土壤与全球气候变化ppt课件.ppt
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1、土壤与全球气候变化,sugarcrash,目 录,全球气候变化,土壤与全球气候变化的关系,土壤化学元素的生物地球化学循环对全球气候的影响 土壤湿度对全球气候的影响,?,土壤元素的生物地球化学循环是“土壤圈”物质循环的重要组成部分,也是陆地生态系统中维持生物生命周期的必要条件,对于陆地生态系统生产力的形成及对生态环境净化具有重要的影响,土壤化学元素以能量传递为驱动力,沿着土壤-生物-大气进行物质循环传递的过程,称为 土壤元素的生物地球化学循环。 来自土壤的元素通常可以反复循环和利用,典型的再循环过程包括:植物从土壤中吸收营养元素;植物的残体归还土壤;土壤微生物分解植物残体,释放营养元素;营养元素
2、再次被植物吸收。土壤元素循环是在生物参与下,营养元素从土壤到植物,再从植物回到土壤的循环是一个复杂的生物地球化学过程。由于不同营养元素化学、生物化学性质不同,循环过程各有特点。 可见土壤元素的生物地球化学循环与全球气候变化有密切关系。,土壤与全球气候变化的关系,土壤湿度作为陆面过程研究中的重要参量,对气候变化起着重要的作用,它通过改变地表向大气输送的感热、潜热和长波辐射通量而影响气候变化,它的变化同样会影响土壤本身的热力性质和水文过程,使地表的各种参数发生变化,从而进一步影响气候变化,反之气候变化能引起土壤含水量的变化。,土壤与全球气候变化的关系,土壤向大气释放的CO2。主要是土壤碳库中有机物
3、质矿化作用所产生的,土壤有机质产生CO2的过程也叫土壤呼吸。但从严格意义上讲土壤呼吸作用是指未受扰动的土壤中产生CO2的所有代谢作用,包括3个生物学过程(植物根呼吸、土壤微生物呼吸及土壤动物呼吸)和一个非生物学过程(含碳物质的化学氧化作用)。土壤每年向大气释放的CO2。为5076 GtC,占陆地生态系统与大气间碳交换总量的23,同时也远远超过化石燃料燃烧每年向大气排放的5 GtC。研究表明,土壤呼吸释放的CO2中约3050来自根系的活动或自氧呼吸作用,其余部分主要源于土壤微生物对有机质的分解作用,即异氧呼吸作用。土壤呼吸量的大小与生态系统中枯枝落叶的生产量直接相关,沿纬度形成明显的梯度变化。土
4、壤呼吸和根系呼吸都与土壤温度和水分有密切的关系。,土壤呼吸即使发生较小的变化也会等于或超过化石燃料燃烧而进入大气的CO2年输入量。所以土壤呼吸的变化能显著地减缓或加剧大气中CO2的增加,进而影响气候变化。全球变暖将有利于增强土壤呼吸,释放出更多的CO2,大气的CO2浓度增加又进一步加剧了全球气候变暖的趋势。,土壤氮素既是植物生长必需的大量营养元素,增加有机肥料和化学氮肥的投入,提高土壤氮素供应能力,是农业生产采取的主要增产措施之一。然而,施人农田土壤中氮的有效利用率只有30一40,大量氮素的流失,不仅影响氮素的生产效益和农产品品质,还会影响到水体和大气环境质量,因而研究氮素循环与温室效应、水体
5、富营养化和酸雨等环境问题,以及如何寻求解决这些问题的对策和措施受到了人们的密切关注。 氮素进入土壤后,可被作物吸收、残留于土壤中或者通过各种途径而损失。农田中氮素的去向不仅制约着氮素的当季增产效果,还关系到水体和大气环境质量。因此土壤氮素管理与环境质量的关系已成为世界农业可持续发展和环境土壤学研究中的一项重要内容。氮素的去向是氮在土壤中转化和移动的综合结果,它受到作物种类、生长情况、土壤性质、气候条件以及耕作管理技术等因素的影响。,土壤中硫对环境的影响主要表现在土壤中能产生大量的气态硫化物进人大气,进而影响全球变化。土壤中气态硫化物的形成对大气酸沉降和环境酸化的发生起一定的作用,威胁到自然生态
6、系统及人类生存环境。另外,土壤中硫的氧化还原作用对氮、碳循环,对土壤环境也有一定的影响。,土壤引起气候变化的现象,土壤引起气候变化的现象,土壤碳丧失容易重建难 加剧温室效应发布人:碳汇林发布时间:2012-5-27 9:03:56本文类别:新闻中心 - 国际动态 联合国环境规划署2012年年鉴称,仅仅在土壤表层一米深的范围内,就固定着2.2万亿吨碳,是当前整个大气含碳量的3倍。“土壤碳丧失容易重建难。土壤中的碳存量非常脆弱,很容易受到人类活动的影响而排放到大气中。当地被物和土地利用形式发生改变,如由于不可持续的农业和森林经营导致毁林、城市与耕地扩张等,土壤中的碳就会明显减少。”土壤中的碳一般以
7、有机物形式存在,不仅能为植物提供营养,而且可以改善地力和地下水的移动。但人类的经营活动会破坏土壤有机物。一旦土壤有机物遭到破坏,土壤中的有机碳便会转化为二氧化碳,并排放到大气中。二氧化碳是导致全球升温的一种主要的温室气体,增加温室气体浓度,加剧温室效应。 联合国环境规划署称,由于人类不可持续地利用土地,过去25年来,全球大约有24%的土地健康状况恶化,地力下降。自从19世纪以来,由于农地开垦和城市建设,原先固定在土壤和植物中的碳大约有60%被排放到大气中。 .,土壤引起气候变化的现象,土地对于改善气候有用吗?2011-10-28 16:50:04 来源: 中国低碳网 Lal首次提出“土壤可以作
8、为一个大的碳槽”。这个想法的提出不是因为他对气候改变感兴趣,而是出于对土地本身的关心以及靠其产量生存的老百姓们。含有极少碳的土壤很干燥,易腐蚀,而非洲地区含有很多碳的土壤黑而湿,松软而肥沃。在20世纪70年代,Lal在非洲研究发现,非洲土地变得像水泥那么硬是因为其土壤里及其缺乏有机物。在那儿,他结识了RogerRavelle-研究全球变暖的先驱者。正值Lal对这里贫瘠土壤感到绝望的时候,Ravelle提示他说土壤里的碳都释放到大气中了。“我告诉Roger我不知道碳到哪去了,我就想让它回到土壤中来”,Lal回忆说。 Ravelle是对的。上百万年来,植物和土壤微生物共同调节大气中的二氧化碳含量。
9、在光合作用下,植物吸收空气中的二氧化碳然后将其转化为糖和其他碳分子。一些碳生成物从植物根部转移到共生真菌和土壤微生物中,这些真菌和微生物作为土壤腐殖质来储存二氧化碳。 大约一万年前,农业的发明打乱了古老的土壤结构。为了种植,人们开始排水,翻耕表层土,这就使得土壤中的碳与空气中的氧结合产生了二氧化碳,排入大气中。而饲养动物使情况更糟,因为家畜开始啃吃草原,使草原土地暴露出来。一些地方草原的地面都光了因为过度放牧和土地闲置时间较多植物停止了光合作用,土壤中的二氧化碳也就没有了。根据Lal的计算,农业开始出现以来,这样的土地使用的改变使700亿到1000亿吨的碳从土地中分离出来,进入地球大气、海洋、
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