碳循環(huán)是地球上生命的重要組成部分，也是生物相互作用的方式。碳對(duì)所有生命都是必不可少的，從人類到植物，從我們的食物到我們呼吸的空氣，都可以在所有生物中找到碳。碳也是我們很多行業(yè)的主要元素。簡(jiǎn)單地說(shuō)，沒有碳，地球上的生命將無(wú)法生存。這就是為什么碳循環(huán)和保持碳循環(huán)平衡的認(rèn)識(shí)是至關(guān)重要的。
碳是宇宙中第四常見的元素。地球上大部分的碳都在地殼內(nèi)，或者巖石圈內(nèi)，但它也可以在地球的所有其他領(lǐng)域中找到，如 大氣、水圈(即海洋和水體)和生物圈，包括所有生物。
01 碳在自然界中的存在
碳循環(huán)是碳從一個(gè)儲(chǔ)層轉(zhuǎn)移到另一個(gè)儲(chǔ)層的過程。光合作用的過程利用二氧化碳幫助植物合成食物。這將二氧化碳從大氣中轉(zhuǎn)移到植物中。然后植物釋放氧氣。然后，植物通常會(huì)在其整個(gè)生命中儲(chǔ)存這些二氧化碳。當(dāng)植物死亡時(shí)，碳會(huì)轉(zhuǎn)移到土壤中。隨著植物繼續(xù)分解，碳分子被釋放回大氣中。
碳也存在于海洋和水源中，可以被海洋和水生動(dòng)物攝入。植物也可以被食用，這樣碳就被轉(zhuǎn)移到動(dòng)物體內(nèi)，或者這些動(dòng)物可以把它們的碳轉(zhuǎn)移到人類身上。同樣，當(dāng)野生動(dòng)物死亡時(shí)，碳又被釋放出來(lái)。然而，有時(shí)這些動(dòng)物會(huì)分解到土壤中成為沉積物，從而捕獲碳。隨著時(shí)間的推移，這些碳和有機(jī)物承受壓力，并將成為巖石和礦物
化石燃料的形成與此大致相同，有機(jī)物被困在土壤中，分解成碳基燃料。當(dāng)這些燃料燃燒時(shí)，大量的碳和碳?xì)怏w被釋放回大氣中。
碳匯是一種自然系統(tǒng)，是指吸收或儲(chǔ)存的碳比釋放的碳多的區(qū)域。它通常會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保留碳，這意味著它基本上會(huì)把碳困在里面。碳匯從大氣中吸收二氧化碳，有效地過濾掉大氣中多余的二氧化碳。這個(gè)過程被稱為碳封存。
為什么它們?nèi)绱酥匾? 二氧化碳(CO2)是通過自然過程釋放的，比如動(dòng)物呼吸和火山爆發(fā)，以及燃燒化石燃料和砍伐樹木等人類活動(dòng)。碳匯是大自然縮小碳釋放量和碳儲(chǔ)存量之間差距的一種方式。
二氧化碳也是導(dǎo)致氣候變化的主要溫室氣體。由于二氧化碳將地球包裹在溫室氣體分子中，并吸收了太陽(yáng)的熱量，導(dǎo)致全球氣溫上升。更高水平的
碳排放意味著更高的溫度。由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳越來(lái)越多，超過了自然碳儲(chǔ)存過程所能處理的量，因此保護(hù)大自然的碳匯至關(guān)重要
03 自然碳匯的類型
地球上最大的碳匯是森林和植物、土壤和海洋。總之，這些環(huán)境能源自然地從大氣中積累碳，并將其長(zhǎng)期儲(chǔ)存。
1）森林和植物
碳匯的主要例子或類型是森林。大面積的植被就像過濾器一樣，從空氣中吸收碳——在這種情況下是二氧化碳。森林或一般的植物被認(rèn)為是天然的碳匯，它們是地球上生命和元素自然平衡的一部分。樹木每年每公頃能吸收多達(dá)20噸二氧化碳。
當(dāng)森林里的植物和樹木生長(zhǎng)時(shí)，它們需要二氧化碳、水和陽(yáng)光來(lái)進(jìn)行光合作用。在這個(gè)過程中，植物和樹木葉片上的氣孔從大氣中吸收二氧化碳，并將其與水和陽(yáng)光一起轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)所需的糖。這些碳隨后成為植物的一部分，植物維持碳并釋放氧氣。這種吸收碳的過程使植物，更確切地說(shuō)，森林成為碳匯。大量的碳被吸收，但只有極少量的碳被釋放出來(lái)，因?yàn)橥ǔＬ紩?huì)一直保存到植物死亡。對(duì)大多數(shù)樹木來(lái)說(shuō)，這需要幾十年。
草原也能吸收大量的碳。在加利福尼亞這樣的地方，森林受到野火和干旱的威脅更大，它們可以被認(rèn)為是比樹木更可靠的碳匯。
2）海洋
就像森林一樣，海洋被稱為碳匯，因?yàn)樗鼈兾沾罅康亩趸肌Ｏ裨陉懙厣弦粯樱孱惡秃У戎参镂斩趸疾a(chǎn)生氧氣作為副產(chǎn)品。海洋本身也通過擴(kuò)散過程從大氣中吸收二氧化碳分子，這是水循環(huán)不可或缺的一部分。然后，二氧化碳在地球海洋的淺層，那里的波浪和湍流可以把它推到更深的水域。地球上的海洋吸收了化石燃料產(chǎn)生的約25%的碳。雖然海洋碳匯吸收碳的過程是自然的，但化石燃料和大氣中碳的增加意味著海洋中二氧化碳的增加。隨著時(shí)間的推移，由于海水中二氧化碳的增加，地球上的海洋變得越來(lái)越酸。
世界上的海洋在碳封存方面發(fā)揮著巨大的作用，既通過溶解和吸收地表水中的二氧化碳，也通過浮游植物、海藻和海草的光合作用。人們發(fā)現(xiàn)，一種叫做硅藻的微小植物每年僅靠漂浮在海洋上就能吸收100 - 200億噸二氧化碳
紅樹林等沿海植被也是全球碳封存的重要貢獻(xiàn)者(通常被稱為“藍(lán)碳”)，因?yàn)楹Ｑ笾参飾⒌氐耐寥赖奶嘉章拭黠@高于陸地生態(tài)系統(tǒng)。
3）土壤
碳也被覆蓋在地球上的土壤所吸收。這主要發(fā)生在植物死亡期間。分解的過程分解了植物，釋放出儲(chǔ)存的二氧化碳和碳分子回到土壤中。隨著時(shí)間的推移，在巨大的壓力下，土壤中的碳可以產(chǎn)生化石燃料，或某些類型的巖石和礦物質(zhì)。
土壤含有礦物質(zhì)顆粒，分解的植物物質(zhì)，空氣，水，甚至生物體。這意味著它們保留了大量的碳，這些碳是那些物質(zhì)(主要是植物)以前從大氣中吸收的。土壤可以儲(chǔ)存這些碳，否則這些碳會(huì)以二氧化碳的形式返回大氣很長(zhǎng)一段時(shí)間。
泥炭地是一種濕地， 在這里，浸水的環(huán)境減緩了植物的分解，從而產(chǎn)生了大量富含碳的土壤，或“泥炭”。植物從大氣中吸收的碳自然儲(chǔ)存在這些泥炭土壤中，有助于減緩全球變暖。盡管泥炭地只覆蓋了全球陸地表面的3%，但它們含有超過6000億噸的碳，占所有土壤碳的44%，使泥炭地成為世界上最大的陸地碳匯。
04 碳匯與氣候變化
碳匯對(duì)于管理大氣中的碳水平和確保全球變暖得到控制至關(guān)重要。唯一的
問題是，碳匯有一個(gè)最大限度。
當(dāng)氣候碳匯被破壞或破壞時(shí)(例如，亞馬遜雨林大火肆虐，或者海洋中過量的碳導(dǎo)致海水變酸)，這些生態(tài)系統(tǒng)可能會(huì)完全停止吸收碳，甚至將儲(chǔ)存的碳排放回大氣中。例如，海洋變暖會(huì)影響海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收二氧化碳的能力，因?yàn)闇嘏暮Ｋ匀粫?huì)吸收更少的二氧化碳，因?yàn)樗鼘?duì)海洋棲息地造成了壓力，而海洋棲息地本應(yīng)在較低的溫度下生存。
隨著地球上，特別是地球大氣中碳的增加，影響在世界各地都可以看到。海洋正變得越來(lái)越酸，這對(duì)許多海洋物種來(lái)說(shuō)是非常有害的，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法在這樣的水域中茁壯成長(zhǎng)。此外，大氣中碳的增加正在使許多地區(qū)的溫度升高，并破壞地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡。氣溫上升影響著世界各地的動(dòng)植物。
燃燒煤炭、石油和天然氣等化石燃料是迄今為止氣候變化的最大貢獻(xiàn)者。根據(jù)聯(lián)合國(guó)的數(shù)據(jù)，中國(guó)的二氧化碳排放量占全球的近90%，溫室氣體排放量占全球的75%以上。
減少化石燃料的使用是平衡碳循環(huán)的關(guān)鍵途徑之一?；剂闲枰獢?shù)千年的時(shí)間才能形成，但由于先進(jìn)的技術(shù)，這些燃料礦床的開采速度比形成速度要快得多。太陽(yáng)能、風(fēng)能或
電力等替代能源可以緩解化石燃料的壓力，并提供對(duì)環(huán)境更環(huán)保的替代能源。
同樣，改變工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程也可以減少二氧化碳排放。有機(jī)農(nóng)業(yè)還注重可持續(xù)性和減少排放。據(jù)稱，輪作和免耕農(nóng)業(yè)可以減少大約50%的碳排放。
05 保護(hù)我們的碳匯
在碳循環(huán)中保持碳平衡，更廣泛地說(shuō)，保持地球健康至關(guān)重要。出于這個(gè)原因，人們?cè)趧?chuàng)造和維持碳匯方面做了一些工作。關(guān)注可持續(xù)森林管理，保護(hù)公園和森林地區(qū)，有助于確保確實(shí)存在的碳匯繼續(xù)發(fā)揮過濾空氣中碳的作用。同樣，減少森林砍伐，專注于重新種植和維護(hù)現(xiàn)有的森林，有助于保持規(guī)模平衡。即使在重新造林之外，刺激植物生長(zhǎng)也很重要。在海洋中，向公海添加鐵鍵分子有助于促進(jìn)海洋植物的生長(zhǎng)，這些植物可以吸收多余的二氧化碳。
吸收二氧化碳的天然碳匯執(zhí)行生物碳封存，但氣候工程師也在開發(fā)從工業(yè)來(lái)源捕獲碳并將其注入地下存儲(chǔ)的新技術(shù)。然而，這些解決方案遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能提供足夠的碳儲(chǔ)存來(lái)降低當(dāng)前大氣中的二氧化碳濃度，也不能取代自然碳匯的力量。
不幸的是，人類活動(dòng)和隨后增加的二氧化碳排放正在破壞碳和地球大氣之間的微妙平衡。保護(hù)和恢復(fù)我們最不可或缺的碳匯和其他重要的自然資源，對(duì)于維持未來(lái)環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要。
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