碳的循环 江铭辉 五梦网
光合作用
植物与动物不同,植物是不须摄取其他生物作为食物,它们利用光合作用制造本身所需的养料,可说是与世无争。
在光合作用时,植物制造葡萄糖。再加上由土壤中吸收的很多其他化学物质。共同作为构成植物体所有物质的原料。
光合作用需要能、二氧化碳气和水。能来自太阳光,吸收扬光的绿色物质称为叶绿素。叶绿素主要存在于树叶里面的微小叶绿体(chloroplasts)中。二氧化碳来自空气中。经由叶面微小的气孔(stomata)吸收,多数植物的气孔主要分布于树叶的下面,水分则由树根自土壤中吸收,水分经由微细的木质部导管,通过根和茎而至树叶中。叶中的木质部导管在中肋(mid-rib)和分枝如网的叶脉中。
在光合作用时。植物利用光能使二氧化碳和水化合产生葡萄糖,并且释出氧气至空气中,作为动物呼吸的气体。有关光合作用的运作如下:
叶绿素
6CO2 + 6H2O+ 太阳光 → C6H12O6 + 6O2
二氧化碳 水 能 葡萄糖 氧
活的生物经常需要摄入氧气、二氧化碳、水和矿物质。但是这些物质在自然界永远不会完全用尽,因为消耗的量,随时由光合作用、呼吸作用、排泄作用和腐解作用所产生的物质来补充。
换言之,大自然成平衡状态,丧失的量等于补充的量。自然界的物质可反复循环,永不匮乏。碳循环(carboncycIe)就是一例。但现在人类正从地下挖取煤炭和石油,拼命燃烧,这可能造成自然界的二氧化碳,造成自然界的二氧化碳失去平衡。
在白天,植物吸收二氧化碳作为光合作用的原料(如上述的光合作用),但是植物永不会把二氧化碳用尽,因为可经常由下列几式获得补充:
1. 呼吸作用:
生物(包括动物和植物)的呼吸作用,吸收氧气,放出二氧化碳,成为植物光合作用的养料,此时二氧化碳释出至空气中。植物被草食性动物吃掉后,草食性动物把另一部分养料用于呼吸作用,有更多的二氧化碳放出。草食性动物被肉食性动物吃掉后,也发生同样的作用,也有二氧化碳释出。
2. 腐解作用:
生物死亡后,其遗体被细菌和真菌类分解并吸收。这些微小生物分解吸收物质时,也会产生二氧化碳。
3. 燃烧(焚烧):
易燃物质燃烧或焚烧时,会放出二氧化碳。燃烧在碳循环过程中有以下的作用:
树木在光合作用中吸收碳元素。用以造成茎中的木质组织,如果树木被用作燃料,碳即在燃烧申返回大气中。埋在地下的数百万年以前的生物尸体。变为煤炭、石油和天然气等化石燃料。这些古代的生物,如为植物必然在光合作用中吸收碳元素,如为动物必然亦以植物或其他生物为食。现今把这些化石燃料燃烧时。把数百万年前的植物行光合作用所吸收的碳元素又释回到大气中。
图是有关碳的循环,从图可看到,所有的场合都是吸收氧气,制造二氧化碳,只有植物的光合作用,才吸收大气的二氧化碳,释出氧气,可见绿色植物的重要性。
图:碳的循环