一、海洋碳储存形式怎样？碳循环过程怎样？碳循环动力是什么？
海洋碳循环，是碳元素在海洋—大气—海底之间，通过物理、化学、生物过程进行吸收、转化、输送和长期储存的全球生物地球化学循环，是地球最大的活跃碳库。1、核心碳库（储存形式）A溶解无机碳（DIC）：CO₂、HCO₃⁻、CO₃²⁻。B溶解有机碳（DOC）：生物分泌、分解的溶解性有机物。C 颗粒有机碳（POC）：浮游生物、碎屑、粪便。D 碳酸盐碳（CaCO₃）：珊瑚、贝壳、球石藻。E 沉积物碳：海底埋藏的有机和无机碳（地质封存）2、海洋碳循环三大“碳泵”A. 溶解度泵（物理泵）原理：CO₂在冷、高密度海水中溶解度更高。过程： 大气CO₂ → 表层海水溶解高纬冷水下沉 → 携带DIC进入深海环流:数百年后海水上涌、升温 → CO₂释放回大气。B. 生物泵（有机碳泵）过程:浮游植物光合作用：CO₂ + 水 → 有机碳（固碳）； 食物链传递：浮游植物 → 浮游动物 → 鱼类；死亡/排泄 → POC“海洋雪”下沉；深海分解（释放DIC）或埋藏成岩（长期封存）。C. 碳酸盐泵（钙化泵）过程：生物（珊瑚、贝类、球石藻）用CO₃²⁻造壳：Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃； 死亡堆积 → 沉积为石灰岩（地质尺度封存）。2、海洋碳循环主要驱动因素是什么？
①物理驱动
1. 海—气CO₂分压差（最根本）海水与大气CO₂浓度差决定交换方向。2. 海水温度低温→溶解度高→吸收CO₂；高温→释放CO₂。3. 大洋环流（温盐环流）高纬冷水下沉，将碳带入深海；上升流将深海碳带回表层。4. 风力与混合风浪增强海水垂直混合，影响碳在表层—深层分布。②生物驱动1. 浮游植物光合作用吸收CO₂，形成有机碳，启动生物泵。2. 生物食物链与沉降有机碳向深海输送，实现长期封存。3. 钙化作用（CaCO₃形成）珊瑚、有孔虫等造壳，参与碳酸盐泵。③化学驱动1. 海水碳酸盐缓冲体系（CO₂–HCO₃⁻–CO₃²⁻）决定CO₂溶解、储存与海水pH。2. 海水盐度、酸碱度影响CO₂溶解度与碳酸盐平衡。④地质驱动1. 岩石风化消耗CO₂，输入海洋。2. 海底沉积与埋藏有机碳、碳酸盐长期埋存，形成地质碳库。
二、陆地碳循环过程怎样？碳库是什么？陆地碳循环的驱动力？
A陆地碳循环过程:
1. 光合作用（碳进入生物群落）植物吸收大气CO₂ → 转化为有机碳（生物碳库）。2. 呼吸作用（碳返回大气）植物、动物、微生物呼吸 → 释放CO₂。3. 分解作用枯枝落叶、遗体被微生物分解 → CO₂回归大气。4. 燃烧与人类活动化石燃料燃烧、森林火灾、土地利用变化 → 大量排放CO₂。5. 碳储存（长期）有机碳埋藏在土壤、泥炭、煤层中 → 土壤碳库、地质碳库。
B陆地主要碳库:1. 植被碳库：森林、草原、农作物2. 土壤碳库：陆地最大碳库（远大于植被）3. 大气碳库：CO₂4. 化石燃料碳库：煤、石油、天然气（长期封存）C陆地碳循环主要驱动因素1. 太阳辐射（光照）：驱动光合作用（根本动力）2. 气温：影响光合、呼吸、分解速率。温度高 → 分解快 → CO₂释放多3. 水分（降水）：影响植物生长激素、微生物活性。4. 植被类型与覆盖度：决定固碳能力（森林最强）。5. 土壤性质：有机质、通气、pH影响分解。6. 人类活动：砍伐、开垦、燃烧、施肥、造林。7. 微生物活动：决定有机质分解快慢。陆地碳循环是大气—植被—土壤之间，以光合作用与呼吸分解为主，受水热条件、植被、人类活动共同驱动的碳交换过程。
碳循环训练四例
例1.喀斯特地区的碳循环是全球碳循环的重要组成部分。我国西南某喀斯特大型洞穴区，碳以水为介质在“土壤—岩石—洞穴中的大气”进行垂直交换传输。观测表明：渗透到该洞穴里的水，水中CO2浓度雨季小于旱季，同时该洞穴区内空气中的CO2浓度也随季节变化明显（图6），使得洞穴内“水—气”碳交换（CaCO3+CO2+H2O二 Ca(HCO3)2）出现明显的周期变化。图7示意该洞穴内常年性滴水的石钟乳。据此回答1～3题。
1.雨季渗透到洞穴里水中的CO2浓度小于旱季的主要原因是由于雨季时
A.微生物分解较快
B.根系大量吸收CO2
C.枯枝落叶量较少
D.水的下渗速度较快
2.旱季时，洞穴内常年性滴水石钟乳的碳交换总体表现为
A.大气和岩石中的碳向水中转移
B.大气和水中的碳向岩石中转移
C.水中的碳向岩石和大气中转移
D.岩石中的碳向大气和水中转移
3.一年中，洞穴内常年性滴水石钟乳的碳交换使得钟乳石在
①雨季总体受到溶蚀 ②雨季总体接受沉积 ③旱季总体接受沉积 ④旱季总体受到溶蚀
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
参考答案
1~3DCA
试题解析
1、微生物分解会产生大量的二氧化碳，分解快，二氧化碳浓度高，与题目不符合，A错。根系是没办法大量吸收二氧化碳，植物只要是通过叶片参与光合作用而吸收二氧化碳，B错。植物叶片通过光合作用，主要吸收大气中的二氧化碳，C错。雨季时，降水多，水的下渗速度快，下渗量大，经过石灰岩岩层时，会发生CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2反应，使得水中二氧化碳的浓度降低。D对。
2、石灰岩组成的山洞里面，含有二氧化碳的水，渗入到石灰岩缝隙中，会溶解其中的碳酸钙.这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时，由于温度的变化，使被溶解的碳酸钙又变成固体.形成了钟乳石。如材料中CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2是个可逆反应。从这个方程式可以看出，水中的二氧化碳与石灰岩溶解后变成可溶性的碳酸氢钙，可溶性的碳酸氢钙受温度变化影响后，马上变为碳酸钙沉淀物（形成石钟乳）、水和二氧化碳（挥发到大气中）。因此碳的交换主要是表现为水中碳向岩石和大气中转移。答案选C.
3、雨季时，降水多，地表水下渗强，碳酸钙遇到水和水中二氧化碳，溶蚀作用较强；旱季，则相反，答案选A。
例2、阅读图文材料，完成下列要求。
蓝碳指利用海洋生物活动吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程、活动和机制，红树林、海草床、盐沼是获得国际认可的三大蓝碳生态系统，有着极高的固碳能力和储碳潜力。近几十年来，这些“固碳能手”正在受到各种因素的威胁。下图示意三种滨海湿地类型在潮间带的分布区和潮位特征。
(1)指出图示盐沼植物的生长习性。
(2)简述海草床生态系统在海洋碳汇中的作用。
(3)与陆地生态系统相比，滨海湿地储碳能力更强，请说明理由。
(4)指出导致滨海湿地固碳能力下降的人类活动，并提出保护措施。
参考答案：
(1)耐盐碱；耐涝；耐高温。
(2)海草进行光合作用，从海上中吸收大气中的二氧化碳；为其它海洋生物提高生长环境，生长着大量的附着生物和藻类；海草提高降低水流速度，使颗粒碳沉降并埋藏于海底沉积物中。
(3)受潮汐周期性的淹没，滨海湿地的沉积物长期处于缺氧状态，根系和凋落物因缺氧分解速度慢，有利于有机碳储存，潮汐和地表径流从邻近生态系统带来大量沉积物和有机碎屑，增加了有机碳的储量。
(4)人类活动：围海造田，围塘养殖，毁林修建海岸工程，城市化等。保护措施：加强海岸带生态系统的监测，保护现存湿地；加强滨海湿地的科学研究，建立自然保护区；停止破坏性的滨海湿地开发活动，恢复和修建滨海湿地生态系统；加大科技投入，利用生物措施，建设保护滩岸等生态工程。
例3、阅读文字材料，完成下列要求。
随着全球气候变暖趋势的加剧，“海洋碳库”上了热搜。研究表明，海洋是世界上最大的碳库，但全球气候变化会影响其碳汇能力；全球变暖可导致大量冰川融化、季风增强。冰川的融化使海洋表层和深层之间盐度和密度差异扩大；增强的季风使浮游生物被翻搅到海洋深处。
(1)分析海洋成为世界上最大碳库的主要原因。
(2)描述全球气候变暖使海洋表层和深层之间盐度和密度差异扩大的主要过程。
(3)说明季风增强对海洋碳汇能力的主要影响。
参考答案：
(1)海洋是地球上最大的水体，溶解二氧化碳的能力强；海洋内生物量大，固碳能力高。
(2)（全球气候变暖使）陆地冰川大量融化、流入海洋的淡水增加；大量淡水降低表层海水的盐度和密度，使海洋表层与深层之间盐度和密度的差异扩大。
(3)大量的海洋动物生活在表层，其食物依赖浮游生物；季风增强导致海洋表层浮游生物进入海洋深处而死亡，光合作用减弱；海洋碳汇能力被干扰，固碳能力减弱。
例4.阅读图文材料，完成下列要求。
土壤有机质包括腐殖质、生物残体等，大多以有机碳的形式存在。土壤有机碳密度是指单位面积内一定深度的土壤有机碳储量。海南岛某自然保护区内保存着较完整的热带山地雨林；此地常受台风影响。下图示意该保护区内一块样地的地形及该样地内部分点位土壤表层(0～10 cm)的有机碳密度(单位：kg/m2)。
(1)指出该样地山脊与山谷土壤表层有机碳密度的差异，并分析其原因。
(2)该地森林固碳能力比长白山更强，请说明理由。
(3)森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径，提出增强当地森林碳吸收能力的主要措施。
参考答案：
(1)差异：山脊土壤表层有机碳密度较大，山谷土壤表层有机碳密度较小。原因：与山谷相比，山脊受台风影响更大，易使植被倾倒死亡、腐烂，树木更新快，可增加土壤中有机碳输入。
(2)与长白山相比，该地水热条件更好，植被更茂密，热带森林光合作用更强，吸收二氧化碳更多，把碳大量固定在植物体内。
(3)积极恢复森林，扩大森林面积；加强森林抚育和管理，注重林木的保护性间伐与更新，提升森林固碳能力等。
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