農(nóng)業(yè)氣象學(xué)第五章(已修改)
2025-01-08 20:53 本頁(yè)面
【正文】 第五章CO 風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 167。1 二氧化碳對(duì)植物的影響 167。2 農(nóng)田二氧化碳狀況及其調(diào)控 167。3 風(fēng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及調(diào)控本章重點(diǎn)： 碳循 環(huán) 、 CO2飽 和點(diǎn)與 補(bǔ)償 點(diǎn)等基本概念 CO2增加 對(duì)農(nóng)業(yè) 生 產(chǎn) 的影響及 CO2調(diào) 控技 術(shù) 農(nóng) 田作物群體 CO2通量及 濃 度 變 化 規(guī) 律分析本章難點(diǎn)： 農(nóng) 田 CO2濃 度 變 化 規(guī) 律分析。本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)與難點(diǎn)167。1 二氧化碳對(duì)植物的影響二氧化碳對(duì)植物的影響 主要內(nèi)容： ● 碳循 環(huán)簡(jiǎn) 介 ● CO2對(duì) 植物的影響一、碳循環(huán)簡(jiǎn)介 （一）碳循環(huán)的概念 碳循 環(huán) 是指碳素在地球的各個(gè)圈 層 (大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈、巖石圈 )之 間 遷移 轉(zhuǎn) 化和循 環(huán) 周 轉(zhuǎn) 的 過(guò) 程。 在漫 長(zhǎng) 的地球 歷 史 進(jìn) 程中，碳循 環(huán) 最初只是在大氣圈、水圈和巖石圈中 進(jìn) 行，隨著生物的出 現(xiàn) ，有了生物圈和土壤圈，碳循 環(huán) 便在五個(gè)圈 層 中 進(jìn) 行。碳循 環(huán) 的主要途徑是：大氣中的 CO2被 陸 地和海洋中的植物吸收，然后通 過(guò) 生物或地 質(zhì)過(guò) 程以及人 類 活 動(dòng) 干 預(yù) ，又以 CO2的形式返回到大氣中。大氣圈 CO2生物圈CO2固定 土壤呼吸 溶解吸收 有機(jī)質(zhì)分解 交換釋放 風(fēng)化溶蝕 固定沉積 生物殘?bào)w歸還 生物有機(jī)體歸還 沉積固定 呼吸分解 光合固定 植物燃燒徑流攜帶化石燃料燃燒、火山爆發(fā)、巖石風(fēng)化土壤圈 水圈巖石圈碳循環(huán)簡(jiǎn)圖碳循 環(huán) 的主要形式：碳在自然界中的存在形式：碳在生物體內(nèi)的存在形式：碳 進(jìn) 入生物體的途徑：碳在生物體之 間傳遞 途徑：碳 進(jìn) 入大氣的途徑：CO2；CO2和碳酸鹽；含碳有機(jī)物；綠色植物的光合作用；食物鏈；① 生物的呼吸作用② 分解者的分解作用③ 化石燃料的燃燒 因此，若 CO2發(fā) 生量 變 ，必然會(huì) 對(duì) 碳循 環(huán)產(chǎn) 生重大影響。 維護(hù) 碳循 環(huán) 正常運(yùn)行的關(guān) 鍵 是控制 CO2的排放量。 （二）大氣中的 CO2濃度 在地 質(zhì)歷 史 時(shí) 期，碳的流通 緩 慢，而且一直在 進(jìn) 行沉 積，在巖石中 積 存的碳 約 達(dá) 1*1016t，在化石燃料中的碳 約積存有 1*1013t， 這 些碳被 長(zhǎng) 期封存地下，從未在短期內(nèi)大量逸出。因此，大氣中的 CO2含量是個(gè)恒量，或者 說(shuō) 接近恒量，從而 維 持了碳循 環(huán) 的相 對(duì)穩(wěn) 定和平衡。 但自從人 類 出 現(xiàn) 以來(lái)，特 別 是工 業(yè) 革命以來(lái)，一系列與碳元素有關(guān)的 經(jīng)濟(jì) 活 動(dòng) 不斷加入到碳循 環(huán)過(guò) 程中來(lái)，其中最主要的活 動(dòng) 是燃 燒礦 物燃料和砍伐森林， 結(jié) 果打破了碳循 環(huán) 原有的平衡，使大氣中的二氧化碳 濃 度增加。 工 業(yè) 革命前，大氣中的 CO2 為 280ppm左右。其后不斷增加，增 長(zhǎng) 速度不斷加快。 年增 長(zhǎng) 速度： 1840～ 1900年， ； 1900～ 1960年， ； 1960～ 2023年， 。 至 2023年，全球大氣中的 CO2濃 度已 經(jīng) 達(dá)到 369ppm。 大氣中 CO2的來(lái)源和去向 （ 1）大氣中 CO2的來(lái)源 ● 海洋。它是人 類 活 動(dòng) 影響前大氣中 CO2 最重要的一個(gè)源。據(jù)估算，全球由海洋到大氣的 CO2平均 凈 通量 約為 *108 t(C)/a。 ● 土壤。它是大氣中 CO2的另一個(gè)重要的源，每年 約*108 t(C)的 CO2由土壤直接 進(jìn) 入大氣。 ● 人 類 活 動(dòng) 。包括大量使用煤、石油、天然氣等礦 物 質(zhì) 燃料向大氣排放 CO2以及破壞植被影響 CO2 的吸收與同化。 有些研究的估算 認(rèn)為 ，在 1850～ 1950年的 100年 間，由于人 類 活 動(dòng) 而 進(jìn) 入大氣中的碳達(dá) *1011t，其中1/3來(lái)自化石燃料燃 燒 ，其余 2/3則 來(lái)源于植被破壞特別 是森林破壞，從而影響了大氣碳平衡。 （ 2）大氣中 CO2的去向 ● 生物圈。植物通 過(guò) 光合作用吸收同化大氣中的CO2而形成有機(jī)物 質(zhì) ，從而使 CO2進(jìn) 入生物圈。據(jù)估算， 陸 地生 態(tài) 系 統(tǒng) 與大氣中 CO2交 換 的 凈 通量 為*108 t(C)/a。 ● 水圈。大氣中 CO2溶解 進(jìn) 入水圈。 CO2+H2O → H 2CO3 ● 巖石圈。大氣中 CO2經(jīng)過(guò) 淋溶及化學(xué)反 應(yīng)進(jìn) 入巖石圈。 H2CO3+Ca++ → CaCO 3↓+2H+back （一）植物對(duì) CO2的吸收和利用 植物吸收 CO2的過(guò)程
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