自然界的碳循环

自然界的碳循环

碳是一切生物体中最基本的成分，有机体干重的45%以上是碳。据估计，全球碳贮存量约为×1015t，但绝大部分以碳酸盐的形式禁锢在岩石圈中，其次是贮存在化石燃料中。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳形式存在的碳，二氧化碳或存在于大气中或溶解于水中，所有生命的碳源均是二氧化碳。

碳是组成生命的最重要的物质成分之一，在生命物质中占到%。碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环。地球表层系统中的碳，绝大部分以沉积物的形式储存在岩石圈中的储存库里，只有%的碳可以被生物吸收和利用。储存库中的碳，以碳水化合物的形式存在于有机物质中（如岩石中的石油、天然气、煤），或以无机物的形式存在于矿物碳酸盐中（如碳酸钙）。储存库里的碳，一般情况下是不参加碳循环的，除非岩石被风化，化石燃料被利用，或火山活动将其以和CO的形式带到大气中。大气活性库中的碳，不到全部碳的2%。它主要是CO

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通过生物的呼吸作用来补充的，火山喷发、人类燃烧化石燃料也是重要的来源。

，生产有机化合物，然后通过食物链如图所示，植物光合作用吸收大气中的CO

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传递。海洋中的浮游植物还可以直接生成碳酸盐骨骼。生物死亡后，生物体沉降到海底形成沉积层。海洋浮游植物生成的有机质，同样也沉降到海底，最终转变成石油和天然气。在适宜的地质条件下，陆地上的植物积累形成泥炭，这种泥炭可以转变成煤、石油、天然气和煤被称为化石燃料，是碳的巨大储藏库。当这些

和CO又会释放到大气中，参与碳循环。化石燃料被发掘、利用，燃烧生成的CO

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碳循环

碳循环具有重要的意义。一方面满足植物光合作用的需要，维持了地球表层生命活动的正常进行；另一方面，调节地球表面气候。由于碳循环的存在，使得

大气CO

保持在某一恒定的水平，从而保证了地球表面温度不至于过高或者过低，2

为生物的生长发育和人类的生存提供了适宜的环境。如果这一循环被破坏，将会

导致地球表层系统失去平衡，威胁到人类的生存。人类燃烧化石燃料导致大气

含量的急剧增加，可能会引起全球气候的变暖，就是一个例子。

CO

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碳循环的过程与特点

（1）碳循环的过程

碳的主要循环形式是从大气中的二氧化碳库中开始，经过生产者的光合作

用，把碳固定，生成糖类，然后经过消费者和分解者，在呼吸和残体腐败分解后，

再回到大气蓄库中，碳被固定后始终与能量流动密切结合在一起，生态系统的生

产力的高低也是以单位面积中碳的含量来衡量。

植物通过光合作用，将大气中的二氧化碳固定在有机物中，包括合成多糖、

脂肪和蛋白质，而贮存在植物体内。食草动物吃了以后经消化全盛通过一个一个

营养级，再消化再合成。在这个过程中，部分碳又通过呼吸作用回到大气中；另

一部分成为动物体的组分，动物排泄物和支植物残体中的碳，则由微生物分解为

二氧化碳，再回到大气中

（2）碳循环的特点

碳循环在生态系统中基本上是伴随着光合作用和能量流动的过程而进行的，

其主要特点有：

①绿色植物通过光合作用将大气中的CO2和水转化成有机物，构成全球的基

础生产。

②含碳分子中，二氧化碳、甲烷和一氧化碳是最重要的温室气体。而二氧化

碳是生物地球化学循环最重要的核心之一。