自然界中的氧循环

　　地球上所有的生物共有一个家，这就是生物圈。生物在生物圈中生存、繁衍，生物所需的物质(如水)和碳、氢、氧、氮等元素，在生态系统中不是单向传递，而是被反复利用的，我们称之为物质循环。下面我们着重认识一下碳循环和氧循环。

　　一、碳循环

　　我们知道，碳元素是生物体的主要组成元素之一。在自然界中，碳元素以单质或化合物的形式存在，如单质有金刚石和石墨，化合物有一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐和有机化合物。碳是地球上拥有化合物数量最多的元素，在生活中大都能经常接触到，其中我们最熟悉的是二氧化碳，它主要存在于空气中，含量约占空气体积的0.03%，如果没有补充，空气中的二氧化碳在25—30年的时间内就会全部被植物用尽。然而空气中的二氧化碳含量始终基本保持平衡，这就是碳循环的作用。

　　(一)生物圈中二氧化碳的产生

　　1、生物的呼吸作用→二氧化碳

　　包括动植物的呼吸和微生物对动植物遗体及粪便中有机物的分解，从而不断向空气中释放二氧化碳，据估计地球上的二氧化碳有90%是由微生物的生命活动产生的。

　　2、化石燃料及其制品的燃烧与火山爆发→二氧化碳

　　煤、石油、天然气等化石燃料，主要是动植物遗体长期压在地下，未被微生物全部分解，就可能通过一系列化学变化而形成。它们的燃烧和火山爆发都能使二氧化碳释放到大气层。

　　(二)生物圈中二氧化碳的消费利用

　　1、绿色植物的光合作用←二氧化碳

　　据估计，生物圈中的绿色植物每年的光合作用能将750亿吨的碳转化为糖类化合物。绿色植物是二氧化碳的重要消费者。

　　2、海洋中碳酸钙的沉积→新的岩石

　　海洋中的碳酸钙沉积在海底，形成新的岩石，从而使一部分碳元素较长时间贮藏在地层中。另外，少数二氧化碳还可溶解在水中。

　　综上所述，碳循环主要通过二氧化碳来进行。它主要可分为三种形式：

　　第一种形式是绿色植物经光合作用将大气中的二氧化碳和水转化成碳水化合物;在植物呼吸过程中，吸入氧气呼出二氧化碳，使二氧化碳返回大气中被植物再度利用。

　　第二种形式是植物被动物或人采食后，碳水化合物(如糖类)经食物链传递，被人或动物吸收，又成为人、动物和微生物的一部分，在体内氧化生成二氧化碳，并通过动物或人的呼吸释放回到大气中又可被植物利用。

　　第三种形式是微生物在生命活动中对动植物遗体及粪便中的有机物进行分解，不断向大气中释放二氧化碳。除此之外，煤、石油、天然气等燃烧时，生成二氧化碳，它返回大气中后重新进入生物圈的碳循环。

　　二、氧循环

　　氧元素也是生物体的主要组成元素，它在地壳和人体中的含量也最高。在生物圈，氧元素主要存在于水、二氧化碳和氧气等物质中。氧气对生物的生命活动是不可或缺的，生物圈中的氧气主要存在空气中，约占空气体积的21%。当空气中氧的含量下降到7%-8%时，人就会昏迷、窒息，甚至死亡，但空气中的氧的含量也始终保持平衡。

　　(一)生物圈中氧气的消耗

　　生物的呼吸作用与生物圈中的各种燃烧现象都要消耗氧气，如一个人每天平均吸入25千克的空气，要消耗其中1千克的氧气。

　　(二)生物圈中氧气的来源

　　绿色植物通过光合作用将水中的氧原子转化成氧气，释放到大气中。有人曾计算：1公顷树林的叶片总面积约为50000-70000平方米，每天能吸收150-500千克的二氧化碳，放出60-400千克的氧气。

　　研究发现，绿色植物在光合作用中制造的氧，超过了自身呼吸对氧的需要，其余的氧都以气体形式释放到大气中，可见绿色植物在维持碳--氧平衡方面的作用是多么重要。

　　在生物圈中，氧循环与碳循环有着密切的联系。空气中的氧可以渗透到生物圈的各个角落，动植物的呼吸作用、地壳表面物质腐败氧化等过程不断消耗大气中的氧。但与此同时，绿色植物的光合作用却大量吸收着大气中的二氧化碳，并将生成的氧气释放到大气中。如此生生不息，构成了生物圈的氧循环，并保持了大气中氧含量的恒定，维持了整个生物圈中的碳--氧平衡。