微专题——全球碳循环原理

1.概念：

碳循环是指碳元素在大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈之间迁移、转化所构成的循环。例如，大气中的C02通过光合作用被陆地和海洋吸收，然后通过呼吸作用重新返回大气。

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。

海洋固碳：海洋有多种固碳方式，包括海洋物理固碳、深海封储固碳、海洋生物固碳、海滨湿地固碳等。

生物固碳就是利用植物的光合作用，提高生态系统的碳吸收和储存能力，从而减少二氧化碳在大气中的浓度，减缓全球变暖趋势。生物固碳包括通过土地利用变化、造林、再造林以及加强农业土壤吸收等措施，增加植物和土壤的固碳能力。

2.人类活动改变全球碳循环方式：

①使用化石燃料，将漫长地质时期固定的碳以C02的形式释放到大气中；

②土地利用方式的变化如伐林、焚烧、农田开垦将陆地植被和士壤中的C02释放到大气中。

③以上排入大气中的C02部分通过碳循环被海洋和陆地吸收，其余部分长存于大气中，使大气中CO2浓度不断上升。

3.选题考练

 例1. 阅读图文资料，完成下列要求。(10分)

硅藻是一类利用可溶硅作为营养物质的海洋浮游生物（单细胞植物），能通过调控浮力从表层下沉摄入营养盐。大规模的风尘输入能促进硅藻的勃发，大型硅藻群死亡之后沉降在海底，形成的席状沉积物称为硅藻席。硅藻的勃发和硅藻席的沉积是重要的“碳汇”（指从大气中清除二氧化碳的过程、活动、机制），调控全球大气中的二氧化碳浓度。东菲律宾海帕里西维拉海盆保留大规模末次冰期时形成的硅藻席。下图示意东菲律宾海帕里西维  拉海盆的位置。

（1）说明硅藻勃发和硅藻席沉积成为重要“碳汇”的机制。（6分）

（2）分析末次冰期时帕里西维拉海盆大量风尘沉积物的来源及动力。（4分）

参考答案

（1）硅藻通过光合作用吸收大气中的二氧化碳(2分)；硅藻上浮、下沉促进水体扰动，加快营养物质迁移， 促进其他浮游植物生长(2分)；硅藻及其他浮游植物增多，鱼类等海洋动物增多、海洋生物的固碳能力提高(2分)；硅藻席沉积时，部分有机碳被埋藏在海底(2分)。(答对3点得6分)

（2）末次冰期亚欧大陆植被覆盖率低，地表物理风化、风蚀严重，且海平面下降，沿海沙滩裸露，沙尘充足(2分)；末次冰期冬季风强劲，搬运能力强(2分)。

例2.阅读图文资料，完成下列要求。(18分)

研究发现：在古近纪(距今6600~2300万年)，地球上气候曾经发生显著变化；距今约4850万年，一种名为满江红的植物曾铺满北极海面，距今约4800万年突然消失。满江红属于蕨类植物，现在广泛分布于亚洲热带、亚热带淡水表层，细小绵密、繁殖快、固碳能力强，气温低于5℃会死亡。图示意距今4850~4800万年北极海区地理位置。

(1)指出距今4850万年满江红繁盛期，北极地区的气候特征并说明理由。(4分)

(2)分析满江红能够在北极海区大量繁殖的原因。(8分)

(3)推测北极海区大量生长满江红对其他水生生物和大气可能产生的影响。(6分)

参考答案

(1)温暖湿润；喜温植物满江红能够在北极海域表层大量繁殖生存。

(2)气候温暖湿润，降水丰富；降水导致河流（地表径流）汇入量大，淡水稀释了北极海域表层盐分；当时海域较封闭，与其他区域水域水体交换不畅；底层海水密度大，使高盐度海水不易和表层淡水垂直交换。

(3)大量满江红铺在海面，消耗了水体中的氧气并阻挡了阳光，使其它的水生生物死亡；满江红固碳能力强，能大量吸收大气中的二氧化碳；大气中二氧化碳含量下降，对地球进入寒冷期有一定影响。