10碳素循环

根据循环媒介划分：水循环、气体型循环 根据循环媒介划分：水循环、 和沉积型循环。水循环： 和沉积型循环。水循环：陆地与海洋之间 的循环和分别在陆地与海洋之内的循环。 的循环和分别在陆地与海洋之内的循环。 根据储蓄库和循环库的不同： 根据储蓄库和循环库的不同：气体型循环 海洋和大气）、沉积型循环（ ）、沉积型循环 （海洋和大气）、沉积型循环（岩石和土 ）、过渡性循环 过渡性循环（ 壤）、过渡性循环（具备气体型和沉积型 双重特点） 双重特点）
5.无机盐 无机盐 6.人类的活动 人类的活动
四、环境因素和人类活动对碳循环的影响 1.光 光 2.温度 温度 3.水 3.水 4.酸度 酸度
在有水环境中，pH不仅会影响微生物的生长和代 在有水环境中，pH不仅会影响微生物的生长和代 还会影响CO 谢，还会影响CO2、HCO3-、CO32-三者之间的相互 平衡；影响许多营养物的溶解度。 平衡；影响许多营养物的溶解度。 H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ 2H+ + CO32-
陆地，有机质的制造者主要是高等植物，微生物也是参与者； ① 陆地，有机质的制造者主要是高等植物，微生物也是参与者； 如极端环境（岩石、地球两极、高盐和高温区、深湖和海洋）， 如极端环境（岩石、地球两极、高盐和高温区、深湖百度文库海洋）， 有机质的制造者主要是微生物； 有机质的制造者主要是微生物； 微生物具有分解简单有机营养物和某些天然多聚物（淀粉、 ② 微生物具有分解简单有机营养物和某些天然多聚物（淀粉、果 胶、蛋白质；纤维素和木质素）的能力； 蛋白质；纤维素和木质素）的能力； 微生物还参与CO的循环： 的循环： ③ 微生物还参与 的循环
1.光 光 2.温度 温度 3.水 水 4.酸度 酸度 5.无机盐 无机盐 6.人类的 人类的 活动
在碳循环中， 在碳循环中，光是初级生产者进行光合作用的能量 来源，是决定碳循环能否完成的重要因素。 来源，是决定碳循环能否完成的重要因素。
四、环境因素和人类活动对碳循环的影响 1.光 光 2.温度 温度 3.水 3.水 4.酸度 酸度 5.无机盐 无机盐 6.人类的活动 人类的活动
动物呼吸作用
微生物分解作用（ ％） 微生物分解作用（95％）
自养型微生物同化作用
三、微生物在碳素循环中的作用
微生物在碳素循环中，既是有机质的制 微生物在碳素循环中， 造者，又是有机物质的唯一分解者，通过它 造者，又是有机物质的唯一分解者， 的分解作用，可为大气补充95 以上的CO 95％ 的分解作用，可为大气补充95％以上的CO2。
微生物参与的生物地球化学循环对于生态系统具有重 要意义。 要意义。
生物地球化学循环对于保持生态系统中的物质和能量流动处于 平衡状态是非常重要的。（微生物的分解作用） 生物地球化学循环对于动物和植物的生长和生存是必不可少的， 因为微生物的代谢活动直接影响动植物的生命活动。 生物地球化学循环对于消除环境污染物起重要作用，自然环境 自净的主要力量。 生物地球化学循环在很大程度上决定了生态系统中的生产力， 微生物高活力的矿化有机物释放二氧化碳，使光合生物能进行 光合作用。
6.人类的活动 人类的活动
氢循环
在地球上，氢库存量最大的是水（量大， 在地球上，氢库存量最大的是水（量大， 循环慢） 循环慢） 元素氢的循环与碳循环紧密相关， 元素氢的循环与碳循环紧密相关，有机物 的氧化反应，包括二氧化碳还原成有机物， 的氧化反应，包括二氧化碳还原成有机物， 都需要氢的参与。 都需要氢的参与。 蓝细菌和根瘤菌的固氮过程会产生副产物 氢气， 氢气，合成的氢气在厌氧条件下进一步被 代谢成氨气或硫化氢或甲烷； 代谢成氨气或硫化氢或甲烷；在有氧条件 下代谢成水。 下代谢成水。
第七章 微生物与生物地球化学循环
生物地球化学循环（biogeochemical cycle） 生物地球化学循环（biogeochemical cycle） 是指生物圈中的各种化学元素，经过生物化学 作用在生物与非生物之间转化和循环。 生物地球化学循环完成了无机化学元素的有机 质化（生物合成作用）和有机生物物质的无机 质化（生物分解作用）过程。
温度决定了碳循环中的CO 温度决定了碳循环中的CO2固定和有机物分解反 应的速率。 应的速率。 在某些极端环境中，温度太高或太低， 在某些极端环境中，温度太高或太低，碳周转的 速率几乎为零。 速率几乎为零。
1.光 光 2.温度 温度 3.水 水 4.酸度 酸度
水是所有生物必需的营养物， 水是所有生物必需的营养物，在无水和水分 较低的环境中， 较低的环境中，微生物代谢活动基本上处于 停止状态。水份过多造成厌氧环境， 停止状态。水份过多造成厌氧环境，降低有 机物分解速率
5.无机盐 无机盐 6.人类的活动 人类的活动
1.光 光 2.温度 温度 3.水 水 4.酸度 酸度 5.无机盐 无机盐
微生物所需无机盐浓度低， 微生物所需无机盐浓度低，但对微生物 的生长和代谢起限制作用， 的生长和代谢起限制作用，N和P在植物 腐烂后期对微生物的生长起限制作用。 腐烂后期对微生物的生长起限制作用。 工业废物的排放、 工业废物的排放、木头和矿物燃料燃 烧排出的CO 森林的砍伐、 烧排出的CO2、森林的砍伐、农药和化 肥的使用等。 肥的使用等。
微生物在生态系统中的角色 微生物参与生物地球化学循环 碳循环 氮循环 硫循环 磷循环 铁循环 其它元素的微生物转化
碳循环
碳在生物圈中的总体循环 微生物在碳循环中的作用
降解作用 呼吸作用 发酵作用 甲烷形成 光合作用
第一节 碳素循环
地球上处于最旺盛循环的元素——碳（C） 碳 地球上处于最旺盛循环的元素 一、地球表面碳素来源 ①地壳： 碳酸盐岩（包括石灰石、白云石）惰性 地壳： 碳酸盐岩（包括石灰石、白云石）
CO + H2O CO + 3H2 CO2 + H2 （一氧化碳产氢气假单胞菌） 一氧化碳产氢气假单胞菌） CH4 + H2O（巴氏甲烷八叠球菌） 巴氏甲烷八叠球菌）
巴氏甲烷八叠球菌
CO + 3H2
CH4 + H2O （巴氏甲烷八叠球菌） 巴氏甲烷八叠球菌）
四、环境因素和人类活动对碳循环的影响
由于许多环境因素的变化和人类活动可以改变自 然环境中的微生物种类和代谢活动， 然环境中的微生物种类和代谢活动，所以对碳循 环有很大的影响。 环有很大的影响。
氧循环
矿物和岩石中的惰性氧无法参与循环， 矿物和岩石中的惰性氧无法参与循环，能 参与循环的氧是氧气和液体中的水， 参与循环的氧是氧气和液体中的水，在活 体和尸体有机物上的氧量虽少，但能进行 体和尸体有机物上的氧量虽少， 活跃循环。 活跃循环。 大气中的氧气主要来自于光合作用过程中 的水的光解。 的水的光解。 生物呼吸过程中， 生物呼吸过程中，氧气转化成二氧化碳和 水
温室效应
矿物燃料（如煤、石油、天然气、油质）燃烧释放矿物燃料（如煤、石油、天然气、油质）燃烧释放
②原始大气：CO2和CH4，1:1 原始大气：
正常大气： ％，总量 正常大气：CO2占0.03％，总量 ％，总量700×1012 kg ×
③有机碳：活的和死的有机体 有机碳：
二、碳素循环途径
1光合作用
植物呼吸作用