生物地球化学循环

生物地球化学循环是地球系统科学的支柱和这本书的重点。在本部分中,我们将使用在第1部分中提供的背景,随着第二部分中提供的主要水库信息告诉一个有凝聚力的故事五个生物地球化学循环的碳(第11章)、氮(第十二章),(第13章),硫磷(第14章)和微量金属(第15章)。每一个章节的目的是提供一个元素的化学和同位素的概述,描述元素所在的主要水库和形式,提供的估计通量的这些水库和化学转换,陪他们,最后解释周期已经被人类活动改变了。还有另一个元素为地球上的生命是绝对必要的,不是直接覆盖这部分:氧气。将会看到在后面的章节中,氧是其他元素周期的一部分,经常扮演acid-maker和氧化剂的一部分。我们已经花了整整一个章节这些过程,16章,在最后一部分由于其综合性质。下面是一个简短的概述每个周期的重要性,和一个演示的这五个章节,每个章节的重点。

碳

碳循环的意义最近成为升值科学家和非科学家一样,由于大气中二氧化碳的增加。所有我们在座的周期,这可能是最简单的使用为例,说明人类有一个地球系统变化引起的。自ios版雷竞技官网入口 主要是碳,燃烧时释放二氧化碳,我们本质上删除从一个水库(岩石圈)和碳直接放置到另一个(大气)。二氧化碳的浓度的测量表明二氧化碳的增加约15%自1950年代开始测量前工业化时期以来的30%。这些发现意义重大,因为二氧化碳是大气中辐射活跃(它是一种温室气体)。更持久的吸收二氧化碳是海洋。由于碳是主要的元素生物,有一个生物圈的吸收在大陆植被时二氧化碳固定到有机物生化反应,但这碳回到大气中在植物的呼吸作用。还有其他形式的碳在大气中,减少甲烷(CH4)等也像温室气体。碳循环的模型,提出了在这一章。各种通量和转换上的数据被编译使用13 c和14 c同位素作为示踪剂。

氮

虽然在生物碳的主要元素,所能获得的氮肥量往往是植物生长的限制因素。因此,氮的循环生物圈是紧密联系的。大多数的生物相互作用包括固氮作用,这是任何移除大气中的氮气形成其他氮化合物。这些化合物在植物通常是氨或氨基酸。因为人类的饮食十分依赖

地球系统科学ISBN 0 - 12 - 379370 x

版权r 2000学术出版社有限公司保留所有权利的任何形式的复制农业,我们增加了土壤氮肥料的形式来增加作物产量。人类改变了另一种方式氮循环的通过燃烧化石燃料,释放到大气中氮氧化物。大气氮的氧化物的污染,和的一个重要形式光化学烟雾。这些化合物中扮演角色的形成和破坏臭氧的对流层和平流层后,可以产生硝酸与水反应。酸雨会导致产生酸化的土壤和水体的下伏基岩缺乏碱性物种。氮循环因此导致化学条件的变化,直接影响公共卫生和环境福利。

硫

大量的注意力都集中在硫在过去十年左右的时间,因为它无处不在的大气粒子太阳光反射回太空,影响云的光学特性。这些粒子时出现S02 (g)与水(a),反应形成硫酸,H2S04,或(b)氨,氨,形成硫酸铵,(NH4) 2 s04,或硫酸氢铵,NH4HS04。S02的人为来源通常来自化石燃料的燃烧,而专业自然源二甲基硫(DMS), (CH3) 2 s,释放海洋浮游植物的活动。DMS氧化S02一旦进入大气,最终形成硫酸,硫酸铵,或硫酸氢铵,正如在人为例。在世界范围内,硫酸盐的主要成分很好(< 1.0 / jm直径)粒子,被认为对地球产生辐射效应相似大小的二氧化碳温室效应,尽管在相反的方向(冷却而不是变暖)。的变化硫循环因此影响气候。raybet雷竞技最新高浓度的硫酸产生大量烧煤的地区可以酸化土壤和湖泊一样,硝酸。硫酸很少限制营养和非常丰富的海水中。这是一个非常重要的氧化剂厌氧系统。

磷

磷是不寻常的在其化学相比,这里讨论的其他元素,它存在于环境几乎完全在P (V)磷酸盐的氧化态,P04”。因此,除了极少量发生在大气粒子,大气中本质上不是一个水库磷和不参与其生物地球化学循环。然而,磷是一个极其重要组成部分在所有生物,形成DNA的支柱,脱氧核糖核酸。它是细胞能量的主要来源,在ATP的形式,三磷酸腺苷。因此,磷的自然循环是完全与生物圈的相互交织在一起。海洋中,磷在地表水正迅速被生物群沉降低深度和分解。在陆地上,进入土壤磷通过死亡的腐烂的有机材料。第八章提到过,最终经由河流土壤,最终制定了海洋沉积物。磷存在于溶液可以参与bionutrient沿着这条路径。有人类的破坏磷循环通过使用洗涤剂和化肥造成过度生长的生物在自然水域,从而改变生态系统。有磷的理论,通过其行动作为养分,可以影响其他元素的循环,尤其是碳。这可能在地质时期重要的气候影响。raybet雷竞技最新

微量金属

与磷相比,大多数金属可以存在于各种氧化态和物理形式,这使得它们参与所有的陆圈。然而,由于金属通常是微量元素生物,大部分的金属循环生物交互作用不显著改变,而是由作为营养物质可能会影响生物的生长或毒药。像其他周期,我们可以确定金属的主要方法是调动到环境中。所有的金属在岩石圈的主要储层,岩石风化和火山作用的主要来源是自然金属自行车。从这个起点,金属离子进入的水圈或大气中,转换根据条件。金属的人为输入到环境中获得了极大的关注,但在过去的几十年,由于重金属的毒性。矿业,后续使用和处置的金属到大气中(例如,从粉煤灰由于烧煤),土壤(例如,通过埋金属离子)和水圈(例如,通过金属离子的浸出土壤和沉积物),造成金属进入食物链。最著名的人类消费的增加金属的来源是通过鱼和海鲜,因为有些物种积累金属在水中溶解到他们的组织。

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