海洋碳庫(kù)是地球系統(tǒng)中重要的碳儲(chǔ)存場(chǎng)所,在調(diào)節(jié)全球氣候和碳循環(huán)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

一、海洋碳庫(kù)的定義與組成

1.定義:海洋中儲(chǔ)存的碳總和,包括溶解態(tài)、顆粒態(tài)及生物體內(nèi)的碳。

2.組成
(1)溶解無(wú)機(jī)碳(DIC):占90%以上,以CO?、HCO??(碳酸氫根)、CO?2?(碳酸根)形式存在。
(2)溶解有機(jī)碳(DOC):來(lái)自生物代謝產(chǎn)物。
(3)顆粒有機(jī)碳(POC):生物殘骸、糞便等沉降顆粒。
(4)生物體碳:海洋生物體內(nèi)的有機(jī)碳。
二、海洋碳庫(kù)的作用機(jī)制

1.物理溶解:海洋表層吸收大氣CO?,通過(guò)擴(kuò)散作用溶解(亨利定律)。

2.生物泵(Biological Pump)
(1)浮游植物光合作用固定CO?,形成有機(jī)物。
(2)有機(jī)物通過(guò)食物鏈傳遞,部分沉降到深海(如“海洋雪”),長(zhǎng)期封存。
3.碳酸鹽泵(Carbonate Pump)
(1)鈣化生物(如珊瑚、有孔蟲(chóng))利用CO?2?形成碳酸鈣(CaCO?)外殼。
(2)碳酸鹽沉積于海底,部分重新釋放CO?。
三、海洋碳庫(kù)的全球意義

1.調(diào)節(jié)氣候:吸收約30%人類(lèi)排放的CO?,減緩溫室效應(yīng)。
2.碳儲(chǔ)存規(guī)模:儲(chǔ)量約38,000億噸,是大氣碳庫(kù)的50倍、陸地生態(tài)系統(tǒng)的20倍。
3.長(zhǎng)期封存:深層海洋碳可儲(chǔ)存數(shù)百年至千年,減緩氣候變化。
四、人類(lèi)活動(dòng)的影響與問(wèn)題

1.海洋酸化
(1)過(guò)量CO?溶解導(dǎo)致海水pH值下降(工業(yè)革命以來(lái)降低0.1,預(yù)計(jì)2100年再降0.3-0.4)。
(2)影響鈣化生物(珊瑚白化、貝類(lèi)外殼溶解),破壞海洋食物鏈。
2.碳匯能力減弱:海水升溫降低CO?溶解度,可能削弱海洋吸收能力。
五、高考常見(jiàn)考點(diǎn)

1.比較題:對(duì)比海洋、陸地、大氣碳庫(kù)的儲(chǔ)碳量與周轉(zhuǎn)速度。
2.過(guò)程分析:生物泵與碳酸鹽泵的作用機(jī)制及差異。
3.影響評(píng)價(jià):海洋酸化的成因、生態(tài)后果及應(yīng)對(duì)措施。
4.數(shù)據(jù)應(yīng)用:結(jié)合IPCC報(bào)告或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù),分析海洋碳匯變化趨勢(shì)。
六、實(shí)例與數(shù)據(jù)支撐

1.數(shù)據(jù):海洋每年吸收約25億噸人為CO?,表層水pH已從8.2降至8.1。
2.案例:大堡礁因酸化和升溫大規(guī)模白化,生物多樣性銳減。
七、保護(hù)措施

1.減少化石燃料使用,控制CO?排放。
2.保護(hù)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)(紅樹(shù)林、海草床、鹽沼),增強(qiáng)自然碳匯。
3.國(guó)際協(xié)作(如《巴黎協(xié)定》),推動(dòng)碳中和目標(biāo)。

通過(guò)以上知識(shí)框架,考生可系統(tǒng)掌握海洋碳庫(kù)的核心概念、機(jī)制及其與全球變化的關(guān)聯(lián),應(yīng)對(duì)高考中的綜合分析題與實(shí)際問(wèn)題。
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