1、1,生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)-氮循環(huán)過程及機(jī)理、氣候變化,陳書濤,2,全球氮循環(huán)通量單位：1012 g N/year；儲量單位1012 g N,3,4,evapotranspiration rainfall/soil moisture,5,人類活動(dòng)固氮量已超過自然過程固氮量,6,氮循環(huán)過程改變的后果,富營養(yǎng)化,浮游生物的大量繁殖，往往使水體呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。由于海洋富營養(yǎng)化時(shí)，水體常呈現(xiàn)紅色，故海洋富營養(yǎng)化被稱為赤潮。而江河湖泊中的富營養(yǎng)化被稱為水華。,7,氮循環(huán)過程改變的后果,物種變化或消失,Tilman，1987,N肥 增產(chǎn),N 肥 增加優(yōu)勢度，減少多樣性,8,氮循環(huán)過程改變的后果,大

2、氣活性溫室氣體 NO + NO2 (NOx): 化石燃料燃燒 NO (高活性) 煙霧，對流層O3形成 酸雨 (NO2 + OH- HNO3) N2O: 肥料施用量增加 反硝化 增溫潛勢大 (約為CO2 的200倍, 占大氣增溫總貢獻(xiàn)的6%) 在對流層是化學(xué)惰性的，但在平流層會破壞臭氧,9,氮循環(huán)過程改變的后果,大氣活性溫室氣體 NH3: 家畜, 農(nóng)田肥料施用,生物質(zhì)燃燒 大氣活性 氣溶膠,空氣污染,沉降,下風(fēng)向N可利用性,10,氮循環(huán)過程改變的后果,N沉降 加速植物生長(C吸收)到達(dá)某個(gè)臨界值. N飽和: 可利用性超出需求 與森林生產(chǎn)力下降相關(guān)聯(lián)(酸化產(chǎn)生的非直接的影響,如改變了對寒冷的耐受性

3、 N飽和 N 損失 “opening” of the N cycle,11,濕地生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán),12,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán),13,海洋氮收支,Matthieu Heine,14,人類對全球氮循環(huán)過程的擾動(dòng),The NERC GANE programme,15,人類對全球氮循環(huán)過程的擾動(dòng),The NERC GANE programme,16,大氣中的轉(zhuǎn)化：以光化學(xué)氧化、催化氧化反應(yīng)為主 例一：光化學(xué)煙霧（Photochemical Smog） 光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。 光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。 例二：酸雨（Acid Rain）,大氣中的轉(zhuǎn)化,17,18,光化學(xué)煙霧形成過程,過氧酰基硝酸酯類包括過氧乙酰硝酸酯(PAN)、 過氧丙酰硝酸酯(PPN)、 過氧丁基硝酸酯(PBN)及過氧異丁基硝酸酯(PisoBN)。 其中含量最高、毒性最強(qiáng)的為PAN。,19,自然源、電廠以及內(nèi)燃機(jī)等排放出的污染物在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)致酸沉降的化學(xué)物質(zhì)。,酸沉降形成過程,20,人類對全球氮循環(huán)過程的擾動(dòng),The NERC GANE progr