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生物泵和温盐环流对海洋化学成分的影响。图中显示了有机物、溶解氧、硝酸盐和无机碳含量的典型垂直剖面。碳循环-C: Q7 D2 a" b( Q
碳支出与碳收入 R7 \3 l, e$ A: y: Y0 Z
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海洋生物泵， The marine biological pump ，是指在海洋的生态环境中以生物或生物行为为动力，将碳元素从海洋表面向深层传递的过程 ! o2 `5 n) x9 b
海洋生物泵（来源：百度百库）生物泵（Biological pump）：Particulate （颗粒有机质）organic matter (POM) and inorganic particles of biogenic origin sinking from surface water to ocean interior
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/ i$ v1 O. e1 b& y3 {/ Q5 X: j Particulate Organic Carbon (POC颗粒有机碳)：
8 f1 K5 i& r6 b2 ?0 @% n7 l 颗粒有机物形成于海水表层透光带中（euphotic zone）
3 z/ M. j" [% U y- c7 A" d) ^ POC在沉降过程中不断的降解
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硫循环-S
$ T3 _3 K. F: ^! ]# W1 n 陆地和海洋中的硫通过生物分解、火山爆发等进入大气；大气中的硫通过降水和沉降、表面吸收等作用，回到陆地和海洋；地表径流又带着硫进入河流，输往海洋，并沉积于海底。在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中，硫被氧化成为二氧化硫（SO2）和还原成为硫化氢（H2S）进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。 $ L+ M& m0 A6 p0 y/ u" Z: n2 w
+ F$ a7 u5 g5 E' ^0 \ 自然界中硫的最大储存库在岩石圈，在沉积岩、变质岩和火成岩三类岩石中总含量达294800×1020克。硫在水圈中的储存量也较大，在海水中含13480×1020克，在极地冰帽、冰山和陆地冰川中含278×1020克，但在地下水、地面水、土壤圈、大气圈中含量均较小。通过有机物分解释放H2S气体或可溶硫酸盐、火山喷发（H2S、SO42-、SO2）等过程使硫变成可移动的简单化合物进入大气、水或土壤中。
8 o. G) g+ ~% b) l8 I9 |, L9 S 土壤中微生物可将含硫有机物质分解为硫化氢，硫黄细菌和硫化细菌可将硫化氢进一步转变为元素硫或硫酸盐，许多兼性或嫌气性微生物又可将硫酸盐转化为硫化氢。因此，在土壤和水体底质中，硫因氧化还原电位不同而呈现不同的化学价态。土壤和空气中硫酸盐、硫化氢和二氧化硫可被植物吸收，每年全球植物吸收硫总量约为15×1018克，然后沿着食物链在生态系统中转移。陆地上可溶价态的硫酸盐通过雨水淋洗，每年由河流携入海洋地硫总量达132×1032克。海水和海洋沉积物中积蓄着最大量对生物有效态硫，总量达16480×1020克。由于有机物燃烧、火山喷发和微生物氨化及反硫化作用等，也有少量硫以H2S、SO2和硫酸盐气溶胶状态存在于大气中。近来由于工业发展，化石燃料的燃烧增加，每年燃烧排入大气的SO2量高达147×106吨，影响了生物圈中硫的循环。 : _; f: T0 J: [& q0 N
磷循环-P$ }* O3 Q' J1 ?- |- r, J- x0 f
磷循环是指磷元素在生态系统和环境中运动、转化和往复的过程。磷灰石构成了磷的巨大储备库，含磷灰石岩石的风化，将大量磷酸盐转交给了陆地上的生态系统。并且与水循环同时发生的是，大量磷酸盐被淋洗并被带入海洋。在海洋中，它们使近海岸水中的磷含量增加，并供给浮游生物及其消费者的需要。
+ K( Q1 h1 ^' i& e7 i 表层海水磷含量自然界的磷循环的基本过程是：岩石和土壤中的磷酸盐由于风化和淋溶作用进入河流，然后输入海洋并沉积于海底，直到地质活动使它们暴露于水面，再次参加循环。这一循环需若干万年才能完成。 3 y3 H9 s4 [# \/ e4 y1 P7 |
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9 n2 r- I$ l z' Y' X 氮循环-N, J/ ]% x! q: h
氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。
- N) A+ S5 l% b 表层海水氮含量构成陆地生态系统氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 1 ]! G/ b# y( F$ A7 J
植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮，这一过程为生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮化合物被微生物分解后形成氨，这一过程是氨化作用。 [1] 在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程被称作反硝化作用。固氮作用（nitrogen fixation） 是分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。自然界氮（N2）的固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电、高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。由此可见，由于微生物的活动，土壤已成为氮循环中最活跃的区域。 ! O/ N/ G/ r/ p. G, j1 M
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关于氧化还原反应
. k7 H& z. s& E4 J; c 沉积物的氧化还原分带; ]. _8 @: f/ B7 O7 U& s& V
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