碳在生境中的循环

三、碳在生境中的循环

生境是生物圈中的一个典型点，通过对发生在这个点循环的研究，我们可以更好地理解碳在整个生物圈的循环。

大部分生境中有机物的降解和循环是由异养大生物和微生物共同完成的，但微生物的活动(无论数量与质量)是至关重要的。在好氧条件下，大生物和微生物共同承担简单有机物和某些生物多聚物(如淀粉、果胶、蛋白质等)的降解任务。但微生物是唯一在厌氧条件下进行有机物分解的。微生物能使非常丰富但难以分解的生物多聚物得到分解。腐殖质、蜡和许多人造化合物只有微生物才能分解。

碳的转化与循环可以发生在好氧、缺氧和厌氧三种不同的环境条件下。生态环境的大部分是好氧的，因此大部分碳转化发生在好氧条件下，少部分发生在缺氧、厌氧环境下。许多有机物可以在不同条件下都得到分解，但也有一些生化过程只能在厌氧或好氧条件才能进行，如甲烷产生只能在厌氧条件下进行。由于生境条件千差万别，因此形成了生境中不同的生物地球化学反应区。

生态环境中的好氧与厌氧条件是相对，相互之间可以转化，好氧环境在氧消耗尽以后会变成厌氧环境，厌氧环境在有机物被完全消除以后会变成好氧环境。在好氧-厌氧的界面上，好氧分解的产物可以扩散到厌氧环境，厌氧环境的发酵产物也可到达好氧环境被氧化。动物瘤胃中的微生物产生的脂肪酸可被转移到瘤胃动物的好氧的血流中，在那里被呼吸转化成CO₂，并产生能量。当然即使厌氧发酵产物仍然留在这种环境中，也可通过产甲烷作用得到进一步分解。

微生物活动影响有机碳化物和能量进入生物群落、有机碳的某些转化，例如土壤中腐殖酸的产生可以降低循环的速率或固定这部分碳，并储存能量。其他的转化，如纤维素分解由于产生易于被生物利用的更简单的有机物而动员了储存的碳和能量。