碳循环的基本特点及其规律

选修课全球变化的课题

1、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。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。
2、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。
植物和动物的呼吸将摄入的一部分碳转化为二氧化碳并释放到大气中，而另一部分构成或储存在生物体中，动植物死亡后，残渣中的碳通过微生物的分解变成二氧化碳，最终排放到大气中。  二氧化碳在大气中的循环大约需要20年   






扩展资料：
碳在岩石圈中主要以碳酸盐的形式存在,总量为2.7×1016 t；在大气圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，总量有2×1012 t；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。这些物质的存在形式受到各种因素的调节。
在大气中,二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳参与物质循环的主要形式。在生物库中,森林是碳的主要吸收者，它固定的碳相当于其他植被类型的2倍。森林又是生物库中碳的主要贮存者,贮存量大约为4.82×1011 t,相当于大气含碳量的2/3。
植物、可光合作用的微生物通过光合作用从大气中吸收碳的速率，与通过生物的呼吸作用将碳释放到大气中的速率大体相等,因此，大气中二氧化碳的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。
考虑到大自然火灾，植物等造成的碳固化要多于动物等造成的碳气化。石油煤炭是碳固化过剩的一种副产品。
参考资料来源：百度百科-碳循环

燃料本身就是有机碳氢化合物，所以如果不能与空气中的氧气发生燃烧化学反应变成对人体和环境基本无害的水和二氧化碳（但二氧化碳正在被认为是对全球大气环境有危害的温室气体），就有可能成为有害物质而排放出，例如当燃料和空气的比例过小（混合气过稀）而导致发动机失火时就是如此，这是碳氢化合物（HC）排放的主要机理之一；燃料如果太多会导致混合气过浓而不能完全燃烧，其中含碳较多的成分要么变成含碳较少的碳氢化合物或醛类物质（气体），要么变成含碳较多结构更为复杂的颗粒物（PM），或者变成固体的碳烟颗粒物（也是PM），或者变成燃烧中间产物一氧化碳（CO），所以氧气不足造成的不完全燃烧产物是碳氢化合物（HC）排放的又一个机理，也是碳烟及颗粒物（PM）排放和一氧化碳（CO）排放的唯一机理。碳烟的生成需要氧气严重不足，所以主要在非均质燃烧的柴油机中生成，汽油机因为燃料与空气均质混合后才燃烧，并且混合气一般不会太浓，所以一般没有碳烟，颗粒物（PM）排放也很少（但如果有机油进入混合气中，如活塞环坏了导致串机油或燃烧混合油的二冲程汽油机，则也会产生碳烟和颗粒物；另外，如果汽油机供油系统故障导致供油失控，则也会产生碳烟）。氮氧化物（NOx）是由空气中的氧气和氮气反应生成的，包括NO、NO2等，其中又以NO为主，但是空气中的氧气和氮气在大气状态下并不会发生化学反应，只是因为燃烧形成的1200~2400℃的高温环境为氧气和氮气反应生成NO、NO2创造了条件，才造成了氮氧化物（NOx）排放，这就是氮氧化物（NOx）排放的形成机理。铅盐直接来自于燃料，只要燃料不含铅，发动机就不会有铅污染。 　　碳排放与温室效应。全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用化石燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于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，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。 　　碳排放的积极应对。与其他污染物不同，CO2的减排存在很大的技术难度。目前，主要有3种技术方向和选择。一是采取化石能源的替代技术，主要包括清洁能源替代技术、可再生能源技术、新能源技术(核能目前已经被排除在联合履约和CDM机制之外)；二是提高能效，进而通过减少能耗实现削减CO2排放；三是碳埋存、碳捕获及生物碳汇技术。此外，税收等财政金融政策可以起到加速技术改造进程，优化资源配置，降低全社会减排成本的作用。

自然界碳循环规律：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。 特点： 生物和大气之间的循环 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。 一方面沉积岩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；另一方面生物体死亡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。碳的生物循环虽然对地球的环境有着很大的影响，但是从以百万年计的地质时间上来看，缓慢变化的碳的地球化学大循环才是地球环境最主要的控制因素。 大气和海洋之间的交换 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。 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。

1、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。 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。 扩展资料： 碳是生命物质中的主要元素之一，是有机质的重要组成部分。概括起来，地球上主要有四大碳库，即大气碳库，海洋碳库、陆地十态系统碳库和岩石圈碳库。 碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环变化。大气中的碳主要以二氧化碳和甲烷等气体形式存在，在水中主要为碳酸根离子。 在岩石圈中是碳酸盐岩石和沉积物的主要成分，在陆地生态系统中则以各种有机物或无机物的形式存在于植被和土壤中。 参考资料来源：百度百科——碳循环

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。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。 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。 碳质岩石的形成和分解 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。海水中的碳酸盐和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。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。 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。