的對比 40
第4章 世界主要流域碳酸鹽巖風化碳匯評估與演變 45
4.1 全球主要流域的碳酸鹽巖風化碳匯 46
4.2 徑流深與碳酸氫根離子通量時空分布 49
4.3 碳酸鹽巖風化碳匯時空變化 51
本篇小結 54
第二篇 硅酸鹽巖
第5章 影響全球硅酸鹽巖風化的主要因子及其評估 59
5.1 物理侵蝕通量 60
5.2 物理侵蝕通量計算結果對比驗證 62
5.3 碳酸氫根離子通量 64
5.4 碳酸氫根離子通量反演模型及結果評估 67
第6章 全球花崗巖風化碳匯評估與演變 70
6.1 花崗巖風化陽離子碳匯通量計算 71
6.2 花崗巖實際風化碳匯 估算 75
6.3 花崗巖風化碳匯的時空分布 76
第7章 全球玄武巖風化碳匯評估與演變 80
7.1 玄武巖風化陽離子碳匯計算 81
7.2 玄武巖實際風化碳匯 估算 84
7.3 玄武巖風化碳匯的時空分布特征 85
第8章 硅酸鹽巖風化碳匯對全球變化的貢獻：過去與未來 89
8.1 硅酸鹽巖風化碳匯的空間分布格局 90
8.1.1 全球硅酸鹽巖風化碳匯通量分布格局 90
8.1.2 主要河流流域中硅酸鹽巖面積比例及CO2消耗 92
8.1.3 不同氣候帶類型的硅酸鹽巖風化碳匯通量 94
8.2 全球硅酸鹽巖碳匯通量的時間演變特征與未來情景模擬 96
8.2.1 1996～2017年硅酸鹽巖碳匯通量趨勢分析 96
8.2.2 不同國家硅酸鹽巖風化碳匯總量時間演變特征 97
8.2.3 未來情境下硅酸鹽巖風化碳匯趨勢 98
本篇小結 100
第三篇 主要巖石的風化
第9章 全球11類巖石風化碳匯：*新變化和未來趨勢 105
9.1 RWCS的空間格局 106
9.1.1 全球RWCS的量級 106
9.1.2 全球空間差異 107
9.2 巖石風化碳匯動態變化 108
9.2.1 總體趨勢 108
9.2.2 空間變化 109
9.3 氣候變化對巖石風化碳匯的影響 110
9.4 巖石風化碳匯未來趨勢的一致性 112
第10章 中國巖石風化碳匯對氣候變化與生態修復的響應 113
10.1 巖石風化碳匯及各影響因素量級空間分布 114
10.1.1 不同分區巖石風化碳匯量級大小 114
10.1.2 巖石風化碳匯及各影響因子空間分布 120
10.2 CSF及各影響因素的時空演變分析 121
10.3 氣候變化及生態修復對碳匯的影響 124
10.3.1 生態修復評價 124
10.3.2 氣候變化及生態修復對碳匯的相對貢獻率 127
10.4 不同巖性的風化碳匯通量演變對比 129
10.5 不同巖性下氣候變化及生態修復對碳匯的影響 130
本篇小結 132
第四篇 外源酸的影響
第11章 外源酸對全球碳酸鹽巖和硅酸鹽巖化學風化速率與地質碳匯的影響 135
11.1 硫酸對硅酸鹽巖化學風化速率、 和CO2消耗的影響 136
11.1.1 硫酸對硅酸鹽巖化學風化速率的影響 136
11.1.2 硫酸對硅酸鹽巖化學風化 輸入通量的影響 137
11.1.3 硫酸對硅酸鹽巖化學風化CO2消耗的影響 138
11.1.4 基于硫酸的巖石風化評估模型驗證 140
11.1.5 與以往研究對比 141
11.2 外源酸對碳酸鹽巖化學風化速率、 和CO2消耗的影響 142
11.2.1 外源酸對碳酸鹽巖化學風化速率的影響 142
11.2.2 外源酸對碳酸鹽巖化學風化 通量的影響 146
11.2.3 外源酸對碳酸鹽巖化學風化CO2消耗的影響 149
11.2.4 與全球碳酸鹽巖化學風化結果對比 151
11.2.5 外源酸對碳酸鹽巖化學風化的影響 155
11.2.6 基于外源酸的碳酸鹽巖化學風化模型驗證 158
11.3 外源酸對碳酸鹽巖化學風化碳匯效率的影響 159
11.3.1 硫酸對碳酸鹽巖化學風化碳匯效率的影響 159
11.3.2 外源酸對碳酸鹽巖化學風化碳匯碳匯效率的影響 161
11.3.3 與以往研究對比 162
11.4 巖石化學風化影響因素與驅動機制 163
11.4.1 植被對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 163
11.4.2 氣溫對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 165
11.4.3 徑流對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 165
11.4.4 植被、氣溫和徑流制約下外源酸對巖石風化速率、 和CO2消耗的影響 166
11.4.5 植被、氣溫和徑流對巖石風化速率、 和CO2消耗通量變化的貢獻 171
11.4.6 與以往研究對比 172
本篇小結 177
第五篇 陸海有機碳運移
第12章 全球主要河流由陸地向海洋運移的有機碳通量 181
12.1 量級：每年從陸地到海洋的有機碳總量有多少 181
12.2 主要河流不同流域的有機碳產量 183
12.3 有機碳總量的分布和格局 184
12.3.1 有機碳總量在不同氣候帶的分布特征 184
12.3.2 有機碳總量在不同經緯度上的變化特征 185
12.4 有機碳運移的源和匯 186
12.4.1 源：不同大洲入海有機碳的貢獻 186
12.4.2 匯：不同海洋接收的有機碳總量分布特征 187
12.5 影響入海有機碳運移量的主要因素 187
12.6 陸源有機碳入海過程分析 188
第13章 溶解有機碳從陸地到海洋的通量顯著 190
13.1 DOC通量影響因素 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通量環境因子的空間分布 192
13.2 河流DOC通量的空間格局 194
13.3 河流溶解有機碳在大陸和入海方面的變化 197
13.4 河流溶解有機碳在經緯度上的變化 200
第14章 受侵蝕控制的地球生物圈顆粒性有機碳輸出 203
14.1 顆粒性有機碳整體變化 204
14.1.1 緯度帶上的變化 205
14.1.2 不同流域上的變化 205
14.2 陸地和海洋中POC總量的變化 207
14.3 侵蝕、總懸浮固體和徑流量對POC的影響 208
本篇小結 215
參考文獻 217
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巖石風化碳匯與氣候變化 節選
**篇 碳酸鹽巖 第1章 全球碳酸鹽巖風化碳匯評估與國家計量 全球碳庫和碳在大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈及巖石圈之間的遷移轉化是全球碳循環的兩個基礎。巖石圈是全球*大的碳庫（廖宏和朱懿旦，2010），其中碳酸鹽巖存儲的碳不低于6.0×107Gt（1Gt=109t），分別是海洋碳庫（3.84×104Gt）和化石燃料碳庫（4.13×103Gt）的1563倍和14528倍，是陸地生物碳庫（2.0×103Gt）和大氣碳庫（7.2×102Gt）的3.0×104倍和8.3×104倍（Falkowski et al.，2000）。碳在各碳庫之間的遷移轉化形成了全球碳循環系統，由于大氣中CO2濃度的變化是碳循環系統中*易直觀測量的，因此大氣CO2濃度的變化就成為全球碳循環系統中*早被觀測和記錄的。自工業革命到2016年，大氣CO2濃度由277×106升至（402.8±0.1）×106（Quéré et al.，2018）。在工業革命前期，大氣CO2濃度的增加主要是樹木砍伐以及其他土地利用變化導致的碳釋放（Ciais et al.，2013），雖然化石燃料燃燒導致的碳排放在工業革命之前就已存在，但從1920年左右開始，化石燃料燃燒導致的碳排放才成為大氣 CO2濃度升高的人為主導因素。而且，化石燃料燃燒對大氣CO2濃度升高的貢獻不斷增加（Quéré et al.，2018）。21世紀以來，全球氣候變化日趨受到世界各國的關注，聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）2018年發布的《IPCC全球升溫1.5℃特別報告》指出，人類活動的影響，使得全球氣溫相對于前工業化時代（1850～1900年）升高了約1.0℃（0.8～1.2℃），若全球氣溫繼續按此速度增加，那么2030～2052年全球氣溫將可能升高1.5℃。這足以說明全面了解全球碳循環系統之間碳的遷移轉換意義重大，即全面厘清全球碳循環收支對各國共同協作、公平合理地制定節能減排政策，以遏制全球氣溫的持續升高極其重要。 全球碳循環過程主要包括碳排放與碳吸收兩部分，即碳源、碳匯兩個部分。根據《2017年全球碳收支報告》（Quéré et al.，2018），2007～2016年，全球總的碳排放量達10.7PgCa1（1PgC=10億tC），其中，化石燃料燃燒的碳排放量為（9.4±0.5）PgCa1（Boden et al.，2017；UNFCCC，2017）、土地利用變化的碳排放量為（1.3±0.7）PgCa1（Houghton and Nassikas，2017；Hansis et al.，2015），而碳匯系統中大氣CO2濃度的增量[（4.7±0.1）PgCa1] （Dlugokencky and Tans，2018）與海洋碳匯量[（2.4±0.5）PgCa1]以及陸地碳匯量[（3.0±0.8）PgCa1]（Quéré et al.，2018）的總和約為10.1PgCa1。在碳源與碳匯系統中，目前存在約0.6PgCa1的碳收支不平衡問題（Quéré et al.，2018）（圖1-1）。 對于陸地碳匯，現在全球的目光基本集中在植被碳匯方面。研究表明，全球森林的碳匯總量約為（2.4±0.4）PgCa1[除去熱帶土地利用碳排放量（1.1±0.7）PgCa1，森林凈碳匯約為（1.2±0.85）PgCa1]（Pan et al.，2011），那么陸地碳匯系統中剩下的（0.6±0.41）PgCa1碳匯可能來自草地、耕地以及土壤等。需要說明的是，《2017年全球碳收支報告》中的陸地碳匯是求取多個模型的均值*終確定的，并未考慮陸地系統中的巖石風化碳匯部分。 根據其他研究觀點，陸地碳匯等于全球碳排放量（化石燃料燃燒導致的碳排放+土地利用變化導致的碳排放）與其他碳匯系統碳吸收量（大氣CO2濃度的升高 +海洋對CO2的吸收量）的差值（Liu et al.，2018），即陸地碳匯量可能達到3.6PgCa1，即將碳循環收支不平衡的部分納入陸地碳匯系統中。其他部分的碳排放量、碳匯量相對于復雜的陸地生態系統而言，其計量方法更加簡單，且其不確定性要小很多。但即便如此，也同樣需要對陸地碳匯系統進行精確計量，以辨析其各個組成部分的具體量級。對于當前全球碳匯系統中的碳收支不平衡問題，許多學者開展了大量的研究，巖石風化碳匯，特別是碳酸鹽巖風化碳匯成為一個重要的切入點。傳統觀點認為碳酸鹽巖并不會產生碳匯，但越來越多的研究表明，由于水生生物與全球水循環的作用，碳酸鹽巖溶蝕機制無論在短期還是長期都會產生碳匯（Pokrovsky et al.，2005；Liu et al.，2011；Martin，2016；Shen et al.，2017），至少在千年尺度內表現為碳匯效應（Beaulieu et al.， 2012）。因此，已經有越來越多的學者肯定了該碳匯是全球碳匯系統的重要組成部分（Liu and Zhao，2000；Martin et al.，2013；Liu and Dreybrodt， 2015），IPCC第五次評估報告也已初步考慮了碳酸鹽巖化學風化碳匯對全球碳循環的貢獻（Ciais et al.，2013），但其不同歷史時期的具體量級、空間分布還存在較大的不確定性。 全球碳酸鹽巖面積約為2200萬km2，占全球陸地面積的15%（曹建華 等，2017），覆蓋了全球五大洲，涉及158個國家和地區（Febles-González et al.， 2012）。其中，中國喀斯特地貌的分布非常廣泛，其分布面積約為344萬km2，超過我國陸地總面積的1/3（宋賢威等，2016），約占全球碳酸鹽巖面積的15.64% 。中國同時也是全球連片裸露碳酸鹽巖分布面積*大的國家之一。根據中國1∶50萬地質圖，中國的石灰巖面積占碳酸鹽巖面積的74.86%，是我國碳酸鹽巖中*主要的類型。因此，明確區域，特別是我國的石灰巖化學風化碳匯的空間格局、量級以及演變特征對于解決碳循環收支不平衡問題具有重要的意義。隨著對全球碳循環研究的深入，遺失碳匯及其機制問題（Melnikov and O'Neill，2006）受到越來越密切的關注，同時國內外眾多學者開始關注巖石的風化過程，特別是碳酸鹽巖的化學風化碳匯在全球碳循環中的作用。 國家尺度方面的研究主要針對靜態的量級和空間分布開展，如邱冬生等（2004）利用GEM-CO2模型計算了我國巖石風化碳匯及其空間分布，結果顯示碳酸鹽巖風化碳匯總量約為7.48TgCa1（1TgC=1×106tC），并且呈現出由西北向東南遞增的狀態；Liu和Zhao（2000）分別基于水化學-徑流法、巖石試片法及打散邊界層（diffusion boundary layer，DBL）模型計算了我國碳酸鹽巖風化碳匯的量級，三種方法的結果顯示碳酸鹽巖風化碳匯總量分別為17.94TgCa1、 17.54TgCa1及64.2TgCa1；在綜合考慮地表水體水生生物的光合吸收作用后，劉再華和Dreybrodt（2012）認為中國碳酸鹽巖地區巖溶作用的凈碳匯量可達 36TgCa1；蔣忠誠等（2012）對我國巖溶區進行分區調查計算，結果顯示巖溶區的碳匯總量為3699.1萬tCO2a1，即10.09TgCa1。 在全球尺度上針對巖石風化過程的研究相對較多，Gaillardet等（1999）通過對全球*大的60條河流所在流域進行溶蝕碳匯研究，發現全球約0.15PgCa1的碳匯來自碳酸鹽巖溶蝕；運用3種不同的基于觀測的建模方法，Liu和Zhao（2000）、Martin（2016）認為該溶蝕碳匯量的變化范圍為0.4～1.5PgCa1；基于熱力學平衡，Gombert（2002）根據全球266個氣象站點的數據估算了全球喀斯特碳酸鹽巖溶蝕碳匯，其結果為0.3PgCa1；根據全球巖性分布，Martin（2016）計算得到全球碳酸鹽巖區域的溶蝕碳匯為0.8PgCa1；Liu等（2010）根據全球雨量站點監測的溶解無機碳（dissolved inorganic carbon，DIC）濃度和徑流數據，估計全球水循環系統帶來的碳酸鹽巖溶蝕碳匯約為0.82PgCa1。 本章基于改進的碳酸鹽巖*大潛在溶蝕模型，結合碳酸鹽巖分布數據對全球碳酸鹽巖風化碳匯量級、時空演變特征進行評估，探究全球碳酸鹽巖風化碳匯在全球碳循環系統中的貢獻。 1.1 全球碳酸鹽巖露頭區分布特征 全球碳酸鹽巖露頭區分布數據來源于全球碳酸鹽巖露頭分布數據集v3.0。該數據集由新西蘭奧克蘭大學地理與環境科學學院提供，相較于前兩個版本的數據，該版本數據集質量有了較大的提升。 全球碳酸鹽巖露頭區分布數據顯示，亞洲碳酸鹽巖分布面積*大，占比為46.78%；其次為北美洲，占比為24.63%；非洲和歐洲碳酸鹽巖分布面積相當，占比分別為12.42%和12.16%；南美洲和大洋洲碳酸鹽巖分布面積較少，占比分別為2.37%和1.48%；其他區域碳酸鹽巖分布面積占0.16%（圖1-2）。 1.2 全球尺度離子活度系數反演 首先，我們基于GEMS-GLORI全球河流數據庫（Meybeck and Ragu，2012），獲取了全球257個流域的離子濃度監測數據，該數據庫在很多研究中得到了廣泛的應用（Li et al.，2017；Qu et al.，2017；Manaka et al.，2015；Volta et al.，2016；Takagi et al.，2017；Moon et al.，2014）。在全球主要的河流中，pH基本為6～8.2，并且碳酸氫根離子占主導地位（Meybeck and Ragu.，2012），因此本書主要使用了該數據庫提供的多年平均濃度。主要流域邊界及河流數據來源于美國地質勘探局，流域邊界空間分辨率為（1/120）°，基于多個文獻對部分流域邊界進行了修正，對于缺失流域邊界的部分區域，我們利用美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）提供的分辨率為（1/120）°的全球數字高程模型（digital elevation model，DEM）進行了提取。此外，本書基于文獻對提取的流域邊界進行了校對，*終構建了全球257個流域邊界數據及其對應的離子濃度監測數據。本書使用的監測流域分布廣泛，除亞洲中部高原及干旱區域、非洲北部沙漠區域、澳大利亞中西部干旱區域以及極地區域外，監測流域基本覆蓋了全球大部分陸地，因此監測數據能夠較好地表征全球范圍的地球化學特征。其中，北半球溫帶區域流域分布數量*大（共134個），北半球及南半球熱帶區域監測流域數量共66個，北寒帶區域監測流域共45個，南半球溫帶監測流域數量為12個。 除去亞洲中部高原及干旱區域外，監測流域的分布幾乎覆蓋了全球碳酸鹽巖主要的露頭區域。根據水化學類型分類，陽離子中Ca2+占主導類型的流域有214 個，在這些流域中，有195個流域的陰離子以 占主導；在剩下的43個流域中，僅有11個流域其Ca2+不具有明顯的貢獻。因此，從整體看，綜合利用各個流域的監測數據，對全球尺度的Ca2+及 離子活度系數進行計算能夠較好地描述全球喀斯特地區的實際特征。這一部分，本書將利用全球流域監測數據以及降水量、蒸散發量、溫度、土壤濕度及植被覆蓋度（fractional vegetation cover，FVC）構建一個融合機器學習的離子活度系數估算模型，對全球碳酸鹽巖區域的離子強度進行逐像元的計算。 圖1-3展示了監測流域的年均降水量、蒸散發量、溫度、土壤濕度、FVC及離子強度I的分布情況。
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