май
Изменения CO2 и температуры за 800 тыс. лет (EPICA)
Изменения содержания кислорода (наверху) и углекислого газа (внизу) за 600 миллионов лет PAL – Present Atmospheric Level
Эмиссия СО2 определяет повышение температуры? или повышение температуры определяет эмиссию CO2?
Углерод в океане Ежегодно связывается ≈ 92 Гт С возвращается в атмосферу ≈ 90 Гт С СО2, взаимодействуя с молекулами воды, образует угольную кислоту, которая диссоциирует на СО3- и СО32- В зависимости от рН соотношение сдвигается СО32- + СО2 + Н2О ↔ 2 НСО3-
Углерод в океане Буферная емкость океана ограничена: 1. Нехваткой катионов Ca2+ и Mg2+ (необходимы для образования известковых скелетов организмов) 2. Крайне слабым перемешиванием водной толщи (перемешиваемый слой – 100-200 м, средняя глубина океана - 3900 м)
Масса углерода живых организмов в океане: ≈ 1-2 Гт Масса углерода в виде детрита (POC – particulate organic carbon) в океане: ≈ 100 Гт Масса углерода в виде растворенного органического вещества (DOC – dissolved organic carbon) ≈ 1000 Гт
Биомасса организмов в океане ≈ 1-2 Гт С на суше ≈ 800 Гт С (600 - 1000) Чистая первичная продукция океана ≈ 60 Гт С год-1 (35 – 100) суши ≈ 57 Гт С год-1 (48 – 65)
Биомасса t Продукция ∆ t Первичная продукция (Primary production) Валовая продукция (Gross production - GP) Чистая продукция (Net production - NP) Дыхание (Respiration – R) NP = GP – R Net primary production - NPP
Что ограничивает первичную продукцию на большей части акватории Мирового океана?
Хлорофилл в июне
Хлорофилл в январе
Глобальное распределение хлорофилла (среднее за год)
Redfield ratio (соотношение числа атомов в веществе океанического планктона) C : N : P 106 : 16 : 1
Для перемещения углерода из поверхностных вод в глубинные существуют: 1) Физико-химический «насос» (термохалинный механизм) 2) Биологический «насос» (вертикальные миграции зоопланктона, опускание фекальных пеллет)
Подъем водных масс – апвеллинг (upwelling) Обычно около западных берегов континентов Самый знаменитый апвеллинг – Перуанский Эль-Ниньо – перекрывание апвеллинга теплыми Тихого океана Опускание водных масс (downwelling)
Петля Брокера
Смена ветров и перекрытие апвеллинга в случае Эль-Ниньо
«Цветение» воды в районе Перуанского апвеллинга
Биологический насос Biological pump
УГЛЕРОД НА СУШЕ
УГЛЕРОД НА СУШЕ общая биомасса организмов ≈ 800 Гт С (600 - 1000) Чистая первичная продукция ≈ 57 Гт С год-1 (48 – 65)
Общая биомасса организмов в океане ≈ 2 Гт С на суше ≈ 800 Гт С (600 - 1000) Чистая первичная продукция океана ≈ 60 Гт С год-1 (35 – 100) суши ≈ 57 Гт С год-1 (48 – 65)
Г.А.Заварзин «Лекции по природоведческой микробиологии» ПОЧВА – корнеобитаемый слой на поверхности суши
ПОЧВА появилась только при освоении суши растениями ≈ 300 миллионов лет тому назад (уже в полностью оксигенированной атмосфере)
ПОЧВА своими органическим веществом ПРИРАСТАЕТ ИЗ ВОЗДУХА
ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗА если целлюлоза разлагается исключительно прокариотами, то лигнин – эукариотами, причем в аэробных условиях Разложение лигнина и целлюлозы – лимитирующее звено в круговороте углерода в наземных экосистемах
За год человек на суше изымает первичной продукции в сумме 11.54 × 1015 г углерода, или 20.32% всей годовой чистой первичной продукции
Производство пищи требует изъятия в год 4.09 × 1015 г углерода, а использование растений в качестве топлива примерно столько же - 4.31 × 1015 г
Human appropriation of terrestrial net primary production (HANPP)
Достарыңызбен бөлісу: |
