一、碳(tan)循環(huan)、碳(tan)達峰、碳(tan)中和介紹

       碳(tan)(tan)(tan)循環，是指碳(tan)(tan)(tan)元素在地球上(shang)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)圈(quan)、巖石圈(quan)、水圈(quan)及大氣(qi)(qi)圈(quan)中(zhong)交(jiao)換，并隨地球的(de)(de)運動循環不止的(de)(de)現象。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)圈(quan)中(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)循環主要表現在綠色植物(wu)(wu)(wu)從(cong)大氣(qi)(qi)中(zhong)吸(xi)收(shou)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)(tan)，在水的(de)(de)參與下經(jing)(jing)光合作(zuo)用轉化(hua)為(wei)葡萄糖并釋放出氧(yang)氣(qi)(qi)，有(you)機體再利用葡萄糖合成其(qi)他(ta)有(you)機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)。有(you)機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)經(jing)(jing)食物(wu)(wu)(wu)鏈(lian)傳遞，又成為(wei)動物(wu)(wu)(wu)和細菌(jun)等(deng)其(qi)他(ta)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體的(de)(de)一(yi)部(bu)(bu)分(fen)。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體內的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)水化(hua)合物(wu)(wu)(wu)一(yi)部(bu)(bu)分(fen)作(zuo)為(wei)有(you)機體代謝的(de)(de)能源經(jing)(jing)呼(hu)吸(xi)作(zuo)用被氧(yang)化(hua)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)(tan)和水，并釋放出其(qi)中(zhong)儲存的(de)(de)能量(liang)。

      能源消耗不斷(duan)增(zeng)長，二氧(yang)化(hua)碳(tan)排放量(liang)不斷(duan)增(zeng)加(jia)，大氣溫室效應及其影響(xiang)愈(yu)發嚴(yan)重。碳(tan)達峰就是為(wei)了控制二氧(yang)化(hua)碳(tan)排放總量(liang)不再(zai)增(zeng)加(jia)，而提出(chu)的一(yi)個二氧(yang)化(hua)碳(tan)*高(gao)限值(zhi)控制目標。碳(tan)中(zhong)和(he)就是實(shi)現(xian)(xian)吸收固定轉化(hua)的二氧(yang)化(hua)碳(tan)數量(liang)與(yu)產生排放的二氧(yang)化(hua)碳(tan)數量(liang)相同的碳(tan)平衡控制目標。中(zhong)國(guo)承諾：2030年實(shi)現(xian)(xian)碳(tan)達峰，2060年實(shi)現(xian)(xian)碳(tan)中(zhong)和(he)。

二、CO2的來源和去向概述

       碳(tan)循(xun)環過程，大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化碳(tan)大(da)約20年(nian)可更新(xin)一次(ci)。自然界中(zhong)(zhong)絕大(da)多數的(de)(de)(de)碳(tan)儲存于地殼巖石(shi)中(zhong)(zhong)，巖石(shi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)因自然和人(ren)為的(de)(de)(de)各(ge)種化學(xue)作用分解后進入大(da)氣(qi)和海洋，同時(shi)死亡生(sheng)物(wu)體(ti)以(yi)及其(qi)他各(ge)種含碳(tan)物(wu)質又不停地以(yi)沉積物(wu)的(de)(de)(de)形式返(fan)回地殼中(zhong)(zhong)，由此(ci)構(gou)成了碳(tan)循(xun)環的(de)(de)(de)一部分。碳(tan)的(de)(de)(de)地球生(sheng)物(wu)化學(xue)循(xun)環控(kong)制了碳(tan)在地表或近(jin)地表的(de)(de)(de)沉積物(wu)和大(da)氣(qi)、生(sheng)物(wu)圈及海洋之間(jian)的(de)(de)(de)遷移。

        自然界碳循環的基本過程如下：大氣中的二氧化碳（CO2）被陸地和海洋中(zhong)的植物吸收(shou),然(ran)后通過(guo)生(sheng)物或(huo)地質過(guo)程以及人類活動，又(you)以二氧化碳(tan)的形式返回大氣中(zhong)。

三、CO2監測案例

案例一：水體（淡水）CO2監測

項目實施單(dan)位：香港(gang)大學

項(xiang)目實施人：生物科學學院

項目實施地點：香港(gang)南區(qu)的(de)河流

項目監測設備情況：

• 采用的水下CO2傳感器（最(zui)大入(ru)水深度可達3米）

• 數據記錄系統放置在湖邊(bian)（岸邊(bian)）

• 數據自動上傳

• 儀器(qi)的主要傳感器(qi)為(wei)國際匹配，其他為(wei)國內配套

項目的監測的目的：評(ping)估人類壓(ya)力對(dui)淡水碳循環的(de)影響(xiang)-對(dui)香港二(er)氧化碳排放和生物多樣(yang)性保護的(de)影響(xiang)，

項目從(cong)兩個方(fang)面進行研(yan)究

a》人類(lei)(lei)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)與碳(tan)排放(fang)(fang)：確定人類(lei)(lei)對河流集(ji)水區的干(gan)(gan)擾(rao)(rao)是否通過(guo)改變(bian)(bian)微生物(wu)組(zu)成而(er)使碳(tan)循環失衡，以及(ji)這是否會改變(bian)(bian)有(you)機碳(tan)的加工速度，從而(er)影響(xiang)碳(tan)排放(fang)(fang)速度（例如：向大氣中排放(fang)(fang)二(er)氧化碳(tan)）

b》人(ren)類干擾與水體(ti)生(sheng)物多樣(yang)性的(de)關系(xi)：評估人(ren)類破(po)壞的(de)碳循環(huan)對河流生(sheng)物多樣(yang)性的(de)影響，并量化有機碳循環(huan)以及人(ren)類干擾梯度上(shang)相關的(de)淡水微(wei)觀和宏觀多樣(yang)性

項目的預期結果運用：

*預測模(mo)型建模(mo)：該項目收(shou)集的(de)經驗數據將用于構建公共領域的(de)預測模(mo)型，

*解(jie)決(jue)關(guan)鍵知識：有(you)助(zhu)于實現香港生物多樣性戰(zhan)略和行動計劃的(de)目標(biao)，即解(jie)決(jue)生態系統功能中(zhong)關(guan)鍵知識（問題）

*管理(li)重點(dian)生(sheng)態溪(xi)流(liu)(liu)：緩解(jie)人為(wei)氣候變化，以及管理(li)具有生(sheng)態重要(yao)性的自然(ran)溪(xi)流(liu)(liu)和河(he)流(liu)(liu)

案例二：土壤不同剖面CO2含量的監測

項目實(shi)施單位(wei)：榆林(lin)毛烏(wu)素(su)沙(sha)地生(sheng)態系統國家定位(wei)觀測研(yan)究站

項目實施人：榆林定位(wei)觀測(ce)研(yan)究(jiu)站

項目實施地點：榆林

項目監測設備情況：

• 采用的傳感器有國外的（CO2),有(you)國(guo)內的傳(chuan)感器(qi)（土(tu)壤多參數等）

• 數據的傳輸(shu)系統(tong)(tong)，數據管理平(ping)臺系統(tong)(tong)為國內(nei)獨立開發的具有知識產(chan)權的云平(ping)臺系統(tong)(tong)

• 運用(yong)組態功能實現了生態數據的動態實時顯示

項(xiang)目(mu)的監(jian)測的目(mu)的：

• 土壤不同剖面的CO2含量變化

• 同(tong)時同(tong)位置監測(ce)土(tu)壤水分，溫度，鹽分的變化

• 研究不同剖面溫度水分變化對CO2含量變(bian)化的(de)關聯影(ying)響(xiang)(xiang)（備注：溫度的(de)變(bian)化對土(tu)壤碳的(de)分解(jie)有明顯的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)：南方地(di)區沒有黑土(tu)地(di)）

案例三：空氣（農田）CO2監測

項目實(shi)施單位：中國(guo)農(nong)業(ye)科學(xue)院(yuan)農(nong)業(ye)環境與可(ke)持續發展研究所

項目實(shi)施人：于老師

項目實施地點：河北邢臺

項目(mu)監測設備情況(kuang)：

• 本案例采用Lora技術將多個分布在一定范圍的CO2監測(ce)單元，組網(wang)集(ji)中起(qi)來(lai)，然后(hou)通過一個集(ji)中的網(wang)關上傳到(dao)數據中心，

• 數(shu)據中心實現自(zi)動數(shu)據收集，處理，歸(gui)檔

• 可根據需要，通過數據中心(xin)下發指(zhi)令，對現場(chang)設備狀態進(jin)行控制：如啟停，開(kai)閉等

項目的監測的目的：

• 評估農田（可不限于農田）的網格面上的CO2變化

• 通過CO2的變(bian)化(hua)來(lai)評估土壤質量的變(bian)化(hua)，

• 并(bing)作(zuo)出土壤(rang)質量演變(bian)趨勢預測