Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Elemek biogeokémiai ciklusai kompartmentek + áramlási sebességek = tápanyagciklusok Általános jellemzők: Sebességük nem egyenletes - tartózkodási idő Szoros.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Elemek biogeokémiai ciklusai kompartmentek + áramlási sebességek = tápanyagciklusok Általános jellemzők: Sebességük nem egyenletes - tartózkodási idő Szoros."— Előadás másolata:

1 Elemek biogeokémiai ciklusai kompartmentek + áramlási sebességek = tápanyagciklusok Általános jellemzők: Sebességük nem egyenletes - tartózkodási idő Szoros kapcsolat van az anyag és az energiaáramlás között Az emberi tevékenység nagyban befolyásolja a működésüket Bioelemek – a ciklus élő szervezeteken keresztül záródik kompartmentek vagy raktárak fluxusok a kompartmentek között transzport mechanizmusok meteorológiai (légköri gázok, száraz és nedves ülepedés) geológiai (felületi és felület alatti (drén) áramlások) biológiai (az élőlények ökoszisztémák közötti mozgása) a transzportmechanizmusok természetéből következően léptékük lehet helyi és globális

2 Ökoszisztéma tápanyag-mérlegek Kapcsolat (input, output) a globális folyamatok felé – nem zárt rendszer - egyensúlyi állapot (steady state, klimax társulás..) - „forrás” - „nyelő”

3 A vízforgalom Hajtóereje a Napból érkező energiaáram – ez befolyásolja a globális csapadékeloszlást Fő limitáló tényező nem a csapadék, hanem a talajban rendelkezésre álló víz mennyisége – ez az összes vízmennyiség 0.01 %-a – gyors a kicserélődési ideje Erózió – nem megfelelő tájhasználat

4 A globális vízciklus. A feltüntetett mennyiségek km 3 /év-ben értendők. A keretezett mennyiségek a nagy víz-rezervoárok, nyilakkal a fluxusok irányát és mellettük nagyságukat jelöltük.

5 Vízforgalom ökoszisztéma szinten

6 Oxigénciklus Jelenlegi légkör kialakulása Urey szint Pasteur szint Szárazföldi szint Ózon Képződés és bomlás O2 + hν → O +O O + O2 → O3 O3 + hν → O + O2 O + O3 → 2 O2 Dinamikus egyensúly, befolyásolják: CFC-k, nitrogén-oxidok

7 A globális szénforgalom sematizált ábrája. A fő széntárolók mellett (keretezett) feltüntettük a becsült szén- mennyiséget is, valamint a szén fluxusok irányát és azok becsült mennyiségét. A számok pedagramm/év-ben értendők. (1pedagramm= g)

8 A föld alatti, föld feletti biomassza és a talaj széntartalma

9 C-forgalom ökoszisztéma szinten

10 CO 2 fluxusok gyepfelszín felett Bugac Szurdokpüspöki

11 Az atmoszférikus CO 2 - koncentráció a ’70-es évektől napjainkig (Mauna Loa, Hawaii) A metán koncentrációjának emelkedése 1850-től napjainkig

12 CO 2 szint növekedési előrejelzés (IPCC 2007)

13 Nitrogénforgalom A nitrogén körforgalmát (légkör-bioszféra) az antropogén tevékenység (műtrágya, energiafelhasználás) jelentősen befolyásolta, a jövőben ez a hatás nőni fog Az ülepedő nitrogénvegyületek (főleg káros) hatással vannak a bioszférára A bioszférából felszabaduló nitrogénvegyületek hatással vannak a légkörre A nitrogénvegyületek egy része nedves ülepedéssel kerül a felszínekhez Másik része turbulens áramokkal jut a felszínre (száraz ülepedés) Kétirányú fluxus esetén (ülepedés-kibocsátás) a „nettó fluxusról” van szó A növényzet ammónia kibocsátása (nagy N-bevétel) elsősorban a gázcserenyílásokon történik, kis nitrogénbevételnél az ammónia ülepedése dominál A talaj jelentős mértékű NO vagy N 2 O forrás, a körülmények függvényében Nagyobb víztartalom esetén (60-80 WFPS) a talaj az ülepedett nitrogén- vegyületeknek akár 1/3-át is üvegházgáz formájában juttathatja vissza

14 A nitrogén globális körforgása. Az egységek teragramm/év-ben értendők (1Tg= g).

15

16 Légkör – felszín közti kicserélődésben szerepet játszó nitrogénvegyületek (szerepük és légköri tartózkodási idejük igen változó) GÁZFÁZISBAN NH 3 (ammónia)  NH 3 (ammónia)  N 2 O (dinitrogén-oxid)  N 2 O (dinitrogén-oxid)  NO (nitrogén-monoxid)  NO (nitrogén-monoxid)  NO 2 (nitrogén-dioxid)  HONO (salétromossav)  HNO 3 (salétromsav)  PAN (peroxi-acetil-nitrát)  AEROSZOL RÉSZECSKÉKBEN, CSAPADÉKBAN NH 4 + (ammónium)  NO 3 - (nitrát) 

17 A nitrogénvegyületek hatása légkör  bioszféra LÉGKÖR HATÁSA A BIOSZFÉRÁA Savasodás („savas esők”, 50% S, 50% N), kritikus terhelés Eutrofizáció (tavak, erdők) Tápanyag-utánpótlás (erdők) Közvetlen hatások, kritikus szint (pl. zuzmó  NH 3 ) BIOSZFÉRA HATÁSA A LÉGKÖRRE Üvegház hatás növekedése (N 2 O) Aeroszol részecskék (légköri optika) (NH 3 ) Légköri oxidánsok koncentrációja (NO ózon „prekurzor”)

18

19 A különböző nitrogénformák keletkezése (produkciója) a talaj víztelítettségének függvényében Kis víztartalomnál jó az oxigén ellátás  nitrifikáció (oxidáció), NO Közepes-nagy víztartalomnál denitrifikáció, redukció, N 2 O elillanhat Telítettség közelében az N 2 O a talajban marad (viszonylag jól oldódik vízben) és a redukció az N 2 -ig végbemegy

20 biotikus: Azotobacter, Rhizobium sp, cianobaktériumok abiotikus: villámlás Biológiai N-kötés 70%-a szimbiotikus kapcsolatokból, 30 %-a nem szimbiotikus fixáció - N 2 fixáció → energia a cukrok és egyéb organikus vegyületek oxidációjából - a szabadon élő bakt.→ a szerves hulladék oxidációjából - Rhizobium → szimbiózis, cukor Nitrifikáció 1 NH 3 →NO 2 (Nitrosomonas) 2 NO 2 →NO 3 (Nitrobacter) (oxidáció, e-akceptor: oxigén) Denitrifikáció: Anoxiás környezetben a NO 2 és NO 3 e-akceptorként (oxidáló) lép fel. NO 3 → NO 2 → NO →N 2 a

21 N 2 O talajok dinitrogén-oxid kibocsátása N=N=O Üvegház hatása kb. 300-szorosa a CO 2 -nek Az összes antropogén üvegház-hatásnak 5-6 %-át teszi ki Sztratoszférikus ózon Nagyrészt talajeredetű

22 Az erdőtalajok a légkörből származó N-vegyületek akár 1/3-át is visszabocsáthatják

23 A foszfor globális körforgása. Az egységek teragramm/év- ben értendők

24 -Kőzetek mállása, a P talajoldatba kerül, felvehetőség: Ca 5 (PO 4 ) 3 +4H 2 CO 3 → 6Ca 2+ +3HPO HCO 3 - +H 2 O - szerves vegyületekből: C-O-P észterkötés enzimatikus bontása, foszfatázok (→PO 4 3- ) savas pH: H 2 PO 4 - (mobilis, felvehetőség jobb) lúgos pH: HPO 4 2- (kevésbé felvehető) Nagy reakcióképesség (H 2 PO 4 - )→ általában kötött formákban (Fe, Al,..)

25 A kén globális körforgalma. Az egységek teragramm/év-ben értendők savas esők SO 2 (antropogén + vulkáni)→H 2 SO 4 H 2 S, tengeri ökoszisztémákban energiaforrás DMS→kondenzáci- ós mag, albedo↑→hűtő hatás

26 Redukció anaerob környezetben (e-akceptor az oxigén helyett a szulfát-csoport) 2CH 2 O + 2H + + SO > H 2 S + 2CO 2 + 2H 2 O Kén alapú anaerob fotoszintézis (a víz helyett a H 2 S a hidrogén (elektron) donor a CO 2 redukciójához, bíbor kén-baktériumok) 2H 2 S + CO 2 --> CH 2 O + 2S + 2H 2 O Kemoautotrófia (Thiobacillus, mélytengeri S (H 2 S)- források környezetében) 4H 2 S + CO 2 + O 2 --> CH 2 O + 4S + 3H 2 O

27 Egyéb tápanyagok A növények számára esszenciális kationok: K, Ca, Mg, Mn, Fe elsősorban a kőzetek mállásából kerülnek be az életközösségbe. mozgásuk főként az ökoszisztémák internális ciklusához kötött, a talajból felvett és az elhalt szervesanyaggal visszajutott mennyisége sokkal jelentősebb, mint az ökoszisztémába egyéb folyamat révén bejutó, illetve kimenő mennyiség. kisebb mennyiségre van szükség, de jelentőségük nem elhanyagolható. Szerepük: elsősorban enzimek aktiválásában, káliumnak a vízmozgásban, transzspirációban, magnéziumnak a klorofill alkotóelemeként, kalciumnak pedig a sejtfal szerkezetének és a sejthártya áteresztőképességének szabályozásában van. káliumtartalom limitáló tényező lehet, mivel könnyen kimosódik a talajbeli vízmozgás révén. A kimosódás a legjelentősebb veszteségi útvonal a tápanyagok számára, különösen a nagy évi csapadékösszeggel bíró, illetve a savas esőkkel terhelt élőhelyeken jelentős. Nincs gázállapotú előfordulásuk, de a szél okozta erózió révén – főként a sivatagokból és a művelt területekről származó – az atmoszférában szálló porral jelentős mennyiségük jut az óceánba, illetve egyéb ökoszisztémákba.

28 Klímaváltozás

29 IPCC 2007

30

31 Az előadás letölthető nofi.szie.hu oktatás letöltések mgBSc


Letölteni ppt "Elemek biogeokémiai ciklusai kompartmentek + áramlási sebességek = tápanyagciklusok Általános jellemzők: Sebességük nem egyenletes - tartózkodási idő Szoros."

Hasonló előadás


Google Hirdetések