地球的新陈代谢:了解碳循环

生物系统与我们行星范围内的能量和物质传输存在着密切关系,且影响到地球化学和大气、陆地表面、大洋及沉积物的物理性质。矿物燃料的燃烧、土地的开发利用及其他人类活动正日益破坏天然的生物地球化学物质循环和过程,造成潜在的深远影响;例如,大气组成的改变影响到全球热量平衡。碳、氮和硫循环对于生物圈功能是特别重要的,并且与自然气候系统紧密相连。在IGBP计划中,全球尺度的模型化工作最初集中于碳循环:对碳循环的了解很少,然而碳循环对于估计未来CO2和其他温室体的含量以及这些气体与生物圈的相互作用来说都是至关重要的。为辅助测定影响大气中CO2周期的因子,将单一的半衰期(T1/2)概念应用于3个简单的碳循环模型和一个全球范围的陆地碳循环模型。由于包括了陆地模型和有关可能存在的陆地施肥作用响应的假设内容,我们发现其中具有显著差异,T1/2的估计值在92年（不考虑陆地影响）到27年（考虑陆地再生作用及施肥作用）之间变动。这些数值的变化范围提出了更深层次的科学问题,同时也关系到政策的制定。