碳循环

碳循环描述了生物地球化学循环即碳原子通过嵌套的环境系统网络从大气进入生物圈，通过光合作用再通过呼吸、分解和生物质燃烧交换的途径。元素碳是一种传统的元素的水圈、大气、岩石圈(岩石，如石灰石;煤炭;土壤)，以及生物圈(所有生物)。

碳循环还包括全球范围内碳的去除和吸收过程。这一过程涉及食物链中的成分，大气中的成分，如二氧化碳;在水圈中;在地质圈中。碳的主要运动来源于光合作用和呼吸作用。碳存在于地球上的主要储层:作为气体，大气中的二氧化碳(CO2);作为土壤中的有机物质;作为生物圈中发现的活的和死的生物体中的有机分子;在岩石圈中化石燃料以及石灰石、白云石、白垩等沉积岩矿床;以及海洋中溶解的大气二氧化碳和海洋生物中的碳酸钙壳。

碳循环对全球和局部的地球都有很大的影响。在全球范围内，碳循环通过调节大气中主要温室气体二氧化碳的含量来影响地球气候。raybet雷竞技最新陆地生态系统储存的碳与大气中一样多，因此植物和土壤在调节气候方面发挥着重要作用。raybet雷竞技最新碳循环还在保持生态系统平衡方面发挥着主要作用，因为它参与了基本的生态过程，如植物的生长和积累，以及植物物质的死亡和腐烂。

作为有机物质的主要组成部分，碳被生态系统中的生物成分所利用，特别是被生物用于结构生长:生物吸收的部分元素碳通常被纳入其组织。因此，碳循环是最重要的生物地球循环之一化学循环对人类来说，因为它是一种载体，通过它，形成人体组织所需的主要元素之一得以循环，也因为它是一种将碳元素引入植物的手段，植物是人类食物的基础。

碳循环对人类气候系统也很重要，因为它通过二氧化碳和甲烷(CH4)为环境设定了背景，而二氧化碳和甲raybet雷竞技最新烷是全球气候温度的主要驱动因素。大气中的碳原子，水圈、生物圈，作为碳循环的一部分，地圈能够从一个环境系统移动到另一个。

碳循环有时被定义为4主要碳汇，通过碳原子运输路径的嵌套系统相互关联。碳水库是空气(大气)，被认为是循环的起点;海水和海洋(水圈)，包括生物和非生物海洋生物群;沉积物(化石燃料);陆地生物圈，包括淡水水系统(lenthic或lotic)，以及无生命的有机物质，如土壤碳。碳循环主要由一系列生物的、物理的、化学的和化学的控制地质过程在环境中。

在大气中，碳主要以气体二氧化碳的形式存在。植物正是通过光合作用将这种形式转化为碳水化合物，并在此过程中释放氧气。这一过程主要在自养生物(陆生和水生植物，如藻类和蓝藻)中进行。它们利用大气中的二氧化碳生产有机化合物，太阳辐射为这一过程提供能源。然而，一小群自养生物利用化学能量，通过称为化学合成的过程来生产有机化合物。通过食物链，碳作为自养生物(生产者)被转移，并被异养生物或异养生物以其他生物为食。当植物和动物死亡时，它们的尸体、茎或叶分解，将困在其中的碳释放到地质圈中。有些可能会被掩埋，随着时间的推移，它们将成为化石燃料。食物网是碳原子在碳循环中旅行的一部分。碳在细胞呼吸过程中返回生物圈。

生物质燃烧能够将大量的碳输送到大气中。当人类燃烧化石燃料来经营工业时，发电厂例如，汽车、飞机和喷气式飞机，很大一部分碳直接以二氧化碳的形式转移到大气中。当自养生物和异养生物死亡时，它们的残骸可能会作为沉积物沉淀在淡水和海洋生态系统中。沉积物中的碳最终被释放到水生环境通过地质和化学过程。海洋动物利用释放出的碳来建造它们的骨骼材料。最终，这些生物体内储存的碳化合物通过分解被分解，碳以二氧化碳的形式释放回循环中，供植物使用。

世界上的海洋是二氧化碳的吸收池，一般来说，海洋包含了全球循环中90%以上的碳。大气中二氧化碳的浓度是气候变化的重要驱动因素，它影响着地球表面的温度，而地球表面的温度在很大程度上是由海洋决定的。raybet雷竞技最新通过两个主要的自然过程:溶解度泵和生物泵，地表水和大气中的二氧化碳含量通常保持在低于深水的水平。

参见:二氧化碳;碳汇。

参考书目。斯科特·布伦南和J.H.威戈特，《环境:故事背后的科学》(培生教育公司，2004);南安普顿国家海洋学中心，“海洋碳循环”，www.soc.soton.ac.uk(引用自2007年9月);迈克尔·e·里特，《自然环境:自然地理学导论》http://www．uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/title_page。html(引2007年9月)。

Nsikak Benson契约大学

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