张永夏：植物与低碳经济

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1、张永夏副教授深圳大学生命科学学院zyx@szu.edu.cn2010.10植物与低碳环境12、相关成绩34提纲低碳经济碳的来龙去脉-碳在全球的循环途径植物及其在低碳环境中的作用建议51.低碳经济“低碳经济”概念的基本内容低能耗低污染作为国际经济外交话题：谁比谁低？政策框架/概念英国领头2003年2月《我们的能源未来：创造一个低碳经济》www.dti.gov.uk/files/file10719.pdf到2050年，把英国变成一个低碳经济国家发展、应用和输出先进技术，创造新的商业和就业机会使英国乃至欧洲在全球能源市场发展方面世界领先62.全球碳循环及相关过

2、程全球碳循环（globalcarboncycle）：指碳素在地球各个圈层（大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈）之间的迁移转化和循环周转的过程。其主要过程包括陆地和海洋生物圈的碳固定与呼吸排放，土壤圈的碳平衡，河流的碳运输以及海底和岩石圈的碳沉积等。就流量来说，全球碳循环中最重要是是CO2的循环，CH4和CO是较次要的循环。7碳循环途径：（1）在光合作用和呼吸作用之间的细胞水平上的循环；（2）大气CO2和植物体之间的个体水平上的循环；（3）大气CO2─植物─动物─微生物之间的食物链水平上的循环。以上这些循环均属于生物小循环。（4）此外,碳以动植物有机体形

3、式深埋地下，在还原条件下，形成化石燃料，于是碳便进入了地质大循环。8TheCarbonCycle9大气碳库：海洋碳库：陆地生物圈碳库：岩石圈碳库：2.1地球上的主要碳库10TheCarbonCycle929075061×1015gC112.2陆地生态系统碳库陆地生态系统碳库（terrestrialecosystemcarbonpool）：生态系统以有机物质的形式暂时或永久性地贮存碳的功能称为生态系统的碳库功能，具有贮存碳功能的各生态系统的组分或类型都可以称为不同名称的碳库。按植被类型划分：森林碳库（forestcarbonpool)、农田碳库(agric

4、ulturecarbonpool)、湿地碳库(swampcarbonpool)、水体碳库(aquaticcarbonpool)等；按生态系统的组分划分：土壤碳库(soilcarbonpool)、植被碳库(vegetationcarbonpool)、凋落物碳库(littercarbonpool)、近地大气碳库(nearearthatmosphericcarbonpool)等。12陆地表层碳库是最复杂的碳库，受人类活动的影响最大。陆地碳库主要以三种形式存在：植物碳库、凋落物（残落物）碳库、土壤有机碳库（腐殖质）。1、植物碳库：陆地表层生态系统中，包括森林、草

5、地和农田等植被系统大约贮存了466PgC的碳，约相当于大气中碳贮存量的62％。2、土壤：土壤和腐殖质中碳的贮量更大，约为2011PgC，约为大气碳贮量的2.6倍。13动物和植物的主要区别TheMainDifferenceofPlantswithAnimals3.植物的基本特征Plant’sBasicFeature生物类别植物动物营养方式大多数自养异养细胞构造有细胞壁（纤维素、半纤维素），叶绿体无细胞壁，无叶绿体生长和发育大多数植物生长和发育继续进行生长和发育主要是体积增大与个体成熟器官发生方式可连续不断产生新器官和新组织各器官在胚胎内完全形成应急性弱强液

6、泡显著不显著144.植物在自然界中的作用4.1植物的光合作用光合作用Photosynthesis：二氧化碳+水——淀粉+氧气+能量实质：把无机物合成有机物（物质转化）把光能转变为化学能（能量转化）作用：三项伟大的宇宙作用：①将无机物转化为有机物②将光能转化为可贮存的化学能③补充大气中的氧TheEffectsofPlantonNaturePlant’sPhotosynthesis15植物的光合作用的主要部位161718Movie19叶绿体与光合色素(一)结构与成分被膜外膜内膜间质：(含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA，核糖体等)类囊体(基粒)基粒片层间质

7、片层20叶绿体模拟图212223C3植物和C4植物澳大利亚科学家M·D·Hatch和C·R·Slack在研究玉米、甘蔗等原产热带地区的绿色植物发现，当向这些植物提供14CO2时，光合作用开始后的1s内，90%以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸——草酰乙酸（C4）中，随着光合作用的进行，C4中的14C逐渐减少，而C3中的14C逐渐增多。C4植物的发现：24什么叫C4植物？举例。光合作用时CO2中的C首先转移到C4里，然后再转移到C3中的植物，叫做C4植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。什么叫C3植物？举例。光合作用时CO2中的C直接转移到C3里的

8、植物，叫做C3植物。例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。