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碳循环
微专题 碳循环、碳排放、碳中和...
[ tàn ]
碳(C)是自然界中的重要元素,也是组成有机生命最重要的物质之一。
有机物:一般指含有碳的化合物。(CO、CO2 除外)
一切都和我们今天要讲的一个东西有关——“碳”
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一、碳循环与碳库
指碳元素在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间以二氧化碳、碳酸盐及有机化合物等形式进行转换和迁移的过程。
什么是碳循环?
什么是碳库?
碳循环过程中,地球系统中存储碳的载体称为碳库。【固碳的场所】
分类:岩石圈碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库、大气碳库
1 碳循环
人和动物吸入空气中的氧气,呼出二氧化碳;
植物吸收二氧化碳进行光合作用,并将氧气释放回大气中。
岩石、土壤、植物和动物残体等物质分解时,碳会以二氧化碳的形式排放到大气中;
二氧化碳也在大气和海洋之间交换。→海水吸收二氧化碳,海洋藻类植物通过光合作用消耗二氧化碳。
海洋生物残体在海洋沉积并通过地质作用形成化石燃料石油、 天然气;
陆地植物残体经过地质作用形成化石燃料煤炭。化石燃料燃烧又向大气中释放二氧化碳。
阅 读:碳汇与碳源
通过植树造林、植被恢复等措施从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制
碳汇实例:森林、草原、庄稼等绿色植物、海洋中藻类植物都可以吸收二氧化碳
什么是碳汇?
什么是碳源?
向大气中排放二氧化碳的机制
碳源实例:海洋、土壤、岩石与生物体,生物遗体分解、工业生产、生活等会放出二氧化碳。
藻类植物
工业生产
请你列举出一些“碳汇”和“碳源”的 实例
煤炭的形成
煤炭的燃烧
在自然界中碳的排放和吸收是相对稳定的,形成了长期动态碳平衡。
碳排放量 = 碳吸收量
《地图册》P218 1880-2020年全球气温和大气二氧化碳浓度的变化
【思考1】工业革命以来,二氧化碳的浓度发生了怎样的变化?
为什么会发生这种变化?
人类的活动破坏了自然界的碳平衡
化石燃料的使用,使得大量二氧化碳排放。
焚烧垃圾,使得大气中的二氧化碳的排放增加。
人类的活动破坏了自然界的碳平衡
土地利用类型的改变,使得绿色植物对二氧化碳吸收减少。
林地 → 建设用地
【思考2】从这幅图中,尝试说明二氧化碳排放与全球气温变化的关系,并推测全球气温波动上升的原因。
① 1880-2020年间,二氧化碳的排放量与全球气温成正相关关系。
② 导致全球气温上升的原因是CO2等温室气体的过度排放。
Co2的排放与温度的变化并不完全同步,说明造成全球气候变暖的原因不仅仅是Co2的排放造成的。
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碳源(碳排放)
碳排放:各种温室气体排放的总称。
温室气体:大气保温气体的俗称,指大气中能让太阳短波辐射透入,而阻止地面和低层大气长波辐射逸出的气体。
主要温室气体:水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(NO)、氟利昂、甲烷(CH4)、氢氟碳化物(HFC)等30多种气体。这类气体在大气中增多,会促使地球气候增暖。
碳汇(碳吸收、固碳)
碳循环过程中,地球系统中存储碳的载体称为碳库。【固碳的场所】
固碳措施:岩石圈固碳、海洋固碳、陆地生态系统固碳
碳汇(碳吸收、固碳)
碳循环过程中,地球系统中存储碳的载体称为碳库。【固碳的场所】
固碳措施:岩石圈固碳、海洋固碳、陆地生态系统固碳
大气中的CO2溶解在雨水中形成一种弱(碳)酸性溶液,落到地表后便可以溶解地表岩石或土壤中的碳酸盐矿物。以方解石为例,发生如下反应:
CO2 + H2O + CaCO3(方解石) = Ca2++ 2HCO3-
(1)地质封存是指将各种形式的CO2(气态、液态或超临界)注入储层、咸水层、或煤层等地下岩层中,或通过岩溶作用、矿物碳化、土壤等吸收CO2。
碳汇(碳吸收、固碳)
碳循环过程中,地球系统中存储碳的载体称为碳库。【固碳的场所】
固碳措施:岩石圈固碳、海洋固碳、陆地生态系统固碳
(2)生物泵:海洋的生态环境中以生物或生物行为为动力,将表层的碳元素固定在深层海底的过程。
液化二氧化碳
干冰
减少大气中二氧化碳的方法:将二氧化碳封存在海底。
在海洋产生的低温高压条件下,二氧化碳会被困在水分子中,形成类似冰的物质。
海洋碳库——人为固碳——将液化或固化的二氧化碳存放在低温高压的海底。
碳汇(碳吸收、固碳)
碳循环过程中,地球系统中存储碳的载体称为碳库。【固碳的场所】
固碳措施:岩石圈固碳、海洋固碳、陆地生态系统固碳
(3)生物固碳就是利用植物的光合作用,提高生态系统的碳吸收和储存能力,从而减少二氧化碳在大气中的浓度。生物固碳包括通过土地利用变化、造林、