生态系统中的物流.pptVIP

1.人类活动对大气中二氧化碳浓度的影响

二氧化碳浓度增加的原因：19世纪到20世纪初主要是砍伐森林20世纪以来又加上燃烧矿物燃料，如煤、石油及天然气。数据：从公元1000——1800年间大气中二氧化碳的浓度是相当稳定的，大约变化于270—290ul/L之间，平均值为280ul/L。3214由于自然植被与未开发森林的含碳量比农用地大20—100倍，从1850—1986年的100多年的时间里，估计反此一个因素就向大气排放了115±35Gt（1Gt=10亿t）的碳，现在每年的排放量约1.9±1.1Gt碳。陆地生态系统贮存的总碳量中大约99.9%的碳存在于植物体中，动物体内贮存的碳仅占0.1%。根据有关估算，在1850—1950年间，由于人类的活动而排入大气中的碳达1.8×1011t，其中1/3来自化石燃料的燃烧，其余2/3则来源植被的破坏，特别是森林破坏的结果。但20世纪以来，由于矿物燃料的消耗迅速增大，向大气中排放的碳，在第一次世界大战前已达0.8—0.9Gt，第二次世界大战前为1.5Gt，目前达5.7±0.1Gt。大气中二氧化碳浓度年增长达1.6ul/L。2、?人类活动对大气中甲烷浓度的影响

甲烷（CH4）俗称沼气，其浓度在温室外气体中占第二位。其增长与世界人口的增长有非常大的相关。0119世纪之前大约不超过0.8ul/L。0219世纪末增加到0.9ul/L。03从1978年开始有正式观测，浓度为1.51ul/L。04目前已达1.72ul/L。即大气中含4900Tg（1Tg=1012g）的甲烷即每年向大气中排放40—48Tg，年增量0.8%—1.0%。估计到2030年浓度达2.34ul/L。2050年可达2.5ul/L。0103020405大气中氮的含量为79%，总贮量约为38×106亿t，但不能为大多数植物直接利用。只有通过固氮菌和蓝绿藻等生物固氮，闪电和宇宙线的固氮，以及工业固氮的途径，形成硝酸盐或氨的化合物形态，才能为多数植物和微生物吸收利用。氮循环示意图．大气中的Ｎ(3)固氮作用：细菌＼蓝藻＼雷电等反硝化作用硝酸盐食物链氨排泄物(1)氨化作用植物硝化作用(2)一个湖泊生态系统（SycamoreCreek,Arizona美国亚利桑那)的氮循环．N素的生物地球化学循环，*109g，千吨．STEP1STEP2STEP3全球的氮循环全球氮循环的主体存在于土壤和植物之间。据Rosswall估算，在全球陆地生态系统中，氮素总流量的95%在植物—微生物—土壤系统中进行，只有5%在该系统与大气圈之间流动。全球陆地生态系统各组分的氮素平均周转速率，植物，4.9年；枯枝落叶，1.1年；土壤微生物，0.09年；土壤有机质，1.77年；土壤无机氮，0.53年。固氮作用闪电和宇宙线的固氮，大约8.9kg/hm2?a工业固氮，已达1╳108T生物固氮，大约100--200kg/hm2?a，大约占地球固氮的90%。01020304氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成氨和氨化合物，氨溶与水即成为NH4+，可为植物所直接利用。硝化作用：在通气情况良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐，供植物吸收利用。01反硝化作用：也称脱氮作用，反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮，回到大气库中。02因此，在自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮素进入物质循环，而通过反硝化作用、淋溶沉积等作用使氮素不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。第五节生态系统的磷和硫循环

自然界中的磷循环01磷溶于水而不挥发，在生态系统中属于典型的沉积型循环。02磷以地壳作为主要贮藏库。03含磷的有机物沿两条循环支路循环：一是沿生物链传递，并以粪便、残体的形式归还土壤；另一种是以枯枝落叶、秸秆归还土壤。04第11章、生态系统和全球的物质循环第一节生态系统物流的一般特点生命与元素自然界包含着许多生命活动所必需的无机和有机物质，其中包括20多种必要元素。最重要的元素：碳、氧、氢、氮和磷，占全部原生质的97%以上。微量元素（micronutrient)：铜、锌、硼、锰、钼植物必需营养元素的功能大量营养元素（macronutrient）：钙、镁、钾、硫、钠物质在生态系统中不是静止不动的，而是沿着不同的途径在不同的生态组分之间发生着固定、吸收、释放、迁移、转化、并最终返回到环境中。生物地球化学循环（biogeochemicalcycle）：由于生态系统的生物质循环是在地球上的生物与非生物之间，通过化学形态的转换与运转，故又称为