海洋生态系统在二氧化碳吸收中的作用
海洋生态系统在二氧化碳吸收中的作用
二氧化碳的含量是造成地球气候温室的重要因素,我们经常需要用到二氧化碳监测仪,它可以帮助科学家更好的了解二氧化碳的含量变化,海洋生态系统作为地球的最大系统,在二氧化碳的吸收与循环中起到什么作用呢?
以前有些模式认为海洋能有效地除去大气中二氧化碳从而使化石嫌料增长率可以高于3一4%,但另外的模式认为海洋除去二氧化碳的速率太慢,利用化石燃料必须小于(或不超过)目前的速度。光合作用也能除去大气中的二氧化碳。控制植物生长的研究结果表明:在一定条件下光合作用的速率随二氧化碳浓度的增加而加快。但它在碳循环中的重要性还不清楚。
全球碳循环模式估计,大气中碳比上个世纪提高了12%左右,从而导致生物碳量每年增加0一27亿吨。陆地生物量除去化石燃料量的程度取决于前面所述的毁林和土地开垦的速率。海洋生物量对大气二氧化碳浓度上升的效应取决于营养物硝酸盐和磷酸盐的利用率。对王深水中的软体生物和浮游生物,这两种营养物在体内的比例约为16:1,在温暖的浅水中,则由于生物体的吸收和颗粒岩屑营养物的下沉,使营养物浓度降低,限制了净光合作用的活性。浅水中营养物的补充取决于深层富营养水上升的速度。许多海洋模式并未明确考虑浮游生物的作用过程。
在理论上在海洋浅层温度升高之前二氧化碳浓度增加时,净光合作用能力会提高,表层水升温后,营养物的可利用性会下降,因为热带和两极间温差缩小,深层水上升速度减小。而且因为减弱了光合作用排除二氧化碳的效果,使海洋向大气扩散二氧化碳的数量增加,随着气温变暖,深水上升作用减弱,表层营养减少,因而导致又一正反馈回路。实际上海洋中并没有多少生物。化石燃料燃烧会引起气温上升的程度,主要取决于化石燃料燃烧的速率以及碳循环对二氧化碳升高的效应。如化石燃料年增长速率为4.3%,70000亿吨化石燃料的碳,在100年内将会释放出一半以上。可使大气增温2一10℃和2.5--12.50C。如果化石燃料每年增长速率2,在2025年前大气中二氧化碳浓度大约是工业革命前的1.5倍。则气温会升高0.5一2.50C和1.0^5.00Co如果保持目前的扩散水平,那么直到第23世纪,二氧化碳的量才会加倍。
与此相反,如果化石燃料增长速率每年为4.3,当代儿童即可看到大气二氧化碳浓度加倍。如果大气二氧化碳浓度上升到620PPm左右,全球平均气温会升高4℃,这对于环境的影响将会很大。假定中等国家经济和世界化石燃料能源都以每年2^3%的速度增长,预计大气二氧化碳在下一世纪中叶前仍能达到58。一650PPm左右。
