第一节　碳循环

第一节　碳循环

在自然界中，碳循环的基本过程是：大气中的二氧化碳（CO₂）被陆地与海洋中的植物吸收，经过生物或地质过程以及人类活动以后，又以二氧化碳的形式返回大气中。

一、有机体与大气之间的碳循环

绿色植物从空气中获得二氧化碳，通过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，通过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物与动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则组成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后，残体中的碳，经过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。

一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠久的时间，在热能与压力作用下转变成矿物燃料——煤、石油与天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。

二、大气与海洋之间的二氧化碳交换

二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气。此种交换发生在气与水的界面处，由于风与波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等，大气中二氧化碳量增多或减少，海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。

三、碳质岩石的形成与分解

大气中的二氧化碳溶解在雨水与地下水中成为碳酸，碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐，并被河流输送到海洋中。海水中的碳酸盐与重碳酸盐含量是饱和的，接纳新输入的碳酸盐，便有等量的碳酸盐沉积下来。经过不同的成岩过程，又形成石灰岩、白云石与碳质页岩。在化学与物理作用（风化）下，这些岩石被破坏，所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。火山爆发也可使一部分有机碳与碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。碳质岩石的破坏，在短时期内对循环的影响虽不大，但对几百万年中碳量的平衡却是重要的。

四、人类活动的干预

人类燃烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳。从1949年到1969年，由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动，二氧化碳的生成量估计每年增加4．8%。其结果是大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常。矿物燃料燃烧生成并排入大气的二氧化碳有一小部分可被海水溶解，但海水中溶解态二氧化碳的增加又会引起海水中酸碱平衡与碳酸盐溶解平衡的变化。

矿物燃料的不完全燃烧会产生少量的一氧化碳。自然过程也会产生一氧化碳。一氧化碳在大气中存留时间很短，主要是被土壤中的微生物所吸收，也可经过一系列化学或光化学反应转化为二氧化碳。