海洋碳循环是海洋生态系统的主要的控制因素之一。它是整个海洋生态系统的脉络,海洋碳循环及其对全球变化的影响,影响着地表贡献碳的变化,不同海洋地区的生物的诱发的反馈机制,这是海洋演化和全球变化的重要组成部分。

一、碳源
碳在海洋圈中的来源分两类:一是从大气中运入海洋的碳;另一个是从海洋内部产生出来的碳。
(1)大气中运入海洋的碳
大气层是海洋最大的碳源,从大气运入海洋的主要碳物质有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)等。大量的CO2从大气中挥发到海洋,使空气中的CO2浓度稳定。大气中其它微量物质也进入海洋,如氮气(N2)、乙烯(ET)、二氧化氮(NO2)、硫化物(S2)等,这些物质被称为其它碳,是负责海洋营养物质的来源。
(2)海洋内部的碳
海洋内部的碳循环有三大方面,一是营养物质的作用;二是海洋生物耗竭碳物质的作用;三是海洋沉积物的碳平衡作用。
1.营养物质的作用
营养物质是海洋是海洋碳循环重要的组成部分,营养物质主要指氮、磷、硅等,海洋中的营养物质来源有两个:即从大气层的大气的温室气体的气溶胶和受到气溶胶的地面沉积物。
2.海洋生物耗竭碳物质的作用
海洋生物藉由其特有的叶绿素光合作用,将大气中CO2代谢为其个体所需要的生物碳质物质,形成新陈代谢,经过碳汇出去,成为消耗大气中CO2的主要环节,可以显著地减少大气中的CO2浓度。
3.海洋沉积物的碳平衡作用
一切生物死亡,或在各种海洋污染因素的影响以及物理作用下,他们会最终沉积下来,形成海洋沉积物,进而使其中的碳物质进入到海洋的深处,被长期的储存,其中的碳物质准备了下一次的碳循环,从而实现碳的可持续利用。
二、碳储存
在海洋将中大气中碳源转移到海洋生物、叶绿体和沉积物后,海洋便变成了一种碳库。从海洋循环出的大都数的碳仅仅直接被称作海洋的碳循环;而在海洋被储存的碳是激励着延长的时间尺度的海洋碳库(OCO)。
1.海水碳储存
(1)大气中运入海洋的碳在海洋中的储存时间很短暂,只有几个月,大部分碳物质会被直接的温室气体吸收,而进一步的在海洋里进行短期的循环,比如在海水中使CO2溶解成碳酸(CO32-),碳酸会随着几个月到几年的空间时间尺度在深海地带输送,并最终沉积成为海洋沉积物。
(2)液体海水中的碳物质,比如营养物质、有机物等,也可以在海水中的常壮的大气-海洋水循环中储存很多的碳,它们可以在几天内自