01

地球上的碳分布情況

碳(C)是構(gòu)成生物的基本元素，是一切有機(jī)物的核心。碳以有機(jī)體或無機(jī)體的型態(tài)，存在于大氣、海洋、地殼、動(dòng)植物之中，反復(fù)進(jìn)行無機(jī)化與有機(jī)化，變化成各種物質(zhì)，不斷循環(huán)。

碳可能以二氧化碳、碳酸根、一氧化碳?xì)潲}、有機(jī)體、化石燃料、堆積物、巖石等型態(tài)存在于自然界中。據(jù)說以石灰質(zhì)巖石的形態(tài)存在于地殼的碳量，是全地球最高的，共有75000000Pg。含碳量次高的則是水系統(tǒng)(海洋、湖泊)，共有36000Pg;而大氣中的含碳量只有750Pg。

土壤中所含的碳，有2400Pg，覆蓋于地表上的植物所含的碳量是550Pg;不過這樣的量，不過是古代動(dòng)植物遺體所形成之化石燃料的十分之一。

02

植物所吸收與排放的碳量

植物在一年間會從大氣中吸收110Pg的碳，但是因?yàn)楹粑欧懦龅牧繛?0Pg，因此固定量為60Pg，因此以整個(gè)地球的觀點(diǎn)來看，透過植物生成與排放的碳量是處于平衡的狀態(tài)，被稱為「碳中和」(carbonneutrality)但實(shí)際上仍需要處理或移動(dòng)的能量，因此也不能算是完全達(dá)到平衡。

03

炭與全球暖化、酸雨

影響全球暖化的原因之一，就是原本穩(wěn)定存在于地底的化石燃料被當(dāng)作能源燃燒后，使得大氣中的二氧化碳濃度上升?；剂纤欧懦龅亩趸剂繛?.5Pg/年，占所有植物固定量的十分之一。

大氣中的二氧化碳會隨著雨水回到地面。大氣中的二氧化碳溶解在雨水中時(shí)，因?yàn)樘妓岣幱谌芙馄胶鉅顟B(tài)，PH值約為5.6。一旦雨水的PH值低于此數(shù)值，其他的酸性物質(zhì)便可能溶解在雨水中，而這種PH值低于5.6以下的雨，就是所謂的酸雨。

04

以土壤為中心的碳循環(huán)

讓我們來看看以土壤為中心的碳移動(dòng)。植物會透過光合作用，固定空氣中的二氧化碳。根據(jù)國外農(nóng)業(yè)環(huán)境技術(shù)研究所的研究報(bào)告，平均1ha的稻作，每年可以透過光合作用固定12Mg的碳。

大氣中的二氧化碳被植物的光合作用固定后，可能會直接在土壤中被分解，或時(shí)被動(dòng)物食用，成為能源，接著再次變成二氧化碳，被排放至大氣中。土壤中有種類極為繁多的小動(dòng)物與微生物可以分解二氧化碳，而一部分的二氧化碳則會變成碳酸根。另外，沒有被分解的二氧化碳，也會成為土壤腐植質(zhì)，蓄積在土壤之中。

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旱田蓄積二氧化碳，水田蓄積甲烷

在旱田里，有機(jī)物會被分解為二氧化碳，但是在水田這種水分含量高、容易呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)的土壤里，在分解有機(jī)物的過程中所產(chǎn)生的有機(jī)酸，可能不會變成二氧化碳，而成為甲烷。

換言之，土壤中有機(jī)態(tài)碳的最終型態(tài)，可能是二氧化碳或是甲烷。

大部分的二氧化碳都被排放至空氣中，但有一部份則會形成碳酸根，蓄積在土壤里。碳存在于土壤中時(shí)，比以植物形態(tài)存在時(shí)還要不容易變化。根據(jù)計(jì)算，碳在植物體內(nèi)的平均滯留時(shí)間約為10年，在土壤中則約為50年。