▲碳循环的过程

碳是一切生物体中最基本的成分，有机体干重的45%以上是碳。

地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料，含碳量约占地球上碳总量的99.9%，这两个库中的碳活动缓慢，实际上起着贮存库的作用。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳形式存在的碳，二氧化碳或存在于大气中或溶解于水中，所有生命的碳源均是二氧化碳。碳的主要循环形式是从大气的二氧化碳开始的。

▲化石燃料煤

▲绿色植物的光合作用

▲岩石的风化

绿色植物通过光合作用，将大气中的二氧化碳固定在有机物中，包括合成多糖、脂肪和蛋白质，贮存在植物体内。食草动物吃了绿色植物后经消化合成，通过一个一个营养级，再消化再合成。在这些过程中，部分碳又通过呼吸作用回到大气中，另一部分成为动物体的组成部分。动物排泄物、动植物残体中的碳则由微生物分解为二氧化碳，再回到大气中。(www.daowen.com)

除了大气，碳的另一个储存库是海洋，它的含碳量是大气的50倍，更重要的是海洋对于调节大气中的含碳量起着重要作用。在水体中，同样由水生植物将水中的二氧化碳固定转化为糖类，经食物链消化合成，再消化再合成，各种水生动植物的呼吸作用又把二氧化碳释放到大气中。动、植物残体埋入水底，其中的碳都暂时离开循环，但是经过地质年代，它们又能以石灰岩的形式露于地表。

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。

自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率，与通过呼吸和分解作用把碳释放到大气中的速率大体相同。由于光合作用和呼吸作用受到很多因素的影响，所以大气中二氧化碳的含量有着明显的日变化和季节变化。例如，夜间由于生物的呼吸作用，可使地面附近二氧化碳的含量上升，而白天由于植物在光合作用中吸收了大量的二氧化碳，可使大气中二氧化碳含量降到平均水平以下。夏季植物的光合作用强烈，因此大

气中二氧化碳含量较低，冬季正好相反。

小知识

碳循环研究的重要意义在于：（1）碳是构成生物有机体的最重要的元素，因此，生态系统碳循环研究成了系统能量流动的核心问题；（2）人类通过化石燃料的大规模使用等活动，造成对碳循环的重大影响，可能是当代气候变化的重要原因。