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1. 地球上的碳分布情况 碳 ( C arbon ) 是构成生物的基本元素， 是一切有机物的核心 。 碳以有机物或无机物的形态， 存在于大气、海洋、地壳、动植物之中，反复进行无机化与有机化，变化成各种物质，不断循环。 碳可能以二氧化碳 ( CO 2 ) , 一氧化碳 ( CO ) ， 甲烷 （ CH 4）， 碳酸根 （ CO₃²﹣）， 碳酸氢根（ HCO 3 -）， 有机体， 化石燃料， 堆积物， 岩石等形态存在于自然界中。 据说以石灰质岩石的形态存在于地壳的碳量，是全地球最高的，共有 75,000,000 Pg (P = Peta = 1x 10 15; 1 Pg = 10亿吨）. 含碳量次高的是水系统（海洋、湖泊）， 共有 36,000 Pg; 而大气中的含碳量只有 750 Pg. 土壤中所含的碳， 有 2,400 Pg， 覆盖于地表上的植物所含的碳量是 550Pg。不过这样的量， 不过是古代动植物遗体所形成的化石燃料的十分之一。 地球的碳循环 1 Pg = 10亿吨 2. 植物所吸收与排放的碳量 植物在一年间会从大气中吸收 110 Pg 的碳， 但是因为呼吸而排放出的量为 50 Pg。因此固定量为 60 Pg。 然而落叶或残根等植物遗体回到土壤圈的量，也是 60 Pg。因此， 从整个地球的观点看， 通过植物生成与排放的碳量是处于平衡状态的。像植物这种碳收支平衡的状态，被称为 “ 碳中和 ( carbon neutral) '. 但实际上，碳的处理或移动，仍然需要消耗能量， 因此也不能算是完全达到平衡。 3. 碳与全球变暖、酸雨 全球变暖的原因之一，就是原本稳定存在于地底的化石燃料， 被当作能源燃烧后， 使得大气中的二氧化碳浓度上升。化石燃料所排放的二氧化碳量为每年 5.5 Pg，占所有植物固定量的十分之一。 大气中的二氧化碳会随着雨水回到地面。 大气中的二氧化碳溶解在雨水中时，因为碳酸根处于溶解平衡状态， pH值约为5.6。一旦雨水的pH值低于此数值， 其它的酸性物质便可能溶解在雨水中，而这种pH值低于5.6的雨，就是所谓的酸雨。 4. 以土壤为中心的碳循环 让我们来看看以土壤圈为中心的碳移动。 植物会通过光合作用，固定空气中的二氧化碳。据研究， 平均一公顷的稻田，每年可以通过光合作用固定12吨的碳。 大气中的二氧化碳被植物的光合作用固定后，可能直接在土壤中被分解， 或是被动物食用， 成为能源， 接着再次变成二氧化碳， 被排放至大气中。 土壤中有种类极为繁多的小动物与微生物可以分解二氧化碳， 而一部分的二氧化碳则会变成碳酸根。另外，没有被分解的二氧化碳， 也会成为土壤的腐殖质，蓄积在土壤之中。 以土壤为中心的碳循环 5. 旱田蓄积二氧化碳， 水田蓄积甲烷 在旱田里，有机物会被分解为二氧化碳。但是在水田这种水分含量高，容易呈现厌氧状态的土壤里， 在分解有机物的过程中所产生的有机酸，可能不会变成二氧化碳，而成为甲烷。 换言之，土壤中有机态碳的最终形态，可能是二氧化碳或者甲烷。 大部分的二氧化碳都被排放至空气中， 但有一部分则会形成碳酸根，蓄积在土壤里。碳存在于土壤中时，比以植物形态存在时还要不容易变化。根据计算，碳在植物体内的平均滞留时间约为10年， 在土壤中则约为50年。 来源：宸田农业科技 |
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