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海洋是碳循环的(海洋碳循环的作用)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-05-17 14:33   点击:288  编辑:jing 手机版

1. 海洋碳循环的作用

海洋生态系统在整个地球生态系统中主要扮演者以下几个重要循环的角色: 1. 碳循环。

2. 氮循环。3. 水循环。这几个主要的循环,直接影响着所有生物的存活,如果海洋生态系统一旦失衡,势必引起这些生命元素循环的紊乱,因此,保护海洋生态系统,是维持地球生物圈稳定的重要工作。

2. 海洋碳循环 钙化作用

盐化是指水灌地由于盐分积聚而缓慢恶化的过程。在蒸发作用下,地下浅层水经毛细管输送到地表被蒸发掉,毛细管向地表输水的过程中,也把水中的盐分带到地表,水被蒸发后,盐分就留在了地表及地面浅层土壤中,这样积累的盐分多了,又没有足够的淡水稀释并将其排走,就形成了土壤盐化。当土壤含盐量太高(超过0.3%)时,形成盐渍土。盐渍土PH值不一定太高,土壤不一定成强碱性。土壤碱化是土壤表层碱性盐逐渐积累、交换性钠离子饱和度逐渐增高的现象。碱化土壤是指土壤胶体吸附较多的交换性钠,呈强碱性反应的土壤。我国北方各地均有分布。

碱化过程往往与脱盐过程相伴发生,但脱盐并不一定引起碱化。碱化过程是由于土壤脱盐时,土壤溶液中的钠离子与土壤胶体中的钙、镁离子相交换,使土壤胶体吸附较多的交换性钠,土壤呈强碱性反应,pH在8.5-9以上,使土壤物理性质恶化,土壤高度离散,湿时膨胀,干时板结,通透性很差,严重妨碍作物的生长发育。一般以交换性钠占交换性阳离子总量的20%以上为碱土指标(碱化度)。

钙化土壤通常在接近地表位置有一层碳酸钙层,这种土壤一般在沙漠或者古海洋或湖泊环境下形成,一般CaCO3 含量容易达到15%,并以多样化型式出现(粉末、结块儿、镶嵌、砾石、岩石等),我国有相当大面积的钙化土壤区域,这些钙化土壤区域普遍生产力较低,种植模式相对落后,土壤肥力很低导致农户对土地期望值不高,缺乏农事生产的积极性,长期如此恶性循环,导致了土地越来越贫瘠,从事农业生产的人力资源逐年减弱,当地农业发展停滞不前,甚至出现倒退现象。

3. 海洋生态系统碳循环

据研究,海洋里的藻类植物每年制造了地球大气中90%以上的氧气,保持了地球上的氧气动态平衡。在通过光合作用制造出氧气的同时,巨量的二氧化碳等无机碳又被转化为有机化合物,为海域提供营养物质。

据地质学家们的测定,最早的海洋生物化石--叠层石--一种营光合作用的细菌化石,距今已有35--38亿年。从那时起,海洋里就有了氧气,但大气中一直没有氧达10亿年之久。原因是溶解在海水中的氧与亚铁离子反应形成高价铁(氢氧化铁和三氧化二铁)沉淀。现在世界上最大的铁矿床就是那时形成的。陆地上很多盐矿(氯化钠)傍生在铁矿床里就是证据。直到20亿年前当海水氧溶量过饱和后才有氧气溢出海面。虽然海洋细菌和藻类造氧的量很大,但是大气氧含量达21%却用了十多亿年。原因是大气一旦有氧就立即参与了岩石的风化,首先是氧化河流冲积物砾石和砂中的铁(松散堆积物的表面积大),把他们氧化成红色的高价铁。今天看到的红层和丹霞地貌就那时形成的。直到5.7亿年的寒武纪,大气氧含量才接近今天水平,才有了生物大爆发---动物的出现。到如今,绝大部分的氧气都被用来氧化岩石,以保持生产与消耗的平衡。

由此可见,海洋向大气提供的氧气是巨大的,早期的全部、现在的50%。

4. 海洋碳循环过程

珊瑚礁是生产力水平最高,同时也是最脆弱的海洋生态系统之一。由气候变化及人类活动导致的珊瑚礁全球衰退,已经影响到珊瑚礁的钙化和碳循环过程,也加大了长期悬而未决的珊瑚礁二氧化碳“源-汇”争议。尽管珊瑚礁的钙化过程伴随 CO2 释放,但考虑到珊瑚礁生态系统内部复杂的生物地球化学过程,以及造礁珊瑚特殊的混合营养特性,其作为碳汇功能的属性也不容忽视。

珊瑚礁是生物多样性最高的海洋生态系统,在全球尺度上预计每年可固定 9 亿吨碳。海洋中来自珊瑚礁的初级生产力高达 300—5 000 g C·m-2·a-1,而非珊瑚礁系统只贡献 50—600 g C·m-2·a-1。虽然珊瑚礁潜在的碳汇功能早已被发现,但由于其钙化过程伴随 CO2 释放,珊瑚礁在很长时间一直被定义为碳源属性。

目前,珊瑚礁的碳源/碳汇属性仍然存在争议,还没有被纳入以滨海湿地生态系统(如红树林、盐沼、海草床等)为代表的海岸带蓝碳收支中。因此,厘清珊瑚礁生态系统的“源-汇”机制、探索将珊瑚礁由碳源向碳汇转变的生态调控方式和途径,是当前最为紧迫的珊瑚礁生态修复之举,也是服务好国家碳中和目标与绿色发展战略的应有之义。

5. 海洋在碳循环中的作用

季风增强会提高海洋碳汇能力。

海洋在全球气候变化和碳循环过程中发挥着基础性的重要作用,维护发展海洋蓝色碳汇、稳步提升海洋碳汇能力是助力我国实现碳达峰碳中和目标的重要工作。

在海洋碳汇建设上,生态环境部采取了多项措施一方面发布实施《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护工作的指导意见》,明确积极推进海洋及海岸带生态保护修复与适应气候变化协同增效、推动监测体系统筹融合等一系列重点任务。

一方面,将提高海洋应对和适应气候变化有关工作纳入《全国海洋生态环境保护“十四五”规划》,系统部署相关重点任务。另外,结合渤海综合治理攻坚战等重大治理行动,生态环境部还督促地方加快实施海洋生态恢复修复,组织实施海洋碳汇监测评估,开展海岸带碳通量监测,加强有关监测评估能力建设

6. 海水中的碳循环

海洋中氧平衡 海洋生态系统在全球碳循环中发挥着重要作用,能有效地缓解CO2浓度的增加。

海洋持有的碳比大气多50倍,其中大部分是以碳酸盐(CO22-)和碳酸氢盐(HCO-2)离子的形式存在。海洋吸收CO2的能力大致相当于通常所估计的矿物燃料的贮藏量。虽然海洋对大气CO2的缓解作用主要取决于海洋的混合程度和酸碱度,但海洋浮游植物的潜在作用不可忽视。在海洋表层,浮游植物通过光合作用将海水中溶解的无机碳转化为有机碳,水中CO2分压降低;在其初级生产过程中,还需从海水中吸收溶解的无机盐,如硝酸盐和磷酸盐,这使得表层水的碱度升高,也将降低水中的CO2分压。这两个过程造成空气――海洋交界面两侧的CO2分压差,促进大气CO2向海水的扩散。同时,由于向海底沉降的有机颗粒携带的营养盐分解成无机盐的速率非常缓慢,使得表面水的碳含量比深度超过1000米处海水中的碳含量低10%。海洋表层的这一生物动力学过程,也被称之为“生物学泵”。海洋生物光合作用形成的有机碳沉积到海底,它们分解返回大气速度很慢。这一点与陆地生物圈显然存在很大差异。因为陆地生物圈的碳汇比较容易释放出来,如大面积森林砍伐、土地利用等。估计海洋生物光合作用利用的总碳量约为3×1010-4×1010 t/a。这个值代表海洋光合作用的总碳汇,其对大气CO2的净汇还取决于有机碳分解的返回能量。

7. 海洋在碳循环中扮演什么角色

你好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。自然界中碳的分布、碳的流动和交换见表1和表2。有机体和大气之间的碳循环  绿色植物从空气中获得二氧化碳,经过光合作用转化为葡萄糖,再综合成为植物体的碳化合物,经过食物链的传递,成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气,另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。   一部分(约千分之一)动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代,在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时,其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。   大气和海洋之间的二氧化碳交换  二氧化碳可由大气进入海水,也可由海水进入大气。这种交换发生在气和水的界面处,由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等,大气中二氧化碳量增多或减少,海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。   碳质岩石的形成和分解  大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸,碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐,并被河流输送到海洋中。海水中的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的,接纳新输入的碳酸盐,便有等量的碳酸盐沉积下来。通过不同的成岩过程,又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。在化学和物理作用(风化)下,这些岩石被破坏,所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。碳质岩石的破坏,在短时期内对循环的影响虽不大,但对几百万年中碳量的平衡却是重要的。   人类活动的干预  人类燃烧矿物燃料以获得能量时,产生大量的二氧化碳。从1949年到1969年,由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动,二氧化碳的生成量估计每年增加 4.8%。其结果是大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自然界原有的平衡,可能导致气候异常。矿物燃料燃烧生成并排入大气的二氧化碳有一小部分可被海水溶解,但海水中溶解态二氧化碳的增加又会引起海水中酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。   矿物燃料的不完全燃烧会产生少量的一氧化碳。自然过程也会产生一氧化碳。一氧化碳在大气中存留时间很短,主要是被土壤中的微生物所吸收,也可通过一系列化学或光化学反应转化为二氧化碳。

8. 海洋碳循环的作用是什么

海洋生态系统在整个地球生态系统中主要扮演者以下几个重要循环的角色: 1. 碳循环。

2. 氮循环。3. 水循环。这几个主要的循环,直接影响着所有生物的存活,如果海洋生态系统一旦失衡,势必引起这些生命元素循环的紊乱,因此,保护海洋生态系统,是维持地球生物圈稳定的重要工作。

9. 海洋碳循环的作用有哪些

碳循环是指大气中二氧化碳的运动,它是生物圈和大气圈之间相互联系的一个重要环节。大气中的二氧化碳会被植物采用,将其分解成氧气和碳,碳被植物用作生长、繁殖和储存的能量来源,而氧气则释放出去;同时植物也会释放出大量的二氧化碳,释放出去的二氧化碳又被海洋和土壤中的生物采用,最终回归大气圈。这就是所谓的碳循环。

10. 海洋碳循环的作用和意义

地球上还有三个碳库:大气圈库、水圈和生物库。

地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料,含碳量约占地球上碳总量的99.9%。这两个库中的碳活动缓慢,实际上起着贮存库的作用。地球上还有三个碳库:大气圈库、水圈库和生物库。

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