碳循环的碳是指什么?碳循环和氧循环分别指的是什么?
碳循环的碳是指什么?碳循环和氧循环分别指的是什么?碳循环,是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止的现象。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳,在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出氧气,有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。有机化合物经食物链传递,又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水,并释放出其中储存的能量。
碳循环过程,大气中的二氧化碳大约20年可完全更新一次。自然界中绝大多数的碳储存于地壳岩石中,岩石中的碳因自然和人为的各种化学作用分解后进入大气和海洋,同时死亡生物体以及其他各种含碳物质又不停地以沉积物的形式返回地壳中,由此构成了全球碳循环的一部分。碳的地球生物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。
碳循环里面的碳:指碳元素
这是生态系统功能之一物质循环的知识点。这里循环的物质都指的是元素。
1、碳循环,是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止的现象。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳,在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出氧气,有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。有机化合物经食物链传递,又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水,并释放出其中储存的能量。
2、碳循环过程,大气中的二氧化碳大约20年可完全更新一次。自然界中绝大多数的碳储存于地壳岩石中,岩石中的碳因自然和人为的各种化学作用分解后进入大气和海洋,同时死亡生物体以及其他各种含碳物质又不停地以沉积物的形式返回地壳中,由此构成了全球碳循环的一部分。碳的地球生物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。
一句话:碳元素以气体的形式通过光合作用和呼吸作用在无极环境和生物群落中循环
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.
碳循环和氧循环分别是指含碳物质和含氧物质的循环。地球上所有的生物共有一个家,这就是生物圈。生物在生物圈中生存、繁衍,生物所需的物质(如水)和碳、氢、氧、氮等元素,在生态系统中不是单向传递,而是被反复利用的,我们称之为物质循环。
氧循环
氧元素在自然界的循环状态。动植物的呼吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气,产生二氧化碳。但植物的光合作用却大量吸收二氧化碳,释放氧气,如此构成了生物圈的氧循环(氧循环和碳循环是相互联系的)。氧在各圈层中的浓度如下(括号内数字为元素的丰度次序): 地球整体:28.5%(2)地壳:46.6%(1)海洋:总量85.8%(1)溶解氧量,15℃时为6mg/kg(13) 大气:23.2%(2)。
碳循环
碳循环,是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止的现象。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳,在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出氧气,有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。有机化合物经食物链传递,又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水,并释放出其中储存的能量。
到目前为止,人类使用煤炭、石油、天然气等化石燃料所产生的以CO2 为主的温室气体排放,被认为是导致近150 年来大气CO2 浓度急剧上升和全球变暖的主要推手。
一、大气CO2的监测
对大气中CO2 的监测一般通过气象站、气象球、探测飞机和探测卫星完成。2009 年,日本发射了世界首颗温室气体观测卫星(GOSAT)。2014 年美国发射了碳卫星(OCO-2),并于2015 年发布了首张全球CO2数据图像。
2016 年12 月22 日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将我国首颗全球CO2 监测科学实验卫星(TANSAT,简称“碳卫星”或“嗅碳卫星”)发射升空。2018 年4 月,由该碳卫星获取的第一幅全球CO2 分布图对外公布,该图有助于准确监测CO2 的时空变化、排放与吸收情况,通过深入研究CO2 变化情况与全球变暖的关系,可以帮助我们在未来对气候变化做出精确预测。
二、碳循环中的基本概念
碳循环是指碳元素在地球的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球运动循环往复的现象,其全球循环过程就是大气中CO2 被陆地和海洋中的植物吸收,又通过生物或地质过程以及人类活动,以CO2 形式返回大气。它包括碳固定与碳释放两个阶段,前者是从大气吸收CO2 的过程,称为碳汇;后者是向大气释放CO2 的过程,称为碳源。其中,森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中CO2 吸收并固定在植被与土壤中;林业碳汇是指通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动,加强吸收和固定大气中CO2,以及按照相关规则进行与碳汇交易相结合的过程、活动或机制。
三、全球碳循环过程
碳固定包括有机碳固定、无机碳固定,以及人类通过各种技术方法对碳的固定。有机碳固定是指绿色植物从空气中获取CO2,经过光合作用转化为葡萄糖,再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。无机碳固定包括海水溶解部分大气中CO2,干旱区盐碱土吸收CO2,以及碳质岩的形成(即雨水和地下水吸收大气中CO2 成为碳酸,碳酸又把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐流入海洋。而海水中的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的,接纳了新输入碳酸盐后便有等量的碳酸盐沉积下来。通过成岩过程形成石灰岩、白云石和碳质岩)。人类固定CO2 的技术有:在地下深层埋藏CO2,通过高温高压反应将CO2 合成为其他碳化合物。
碳释放包括:①有机体碳释放,即植物和动物( 包括微生物) 的呼吸作用把通过光合作用积累在体内的一部分碳转化为CO2 释放进大气,构成生物体或贮存在生物体内的碳, 在生物体死亡后通过微生物分解作用转变为CO2,最终排入大气。大气中的CO2 平均每7 年通过光合作用与陆地生物圈交换1 次。
②燃料化石碳释放,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,经过悠长的年代,它们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CO2 排入大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环产生了重大影响,全世界每年燃烧煤炭、石油和天然气化石燃料,以及水泥生产等释放到大气中的碳为5.3×1012 千克。
③在化学和物理因素作用下,石灰岩、白云石和碳质页岩被分解,所含的碳又以CO2 形式释放入大气中。碳质岩的破坏在短时期内对碳循环的影响虽不大,但对全球几百万年尺度时间里的碳平衡却是重要的。
④大气、河流和海洋之间的CO2 交换,这种交换发生在气和水的交界面,由于风和波浪的作用而加强,且这两个方向流动的CO2 量大致相等,大气与河流和海洋之间碳交换量为1.02×1015 千克。