生物地球化學循環講義第一頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月要求掌握的內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）“迷失的碳匯”生物圈在全球碳循環中的作用海洋在全球碳循環中的作用京都議定書第二頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）第三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月什么是生物地球化學循環？什么是地球系統

大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈、巖石圈和人類構成的相互作用著的系統

地球系統是封閉系統（為什么？），但非孤立系統（為什么？）什么是封閉系統

與外界沒有物質交換（或凈交換為零）的系統

只有在封閉系統中才能討論物質循環問題什么是孤立系統

與外界既無物質交換又無能量交換的系統什么是生物地球化學循環物質在地球系統中在各圈層中互相傳輸或轉化，使物質總量不變的過程之和第四頁，共九十七頁，2022年，8月28日大氣圈光合作用太陽輻射輸入植物藻類自養細菌化石燃料巖石圈土壤圈風搬運風輸、沉降、排放第五頁，共九十七頁，2022年，8月28日氮氣氧氣水汽氬氣二氧化碳氖氣氦氣甲烷氪氣氫氣氧化亞氮一氧化碳二氧化硫臭氧氙氣氮氧化物其它物種體積豐度來源數量特征大氣化學組成第六頁，共九十七頁，2022年，8月28日地殼中的元素豐度元素重量百分率Oxygen46.6Silicon27.7Aluminum8.1Iron5.0Calcium3.6Sodium2.8Potassium2.6Magnesium2.1Allothers1.5氧硅鋁鐵鈣鈉鉀鎂其它所有第七頁，共九十七頁，2022年，8月28日ElementMassofelement

ina70-kgpersonVolumeof

purifiedelementoxygen43kg37L33.5cmcarbon16kg7.08L碳：22hydrogen7kg98.6L46.2cmnitrogen1.8kg2.05L12.7cmcalcium1.0kg645mL8.64cmphosphorus780g429mL7.54cmpotassium140g162mL5.46cmsulfur140g67.6mL4.07cmsodium100g103mL4.69cmchlorine95g63mL3.98cmmagnesium19g10.9mL2.22cmiron4.2g0.53mL8.1mmfluorine2.6g1.72mL1.20cmzinc2.3g0.32mL6.9mmsilicon1.0g0.43mL7.5mmElement70-kg動物或人體中元素含量Volumeof

purifiedelementoxygen43kg37Lcarbon16kg7.08Lhydrogen7kg98.6L46.2cmnitrogen1.8kg2.05L12.7cmcalcium1.0kg645mL8.64cmphosphorus780g429mL7.54cmpotassium140g162mL5.46cmsulfur140g67.6mL4.07cmsodium100g103mL4.69cmchlorine95g63mL3.98cmmagnesium19g10.9mL2.22cmiron4.2g0.53mL8.1mmfluorine2.6g1.72mL1.20cmzinc2.3g0.32mL6.9mmsilicon1.0g0.43mL7.5mm重量百分率氧：61％碳：21.8%氫：10%氮:2.6%鈣：1.4%磷：1.1%鉀：0.2%硫：0.2%鈉：0.14%氯：0.13%鎂：0.03%鐵：0.006%氟：0.004%鋅：0.003%硅：0.001%人體中元素含量70-kg動物或人體中元素含量第八頁，共九十七頁，2022年，8月28日全國土壤(A層*)化學組成(μg/kg)元素均值標準差元素均值標準差元素均值標準差元素均值標準差As11.27.86K1.860.463Ni26.914.36Ge1.700.30Cd0.0970.079Ag0.1320.098Pb26.012.37Sn2.601.54Co12.76.40Be1.950.731Se0.2900.255Sb1.210.676Cr61.031.07Mg0.780.433V82.432.68Bi0.370.211Cu22.611.41Ca1.541.633Zn74.232.78Mo2.02.54F478197.7Ba469134.7Li32.515.48I3.764.443Hg0.0650.080B47.832.55Na1.020.626Fe2.940.984

第九頁，共九十七頁，2022年，8月28日中國森林土壤背景第十頁，共九十七頁，2022年，8月28日

中國植物器官中元素含量％（常綠闊葉林）第十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日

常量元素(g／kg)微量元素(mg／kg)NPKCaMgFeNaZnMnCrTiCuPbBaSr喬木層濕地松7.660.292.012.830.760.4117.317.72462.112.035.241.0312.93.53馬尾松10.10.432.493.780.790.1922.322.66452.062.827.041.7324.911.7草本層濕地松12.40.974.802.331.132.1949.134.91992.6725.519.75.0624.25.13馬尾松15.30.434.942.651.544.0457.857.06655.5863.919.812.137.68.79土壤層濕地松5.400.1822.52.3110.442.777.487.441395.2485127.737.8123061.3馬尾松7.360.2021.70.569.9053.181.833.024298.0557136.944.3125652.4中國植物器官中元素含量（人工常綠針葉林）第十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日

湖河名PNaKCaMgMnAlZnFeSi

PbCu

后海

0.1

46.47.0233.730.80.020.070.10.461.90前海

0.24

45.97.2343.329.50.060.440.450.642.510.01北海

0.06

29.45.6330.624.30.020.410.210.50.730昆玉河

0.06

67.49.713829.900.010.020.010.56八一湖

2.62

70.914.431.633.60.0100.020.010.41玉淵潭

0.17

62.715.385.235.50.090.060.050.15140.2動物園

0.16

52.611.433.525.600.010.020.010.670.290北護城河

3.5488.4434229.80.080.060.060.233.130.15亮馬河

6.8172.137.54926.80.010.030.030.0211.3朝陽公園

2.147634.524.833.70.08.0.380.320.4210.10.120.01柳蔭公園

1.0544.715.732.735.20.070.40.241.173.250.01紅領巾公園

2.4185.82849.740.70.070.110.420.2310150.04陶然亭

0.117812.418.127.40.010.10.160.14.90圓明園

0.0918.95.254422.80.110.140.560.832.970北京河湖中元素含量（％）第十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日大氣沉降輸入陸面第十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日

氧(O)

857.0氫(H)

108.0氯(CI)

19.0鈉(Na)

10.00鎂(Mg)

1.350硫(S)

0.885鉀(K)

0.380碳(C)

0.028硅(Si)

0.003氮(N)

0.0005磷(P)

0.00007鋁(Al)

0.00001海洋中主要元素含量（g/kg）海水與生命中元素含量比較類似！第十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）第十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月為什么研究生物地球化學循環？許多物質及對于生命的存在和持續具有決定性的作用決定生命能否存在決定生命存在的最大數量不同物質的生物地球化學循環的特征差別巨大與能量的單向流動不同，生物地球化學循環使物質通過生物圈過程重復使用人類已經顯著地改變了地球的生物地球化學循環改變了通量產生出新的物質轉移路徑可能使某些儲庫儲量改變量巨大可導致循環鏈斷裂第十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月緩解和控制的機制和方法探索與生物地球化學循環有關的主要人類活動影響：溫室效應酸雨農藥富集水生生態系統富營養化第十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日

不同物質的生物地球化學循環特征差別巨大Chemical

Atmosphere

Oceans

Biosphere

Land(crust)SminorlargesmalllargeNlargeminorsmallmodestOsmallsmallminorlargeCminorsmallminorlarge第十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日

酸沉降導致的生態和環境問題人類健康生態退化水生生物產量和品質下降森林草地生長衰退第二十頁，共九十七頁，2022年，8月28日

元素的生物地球化學循環對環境的影響第二十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月碳的生物地球化學循環影響氣候工業革命改變了的碳循環工業革命改變碳循環原理：大氣中二氧化碳升高具有施肥效應大氣中二氧化碳升高會加強溫室效應，通過溫度升高影響碳循環氣候變暖第二十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）第二十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月生物地球化學循環的驅動力太陽輻射：自然驅動力太陽輻射光合作用生物圈人類：另一驅動力燃燒化石土地利用改變礦物開發利用第二十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日生態系統中的物質和能量的循環過程C,H20,P,N...生物地球化學循環的驅動力：太陽輻射第二十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日大氣圈光合作用太陽輻射輸入植物藻類自養細菌化石燃料巖石圈第二十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）第二十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月生物地球化學循環的特點地球系統組成、格局、過程、復雜大氣、土壤、水、生物、巖石地理分布分異涉及物理、化學、生物和人文過程地球系統過程時間尺度和演化過程多樣地質運動（億－十億年）生物演化（百萬－千萬年）人類進化（萬－十萬年）生物、物理、化學過程（秒－萬年）人文過程（年－千年）第二十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日生物的非生物的有機的動物自養生物（植物和細菌等）生物殘體微生物大氣圈土壤水沉積物泥炭

媒石油等巖石無機的易利用的難利用的同化、光合固定,死亡,呼吸,排泄,淋洗侵蝕、燃燒高壓地質過程沉積變巖石抬升、侵蝕風化第二十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月生物地球化學循環的主要研究方法調查和實驗庫量、通量過程機制數學模型庫量通量周轉時間和平均停留時間系統動態模型第三十頁，共九十七頁，2022年，8月28日儲庫庫量M總輸出E總輸入I周轉時間：平均停留時間：庫量變化速率：第三十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日生物X3土壤X2巖石X1大氣X4海洋X5人為施加通量Io生物地球化學循環模型的一個例子第三十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）第三十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月水的生物地球化學循環太陽能驅動下的水循環人類活動改變水循環原理：不同植被具有不同的蒸騰率不同陸面具有不同的蒸發率第三十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日第三十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第三十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenterImpactsofGlobalChange《IntroductionGlobalChangeScience》Chapter8延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年2月人類活動通過生態系統對水循環的影響原理G1>G;F1>F;S1<S;d1<d;U<U1;R1<R降水P溫度T草地蒸騰G森林蒸騰F土壤水分土壤蒸發S地下水U徑流R降水P溫度T人工植被蒸騰G1人工植被蒸騰F1土壤水分土壤蒸發S1地下水U1徑流R1抽水o1入滲d入滲d1調水土地利用變化第三十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月氮的生物地球化學循環人類活動干預的局地循環為主，但影響全球環境的氮循環人類活動改變氮循環原理：農業施肥工業排放引起的的大氣氮沉降第三十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日第三十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日氮循環：氧化和還原途徑眾多大氣是最大的氮庫：79%N2巖石和沉積中很少海洋中缺乏人類活動包括：合成氨和化肥施用生物學傳輸機制最主要的N2還原為氨態氮的途徑：固氮菌固氮氨態氮被生物轉化為有機氮：同化氨態氮氧化成硝態氮：硝化有機氮分解為氨態氮：氨化硝態氮還原為氣態氮：反硝化第四十頁，共九十七頁，2022年，8月28日NitratesNO3NitritesNO2AmmoniaNH3GaseousN2人類活動自然Water第四十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日第四十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日植被對氮循環起著重要的控制作用，沒有植被的地方氮將逐漸減少第四十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月磷的生物地球化學循環地質作用為主的磷循環人類活動改變磷循環原理：農業施肥人類生活水生生態系統磷循環改變水體富營養化第四十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日第四十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日磷循環傳輸機制最大儲庫：海洋沉積和陸地土壤主要傳輸機制：大陸抬升巖石風化水中溶解生物同化溶解磷酸鹽生物間傳輸傳輸沉降侵蝕人類開發和農業施用第四十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日第四十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日硫的生物地球化學循環主要儲庫為巖石圈和沉積物人類活動影響劇烈通過陸氣交換對環境施加影響生物循環過程復雜厭氧自養菌生長化能自養菌生長（能源多樣）第四十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日深海化能自養（利用H2S）第四十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要主要發生在海洋中生物循環強烈河流輸入為主深海輸出為主硅的生物地球化學循環第五十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter生物地球化學循環講義IntroductiontoBiogeochemicalCycles延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容什么是生物地球化學循環（What）研究生物地球化學循環的重要性（Why)生物地球化學循環的驅動力（Who）生物地球化學循環的主要研究方法和特點(hoW)常見的生物地球化學循環(WorldfocusedBGC)碳循環問題（GlobalWarmingproblemBGC）第五十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望第五十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月溫室效應與全球碳循環：CO2濃度上升的主要原因－化石燃料燃燒和人類活動排放第五十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月溫室效應與全球碳循環：排放出的碳不是都儲在大氣圈中年大氣中CO2濃度ppm大氣中儲C量GtC累積排放量GtC備業革命前2000369782480當前包括其它排放差值89188292?第六十頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月溫室效應與全球碳循環：碳循環是認識未進入大氣中碳去向的基礎巖石圈第六十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月溫室效應與全球碳循環：碳循環基礎碳通過大氣圈，生物圈，土壤圈，巖石圈和水圈的變化和傳輸的總過程碳的生物地球化學循環為大氣中氧氣的產生提供了必要條件碳在生物圈中存在的形式：有機物（OC)碳在水圈中存在的形式：DIC,DOC,POC,OC碳在巖石圈中存在的形式:OC(包括化石燃料），碳酸鹽碳在土壤圈中存在形式：OC(活生物，死生物物質）碳在大氣圈中存在形式：CO2,CH4,CO第六十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望2Missingcarbonsink第六十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月Missingcarbonsink:問題的提出

Atmosphericincrease=EmissionsofFossilfuels+EmissionsoflanduseOceanicuptakeMissingcarbonsink

未進入大氣中的碳量是逐年積累的儲藏入海洋的的碳量是相對易測的年收支計算表明除了大氣圈和海洋碳匯外，仍存在另一個碳的去處，迷失的碳匯3.2(±0.2)＝6.3(±0.4)＋1.6(±0.8)－1.7(±0.5)－2.8(±1.2)

3.3(±0.2)＝5.5(±0.5)＋1.6(±0.7)－2.0(±0.8)－1.8(±1.2)

1980’s1990’s第六十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月2Missingcarbonsink:初步回答（1990‘s反推法）第六十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望3陸地生態系統與全球碳循環第六十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3陸地生態系統與全球碳循環:完整循環大氣CO2減少化學合成作用光合作用所有生物（動物植物）細菌、病毒等植物分解者食肉者食草者

CO2增加呼吸殘渣廢物枯枝落葉化石燃料無機碳土壤有機碳第六十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3陸地生態系統與全球碳循環：主要過程和格局光合作用是CO2從大氣中進入生物圈的唯一途徑生物圈中CO2釋放有4種途徑：呼吸，燃燒，凋落和人類利用（包括土地利用變化）進入土壤中的碳有一種途徑：凋落土壤釋放CO2的途徑只有一種：呼吸生態系統中儲藏著大量的碳，對其不適當利用或破壞可能導致其釋放出大量的碳到大氣中CH4和CO量較少，對碳循環作用微小熱帶雨林中儲藏著最大量的碳，由于對其破壞已釋放出大量的CO2光合過程與環境溫度濕度和CO2濃度密切相關呼吸過程與環境溫度和植被結構密切相關第六十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望4海洋生態系統與全球碳循環第六十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3海洋生態系統與全球碳循環：主要庫量和通量102070038003第七十頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3海洋生態系統與全球碳循環海洋碳循環是物理、化學和生物綜合過程大氣與海表的碳物理交換和化學過程大氣與海表的生物的碳光合交換表層生物殘體體向下層輸送富積碳由海底從極地向赤道的洋流輸送碳在赤道上升并向極地洋流輸送高濃度中層與低濃度中層的碳垂直混合隨河流來自陸地的有機物沉積從儲量看海洋有一定的碳匯功能，但其能力受到表層海儲碳能力較低的限制第七十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望5環境因素與全球碳循環第七十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月5環境因素與全球碳循環對陸地生態系統的氣候效應改變陸地生態系統的分布格局，進而改變碳收支通過改變水平衡，氮平衡，改變碳收支通過對植物光合和呼吸的影響改變碳收支通過對土壤的呼吸速率的改變影響碳平衡對海洋生態系統的氣候效應改變溫度影響海洋源匯CO2濃度上升的直接效應CO2的施肥效應問題：短期效應明顯，長期效應待深入研究第七十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月5環境因素與全球碳循環第七十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月5環境因素與全球碳循環第七十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月5環境因素與全球碳循環對陸地生態系統的氣候效應改變陸地生態系統的分布格局，進而改變碳收支通過改變水平衡，氮平衡，改變碳收支通過對植物光合和呼吸的影響改變碳收支通過對土壤的呼吸速率的改變影響碳平衡對海洋生態系統的氣候效應改變溫度影響海洋源匯CO2濃度上升的直接效應CO2的施肥效應問題：短期效應明顯，長期效應待深入研究第七十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望2全球碳循環模型第七十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3全球碳循環模型（A.BJ?RKSTR?M）第七十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3全球碳循環模型第七十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3全球碳循環模型第八十頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月3全球碳循環模型第八十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望7《京都議定書》第八十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月7《京都議定書》（KyotoProtocol:1997-12)1992:(TheUnitedNationsFramworkConventiononClimateChange)有143個國家簽署1995-3柏林會議；1996-7日內瓦會議；1997-12京都會議對發達工業化國家的限制：2008-2012年間平均排放量比1990年的排放量減少5%；多數歐洲國家減少8%，美國7%，加拿大和日本6%，少數國家可以不減，甚至可以增加凈排放之爭：如何計算陸地吸收量對發展中國家的要求：不加限制；定期調查并公布源匯清單；與其他國家合作研究探索控制排放的辦法；發達國家轉讓技術其它內容：溫室氣體類型及其影響系數，CO2,1;CH4,22;N2O,315;HFCs(高氟氫化合物）6000-9000；PFCs(氫氟碳化合物）,141-12000;氟化硫（SF6,24000);清潔發展機制這是控制溫室氣體排放的國際努力最成功的嘗試第八十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日TemperateEastAsiaRegionalCenter全球碳循環GlobalCarbonCycle:《GlobalChange》Chapter4延曉冬YanXiaodong中國科學院大氣物理研究所東亞-氣候環境重點實驗室2006年4月內容提要溫室效應與全球碳循環missingcarbonsink陸地生態系統與全球碳循環海洋與全球碳循環環境因素與碳循環全球碳循環模型《京都議定書》中國的碳收支未來全球碳循環展望8中