多種綠色植物來(lái)吸收二氧化碳

1、多種綠色植物來(lái)吸收二氧化碳之類的氣體，是否可以代替低 碳技術(shù)的開(kāi)發(fā)？提及大氣中的二氧化碳，就不得不從地球的碳循環(huán)說(shuō)起，大氣中的二 氧化碳是碳循環(huán)的一部分。自然界碳循環(huán)的基本過(guò)程如下：大氣中的二氧 化碳（CO2）被陸地和海洋中的植物吸收，然后通過(guò)生物或地質(zhì)過(guò)程以及人 類活動(dòng)，又以二氧化碳的形式返回大氣中。地球上最大的兩個(gè)碳庫(kù)是巖石圈和化石燃料，含碳量約占地球上碳總 量的99.9%。這兩個(gè)庫(kù)中的碳活動(dòng)緩慢，實(shí)際上起著貯存庫(kù)的作用。地球上 還有三個(gè)碳庫(kù)：大氣圈庫(kù)、水圈庫(kù)和生物庫(kù)。這三個(gè)庫(kù)中的碳在生物和無(wú) 機(jī)環(huán)境之間迅速交換，容量小而活躍，實(shí)際上起著交換庫(kù)的作用。碳在巖石圈中主要以碳酸鹽的形式存在，總

2、量為2.7X10 i6t ；在大氣圈 中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，總量有 2X1012 t ；在水圈中以多種 形式存在在生物庫(kù)中則存在著幾百種被生物合成的有機(jī)物。這些物質(zhì)的存 在形式受到各種因素的調(diào)節(jié)大氣中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成為碳酸，碳酸能把石灰?guī)r 變?yōu)榭扇軕B(tài)的重碳酸鹽，并被河流輸送到海洋中。海水中的碳酸鹽和重碳 酸鹽含量是飽和的，接納新輸入的碳酸鹽，便有等量的碳酸鹽沉積下來(lái)。 通過(guò)不同的成巖過(guò)程，又形成為石灰?guī)r、白云石和碳質(zhì)頁(yè)巖。在化學(xué)和物 理作用（風(fēng)化）下，這些巖石被破壞，所含的碳又以二氧化碳的形式釋放入大氣中。火山爆發(fā)也可使一部分有機(jī)碳和碳酸鹽中的碳再次加入碳的循 環(huán)。

3、海洋吸收二氧化碳大部分靠物理溶解。其次是化學(xué)反應(yīng)，二氧化碳與 水和礦物質(zhì)生成碳酸鹽。另外，藻類等生物有機(jī)體也可以依靠光合作用消 耗大量二氧化碳。這些生物死后，轉(zhuǎn)化的碳物質(zhì)會(huì)隨之沉積到海底。不過(guò)， 不同地區(qū)的海洋吸收二氧化碳的能力是不一樣的。大約40%的二氧化碳被極 地海洋吸收，原因是二氧化碳在冷水中的溶解度高于溫水。被海水吸收的 二氧化碳再通過(guò)洋流重新分布到世界各地，因此不同海域的二氧化碳濃度 也各不相同。從1950年開(kāi)始，海洋吸收二氧化碳的量逐漸增加，這可能是因?yàn)槎?化碳在空氣中的含量日益增加的緣故。不過(guò)，2000年以后，盡管海洋吸收的二氧化碳從絕對(duì)值來(lái)看并沒(méi)有減少，但與陸地植被相比，吸收

4、比例卻有 所下降。究其原因有兩個(gè)：一是溫度升高降低了海水的二氧化碳溶解度； 二是人們給海洋的二氧化碳越多，海水的酸性就越強(qiáng)，它吸收二氧化碳的 能力相應(yīng)就減弱了。紐約哥倫比亞大學(xué)薩瑪卡提瓦拉博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，海 洋作為二氧化碳存儲(chǔ)器可能已經(jīng)超負(fù)荷了，海洋在氣候變化中起著重要的 作用，人類制造的二氧化碳有20%到30%被海洋吸收了。但是，通過(guò)這種方 式從大氣中減少溫室氣體的比例在下降?？ㄌ嵬呃┦繌?qiáng)調(diào)，將來(lái)我們不 能再像以前那樣依賴海洋和陸地的存儲(chǔ)功能了，而是必須遏制對(duì)化石燃料 的過(guò)度需求。在大氣中，二氧化碳是含碳的主要?dú)怏w，也是碳參與物質(zhì)循環(huán)的主要形 式。在生物庫(kù)中，森林是碳的主要吸收

5、者，它固定的碳相當(dāng)于其他植被類型 的2倍。森林又是生物庫(kù)中碳的主要貯存者，貯存量大約為4.82X10 11 t, 相當(dāng)于目前大氣含碳量的2/3。綠色植物從空氣中獲得二氧化碳，經(jīng)過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，再綜 合成為植物體的碳化合物，經(jīng)過(guò)食物鏈的傳遞，成為動(dòng)物體的碳化合物。 植物和動(dòng)物的呼吸作用把攝入體內(nèi)的一部分碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳釋放入大 氣，另一部分則構(gòu)成生物的機(jī)體或在機(jī)體內(nèi)貯存。動(dòng)、植物死后，殘?bào)w中 的碳，通過(guò)微生物的分解作用也成為二氧化碳而最終排入大氣。大氣中的二 氧化碳這樣循環(huán)一次約需20年。植物通過(guò)光合作用從大氣中吸收碳的速率， 與通過(guò)動(dòng)植物的呼吸和微生物的分解作用將碳釋放到大氣中的速率大

6、體相 等,因此，大氣中二氧化碳的含量在受到人類活動(dòng)干擾以前是相當(dāng)穩(wěn)定的。一部分（約千分之一）動(dòng)、植物殘?bào)w在被分解之前即被沉積物所掩埋 而成為有機(jī)沉積物。這些沉積物經(jīng)過(guò)悠長(zhǎng)的年代，在熱能和壓力作用下轉(zhuǎn) 變成礦物燃料煤、石油和天然氣等。當(dāng)它們?cè)陲L(fēng)化過(guò)程中或作為燃料 燃燒時(shí)，其中的碳氧化成為二氧化碳排入大氣。如今，人類消耗大量礦物 燃料對(duì)碳循環(huán)產(chǎn)生了重大影響。來(lái)自美國(guó)蒙大拿大學(xué)的研究人員在去年8月份于科學(xué)雜志發(fā)表的一篇論文指出：通過(guò)分析NASA （美國(guó)國(guó)家航空 與宇宙航行局）的衛(wèi)星信息和氣象數(shù)據(jù)得出，2000年至2009年間，地球植 被吸收的二氧化碳總量下降了 5.5億噸，這大約是固碳量的1%。人類

7、燃燒礦物燃料以獲得能量時(shí)，產(chǎn)生大量的二氧化碳。從1949年到1969年，由于燃燒礦物燃料以及其他工業(yè)活動(dòng)，二氧化碳的生成量估計(jì)每 年增加4.8%。其結(jié)果是大氣中二氧化碳濃度升高。這樣就破壞了自然界原 有的平衡，可能導(dǎo)致氣候異常。礦物燃料燃燒生成并排入大氣的二氧化碳 有一小部分可被海水溶解，但海水中溶解態(tài)二氧化碳的增加又會(huì)引起海水 中酸堿平衡和碳酸鹽溶解平衡的變化。礦物燃料的不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生少量的一氧化碳。自然過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生一 氧化碳。一氧化碳在大氣中存留時(shí)間很短，主要是被土壤中的微生物所吸 收，也可通過(guò)一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳。綜上所述，人類的活動(dòng)造成了兩個(gè)后果，開(kāi)墾土地使得地球植被

8、減少： 礦物燃料的燃燒將貯存庫(kù)中的碳引入了交換庫(kù)中。這兩種活動(dòng)都使得地球 大氣圈內(nèi)的二氧化碳富集，使得碳循環(huán)在該環(huán)節(jié)的流動(dòng)阻塞。上述各項(xiàng)研 究都表明，只一味增加綠色植物的種植并不足以中和該富集現(xiàn)象，因?yàn)榧?使再大面積種植也不可能回到人類大面積活動(dòng)前的地球植被面積，必須發(fā) 展低碳科技降低二氧化碳排放甚至人工固碳才能接近最初的碳循環(huán)平衡。地球陸地面積是固定的約為 1.49億平方千米（約為地球表面積的 29%），土地資源有限，不可能無(wú)限制地種植綠色植物來(lái)吸收人類過(guò)剩排放 的二氧化碳。據(jù)統(tǒng)計(jì)，若想使大氣中二氧化碳濃度保持在目前水平，全球 二氧化碳排放量必須削減60%，這一差距并不是淡淡多種植綠色植物才

9、能彌 補(bǔ)的。人類科技想要繼續(xù)發(fā)展必須建立低碳低耗能的發(fā)展平臺(tái)，才能長(zhǎng)久 的生存和發(fā)展下去。二氧化碳的排放在很大程度上取決于礦物燃料的燃燒， 因此必須從源頭控制二氧化碳的產(chǎn)生。例如：20世紀(jì)90年代以來(lái)出現(xiàn)了兩 種新技術(shù)：燃料脫碳與燃料電池。燃料脫碳是以含碳量較低的燃料（如石油和天然氣）或無(wú)碳燃料（如氫氣）取代含碳量高的燃料（如煤）。燃料電池則直 接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，以避免大量污染。不僅如此，可燃礦物會(huì)消耗殆盡，地球花了4 6億年時(shí)間為我們積累的煤、 石油和天然氣，我們只用了幾百年就差不多開(kāi)采殆盡。據(jù)估計(jì)，世界化石能源可 維持的年數(shù)是：石油4 6年，天然氣6 5年，煤16 9年。美國(guó)能源部信息局樂(lè) 觀地預(yù)計(jì)，石油極限產(chǎn)量最早將出現(xiàn)在2 0 2 1年，最遲是2 112年，距今還