什么是碳循環(huán)?人類活動如何影響碳循環(huán)?1、什么是碳循環(huán)? 碳循環(huán)，是指碳元素在地球上的生物圈、巖石圈、水圈及大氣圈中交換并循環(huán)的過程，它使碳在整個生物圈及其所有有機體中得到循環(huán)和重復(fù)利用。自然界碳循環(huán)包括碳固定與碳釋放兩個階段，其基本過程如下：大氣中的CO2被陸地和海洋中的植物吸收,然后通過生物或地質(zhì)過程以及人類活動的作用，又以CO2的形式返回大氣中。

2、全球碳循環(huán)已經(jīng)失衡?

研究人員利用Fluxnet提供的全球生態(tài)系統(tǒng)對溫度的響應(yīng)數(shù)據(jù)，開發(fā)了一種稱為大分子速率理論(MMRT)的新方法。這種方法以熱力學(xué)原理為基礎(chǔ)，對全球每個主要生物群落生成溫度曲線，確定了各個種群的溫度臨界點。

數(shù)據(jù)顯示，目前全球已有近10%的陸地生物圈超越了其光合作用的最高臨界溫度，即植物吸收固定碳的最高臨界溫度。當(dāng)溫度超過該臨界點后，植物捕獲和儲存大氣碳的能力會迅速減慢，而碳釋放速度則會加快，導(dǎo)致全球碳循環(huán)失衡。而若以目前的碳排放速度，到本世紀中葉(2050年前后)，地球?qū)⒂谐^一半的陸地生物圈可能會突破其最適溫度臨界點，碳含量最高的生物群落如亞馬遜熱帶雨林和俄羅斯泰加森林將更早變?yōu)樘荚矗铀偃蜃兣倪M程。

       3、人類活動是如何影響碳循環(huán)的?

人類活動對碳循環(huán)的影響最大。工業(yè)革命以來, 通過化石燃料燃燒和土地利用等途徑, 人類已經(jīng)向大氣中排放了大量的碳，使碳釋放量大于碳固定量，這樣就破壞了自然界原有的碳平衡,導(dǎo)致全球碳循環(huán)失衡，造成大氣 CO2 濃度顯著升高。由此引發(fā)全球氣候變暖等問題, 直接影響到目前及未來人類自身的生存和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

影響體現(xiàn)在4方面：

1、人為增加碳源，化石燃料的燃燒和工業(yè)排放是人為增加的最大碳源。

2、人為減少碳匯，土地利用方式的改變了自然碳源和碳匯。

3、氣候變暖的反饋作用，全球變暖導(dǎo)致海平面上升，大氣濕度增加，植被帶發(fā)生遷移。

4、森林生態(tài)系統(tǒng)的變化，延遲了其對氣候的影響。

       4、碳循環(huán)與氣候變化的相互影響

全球碳循環(huán)失衡是導(dǎo)致氣候變化的根本原因, 其長期演變決定了氣候變化的速度和程度。反過來，氣候變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)也有著巨大的影響，具體表現(xiàn)在氣溫和降水兩個方面：一方面，全球氣溫升高，通過影響植物的蒸騰作用和呼吸作用，促進植物對CO2的固定能力，使碳循環(huán)速度加快;另一方面，降雨過多或過少都會影響植物生產(chǎn)力，甚至造成樹木死亡，進而影響碳循環(huán)。

研究各國碳循環(huán)對氣候變化的影響，對于探索歷史責(zé)任歸因、制定“共同但有區(qū)別”的減緩政策和施行相應(yīng)的減排技術(shù)具有重要意義。準確量化氣候變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收的影響，既是維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)碳收支平衡的關(guān)鍵，也是應(yīng)對氣候變化的科學(xué)依據(jù)。

5、森林和海洋在碳循環(huán)中的作用

森林的光合和呼吸作用與大氣之間的年碳交換量占到陸地生態(tài)系統(tǒng)總量的70%，主導(dǎo)著全球陸地碳循環(huán)的動態(tài)。陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳是減緩大氣CO2 濃度升高最經(jīng)濟可行的途徑，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)在過去幾十年中一直扮演著重要的碳匯角色，2001~2010 年間，陸地生態(tài)系統(tǒng)年均固碳2.01×1011千克，相當(dāng)于抵消了同期中國化石燃料碳排放量的14.1%。其中，中國森林生態(tài)系統(tǒng)是固碳的主體，貢獻了約80% 的固碳量，農(nóng)田和灌叢生態(tài)系統(tǒng)分別貢獻了12% 和8%，草地生態(tài)系統(tǒng)的碳收支基本處于平衡。科學(xué)研究表明，人類的有效干預(yù)能提高陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力。例如，我國的重大生態(tài)工程(天然林保護工程、退耕還林工程、退耕還草工程、長江和珠江防護林工程等)和秸稈還田的農(nóng)田管理措施，分別貢獻了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳總量的36.8%(7.4×1010千克)和9.9%(2.0×1010 千克)。

海洋覆蓋了地球表面的70.8%，是地球上最重要的“碳匯”聚集地。海洋通過波浪涌動溶解大氣中CO2，生物量巨大的海藻，其光合功能亦能吸收大量CO2，海洋中的可溶性鈣鹽與碳酸結(jié)合，可以在海底形成大面積的碳沉積。

據(jù)測算，地球上每年化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2，約13% 為陸地植被吸收，35% 為海洋所吸收，其余部分暫存于大氣中，海洋的固碳能力約為4×1015 千克，年新增儲存能力(5~6)×1015 千克。所以，森林與海洋是大氣CO2 的兩個重要調(diào)節(jié)器。