1 / 45

Лекция 4 . Lect_04_Carbon_III

Лекция 4 . Lect_04_Carbon_III

barto
Download Presentation

Лекция 4 . Lect_04_Carbon_III

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Лекция 4. Lect_04_Carbon_III Цикл углерода (продолжение). Проблема масштаба при анализе динамики во времени содержания СО2 в атмосфере. Углерод в океане. Сравнение с сушей. Биомасса и чистая первичная продукция (NPP). Карты распределения NPP в океане. Апвеллинг и даунвеллинг. Эль-Ниньо. Перенос углерода в глубины водной толщи: физико-химический и биологический насосы. «Петля Брокера». Углерод на суше. Почва. Изъятие человеком NPP с поверхности суши: картина глобального распределения.

  2. Проблема масштабаscaling

  3. май октябрь

  4. Изменения CO2и температуры за 420 тыс. лет («Восток»)

  5. Изменения CO2и температуры за 800 тыс. лет (EPICA)

  6. Изменения содержания кислорода (наверху) и углекислого газа (внизу) за 600 миллионов лет PAL – Present Atmospheric Level

  7. Эмиссия СО2определяет повышение температуры? или повышение температуры определяет эмиссию CO2?

  8. Углерод в океане Ежегодно связывается ≈ 92 Гт С возвращается в атмосферу ≈ 90 Гт ССО2, взаимодействуя с молекулами воды, образует угольную кислоту, которая диссоциирует на СО3- и СО32-В зависимости от рН соотношение сдвигаетсяСО32- + СО2 + Н2О ↔ 2 НСО3-

  9. Углерод в океанеБуферная емкость океана ограничена: 1. Нехваткой катионовCa2+и Mg2+(необходимы для образования известковых скелетов организмов)2. Крайне слабым перемешиванием водной толщи(перемешиваемый слой – 100-200 м,средняя глубина океана - 3900 м)

  10. Масса углерода живых организмов в океане: ≈ 1-2 ГтМасса углерода в виде детрита (POC – particulate organic carbon) в океане: ≈ 100 ГтМасса углерода в виде растворенного органического вещества (DOC – dissolved organic carbon) ≈ 1000 Гт

  11. Биомассаорганизмов в океане ≈ 1-2 Гт Сна суше ≈ 800 Гт С (600 - 1000)Чистая первичная продукцияокеана ≈ 60 Гт С год-1 (35 – 100)суши ≈ 57 Гт С год-1 (48 – 65)

  12. Биомасса tПродукция∆ tПервичная продукция (Primary production)Валовая продукция (Gross production - GP)Чистая продукция (Net production - NP)Дыхание (Respiration – R)NP = GP – RNet primary production - NPP

  13. Что ограничивает первичную продукцию на большей части акватории Мирового океана?

  14. Хлорофилл в июне http://earth.rice.edu/mtpe/bio/biosphere/hot/chl_s.html Credit: NASA/GSFC

  15. Хлорофилл в январе http://earth.rice.edu/mtpe/bio/biosphere/hot/chl_s.html Credit: NASA/GSFC

  16. Глобальное распределение хлорофилла (среднее за год) Глобальное распределение температуры поверхности океана

  17. Redfield ratio(соотношение числа атомов в веществе океанического планктона)C : N : P106 : 16 : 1

  18. Для перемещения углерода из поверхностных вод в глубинные существуют:1) Физико-химический «насос» (термохалинный механизм)2) Биологический «насос» (вертикальные миграции зоопланктона, опускание фекальных пеллет)

  19. Подъем водных масс – апвеллинг(upwelling)Обычно около западных берегов континентовСамый знаменитый апвеллинг – ПеруанскийЭль-Ниньо – перекрывание апвеллинга теплыми Тихого океанаОпускание водных масс (downwelling)

  20. Петля Брокера

  21. Смена ветров и перекрытие апвеллинга в случае Эль-Ниньо

  22. Положение апвеллингов

  23. «Цветение» воды в районе Перуанского апвеллинга

  24. Биологический насосBiological pump

  25. Joe Roman, James J. McCarthy The whale pump: marine mammals enhance primary productivity in a coastal basin // PLoS ONE. 2010. V. 5(10): e13255.

  26. Кит горбач (Megaptera novaeangliae) Снимок Марии Шевченко. Близ о-ва Беринга (Командорские острова)

  27. Джой Роман (JoeRoman) из Университета штата Вермонт в заливе Мэн (Сев.-Зап. Атлантика) http://www.uvm.edu/~uvmpr/?Page=News&storyID=17125

  28. УГЛЕРОД НА СУШЕ

  29. Rattan LalCarbon sequestration // Phil. Trans. R. Soc. B 2008 363, 815-830

  30. УГЛЕРОД НА СУШЕобщая биомассаорганизмов ≈ 800 Гт С (600 - 1000)Чистая первичная продукция≈ 57 Гт С год-1 (48 – 65)

  31. Общая биомассаорганизмов в океане ≈ 2 Гт Сна суше ≈ 800 Гт С (600 - 1000)Чистая первичная продукцияокеана ≈ 60 Гт С год-1 (35 – 100)суши ≈ 57 Гт С год-1 (48 – 65)

  32. Г.А.Заварзин «Лекции по природоведческой микробиологии»ПОЧВА – корнеобитаемый слой на поверхности суши

  33. ПОЧВАпоявилась только при освоении суши растениями ≈ 300 миллионов лет тому назад(уже в полностью оксигенированной атмосфере)

  34. ПОЧВАсвоими органическим веществомПРИРАСТАЕТ ИЗ ВОЗДУХА

  35. ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗАесли целлюлоза разлагается исключительно прокариотами, то лигнин – эукариотами, причем в аэробных условияхРазложение лигнина и целлюлозы – лимитирующее звено в круговороте углерода в наземных экосистемах

  36. За год человек на суше изымает первичной продукции в сумме 11.54 × 1015 г углерода, или 20.32% всей годовой чистой первичной продукции

  37. Производство пищи требует изъятия в год 4.09 × 1015 г углерода, а использование растений в качестве топлива примерно столько же - 4.31 × 1015 г

  38. Для развитых стран потребление NPP составляло 3.2 т С в год на человека Для развивающихся (а это 83% всего населения Земли) – 1.8 т С в год на человека

  39. Human appropriation of terrestrial net primary production (HANPP)

More Related