碳循环
碳循环的三个方面

一、未受干扰的碳循环1、大气与海洋之间:表层海水与大气圈存在活跃的交换,广阔的大洋水体中溶解了大量的CO2,浮游生物也会通过制造自身的骨骼壳体而将碳元素固定下来,一种是“溶解度泵”,这是一种物理泵,它与海洋环流密切相关,其原理是在高纬度低温海水将大气中CO2溶解并带入深海中。
另两种均为生物泵,其一是碳酸盐泵,是一些微型生物如颗石藻、有孔虫以碳酸钙(镁)为骨架或细胞壁,将大气中CO2气体转化为海水中的碳酸盐形式。
其二是生物CO2泵指浮游植物通过光合作用将CO2气体转化为海洋中有机碳形式。
2、大气与陆地之间:大气中的CO2被陆地上的植物光合固定,经过食物链的传递转化成动物体的碳化合物,植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为CO2释放入大气,另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。
动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。
3、海洋与陆地之间:而陆地上的碳主要分布在生物圈与岩石圈中,大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸,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,此外,地层中被固定的碳形成沉积物,经过河流、风蚀和地下水等侵蚀作用,部分碳也被搬运进入海洋,存留在近海大陆架上。
海水中接纳的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的。
新输入多少碳酸盐,便有等量的碳酸盐沉积下来。
通过不同的成岩过程,这些碳酸盐与动植物残体形成的碳酸盐一道又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。
在化学和物理作用(风化)下,这些岩石被破坏,所含的碳又以CO2的形式释放入大气中。
火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。
海洋向陆地的碳传输过程主要是海洋深层溶解有机盐和颗粒态有机碳通过沉积作用进入陆地系统。
通过地质作用返还陆地。
4、气候变化与变异与碳循环的关系CO2,CH4这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,正是此物理过程才使地球保持了目前的温度。
碳循环

碳循环定义1:碳元素(主要是二氧化碳)在大气、海洋及生物圈之间转移和交换的过程。
碳循环示意图地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料,含碳量约占地球上碳总量的99.9%。
这两个库中的碳活动缓慢,实际上起着贮存库的作用。
地球上还有三个碳库cc大气圈库、水圈库和生物库。
这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换,容量小而活跃,实际上起着交换库的作用。
有机体和大气之间的碳循环绿色植物从空气中获得二氧化碳,经过光合作用转化为葡萄糖,再综合成为植物体的碳化合物,经过食物链的传递,成为动物体的碳化合物。
植物和动物的呼碳的生物循环示意图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,另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。
动、植物死后,残体中的碳,通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。
这些沉积物经过悠长的年代,在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。
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。
人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
大气和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。
这种交换发生在气和水的界面处,由于风和波浪的作用而加强。
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。
相关知识森林生态系统在碳循环中的作用从人类认识到温室气体尤其是二氧化碳浓度的升高会使全球气温变暖,从而带来一系列严重生态环境问题时,就展开了对碳素循环的研究。
森林生态系统在碳循环中的作用主要取决于以下几个方面:生物量森林生态系统的生物量贮存着大量的碳素,如按植物生物量的含碳量为45%~50%计,那么整个森林生态系统的生物量将近一半是碳素含量。
森林的生物量与其成长阶段的关系最为密切,一般森林据其年龄可分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林/过熟林,其中碳的累积速度在中龄林生态系统中最大,而成熟林/过熟林,其中碳的累积速度在中龄林生态系统中最大,而成熟林/过熟林由于其生物量基本停止增长,其碳素的吸收与释放基本平衡。
碳循环重点知识点总结

碳循环重点知识点总结一、碳的来源与成因碳的来源主要有地球内部、大气中和生物体三种。
地球内部是地幔和核的碳,大气中是CO2和甲烷等气态碳,生物体则是植物和微生物等生物组成的有机体。
地球内部的碳是地球形成过程中残留下来的,地壳中的岩石中也含有一定量的碳。
地球内部的碳主要通过火山喷发、地壳运动等方式进入大气中。
大气中的CO2和甲烷等气态碳主要是由生物代谢和化石燃料燃烧等过程释放出来的。
生物体的碳主要来自于大气中的CO2,经过光合作用,植物能够将CO2转化为有机物,存储到它们的组织中。
二、碳循环的过程碳循环的过程包括碳的固定、储存和释放三个阶段。
碳的固定是指植物通过光合作用将大气中的CO2转化为有机物,储存在植物体内。
碳的储存是指有机物在地球上的各种形式中存储和积累。
碳的释放是指有机物的分解和燃烧等过程,释放出CO2等气体碳进入大气中。
碳循环的主要过程有地球内部碳的释放、大气中CO2的固定和释放、生物体中有机物的固定和释放、以及地表水、海洋等地球表面的碳交换。
大气中的CO2主要通过光合作用由植物固定,然后转化为植物体积累碳。
生物体的碳主要通过光合作用转化为有机物,然后通过食物链传递到生态系统中的其他生物体内。
当有机物被分解时,其中的碳又释放为CO2进入大气中。
同时,陆地和海洋上的地表水也是碳循环的重要环节。
地表水中的CO2能够溶解成碳酸,进入岩石中形成碳酸盐。
海洋中的生物体也通过光合作用将CO2转化为有机物,然后再通过生物的降解和再沉积形成海洋沉降物。
海洋中的碳循环过程对地球的气候变化有着重要的影响。
三、碳储存形式和地质作用碳在地球上存在的形式有三种,分别是岩石中的矿物碳、生物体中的有机碳和地表水中的溶解态碳。
岩石中的矿物碳主要是形成碳酸盐矿物,主要有方解石、白云石和菱镁石等。
生物体中的有机碳主要是植物和微生物的有机物质,主要包括生物体的有机物和有机质。
地质作用是指碳在地球的岩石圈内的转化和储存过程。
碳主要通过颗粒岩和火山岩等过程进入地球内部,形成岩石中的矿物碳。
高考地理碳循环知识点

高考地理碳循环知识点地理学科中,碳循环是一个非常重要的概念。
碳素是地球上最常见的元素之一,也是生命活动的基础。
了解碳循环的相关知识,有助于我们深入理解全球气候变化、生态系统健康等问题。
本文将介绍高考地理中关于碳循环的几个主要知识点。
一、碳循环的定义和概念碳循环是指地球上碳元素在不同储存库之间流动的过程。
这些储存库包括大气、陆地、海洋和地球内部。
碳循环是由生物、地理和化学过程相互作用而产生的。
其中,最主要的碳循环过程有光合作用、呼吸作用、矿物碳化和燃烧等。
二、碳循环的影响因素碳循环的速率和路径受到多种因素的影响。
第一,气候条件对碳循环的过程起着重要的作用。
例如,温度和降水对植物的生长和光合作用有直接影响,从而影响碳的吸收和释放。
第二,人类活动对碳循环产生了巨大影响。
人类燃烧化石燃料和森林砍伐等行为,导致大量的碳被释放到大气中,加剧了全球气候变化。
第三,生物的分布和数量也会影响碳循环。
例如,森林的覆盖率以及海洋中的藻类和动物数量会影响碳的吸收和释放。
三、碳储存库之间的转换碳循环涉及四个主要储存库的转换:大气、陆地、海洋和地球内部。
首先,生物通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为有机碳,存储在植物和陆地生态系统中。
其次,呼吸作用会将有机碳释放回大气。
第三,部分有机碳进入土壤形成土壤有机质,并在一定条件下形成化石燃料。
燃料燃烧过程会将碳释放回大气,成为温室气体。
最后,在长时间尺度上,海洋中的有机碳会通过沉积和埋藏形成海洋沉积物。
四、碳循环与全球气候变化关系碳循环与全球气候变化是密切相关的。
大气中的二氧化碳是主要的温室气体之一,它会吸收地球向外辐射的热量,从而增加地球的温度。
过量的二氧化碳排放导致温室效应加剧,进而引发全球气候变化,如极端天气事件的频繁发生、海平面上升等。
了解碳循环的变化和影响因素,可以更好地预测气候变化趋势,制定适应性的应对策略。
五、碳循环的调控与保护对于碳循环的调控和保护,需要从多个方面入手。
碳循环定义高中生物

碳循环定义高中生物1. 碳循环是什么?碳循环是水、气和土壤中物质和能量循环的过程。
它是指自然系统中,碳元素流动的过程——碳分子从大气中进入植物,然后植物将其固定到植物组织中,在植物的生长过程中,植物把大气中的碳分子转变为有机物质,并将这种有机物质通过松散的根系和吞食动物传递给土壤;而土壤中的有机物质又会通过各种物质的微生物的分解和动物的吞食,将碳分子从土壤里释放到大气中。
而这种碳元素完整的从大气——植物——土壤——大气循环的过程就是碳循环。
2. 碳循环对环境的影响碳循环是一种自然过程,它是植物、土壤、动物等之间物质和能量的循环,对环境和生态系统产生重要影响。
一方面,碳循环维持着植物和动物的活力,保护了生态系统的多样性及其稳定性;另一方面它可以维持生物圈中水、空气、土壤等环境间的生长和发展平衡状态。
3. 高中生物中的碳循环高中生物教材中碳循环是重要的主题,其以如何表示碳循环为基础,对碳循环中有机物质的合成和分解完成及其影响环境的重要性进行了讲解,主要包括:(1)碳循环的基本概念:生物圈中的有机物质是来自于大气中的甲烷,由植物和其他生物,如基因变异体、活细菌、海洋微生物等来合成和分解,有机物质从植物进入动物机体或土壤通过物质的循环不断被吸收和释放;(2)碳循环中有机物质的合成与分解:当植物给土壤カ入有机物质时,土壤中的微生物分解这些有机物质,释放大量的甲烷到空气中;而当有机物质从空气中进入植物机体时,植物会将其吸取并参与生物分子的合成,从而形成新的有机物质。
(3)影响环境的重要性:碳循环可以交换环境中的物质和能量,其不仅能够影响环境的稳定性,还能影响气候的变化,从而影响人类的生存环境。
生态环境中的碳循环研究

生态环境中的碳循环研究碳是地球上最重要的化学元素之一,它在自然界中存在于大气、水、植物和土壤中,随着全球气候变化的引发,人类对于碳循环的研究越来越重要,因为碳是全球变化的一个重要驱动器。
在这篇文章中,将介绍生态环境中的碳循环及其研究进展。
一、碳循环的基本概念碳循环是指碳在生物圈、大气圈和地球圈中的运动与交换。
碳从大气和水中被树木和其他植物吸收,通过光合作用转化为有机物。
这些有机物被动物和微生物消耗,释放出二氧化碳和水。
碳还通过生物死亡、腐烂和土壤有机物分解返回土壤及其生物圈。
二、碳循环的影响因素碳循环的影响因素包括大气CO2浓度、生物数量和质量、土地利用以及人类活动。
随着全球变暖及森林砍伐等人类活动的影响,CO2的浓度不断增加,导致温室效应的加重。
生物数量和质量对碳循环也有很大的影响。
植物的吸收和排放直接影响了大气和土壤中的碳储量。
而土地利用则改变了生态系统中的碳循环,例如森林砍伐和草原转化为农田会导致碳的释放,从而加剧温室气体的排放。
三、碳循环的研究方法通过研究碳交换速率、气候变化、土地利用以及生物圈损失等指标,能够更好地理解碳循环的变化趋势及其驱动因素。
科学家们借助遥感技术和实地观察,对生物圈中的碳状况进行动态监测。
而生态系统模型则是通过模拟和预测来寻找碳循环中的关键影响因素。
四、碳循环的研究进展在过去的几十年中,生态学和气候变化领域共同推动了碳循环的研究,丰富了我们对全球变化的理解。
研究人员不仅可以追踪大气、水、土壤中的碳变化,同时也能研究碳与氮、硫、氧等元素间的相互作用,以及碳在不同地质年代中的循环过程。
然而,碳循环的研究仍然存在挑战,例如计算精度低、数据收集困难等问题,同时科学家也发现了碳循环的许多细节和未知因素。
因此,研究人员需要更多的实地研究以及开发新的技术和模型来解决这些挑战。
五、未来碳循环研究展望未来的碳循环研究将继续探索碳在不同生态系统中的变化规律,从长期和地域范围进一步研究气候变化对生态系统的影响,以及人类活动对碳循环的影响。
碳循环

研究显示:人类战争对地球碳循环的 干扰更为严重 • 华东师范大学的一项最新研究显示, 相比于农业生产来说,人类战争等 极端事件对地球碳循环的干扰更为 严重。
• “火烧”是地球陆地碳循环的一个重要环节 之一,在自然平衡的状态下,植物中储存 的碳通过燃烧实现有机碳向无机碳的转化, 促进由“源”到“汇”的循环。许多学者 认为,近千年来,人类为了生存,大规模 地烧荒焚林、开发土地资源,严重干扰了 自然界的碳循环,引起全球气候变化。
• 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。这些沉积物经过悠长的年代,在热 能和压力作用下转变成矿物燃料——煤、 石油和天然气等。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。如今,人类消耗大量矿物 燃料对碳循环产生了重大影响。
• 绿色植物从空气中获得二氧化碳,经过光 合作用转化为葡萄糖,再综合成为植物体 的碳化合物,经过食物链的传递,成为动 物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用 把摄入体内的一部分碳转化为二氧化。动、植物死后,残体中的碳, 通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。
碳循环的过程
• 自然界碳循环的基本过程如下: 大气中的二氧化碳(CO2)被陆 地和海洋中的植物吸收,然后通过 生物或地质过程以及人类活动,又 以二氧化碳的形式返回大气中。
碳的生物循环
• 在碳的生物循环中,大气中的二氧化碳被植
物吸收后,通过光合作用转变成有机物质, 然后通过生物呼吸作用和细菌分解作用又 从有机物质转换为二氧化碳而进入大气。 碳的生物循环包括了碳在动、植物及环境 之间的迁移。
碳的地球化学循环
• 碳的地球化学循环控制了碳在地表或近地 表的沉积物和大气、生物圈及海洋之间的 迁移,而且是对大气二氧化碳和海洋二氧化 碳的最主要的控制。
碳循环

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。
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 平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。
为二氧化碳释放入大气,另一部分则构成生物的机体或在机体内 贮存。动、植物死后,残体中的碳,通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。这些沉积物经过悠长的年代,在热能和
压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。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。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
大气和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。这种交换发生在气和水的界面处,由于风和
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。
碳质岩石的形成和分解
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,也可通过一 系列化学或光化学反应转化为二氧化碳。
森林生态系统在碳循环中的作用
森林生态系统在碳循环中的作用主要取决于以下几个方面: (1)生物量。森林生态系统的生物量贮存着大量的碳素,
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碳的生物循环
碳的地球化学循环
碳的地球化学循环控制了碳在地表或近地表的沉积物和大气、生物圈及 海洋之间的迁移,而且是对大气二氧化碳和海洋二氧化碳的最主要的控
制。
沉积物含有两种形式的碳:干酪根和碳酸盐。
在风化过程中,干酪根与氧反应产生二氧化碳,而 碳酸盐的风化作用却很复杂。含在白云石和方解 石矿物中的碳酸镁和碳酸钙受到地下水的侵蚀, 产生出可溶解于水的钙离子、镁离子和重碳酸根 离子。它们由地下水最终带入海洋。
人类活动对碳循环的影响
一是人为增加碳源,如化石燃料的燃烧。 二是人为减少碳汇,如土地利用方式的改变。 三是气候变暖的反馈作用,如冰川减少,海平面上
升、植被带迁移等。
碳循环
——1202 罗晓丽
1.碳循环定义 2.碳的存储方式 3.碳循环过程 4.人类活动的干预
碳循环定义
大气科学:
碳元素(主要是二氧化碳)在大气、海洋及生物圈之间 转移和交换的过程。
生态学:
绿色植物(生产者)在光合作用时从大气中取得碳, 合成糖类,然后经过消费者和分解者,通过呼吸 作用和残体腐烂分解,碳又返回大气的过程。
含碳盐的形成和分解
大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸, 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,海水中接纳的碳酸盐和重碳酸 盐含量是饱和的。新输入多少碳酸盐,便有等量 的碳酸盐沉积下来。通过不同的成岩过程,又形 成为石灰岩、白云石和碳质页岩。在化学和物理 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 使一部分有机碳和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。
在海洋中,浮游生物和珊瑚之类的海生生物摄取钙离子和重碳酸根离子 来构成碳酸钙的骨骼和贝壳。这些生物死了之后,碳酸钙就沉积在海 底而最终被埋藏起来。
二氧化碳可由大气进入海水,也可由海水进入大气。这种交换发生在气 和水的界面处,由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧 化碳量大致相等,伴随着大气中二氧化碳量的增多或减少,海洋吸收 的二氧化碳量也随之增多或减少。
碳的存在形式
岩石圈:主要以碳酸盐的形式存在 大气圈:以二氧化碳和一氧化碳的形式存在 水圈:以多种形式存在在生物库中,则存在着几
百种被生物合成的有机物
碳循环过程
自然界碳循环的基 本过程:
大气中的二氧化 碳(CO2)被陆地 和海洋中的植ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ吸 收,然后通过生物 或地质过程以及人 类活动,又以二氧 化碳的形式返回大 气中。
土壤学:
碳在大气、陆地生命体和土壤有机质等几个分室中 的迁移和转化过程。
地球上的五个碳库
地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料,含 碳量约占地球上碳总量的99.9%。这两个库中的 碳活动缓慢,实际上起着贮存库的作用。 地球上还有三个碳库:大气圈库、水圈库和生物 库。这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速 交换,容量小而活跃,实际上起着交换库的作用。