植物光合作用，把空气中的二氧化碳、水等生产了糖、淀粉、纤维素、木质素。糖和淀粉在自然界极易分解，营养丰富，养活了无数的动物和微生物。而纤维素和木质素，尤其是木质素是极难分解的有机质，对动物来说，他们就是无用的“废物”。如果真的认为它们是废物，那就大错特错了，因为它们是天然的建筑材料，在古代除了石头，竹材和木材大概是原始人类仅能利用的劳动工具和建筑材料了。现代人类还知道，植物生产的大量木质素，截获了大量的太阳能，以有机碳的形式存在于大自然，是一座取之不尽的天然能源宝藏。
在18世纪，大量埋藏了几千万年甚至几亿年、压变了形的木质素——煤，终于被人们开采出来。它先是被大量用作燃料和冶炼钢铁的原料，由此在英国催生了第一次工业革命，把人类社会从农业时代带进了工业时代。到了19世纪，它又成为重要的化工原料，支撑起了煤化工这样一个庞大的体系。进入20世纪，随着人类对电力的需求不断增长，它还成为火力发电厂的重要燃料，把蕴含在其中的能量源源不断地转化为电能。即使我们人类继化石能源后又开发出了风能、水能、潮汐能、太阳能、核能等新型能源，但在未来很长一段时间内，我们仍然摆脱不了对煤的依赖。就这样人类对煤、石油、天然气等生物成因的“化石燃料”的利用，为碳元素在地球上的往复流动增加了一个额外的环节。
在人类开发化石能源之前，生物碳原来是这样循环流动的：每年，空气中都有很多二氧化碳被陆地上和海里的光合生物利用，固定在生物质中；同时各种生物通过呼吸作用和分解生物质，再释放出大量的二氧化碳。在这些生物过程发生的时候，无论是陆地上还是海洋中，又有小部分碳被土壤和深海沉积物攫取，最后紧锁在地层深处。与此同时，一部分几千万年前就已经锁在地层深处的碳，则因为受到地热的烘烤，重新通过火山活动逸出到大气中。地球生态圈之所以能够长期维持稳定的状态，在很大程度上就是因为这些碳循环步骤形成了精密的调节机制，对空气中的二氧化碳浓度实施了精准调控。
但是现在，人类大量燃烧化石燃料，把长期禁闭在地底的碳提前放了出来，结果导致空气中的二氧化碳含量在很短的时间内（相对于动辄上百万年的地质年代而言）就迅速增加，加上大量森林被砍伐，大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收固定，从而引发了棘手的气候变化问题。
原来人们在焚烧化石燃料的过程中产生的大量二氧化碳，是典型的温室气体（除了二氧化碳，温室气体还包括甲烷、氟利昂、臭氧、氧化亚氮等），这些温室气体对来自太阳辐射的短波光具有高度透过性，让太阳光直接到达地球，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球表面温度上升，形成温室效应。随着温室气体的剧增，加快全球气候变暖。而全球变暖的结果又会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，打破了原有的自然生态平衡，对人类的生存构成了威胁。
据分析，在过去二百年中，由于人类工业化发展，二氧化碳浓度增加25％，地球平均气温上升0.5℃。而近十年来二氧化碳浓度就增加了将近30%，估计到下个世纪中叶，地球表面平均温度将上升1.5－4.5℃，而在中高纬度地区温度上升更多。有人预测，由于“热惯性”的存在，即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体，到2100年全球平均气温也将至少升高0.5摄氏度，海平面将上升10厘米以上，其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多。
但也有专家说，温室效应也并非全是坏事。因为最寒冷的高纬度地区增温最大，因而农业区将向极地大幅度推进。二氧化碳增加也有利于植物光合作用而直接提高有机物产量。当然持这种观点的人只是极少数。人们最大的担忧还是冰山的融化、城市的淹没！
如今，为了减少对石化能源的依赖，减少碳排放，人类正大力开发各种新型能源，特别是发展光伏产业，把太阳能直接存在了电池里。加大对森林资源的保护，提高森林吸收二氧化碳的固碳能力。开发生物质能源也是当今热门研究领域。培育高含油量的油料作物，或直接把玉米淀粉转变成生物质柴油，虽然这条路比较便捷，但生产成本远远高于石化能源，而且与粮田争土地，与人类争口粮。很多实验室和公司还试图利用自然界中丰富的纤维素和木质素资源，包括农作物秸秆，用尽可能便宜的方式把它们转化为燃油。但到目前为止，大部分此类研究仍然处于实验阶段。
不过，碳循环失衡的问题也只是人类的烦恼。对地球来说，四十多亿年来，碳一直就在它的深处和表面之间进行反复流动，循环不息，无非是在不同时期有不同的循环方式，寻找新的平衡点罢了。对植物来说，不管环境如何变化，它们都会继续努力进行光合作用，捕捉二氧化碳，把空气中上千亿吨的碳利用起来，把其中的40％转化为糖和淀粉，40％转化为纤维素，把20％转化为木质素。
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