以海洋为例介绍碳的循环过程

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1、以海洋为例介绍碳的循环过程摘要：本文主要介绍了碳循环及碳循环的过程，以海洋为例概述了海洋碳循环在全球气候变化过程中的重要作用，海洋CO2的分布特征，并进一步介绍了南北极海区碳循环的一些概况。关键字：碳循环、碳循环的过程、海洋碳循环、南北极海区碳循环引言自工业革命以来，人类活动使得大气中CO2浓度一直在持续增加。可以预见在未来相当长的时间内，大气CO2浓度还会不断增加。在过去的42万年中，大气CO2浓度从未超过目前的大气CO2浓度，在20世纪中大气CO2浓度的增加是前所未有的。估计到21世纪中叶，大气中CO2

2、将比工业革命前增加1倍。大气CO2浓度的增加对全球变化的影响已引起了广泛的注意，该报告指出，工业革命以来的全球气温已增加了约0.6℃，这主要是由于大气中人为温室气体(如CO2、CH4、N2O、CFCs)浓度增加所致，其中CO2的作用居首位。初步预测，21世纪全球增暖将超过过去10ka来自然的温度变化速率。为了准确评价和预报未来的气候变化，正确认识碳循环显得十分重要。一、碳循环地球上有五个碳库，最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料，但是这两个库中的碳活动缓慢，实际上起着贮存库的作用。还有三个碳库：大气圈库、水圈库

3、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，起着交换库的作用。碳在岩石圈中主要以碳酸盐的形式存在,在大气圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，在水圈中以多种形式存在，在生物库中则存在着几百种被生物合成的有机物。根据生态学原理,一个系统中的自然过程总是有利于系统的结构稳定和功能最大化,而非自然过程总是降低或破坏生态系统的稳定性,增加系统的不确定性。显然,大量开采化石燃料以及开采森林等活动都是非自然过程。这些活动导致了大气二氧化碳浓度的不断上升。鉴于大气二氧化碳上升可能引起的严重生态后果,

4、科学家对于全球碳循环进行了广泛的研究。具体内容包括地球各部分(大气、海洋和森林等)碳储量估算,海洋生态系统与其它部分碳的交换量(流)的估算,以及人类干扰对各个库和流的影响。海洋在全球碳循环中起着极其重要的作用，海洋是地球上最大的碳库。海洋储存碳是大气的60倍，是陆地生物土壤层的20倍(IPCC,2007)；大约50%人为排放的碳被海洋和陆地吸收(Prenticeetal.,2001)。二、碳循环的过程大气中的二氧化碳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。

5、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。一部分动、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，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。人类燃烧矿物

6、燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳。由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动，二氧化碳的生成量每年递增，使得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。植物通过光合作用从大气中吸收碳的速率，与通过动植物的呼吸和微生物的分解作用将碳释放到大气中的速率大体相等,根据生态学原理,一个系统中的自然过程总是有利于系统的结构稳定和功能最大化,而非自然过程总是降低或破坏生态系统的稳定性,增加系统的不确定性。显然,大量开采化石燃料以及开采森林等活动都是非自然过程，这些活动导致了大气二氧化碳浓度的不断上升。三、海洋碳循环

7、简介3.1海洋碳循环海洋碳循环是碳在海洋中吸收、输送及释放的过程,主要包括CO2的海-气通量交换过程、环流过程、生物过程和化学过程。其碳的储存形式有3种：可溶性无机碳(CO2、HCO3-和CO32-)，可溶性有机碳(各种大小不一的有机分子)和有机分子碳(存在于活的生物体或死亡动植物的碎片中)。3.2海洋碳循环在全球气候变化过程中的重要作用海洋是一个非常巨大的碳库，海洋中生物群的碳贮量约3Gt，溶解有机碳约1000Gt，溶解无机碳为37400Gt，海洋生态系统在全球碳循环中起着决定性作用。近十多年来，海洋碳循

8、环研究得到了深入和发展。海洋在全球碳循环中起着极其重要的作用，海洋是地球上最大的碳库。海洋储存碳是大气的60倍,是陆地生物土壤层的20倍；大约50%人为排放的碳被海洋和陆地吸收。海洋与大气交换CO2的时间尺度在几百年以上。从上个世纪90年代至今，实施了大量的海洋观测计划。基于观测数据，海洋学家对海洋碳循环做了大量的研究。海洋碳循环可以分为三个方面。第一方面是“碳酸盐泵”，就是大气中的CO2气体被海洋吸收，并在海洋