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[关于碳,氮,磷和硫的全球环流]

质量响应
绿色植物通过光合作用固定碳水化合物吸收的太阳能,沿着食物链运输,氧化并释放到各种生物体,促进社区生活活动。
自然界中存在许多碳酸盐沉积物,但碳很难进入生物循环。
植物吸收的碳是从完全气态的CO2中获得的。
通过呼吸,身体浪费地将二氧化碳从身体释放到空气中。
地球的种植也释放出土壤中含有的一些二氧化碳,腐殖质的氧化会产生更多的二氧化碳。
如果燃烧煤和石油等燃料,也会产生二氧化碳。特别是在工业化之后,以这种方式产生的CO 2的量将逐渐增加,甚至超过来自其他来源的CO 2的量。
另一方面,由于工厂下降,大气中的二氧化碳减少,浓度趋于增加,另一方面,燃料使用量增加则补充浓度。
然而,海水可以溶解大量的二氧化碳并以碳酸盐的形式储存,这有助于调节大气中二氧化碳的浓度。
大气中富含氮(79%),但植物不能直接使用。在植物吸收它们并合成蛋白质之前,只有固氮生物(主要是固氮细菌和蓝细菌)将它们转化为氨(NH 3)。
在生物体中,氮存在于氨基上并且以-3价存在。
在土壤富氧层中,氮主要以硝酸盐(五价)或亚硝酸盐(三价)的形式存在。
土壤中有两种硝化细菌。一类将氨氧化成亚硝酸盐,另一类将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。两种类型都依赖于氧化释放的能量来生存。
除了与可以直接从空气中转化氮的固氮细菌(主要是豆科植物)共存的植物外,植物通常从土壤中吸收硝酸盐。
植物迅速吸收硝酸盐,相应的叶和根还原酶可将硝酸盐转化为NH 3,这需要能量。
土壤中有一类细菌是反硝化细菌。如果土壤缺氧并且有足够的碳水化合物,它们可以将硝酸盐还原成氮气(N 2)或一氧化二氮(N 2 O)。
磷主要以磷酸盐形式储存在沉积物中,并以磷酸盐溶液的形式被植物吸收。
然而,土壤中的磷酸盐在碱性环境中容易结合钙,并且在酸性环境中它容易结合铁和铝,形成难以溶解的磷酸盐。使用植物的生物地球化学循环。
此外,磷酸盐很容易通过流出物和海底沉积物运输。
磷离开生物圈,除非有地质变化或生物控制,否则不容易返回。
因此,磷的全球循环并不完美。
磷不同于氮和硫。它在生物和环境中以磷酸盐的形式存在。因此,不同价态的转化是相对简单的生物地球化学循环,没有微生物的参与。
硫以硫酸盐溶液的形式储存,硫酸盐溶液主要被植物以硫酸盐的形式吸收。
然而,沉积的硫可以在土壤微生物的帮助下转化为气态硫化氢(H 2 S),然后在土壤或海洋中氧化成硫酸(H 2 SO 4)。
与氮一样,硫在体内以化合价-2的形式存在,但它在大气中主要以硫酸盐(化合价+6)的形式存在。
因此,相应的还原酶系统也存在于植物中。
有两种微生物系统,即氧化和还原,促进土壤富氧层和贫氧层中硫酸和水的相互转化。