《氧化碳固定》課件

氧化碳固定地球上的生命如何利用二氧化碳？課程大綱1什么是碳吸收碳吸收的基本原理及重要性2植物光合作用光合作用的基本過(guò)程、不同植物的光合效率以及提高植物光合效率的方法3海洋碳匯海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收、海藻與珊瑚的碳吸收能力以及保護(hù)海洋生態(tài)的重要性4土壤碳匯土壤有機(jī)質(zhì)的碳吸收、森林土壤的碳吸收能力以及農(nóng)業(yè)種植對(duì)土壤碳匯的影響5工程碳捕集化石燃料燃燒的碳排放、碳捕集技術(shù)的發(fā)展歷程以及碳捕集技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀6綜合利用碳碳的循環(huán)利用、生物質(zhì)能源的碳收支平衡以及碳交易市場(chǎng)的發(fā)展前景一、什么是碳吸收碳吸收概念碳吸收是指從大氣中去除二氧化碳的過(guò)程，并將其儲(chǔ)存在其他地方。自然碳吸收自然碳吸收主要通過(guò)植物光合作用、海洋吸收和土壤有機(jī)質(zhì)積累實(shí)現(xiàn)。工程碳吸收工程碳吸收是指通過(guò)技術(shù)手段，將二氧化碳從工業(yè)排放源中捕獲并儲(chǔ)存或利用。碳吸收的基本原理1二氧化碳轉(zhuǎn)化通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，例如碳酸鹽或有機(jī)化合物。2物理吸附利用材料表面的吸附作用，將二氧化碳吸附到材料表面。3生物吸收利用植物的光合作用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)。碳吸收的重要性植物海洋土壤碳吸收對(duì)于緩解氣候變化至關(guān)重要。它通過(guò)從大氣中去除二氧化碳來(lái)減少溫室氣體濃度，減緩全球變暖的速度。二、植物光合作用光能轉(zhuǎn)化植物利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放氧氣。碳固定光合作用中，植物將大氣中的二氧化碳固定為有機(jī)碳，并儲(chǔ)存在植物體內(nèi)。生態(tài)平衡植物光合作用是地球生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，維持著大氣中二氧化碳濃度的平衡。光合作用的基本過(guò)程1光能吸收葉綠素吸收光能，為光合作用提供能量。2二氧化碳固定植物從大氣中吸收二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。3水的光解植物利用水作為還原劑，將二氧化碳還原成糖類。4氧氣釋放光合作用的副產(chǎn)物是氧氣，被釋放到大氣中。不同植物的光合效率植物類型光合效率C3植物約1-2%C4植物約2-3%CAM植物約1-2%提高植物光合效率的方法優(yōu)化種植條件通過(guò)改善光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等條件，促進(jìn)植物光合作用。合理的水肥管理適量的水肥供應(yīng)，可以滿足植物生長(zhǎng)需求，提高光合效率。遺傳改良通過(guò)基因工程等手段，培育高光合效率的作物品種。三、海洋碳匯海洋吸收海洋作為地球上最大的碳庫(kù)，擁有巨大的碳吸收能力。重要性海洋吸收的二氧化碳約占人類活動(dòng)排放總量的四分之一，對(duì)緩解全球氣候變化至關(guān)重要。海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收光合作用海洋植物，如海藻和浮游植物，通過(guò)光合作用吸收二氧化碳。生物泵海洋生物，如魚類和鯨魚，將有機(jī)碳沉入海底，形成碳匯。溶解海水能夠溶解一部分大氣中的二氧化碳，形成碳酸鹽。海藻與珊瑚的碳吸收能力10%海藻全球每年吸收10%的二氧化碳，是重要的碳匯。5%珊瑚珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)每年吸收5%的二氧化碳，具有強(qiáng)大的碳固定能力。保護(hù)海洋生態(tài)的重要性海洋是地球上最大的碳匯，吸收了全球約25%的二氧化碳。保護(hù)海洋生物多樣性，維護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡。減少海洋污染，改善氣候變化。四、土壤碳匯1土壤有機(jī)質(zhì)的碳吸收土壤中的有機(jī)質(zhì)，如腐殖質(zhì)和生物殘?bào)w，可以儲(chǔ)存大量的碳。2森林土壤的碳吸收能力森林土壤通常具有較高的有機(jī)質(zhì)含量，是重要的碳匯。3農(nóng)業(yè)種植對(duì)土壤碳匯的影響農(nóng)業(yè)活動(dòng)，如耕作和施肥，會(huì)影響土壤有機(jī)質(zhì)的含量，進(jìn)而影響土壤碳匯。土壤有機(jī)質(zhì)的碳吸收1土壤微生物分解有機(jī)物質(zhì)并釋放二氧化碳2植物殘?bào)w通過(guò)光合作用固定碳，最終成為土壤有機(jī)質(zhì)3土壤有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)存大量碳，防止碳排放森林土壤的碳吸收能力森林類型碳儲(chǔ)量(噸/公頃)熱帶雨林200-300溫帶森林100-200北方針葉林50-100農(nóng)業(yè)種植對(duì)土壤碳匯的影響有利影響合理耕作方式，如免耕和秸稈還田，可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤碳儲(chǔ)量。不利影響過(guò)度使用化肥和農(nóng)藥會(huì)破壞土壤微生物群落，減少土壤碳固定，導(dǎo)致土壤碳排放增加。五、工程碳捕集化石燃料燃燒化石燃料燃燒是全球碳排放的主要來(lái)源之一，如煤炭、石油和天然氣等。碳捕集技術(shù)碳捕集技術(shù)是指從排放源中分離和捕獲二氧化碳，并將其儲(chǔ)存或利用的技術(shù)。化石燃料燃燒的碳排放化石燃料燃燒是全球溫室氣體排放的主要來(lái)源，其中煤炭、石油和天然氣是主要的碳排放源。碳捕集技術(shù)的發(fā)展歷程121世紀(jì)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用220世紀(jì)技術(shù)研發(fā)與探索319世紀(jì)概念提出碳捕集技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀工業(yè)領(lǐng)域碳捕集技術(shù)已在一些大型工業(yè)設(shè)施中應(yīng)用，例如水泥廠、鋼鐵廠和發(fā)電廠，以減少二氧化碳排放。能源行業(yè)碳捕集技術(shù)正在用于捕獲化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，并將其用于生產(chǎn)燃料或化學(xué)品?？蒲蓄I(lǐng)域研究人員正在開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的碳捕集技術(shù)，以提高捕獲效率和降低成本。六、綜合利用碳碳的循環(huán)利用探索將廢棄碳材料轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的資源，例如將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料或材料。生物質(zhì)能源的碳收支平衡評(píng)估生物質(zhì)能源的碳排放量，確保其碳中和或負(fù)碳排放。碳交易市場(chǎng)的發(fā)展前景研究碳交易機(jī)制，促進(jìn)碳減排和碳匯項(xiàng)目的投資和發(fā)展。碳的循環(huán)利用25%回收利用將工業(yè)廢氣中的二氧化碳捕集并轉(zhuǎn)化為化學(xué)品或燃料。15%生物轉(zhuǎn)化利用微生物或植物將二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源。10%碳封存將二氧化碳封存到地下或海洋中，防止其進(jìn)入大氣。50%碳中和通過(guò)減少碳排放和增加碳吸收來(lái)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。生物質(zhì)能源的碳收支平衡輸入輸出種植生物質(zhì)燃燒生物質(zhì)吸收二氧化