MFK_2014_osen_Globalnie_izmeneniya_3
.pdf
.
Глобальные изменения, кризисы и катастрофы: проблемы и достижения современной экологии
Тема 3. Глобальный цикл углерода, недавнее
прошлое и современность. Парниковый эффект, связь с климатическими изменениями.
Дмитрий Геннадьевич Замолодчиков dzamolod@mail.ru
Биогеохимический цикл химического элемента либо вещества
это его круговорот в биосфере, включающий переход в живые организмы из неживой среды и обратно.
Обобщенная схема биогеохимического цикла
Продуценты |
Консументы |
Резервный |
Редуценты |
фонд |
|
Обменный фонд
Углерод - С
Жизнь на Земле – жизнь на углеродной основе
Органическая химия – химия соединений углерода
В сухой массе растений и бесскелетных животных – около 50% углерода.
Оксид углерода CO2 – углекислый газ
Схема углеродного цикла биосферы
Атмосфера CO2
|
|
Чистая первичная |
Дыхание |
Растворение |
|
продукция |
гетеротрофов |
|
Выделение |
|
|
|
|
Продуценты |
|
Чистая первичная |
Дыхание |
Мертвое органическое |
Консументы и |
продукция |
гетеротрофов |
вещество |
редуценты |
Продуценты |
Консументы |
|
|
Лифтинг |
растворенный |
|
|
|
CO2 |
Океан |
Суша |
Упрощенное уравнение фотосинтеза
свет
6CO2+6H2O = C6H12O6 +6O2
Цикл С в 1900 г.
Пулы – Гт С, потоки – Гт С в год, Гт – млрд. тонн
Атмосфера |
CO2 500 |
|
|
Чистая первичная |
Дыхание |
Растворение 90 |
продукция 60 |
гетеротрофов |
|
|
Выделение 90 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
Продуценты 500 |
|
Чистая первичная |
Дыхание |
Мертвое органическое |
Консументы и |
продукция 60 |
гетеротрофов |
вещество 1000 |
редуценты |
|
60 |
|
|
Продуценты |
Консументы |
|
|
Лифтинг |
|
растворенный |
|
CO2 |
38000 |
Океан |
Суша |
|
Антропогенные эмиссии CO2 – причина |
||||||||
|
современной модификации цикла С |
||||||||
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С/год |
|
|
|
Эмиссии CO2 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эмиссии, |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1850 |
1870 |
1890 |
1910 |
1930 |
1950 |
1970 |
1990 |
2010 |
|
|
|
|
|
Год |
|
|
|
|
|
Антропогенные эмиссии CO2 – причина |
|
||||||||
|
современной модификации цикла С |
|
||||||||
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
Концентрация СO2 |
|
|
|
|
|
||
|
375 |
|
Эмиссии CO2 |
|
|
|
|
8 |
С/год |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ppm |
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гт |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
запаса, |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
CO |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Концентрация |
325 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эмиссии иименение |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
||
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
275 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1850 |
1870 |
1890 |
1910 |
1930 |
1950 |
1970 |
1990 |
2010 |
|
|
|
|
|
|
Год |
|
|
|
|
|
|
Антропогенные эмиссии CO2 – причина |
|
||||||||
|
современной модификации цикла С |
|
||||||||
|
400 |
|
Концентрация CO2 |
|
|
|
10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
375 |
|
Эмиссии СO2 |
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
год |
|||
|
|
4Изменение атмосферного пула CO2 |
|
|
8 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||
ppm |
|
|
|
|
|
Гт С |
||||
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эмиссиии именениезапаса, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
КонцентрацияCO |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
325 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
и |
|
|
|
4 |
||
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
275 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1850 |
1870 |
1890 |
1910 |
1930 |
1950 |
1970 |
1990 |
2010 |
|
|
|
|
|
|
Год |
|
|
|
|
|