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1、生态系统氮循环-氮循环过程及机理、气候变化,陈书涛,全球氮循环通量单位：1012 g N/year；储量单位1012 g N,evapotranspiration rainfall/soil moisture,人类活动固氮量已超过自然过程固氮量,氮循环过程改变的后果,富营养化,浮游生物的大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。由于海洋富营养化时，水体常呈现红色，故海洋富营养化被称为赤潮。而江河湖泊中的富营养化被称为水华。,氮循环过程改变的后果,物种变化或消失,Tilman，1987,N肥 增产,N 肥 增加优势度，减少多样性,氮循环过程改变的后果,大气活性温室气体 NO + NO2
2、 (NOx): 化石燃料燃烧 NO (高活性) 烟雾，对流层O3形成 酸雨 (NO2 + OH- HNO3) N2O: 肥料施用量增加 反硝化 增温潜势大 (约为CO2 的200倍, 占大气增温总贡献的6%) 在对流层是化学惰性的，但在平流层会破坏臭氧,氮循环过程改变的后果,大气活性温室气体 NH3: 家畜, 农田肥料施用,生物质燃烧 大气活性 气溶胶,空气污染,沉降,下风向N可利用性,氮循环过程改变的后果,N沉降 加速植物生长(C吸收)到达某个临界值. N饱和: 可利用性超出需求 与森林生产力下降相关联(酸化产生的非直接的影响,如改变了对寒冷的耐受性 N饱和 N 损失 “opening” o
3、f the N cycle,湿地生态系统氮循环,农田生态系统氮循环,海洋氮收支,Matthieu Heine,人类对全球氮循环过程的扰动,The NERC GANE programme,人类对全球氮循环过程的扰动,The NERC GANE programme,大气中的转化：以光化学氧化、催化氧化反应为主 例一：光化学烟雾（Photochemical Smog） 光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。 光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。 例二：酸雨（Acid Rain）,大气中的转化,光化学烟雾形成过程,过氧酰基硝酸酯类包括过氧乙酰硝酸酯(PAN)、 过氧丙酰硝酸酯(PPN)、 过氧丁基硝酸酯(PBN)及过氧异丁基硝酸酯(PisoBN)。 其中含量最高、毒性最强的为PAN。,自然源、电厂以及内燃机等排放出的污染物在大气中发生化学反应产生导致酸沉降的化学物质。,酸沉降形成过程,人类对全球氮循环过程的扰动,The NERC GANE programme,人类对全球氮循环过程的扰动,The NERC GANE programme,Thank you!,