Основи біогеохімії

 

Таблиця 2.21

 

"Чиста первинна продуктивність" в основних екологічних зонах Землі

 

 

Глобальні екосистемиПлоща,

 

х106

км2

 

Біомаса,

 

х 109 т

 

Річний приріст,

 

х 109 т

 

 

Полярна 8,1 13,8 1,3

 

Хвойні ліси 23,2 439,1 15,2

 

Помірна зона 22,5 278,7 18,0

 

Субтропіки 24,3 323,9 34,6

 

Тропіки 55,9 1347,1 102,5

 

Загальна суша 133,9 2402,1 171,6

 

Озера і річки 2,0 0,04 1,0

 

Льодовики 13,9 0 0

 

Всього на континентах 149,3 2402,5 172,6

 

Океани 361,0 0,2 60,0

 

Земля в цілому 510,3 2402,7 232,6

 

На  суші  процес  фотосинтезу  часто  обмежений  дефіцитом  поживних  речовин,  але  в  значній  мірі  це  обмеження визначається дефіцитом води і низькими температурами. Тому субтропічні і тропічні екосистеми вносять у величини глобальної продуктивності набагато більший вклад, ніж відносна частка їх площі на поверхні Землі.

 

Кількість розкладеної кожного року мертвої органічної речовини ще не піддається чіткій кількісній оцінці, але деякі розрахунки можуть бути зроблені. Наприклад, тільки в наземних екосистемах у вигляді гумусу акумулюється  біля 70 % Карбону, який міститься в атмосфері у вигляді СО2. В стійких фракціях гумусу зосереджено біля 30 % того Карбону, що

кожен рік надходить в грунт з відмерлими залишками рослин, а під час повного оновлення гумусу складає 0,3 - 1,0 . 102

років.

 

Запаси Карбону в біосфері

 

В наземних екосистемах  відбувається  основне поглинання  карбон  (IV) оксиду  з  атмосфери  в  процесі  фотосинтезу. Сучасна маса живих організмів на суші складає біля 1880 . 109 т в перерахунку на сушу речовину. Середній вміст Карбону в сухій масі наземної рослинності дорівнює 46 % і, відповідно, маса Карбону в наземній рослинності оцінюється в 865 . 109 т.

 

Для розуміння біогеохімії Карбону дуже важливо розглянути розподілення його маси в земній корі (табл. 2.22). Можна побачити переважаючий вміст Карбону карбонатів (СКАРБ). Величина відношення Карбону карбонатів до Карбону органічної маси, СКАРБ/СОРГ , змінюється від 5 до 7,5 в цілому для земної кори, її окремих шарів (осадовий, гранітний і базальтовий) і типів (континентального, субконтинентального і океанічного), причому для останнього типу це відношення більш високе.

 

Таблиця 2.22

 

Розподілення маси Карбону в земній корі

 

СкладовіМаса,

х1018тСередня  концентрація,

%Маса, х 1015тСКАРБ/СОРГ

СО2СКАРБСОРГСО2СКАРБСОРГСКАРБ+СОРГ

Земна кора в цілому 28,5 1,44 0,38 0,07 409 108 20 128 5,4

Континентальний тип18,11,480,400,082677214865,1

Осадовий шар 1,8 9,57 2,61 0,50 177 48 9 57 5,3

Гранітний шар 6,8 0,81 0,22 0,05 55 15 3 18 5,0

Базальтовий шар 9,4 0,37 0,10 0,02 35 9,4 1,9 11 5,0

 

 

 

Субконтинентальний тип4,31,370,360,0758163195,3

Океанічний тип 6,1 1,35 0,36 0,05 82 21 3 24 7,0

Осадова оболонка

Землі2,412,43,370,622978115965,4

Осадові відкладення фанерозою1,315,04,080,56194537607,5

Основні запаси Карбону зосереджені в осадовій оболонці Землі. Концентрації СКАРБ і СОРГ в цьому шарі на порядок вищі

аналогічних величин  для гранітового  і базальтового шарів літосфери.  Об'єм осадової оболонки  складає біля  10  %  від об'єму кори, однак, вона містить 75 % як карбонатів,  так і органічного Карбону.  Розсіяна органічна речовина містить більшу частину органічного Карбону. Локалізовані акумуляції СОРГ в родовищах нафти, газу і вугілля представляють меншу

масу. Оцінено, що нафтові і газові поля включають 200 . 109 т Карбону, а відкладення вугілля – 6 . 109 т, що в цілому дає

800 . 109 т. Це на три порядки менше, ніж маса Карбону розсіяної органічної матерії в осадовій оболонці. Розподіл запасів

Карбону в біосфері і земній корі показаний в таблиці 2.23.

 

Таблиця 2.23

 

Запаси Карбону в біосфері і земній корі

 

ЗапасиС, х109 т

Атмосфера, СО21680

Глобальна суша: передантропогенна рослинна біомаса сучасна природна рослинна біомаса

1150

900

Ґрунтовий покрив: лісова підстилка торфи

гумус

100

250

1200

Всього 1550

Океан:

фотосинтезуючі організми

гетеротрофи

розчинна і зважена органічна речовина

гідрокарбонатні йони в розчині

1,7

2,3

2100

38539

Всього 40643

Земна кора:

осадова оболонка, СОРГ

осадова оболонка, СС

континентальний гранітний шар, СОРГ

континентальний гранітний шар, СС

15 млн.

81 млн.

4 млн.

18 млн.

Всього 118 млн.

Загальна глобальна маса Карбону 118044773

Таким чином, запаси Карбону