土壤碳循环vs全球碳循环ppt课件.ppt

,by,土壤碳循环 在全球碳循环中的 地位和作用,概述,土壤圈是陆地表层系统的重要组成部分，不仅是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交汇地带，而且是各圈层相互作用的产物，也是人类赖以生存的物质基础。土壤碳库是全球碳库的重要组成部分，包括土壤有机碳和土壤无机碳。土壤有机碳库分别是植被碳库和大气碳库的2-3倍，由陆地生态系统吸收二氧化碳转化成为土壤有机碳的碳量是全球碳平衡的一个重要部分。土壤不仅是人类主要生存和发展环境，而且是全球温室气体的一个主要源和汇，它是全球碳循环的重要组成部分，在全球碳循环中起着主导作用。,CATALOGUE,全球碳循环,总结,土壤碳循环,土壤碳循环的地位与作用,全球碳循环,1、全球碳循环定义,地球系统的碳循环,是指碳在岩石圈、水圈、气圈和生物圈之间,以CO32+(以CaCO3、MgCO3为主)、HCO3-、CO2、CH4、(CH2O)n(有机碳)等形式相互转换和运移的过程。 虽然碳的克拉克值只占地壳重量很低的百分比,它排在第8位以后,为总重量仅1.28%的84种元素之一,但它在地球生命物质的平均含量中却排名第2(重量比占18%,仅次于氧的70%)。而在各种生物组织的平均重量中则占50%。 因此,碳循环对于人类生存发展和环境具有最基本的意义。,2、全球碳循环示意图,自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。,3、全球碳循环的源和汇, 主要源: C:化石燃料燃烧释放到大气中的CO2 D:土地利用(包括森林砍伐、 森林退化、 开荒等)释放到大气中CO2； R:陆地植物的自养呼吸； S:陆地生态系统植物的异养呼吸(包括微生 物、 真菌类和动物)； O:海洋释放到大气中的CO2；, 主要汇: P:陆地生态系统通过光合作用固定的CO2； I:海洋吸收大气中CO2； B:沉积在陆地和海洋中的有机和无机碳。,土壤碳循环,土壤碳循环模式,最简单的陆地土壤碳循环模式：植物枯死后凋落于土壤表面，形成凋落物层，然后经腐殖质化作用，形成土壤有机碳，土壤有机碳经微生物分解产生二氧化碳，重新释放到大气中。,在干或湿环境下沉积的各种地上及地下掉落物参与碳循环的三个途径A直接成矿B根系的腐殖质过腐殖化作用成矿C厌氧环境中释放出CH4，排至大气，植物呼吸释放CO2，淋溶其实作用固定在土壤中,土壤碳库,土壤是陆地生态系统最大的碳库，其碳储量相当于大气碳库和植物碳库的2-3倍。,有机碳库 土壤碳库的增加或减少取决于土壤有机碳的输入和输出速率。,无机碳库,土壤有机库分解释放CO2进入土壤溶液转化为无机碳。,土壤无机碳库通过影响土壤团聚体的状况，微生物活性，土壤ph，有机质的分解速率，今儿影响土壤有机碳库。,土壤碳的储存与输出,储存：A.植物及其根系的凋落，通过同化作用使碳储存在土壤有机碳中；B.土壤吸收大气中的CO2，主要有两种形式：1、土壤地球化学系统对CO2的吸收：高pH值、富钙化地球化学环境下，SOCCO2HCO3；干旱、半干旱地区碱性、富钙化地球化学环境下，SOCCO2HCO3CaCO3；2、土壤有机碳积累，即土壤碳饱和容量的实现。,输出：A.有机物和土壤微生物在短时间通过分解作用释放CO2.B.腐殖质经过10到100年时间分解作用释放CO2C.土壤中的木炭经过上千年的时间被侵蚀溶解，释放出CO2D.通过土壤呼吸作用释放到大气E.通过土壤水系统的移动，以DOC和HCO3形式自海洋沉积系统迁移，在干旱，半干旱条件下沉淀为土壤无机碳酸盐；F.植物根系生长过程中吸收土壤中的碳。,14,土壤碳循环的地位与作用,概述,土壤是陆地生态系统的核心，是连接大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈的纽带，而陆地生态系统碳循环是全球碳循环的重要组成部分，在全球碳收支中占主导地位。研究陆地生态系统碳循环机制及全球变化的响应，是预测大气二氧化碳含量及气候变化的重要基础。,土壤碳循环地位与作用,1、 以森林土壤为主的土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库，达15500亿吨，是大气中碳储量的2倍，是全球植物被中的3倍。 2、另一方面，由于植物根系的新陈代谢作用（根呼吸）和土壤微生物的分解作用（微生物呼吸）同时会有大量的有机碳倍释放到大气中。根呼吸和微生物呼吸的总和通常被称之为土壤呼吸。到目前为止，几乎所有的研究都表明土壤呼吸与土壤温度之间存在着明显的指数关系。 3、全球的土壤微生物呼吸不但占全球土壤总呼吸的71，同时也为每年化石燃料排放碳的9倍，为每年陆地碳汇的57倍。 因此，由全球变化导致的极小土壤呼吸变化，都会对全球的碳平衡起到严重的影响,土壤碳与各圈层关系,大气圈：土壤作为地球最大的碳库，土壤的呼吸作用对大气圈内CO2等气体的浓度有着显著的影响。生物圈：生产者在生长过程中，既固定了大气圈中的碳也吸收了土壤中的碳，在通过消费者使碳进入生物圈，而生物死亡后又通过分解者的作用又向土壤输入碳，这个过程能够保证土壤中碳的储量。岩石圈：土壤中CO2含量直接影响岩溶作用，影响成岩的过程。岩石圈中的矿物能够控制惰性碳库，直接影响土壤与植被之间的循环。水圈：陆地表面的岩石、 土壤与生物等经过各种自然营力,产生大量的有机与无机碳,以及河流自生的有机碳, 经由河流进入海洋。,由陆地生态系统吸收并转化成为土壤有机碳的碳量是全球碳平衡的一个重要部分，依靠当地的水汽、温度和土地管理的情况和条件，土壤既能释放二氧化碳到大气中，也能吸收大气中的二氧化碳。由于人类活动和气候变化，土壤有机碳含量不断降低，将造成土壤贫瘠化，植物生产力下降。这些都需要对土壤碳循环各个过程进行深入的调查和研究，了解土壤和大气、植被碳库之间的碳通量和相互关系，揭示土壤碳库在全球陆地碳循环中的作用。,总结,小结,由于全球环境变化影响人类社会的持续发展，土壤有机碳含量变化对大气二氧化碳浓度变化起着十分重要的作用，土壤有机碳含量变化和土壤有机碳含量变化规律预测成为当前全球变化研究热点之一。 土壤有机质对土壤肥力具有关键性影响。但土壤有机质在数量上百分之几的变化，并不能对土壤肥力产生显著的影响。但是，对大气二氧化碳浓度而言，全球土壤有机碳5%的变化，其数量已经超过目前全球人为二氧化碳总排放量。因此全球变化研究需要土壤科学者对土壤有机碳能够在数量上作更精确的研究。在区域，乃至全球尺度上，要对土壤有机碳变化作出5%误差以内的预测，更是严峻的挑战。,THANK YOU,THANK YOU,