9.1.1碳素循环 - 碳素循环

1Prof.PingZHENGDepartmentofEnvironmentalEngineeringPostcode:310058Telephone:0571-88982819(Office)E-mail:pzheng@zju.edu.cn郑平教授浙江大学环境工程系浙江大学环境工程系2生产者通过光合作用从大气中取走生产者通过光合作用从大气中取走CO2，消费者和分解者消费者和分解者通过呼吸作用又将通过呼吸作用又将CO2归还大气归还大气，地球以这种方式维持着地球以这种方式维持着碳素平衡碳素平衡。各种营养元素在各种营养元素在有机形态有机形态与无机形态无机形态之间循环转化的集合之间循环转化的集合，称为称为生物地球化学循环生物地球化学循环(biogeochemicalcycle)，简称简称*物质循环质循环。第九章第九章微生物与物质循环微生物与物质循环3第一节第一节碳素循环碳素循环一、概述一、概述（一）碳素循环的（一）碳素循环的基本过程基本过程CO2←→生物有机碳生物有机碳←→CO2:绿色植物从大气中获得绿色植物从大气中获得二氧化碳二氧化碳，经过光合作用合成植物体的碳化物经过光合作用合成植物体的碳化物，经过食物经过食物链传递链传递，成为动物体的碳化物成为动物体的碳化物。植物和动物通过呼吸作用植物和动物通过呼吸作用把一部分碳化物转化为二氧化碳把一部分碳化物转化为二氧化碳，另一部分用于合成生物另一部分用于合成生物机体或贮存在机体内机体或贮存在机体内。动、植物死亡后植物死亡后，残体中的碳化物残体中的碳化物通过微生物的分解作用最终转化成二氧化碳通过微生物的分解作用最终转化成二氧化碳。4CO2←→生物有机碳生物有机碳←→矿物有机碳矿物有机碳←→CO2:一部分一部分(约1/1000)动、植物残体被掩埋而成为有机沉积物植物残体被掩埋而成为有机沉积物，在高温高在高温高压作用下转变成矿物燃料压作用下转变成矿物燃料(煤、石油石油、天然气等天然气等)。在风化或在风化或燃烧过程中燃烧过程中，沉积物中的碳被氧化成二氧化碳沉积物中的碳被氧化成二氧化碳。人类大量消耗矿物燃料对自然界的碳素循环产生巨大干扰人类大量消耗矿物燃料对自然界的碳素循环产生巨大干扰。从1958年到年到2000年，由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动，二氧化碳排放量年均递增二氧化碳排放量年均递增4.1％。二氧化碳人为排放破坏了二氧化碳人为排放破坏了自然界的碳素平衡自然界的碳素平衡，致使大气中二氧化碳浓度升高致使大气中二氧化碳浓度升高，诱发诱发“温室效应温室效应”，造成气候异常造成气候异常。5（二）微生物在碳素循环中的微生物在碳素循环中的作用作用*重要生产者重要生产者。光合作用是生态系统能量与有机物质的重光合作用是生态系统能量与有机物质的重要来源要来源。就总体而论就总体而论，陆地生态系统与水体生态系统的光陆地生态系统与水体生态系统的光合产物数量合产物数量(初级生产量初级生产量)基本持平基本持平。陆地上以植物为主；水陆地上以植物为主；水体(近海例外近海例外)中以微生物占优中以微生物占优。由于海洋覆盖了地球的大部由于海洋覆盖了地球的大部分表面分表面，微生物贡献着近一半的全球初级生产量微生物贡献着近一半的全球初级生产量。