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Biologie · 术语表

什么是 Réservoir, flux, temps de résidence?

Définition 25.1 Biologie universitaire — 2e année · 第 25 章 — Les cycles biogéochimiques

Un cycle biogéochimique est le déplacement d’un élément entre des réservoirs (l’atmosphère, l’océan, les sols, la biomasse vivante, les roches) par des flux mesurés en masse par an. Un réservoir de masse MM dont le flux sortant total vaut FF a un temps de résidence τ=M/F\tau = M/F, la durée moyenne qu’y passe un atome ; à l’état stationnaire, le flux entrant égale le flux sortant et MM est constante. Les cycles sont couplés par la stœchiométrie du vivant — le rapport de Redfield du plancton marin, C:N:P=106:16:1\mathrm{C:N:P} = 106:16:1 en atomes — si bien que l’apport de l’élément le plus rare fixe la vitesse à laquelle tous les autres sont absorbés.

示例

Exemple 25.6 (Ce que disent les chiffres)

Des émissions de 10 GtC10\,\mathrm{GtC} par an avec une fraction atmosphérique de 0.450.45 laissent chaque année 4.5 GtC4.5\,\mathrm{GtC}, soit 2.1 ppm2.1\,\mathrm{ppm}, dans l’air — la pente observée. Les émissions cumulées depuis 1850 atteignent environ 700 GtC700\,\mathrm{GtC}, dont 290 GtC290\,\mathrm{GtC} se trouvent dans l’air (140 ppm), le reste dans l’océan et les terres. Pour stabiliser l’atmosphère à un niveau quelconque, les émissions nettes doivent tomber à ce que les puits lents — mélange avec l’océan profond et altération, ensemble moins de 1 GtC1\,\mathrm{GtC} par an — peuvent absorber : la neutralité carbone n’est pas un slogan mais la condition d’état stationnaire du modèle à un compartiment avec un τ\tau très long. Pour l’azote, le doublement du flux d’azote fixé a doublé le nitrate des rivières, créé des zones mortes à l’embouchure du Mississippi et dans la Baltique, et accru d’un cinquième le N2O\mathrm{N_2O} de l’atmosphère, un gaz à effet de serre dont le temps de résidence est d’un siècle. Le Chapitre 27 suit les conséquences pour les êtres vivants.

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