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北京大學(xué)連發(fā)兩篇Science研究環(huán)保文章
閱讀：1513 發(fā)布時間：2011-9-23生物通報道：近期北京大學(xué)接連在*刊物Science雜志上發(fā)表重要研究成果，包括HONO交換新機(jī)制，以及森林碳收支的發(fā)現(xiàn)，這些與生態(tài)環(huán)保相關(guān)的重要成果，代表著北京大學(xué)在這一研究領(lǐng)域的世界前沿步伐。
Soil nitrite as a source of atmospheric HONO and OH radicals
北京大學(xué)程雅芳研究員與德國馬克斯普朗克化學(xué)所（Max Planck Institute for Chemistry）蘇杭博士作為共同*作者于Science雜志上合作發(fā)表了研究論文：“Soil nitrite as a source of atmospheric HONO and OH radicals”，報道了在土壤-大氣間 HONO 交換新機(jī)制研究中取得的重要突破，這也是北大張遠(yuǎn)航教授研究團(tuán)隊與馬普所 Ulrich Pöschl教授研究團(tuán)隊多年合作的進(jìn)展。
羥基自由基（OH）是大氣光化學(xué)過程中zui重要的氧化劑，在大氣污染物的去除過程中占據(jù)核心地位，被譽為大氣中的“清潔劑”。氣態(tài)亞硝酸（HONO）的光解是近地面大氣層中OH自由基的重要來源之一。近年來的外場觀測發(fā)現(xiàn)HONO存在一個很大的未知來源，探尋該未知來源是近年大氣化學(xué)領(lǐng)域zui富挑戰(zhàn)性的工作之一。
2008年，張遠(yuǎn)航教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊已經(jīng)證實中國大氣中OH自由基的主要來源之一是高濃度HONO的光解，對 OH 的貢獻(xiàn)率可高達(dá)30%以上；針對 HONO 的日間未知來源，從光催化和非均相反應(yīng)等角度進(jìn)行了多方面的探索,并提出要關(guān)注各種表面在光照情況下的反應(yīng)。近兩年，蘇杭博士和程雅芳研究員等收集并綜合分析了土壤亞硝酸根含量以及土壤pH值，從理論上預(yù)測了土壤具有釋放大量HONO的潛力：土壤中的微生物能夠?qū)⒑B(yǎng)分通過硝化和反硝化作用產(chǎn)生亞硝酸根，在土壤中氫離子的存在下，形成亞硝酸，并通過地氣交換過程釋放到大氣中，成為大氣中OH 自由基的重要來源；并進(jìn)一步在煙霧箱模擬實驗中證實了這一“土壤-大氣”間缺失關(guān)聯(lián)的存在。
“土壤能夠直接向大氣中釋放亞硝酸”，是大氣 HONO 源匯機(jī)制研究的新視角。該研究結(jié)果指出土壤中氮含量越高、酸性越強(qiáng)，排放的HONO越多。在中國化肥用量不斷增長、土壤酸化日益嚴(yán)重的背景下，將有更多的HONO被排放到大氣中。鑒于土壤微生物和亞硝酸的廣泛分布，這一機(jī)制將會對大氣光化學(xué)以及陸地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，對大氣-土壤氮循環(huán)研究也具有重要的啟示意義。同時，該研究涉及土壤和大氣多圈層間的相互作用，具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉特點。
Science雜志將該文作為“亮點”文章通過“Science Express”欄目予以重點報道。芬蘭赫爾辛基大學(xué) MarkkuKulmala 教授等為該文撰寫展望文章“Soil nitrites influence atmospheric chemistry”，并作為 Geochemistry Perspective 在 Science雜志上同期發(fā)表。該展望文章認(rèn)為土壤-大氣間 HONO 交換新機(jī)制的發(fā)現(xiàn)開啟了氮循環(huán)研究的新視野，這不僅將對大氣氧化性，還將對大氣氣溶膠及氣候變化等研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。美國科學(xué)院院士Barbara Finlayson-Pitts教授在接受英國*化學(xué)協(xié)會（RSC）采訪時也對該研究結(jié)果給予了高度評價。德國馬克斯普朗克研究聯(lián)合*、美國Iowa大學(xué)*、Science Daily、德國知音，以及英國 Chemistry & Industry 雜志等均以重要進(jìn)展的形式對該研究結(jié)果予以了報道。
A Large and Persistent Carbon Sink in the World’s Forests
來自北京大學(xué)、美國森林調(diào)查局、普林斯頓大學(xué)、杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的專家在刊物《科學(xué)》（Science）雜志上發(fā)表了森林碳收支的重要研究結(jié)果。該研究是至今為止對森林碳收支zui為全面系統(tǒng)的一次評估，將對氣候變化研究和氣候變化政策產(chǎn)生重大影響。
陸地生態(tài)系統(tǒng)通過光合生產(chǎn)與呼吸分解過程將大氣中的CO2固定下來，從而成為穩(wěn)定大氣CO2濃度增加、減緩溫度上升的重要因素，也是人類應(yīng)對氣候變化的有效途徑。因此，世界各國對這一被稱為生態(tài)系統(tǒng)碳收支的研究極為重視。
早在2007年，方精云院士就聯(lián)合美國森林調(diào)查局、普林斯頓大學(xué)、杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的專家，發(fā)起了該項研究；并于2009年和2010年，分別在北京大學(xué)和普林斯頓大學(xué)組織兩次研討會，以推動該項目的進(jìn)一步實施。
研究小組利用各地的森林調(diào)查資料、生態(tài)系統(tǒng)野外長期觀測資料，并輔以生態(tài)模型和遙感技術(shù)等手段，從不同氣候帶，分析了森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支各要素（生物量、枯死量、凋落物、土壤有機(jī)質(zhì)）的碳儲量及其變化。該研究揭示，在過去的近20年里，森林每年固定約40億噸碳（折合147億噸CO2），相當(dāng)于同期化石燃料碳排放的一半，但由于熱帶毀林等人為活動導(dǎo)致約29億噸碳的排放，因此，森林每年實際凈固定約11億噸碳。
研究還表明，變化等因素顯著加速了熱帶原始森林的生長，從而吸收了更多的CO2，加之毀林后的森林快速恢復(fù)，基本抵消了熱帶毀林導(dǎo)致的碳排放，因而該研究扭轉(zhuǎn)了“熱帶森林是巨大的碳釋放源”的早期觀點，認(rèn)為熱帶森林由早期的凈排放已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;碳固定與碳排放基本達(dá)到平衡”的碳中性狀態(tài)。從這個意義上講，森林的CO2凈吸收主要由北方森林和溫帶森林所產(chǎn)生。
研究還顯示，中國森林是一個重要的碳匯（即碳的凈固定量），年平均碳匯量由1990年代的1.3億噸，增加到近期的1.8億噸；平均單位面積的碳匯量由每年每公頃的0.96噸增加到1.22噸。這些數(shù)字表明，中國的生態(tài)建設(shè)在減緩大氣CO2濃度上升方面起到了重要作用。