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碳循环的作用范文1
[关键词]循环烃 MTP 作用
中图分类号：F451 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0377-01
循环烃是MTP工艺流程中的活跃分子，循环烃的反应是一个复杂的过程，循环烃可以促提高丙烯选择性的精确度和纯度。参与反应的循环烃的种类也十分复杂，包括C2、C4、C5/C6等。随着C2循环烃乙烯含量的增加可以提升丙烯的生成率；C4循环烃还可以抑制C4生成物的产生，烯烃的歧化反应和高分子的裂解等方面来实现人们对MTP工艺的要求。
一、MTP工艺流程概述
MPT工艺主要包括反映部分、再生部分、气体冷却和分离部分、碳氢压缩部分和精制部分五个部分组成。甲醇制丙烯的MPT工艺的主要产物是丙烯，其副产品好包括乙烯、LGP和汽油。这些产物在我国化工企业中发挥着重作用。
1.反应部分
新鲜甲醇回收塔返回的甲醇通过一系列的换热设备，使其温度达到275℃，将其混合物引入反应器中，在1.6MPa下和氧化铝的催化剂下生成二甲醚产物，然后与各类循环烃等混合物共同进入MTP反应器，在480℃，0.13MPa的条件下，在沸石基催化剂的作用下生成以丙烯为主的混合物。
2.再生部分
循环烃主要参与MTP工艺中反应器的再生成部分，其反应部分发生二甲醚与循环烃C2、C4、C5、C6等混合进入三台反应器中，一般开两台，另一台作为备用机。反应器长时间的反应很容易在催化剂的表面生成一层结焦物质，对催化剂的活性造成不利影响，从而影响某些产物的转化率，例如丙烯。针对这一现象需要对催化剂再生成，使其反应继续进行。
3.冷却和分离部分
从反应器出来的产物首先通过降温，使其温度达到190℃，在进入三个预激冷凝塔，利用激冷水的冷却功能将其降温至55℃，然后将其送入激冷塔，再次用激冷水将其冷却至40℃，最后送入碳氢压缩单元。从激冷塔出来的产物大部分回到激冷塔进行循环处理，小部分产物运输到甲醇回收塔，使其与新鲜的甲醇进行混合，从新进入反应器。
4.碳氢压缩部分
经过激冷塔送入压缩单元的气体，温度在40℃，压力在0.105MPa，将其通过碳氢压缩机，使其压力达到2.29MPa，每层的压缩都设有水冷器和分离器，分离出水分和液态烃，分出的水分进入激冷塔用作激冷水，而液态烃送入四级压缩分离器，将液态烃与气态烃进行分离，并将其分别送入气烃干燥器和液烃干燥器进行干燥处理。
5.精制部分
干燥后的液烃和气烃分别进入脱丙烷塔和脱丁烷塔。脱丁烷塔中主要将C4、C5+进行分离，然后将C4烃进入脱丙烷塔。C5+烃进入脱己烷塔，进行C5烃和C6+烃的分离，C5以下的烃基本上进入反应器中继续循环，C6以上的烃经过冷却处理，制成汽油。
C3烃进入脱丙烷塔进行分离，冷却后进入脱乙烷塔，然后将其产物送入C3分离塔，将其塔顶蒸汽冷却处理后只得丙烯。
脱乙烷塔的塔顶蒸汽通过脱乙烷塔压缩机处理，使其达到3.7MPa，然后送入脱甲烷塔进行分离，脱甲烷塔顶物作为燃料气，而其底物送入C2分离塔进行分离制成乙烯。
二、循环烃的作用
MTP工艺流程中所涉及的反应十分复杂，烯烃的含量的也十分复杂，烯烃之间还可能发生氢转反应，从而生成烷烃和芳烃。循环烃在MTP工艺中主要发挥提高丙烯生成率、控制反应器温度、抑制副反应、提高丙烯选择性或加大反应等作用。
1.丙烯收率提升的作用
MTP工艺中丙烯的制作流程的反映部分为甲醇在沸石基催化剂的作用下转化为烃类混合物，甲醇的转化率基本上达到99%，其中有85%转化为烃类混合物，其中主要产物为丙烯。在MTP反应器出口处设计循环烃，气态烃中的丙烯转化率为32.9%，则丙烯收率为28%。但是在实际操作过程中由于催化剂的性能、循环烃的选择等数值并不能完全达到设计标准，因此丙烯的收率并不理想。
丙烯的挥发率效的特性决定其分馏精制十分困难，C2循环烃在MTP工艺中循环反应和丙烯聚合的环节中发挥重要作用，其一是C2循环烃进入MTP的反应器中可以降低甲醇的的分压，其二是在精制部分中C2循环烃C4烯烃发生歧化反应可以生成丙烯，从而增加丙烯的收率。
2.控制反应温度的作用
循环烃的引入看似与反应器温度没有直接关系，但是通过补入蒸汽、中间气相以及循环烃进入物料的调节，可以有效控制反应器每床层的出口温度，从而保证相应产物的收率、转换率和安全性。
循环烃在催化剂的作用下可以吸收部分催化剂床层的温度，首先C5/C6循环烃的裂解反应也会吸收部分温度，其次在MTP工艺中引入循环烃可以提升低碳烯烃的选择性；其三是烯烃特有的歧化反应，即不同的烯烃分子，可以转化为两个相同的烯烃分子，例如C2循环烃中的乙烯和C4循环烃中的丁烯两者反应可以生成丙烯，这一反应过程是一个吸热的过程；其四是大量的循环烃与等分的甲醇同时进入MTP工艺的反应器等，这四方面都有利于催化剂床层的温度控制。
3.提高丙烯选择性和转化率的作用
循环烃反应过程中会生成除丙烯以外的C2、C4、C5、C6等副产物，在MTP工艺中将这些副产物加入反应器中可以抑制副反应的发生，从而增加C3H6的生产，从而提升丙烯的选择性；在一定温度（475℃―478℃）下，通过循环烃反应间接控制反应器温度，使催化剂活性达到最佳状态，从而促进丙烯的选择性达到最佳状态，因此循环烃的恰当运用可以提高循环烃的选择性。
MTP工艺流程中的主要反映是一个增加压力的反应，循环烃的加入可以有效降低C2、C4、C5、C6等产物的分压，又可抑制副反应的发生，从而提升丙烯的转化率。
结束语
综上所述，循环烃在MTP工艺流程中发挥重要作用，直接或间接对其产物的收率、转换率、反应器温度和丙烯的选择性等方面产生影响。循环烃在不同环节中发挥不同的作用，主要体现在反应部分中降低甲醇的分压和发生歧化反应，从而增加丙烯的收率；在反应器温度控制方面高烃分子通过裂解、烯烃的歧化反应等吸收热量，从而实现温度控制的目的；在循环烃选择性和转化率方面方面可以根据需要将循环烃反应所生成的产物加入反应器内抑制其它副产品的生成，从而提升产物的纯度等。但是在MTP工艺实际操作中仍然存在很多的问题需要我们不断改进和完善，从而提升MTP工艺水平和推动我国化工企业的进一步发展。
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碳循环的作用范文2
【关键词】主动预防；城市交通拥堵；微循环交通；应用作用
随着城市现代化水平的提高，交通问题日益严重。城市交通作为社会系统中的重要部分，为了解决交通拥堵问题，需要充分强调系统意识。微循环交通系统，能够在一定程度上缓解城市主线路上的交通压力，通过次支路分担主线路的交通压力，提供其他可选路线，盘活城市道路资源存量，均匀分布道路网的车流量，改善主线路交通拥堵情况。微循环交通的建设，目前尚处于初级阶段，主要应用于解决城市交通拥堵、停车难、出行难等问题。
一、城市拥堵问题
城市拥堵问题，一般可分为三类。第一，前后不一致的道路横断面造成通行瓶颈。由于道路建设和工程拆迁等因素的影响，部分道路局部的横断面存在前后不一致的情况，形成“短板效应”，路段通行受其制约，只能选择相对较窄的路段通行，因而出现通行瓶颈。第二，路口相应的进出口道条数在匹配上存在问题。在城市交通路线中，部分路口在进出口道条数的匹配上存在不合理之处，路口的通行能力降低，在单个灯情况下路口的交通通行量明显不足。而在高峰时段，交叉路口出现交通拥堵问题的频率比较高，相交道路路段正常的车辆通行能力也受到影响，交通拥堵范围也随之扩大。第三，交通组织形式设计不合理。由于城市交通设计建设时间比较长，原有交通组织形式与实际社会交通现状无法适应，部分路织路段长度比较短，限制了道路通行速度，难以达到正常水平。
二、微循环交通概述
微循环交通系统主要是由部分城市的次要干道、支路以及支路以下道路所形成的一个区域内部的交通系统，一方面提升了城市交通的通行能力，另一方面也拓展了街道生活和步行活动等功能。微循环交通在城市交通系统中的作用，主要有以下几点：
第一，分担主线路路段的交通流量。城市道路网的合理布局，在快速路、主干道、次干道、支路的密度设计上，应保持1∶2∶3∶6的比例。支路在交通承载量方面，与主干道和次干道相比，远远不足，但在数量方面有很大优势。微循环交通系统在整体上的交通网密度要高于主干道，相应的道路里程也更长，交通量的承担能力更强。
第二，提升道路的输送能力，服务小区交通。在循环的城市道路中，大部分交通流的起点和终点都在支路上，支路可以连通干路和目的地，便捷性比较高。微循环交通系统通过支路可提升其输送能力，更好地为城市居民的日常生活和工作提供便利。小区域内的交通量相对来说较小，交通流主要集中在次干道或支路上，因此，小区域内的交通服务，只需利用微循环交通系统就可完成。
第三，考虑地段性和时段性。城市建设中，难免会有相对比较老的建筑区，而这些区域道路一般比较狭窄，在利用微循环交通系统的过程中，可根据特殊的地段性，有针对性地解决相应的交通问题。此外，城市交通状况以及发展水平，也是利用微循环交通过程中需要考虑的因素，微循环交通可根据动态时段通规划，采取相应的解决措施，充分发挥其交通优势。
第四，丰富城市居民的出行方式。微循环交通系统的运用，在一定程度上改变了城市居民的生活状况和行为模式。微循环交通系统比较发达的地区，日常交通流量比较大，城市居民出行的方式比较多样化，而微循环系统发展相对不成熟的地区，城市居民的出行方式也相应的比较单一。由此可见，微循环系统在城市交通系统中的应用，会在一定程度上影响居民的出行方式。
三、微循环交通模式及其作用
（一）交叉口
交叉口是两条道路之间的相交处，整条道路的通行状况，在很大程度上受其通行能力的影响。立交平座是交叉通组织方式中的一种，通常配合路口禁左一起使用，在交叉口的四周设置小型环路，形成立交桥的效果。在道路交叉口，车辆只可直行通过，左转车辆在通过交叉口后，进入预设的小型环路，在3次右转之后，进入左转道路。而右转车辆则可通过小型环路，直接进入右转道路。“立交平座”这一方式，通过改变车辆左转路线，减少了车辆冲突，改善了交通通行状况。另外，立交平座操作相对来说比较简单，成本也比较低。
（二）学校周边
学校周边的交通问题，主要集中在上学和放学这两个时间段。大部分学校建于支路，家长接送孩子的车比较多，通行比较困难，因而经常出现拥堵问题，学生在车辆间穿梭，也存在一定的安全隐患。微循环交通模式在学校周边的形成，主要考虑家长接送车辆与行人慢行系统。《中小学建筑设计规范》明确规定，小学慢行系统的服务半径是500m，中学慢行系统的服务半径是1000m。一般将校门口作为划分标准的中心位置，沿着道路方向向外进行划分，在划分区域内禁止机动车通行。区域的划分，将学生隔离在机动车通行范围之外，避免了交通事故，保障了学生的安全。根据家长接送车辆通行的两个特殊时段，改变学校周边支路的通行方式，将其变为单行道路，结合学校周边的主干道，组成微循环交通网，从而解决学校周边的交通拥堵问题。
（三）小范围区域
区域的微循环交通模式，主要是针对小范围区域，在交通组织方式上采用单行式。在小范围区域内，街道之间的距离一般在200m以下，部分区域在50m～100m之间。另外，区域内道路宽度相对比较小，以双向2车道为主。在小范围区域内，交通条件的限制必然会造成严重的交通拥堵问题。通过采用单行交通组织方式，缓解了双向行车的冲击力，道路通行力有相应的提高，车辆通行的安全性和顺畅性也得到了保障。
要提高这三种微循环交通模式的利用效率，还需要使用指路标志。驾驶员在不熟悉某区域的交通路网时，一般会走主干道，因而增加主干道的车流量，加重交通拥堵问题。在这种情况下，可以通过在胡同和支路上设置简单易懂的绕行标志，为驾驶者提供有用的支路通行信息，从而提升支路在交通中的输送能力和通行能力。
四、结语
城市交通系统是社会系统中的重要组成部分，而微循环交通系统在城市交通系统中占有重要地位，因此，微循环交通在一定程度上，促进了社会稳定、和谐发展。微循环交通系统，改善了城市交通环境，有效避免了交通拥堵，在主动预防城市交通拥堵中，有重要推动作用。另外，微循环交通系统对支路的有效利用，也在很大程度上提高了支路的通行能力和利用价值，是对道路资源的合理、高效利用，有利于城市交通的可持续发展。
参考文献
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碳循环的作用范文3
10月收治的60例35～60岁子宫全切术后患者，随机分为试验组（n=30）和对照组（n=30）。试验组用逆腹式呼吸配合Kegel运动+阴道哑铃进行盆底肌肉训练，对照组用Kegel运动+阴道哑铃进行盆底肌肉训练，比较两组治疗后的盆底功能康复效果。结果：两组患者经治疗后情况均有所好转，试验组的ICI-Q-SF评分为（11.84±3.14）分，明显要高于对照组的（9.97±2.61）分，且尿失禁与性生活质量均良好，差异均有统计学意义（P
【关键词】 逆腹式呼吸法； 盆底肌肉训练； 子宫全切术； 家庭训练
中图分类号 R713.42 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2016）16-0003-03
【Abstract】 Objective：To explore the effect of abdominal breathing combined with routine pelvic floor muscle training in the family training of patients with total hysterectomy.Method：60 cases of 35-60 gears old uterine total resection postoperative in our hospital from January 2014 to October 2015 were randomly divided into experimental group（n=30） and control group（n=30）.The experimental group used inverse abdominal breathing with Kegel exercise + vaginal dumbbell of pelvic floor muscle training，the control group with Kegel exercise + vaginal dumbbell pelvic floor muscle training，after treatment，the effect of pelvic floor rehabilitation of two groups were compared.Result：Two groups of patients after treatment were improved，the ICI-Q-SF scores of the experimental group was （11.84±3.14），which was significantly higher than （9.97±2.61） of the control group，and urinary incontinence and sexual life quality were good，the differences were statistically significant（P
【Key words】 Inverse abdominal breathing； Pelvic floor muscle training； Total hysterectomy； Family training
First-author’s address：Affiliated Hospital of Guilin Medical University，Guilin 541001，China
doi：10.14033/ki.cfmr.2016.16.002
近年来，子宫全切术在年轻子宫全切良性病变的治疗中也起到了重要作用。但是，手术在治疗的同时，也给患者的身心带了较大的影响，如子宫全切术在切除患者子宫的同时，将不可避免地造成盆底结构异常，不仅切断位于盆地中心位置的子宫主韧带和骶韧带，而且要下推膀胱和直肠，影响膀胱和直肠的神经支配，导致盆底功能性出现障碍，患者家庭生活质量降低[1-3]。因此，患者在术后进行盆底功能康复治疗时，很多患者出现阴道收缩无力、肌肉收缩时出现憋气、呼吸与肌肉收缩不协调等问题导致盆底肌肉训练效果不好。有报道指出，若对患者采取逆腹式呼吸法与常规盆底肌肉训练方法，往往能够达到良好的治疗效果[4]。本文就此问题进行深入研究，探讨逆腹式呼吸结合Kegel运动+阴道哑铃训练法在子宫全切患者家庭训练中的作用，现将具体的研究过程和方法汇报如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
对笔者所在科室2014年1月-2015年10月收治的60例35～60岁子宫全切术后患者进行研究，随机将其分为试验组（n=30）和对照组（n=30）。对照组30例患者，12例子宫肌瘤，10例宫颈疾病，5例子宫腺肌症，3例其他。观察组30例患者，11例子宫肌瘤，8例宫颈疾病，5例子宫腺肌症，6例其他。两组患者一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。患者需行子宫全切术，无其他心脑血管性疾病。
1.2 研究方法
对照组用Kegel运动+阴道哑铃进行盆底肌肉训练，试验组用逆腹式呼吸配合Kegel运动+阴道哑铃进行盆底肌肉训练，具体内容如下：应根据患者的具体情况制定个性化的训练方案，在医院每周两次使用神经肌肉刺激治疗仪训练，在家使用逆腹式呼吸法+Kegel运动+阴道哑铃训练。如为患者训练Ⅱ类肌时，患者在家则按Ⅱ类肌训练方法进行，阴道哑铃放入阴道的深度为距阴道口0.5～1.0 cm；训练Ⅰ类肌时则按Ⅰ类肌训练方法进行，阴道哑铃放入阴道的深度为距阴道口1.0～1.5 cm。患者腹部肌肉在收缩的同时，缓缓放入哑铃，并开始吸气，在吸气的同时，也需用力收缩括约肌。在腹部吸满空气后，慢慢鼓腹，无需用力缓缓吐气，同时括约肌也随之逐渐放松。如此一个循环后，括约肌可随着腹部的用力程度更紧。同时，阴道哑铃在阴道内起到主动收缩阴道及括约肌的作用，通过不同的收缩方法轻松的达到收缩的作用，这种方法可有效避免在临床中遇到的教患者进行肌肉收缩时出现的憋气、呼吸与肌肉收缩不协调造成对身心的伤害。
1.3 观察指标
在运用PHENIX系列神经肌肉刺激治疗仪分别对两组患者的盆底肌肉训练效果进行评价，并在平时的训练中观察患者阴道收缩的肌力是否达到合格水平。同时评价患者治疗后的尿失禁、性生活质量情况是否有改善[5]。
1.4 疗效评价标准
ICI-Q-SF评分：有效，以肌力升高2级以上，否则均判定为无效。注意：最佳肌力为5级。尿失禁：有效，以患者的临床症状减轻，出现尿失禁的次数减少；无效，患者的临床症状无明显变化。性生活质量：有效，以患者的时间以及提高作为评价的标准，否则为无效[6-8]。
1.5 统计学处理
采用SPSS 15.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，比较采用t检验；计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。P
2 结果
2.1 两组子宫全切患者治疗效果比较
试验组ICI-Q-SF评分情况明显优于对照组，肌力分级情况较佳，差异有统计学意义（P
2.2 两组子宫全切患者的尿失禁、性生活质量情况比较
两组患者经治疗后尿失禁与性生活质量情况均有所好转，其中试验组的情况明显要好于对照组，差异均有统计学意义（P
3 讨论
子宫是女性生殖系统构造中最重要的部分之一，不仅承担着孕育胎儿、产生月经及控制内分泌等多种功能，而且其也是激素作用的主要靶器官之一。子宫可分泌大量的生活活性物质，用于参与女性机体全身性的生理活动，并与卵巢的内分泌功能保持相互平衡[9-10]。当女性的子宫出现故障，产生相应的病变，则会导致女性机体内分泌平衡紊乱，继而引起患者月经不畅，下腹疼痛以及家庭生活质量不高等多种情况，已严重危害女性患者正常的生活和工作[11]。而一旦女性患者子宫病变较为严重时，行子宫切除术是目前临床上治疗子宫严重病变最根本也是最有效的方法，尽管如此，这也会给患者带来一些不同程度的影响，如家庭生活质量降低[12-14]。据有关资料显示，家庭生活质量在成年女性的整体生活质量中伴有极为重要的地位，因此家庭生活质量不高容易导致女性患者出现不容程度的心理问题以及内分泌失调等，对患者的身心都会有不同程度的影响[15-16]。
盆底肌肉训练能够有效地增强女性患者盆底肌肉的肌力，抑制神经交感信号的兴奋性，从而提高患者的家庭生活质量情况，缓解患者的心理压力与内分泌紊乱问题。因此在临床治疗中具有广泛的应用。本文主要研究的是对于子宫全切患者而言，逆腹式呼吸法结合常规盆底肌肉训练方法的作用效果，笔者就此问题作出了进一步的分析，并咨询了相关专家学者，现总结如下：逆腹式呼吸又称之为横隔膜逆式呼吸，它是指在吸气时腹部自然内收，呼气时小腹自然外鼓。呼吸时是以横膈肌的活动为主，较其他的呼吸方法，胸肌的活动面积更大，从而可以吸入更多的氧气，有利于保持呼吸道的通畅，增加肺活量等，同时与常规的盆底肌肉训练方法联合使用，能够增强盆底肌肉的收缩能力，减少患者疼痛感，提高患者的生活质量情况，降低并发症的出现概率等[17-19]。当然，在对患者治疗的过程中，舒适有效的护理干预往往也是必不可少的，帮助患者增加治疗效果，改善机体的状况[20-21]。
综上所述，采用逆腹式呼吸结合Kegel运动+阴道哑铃训练法进行家庭式盆底肌肉训练对提高盆底肌肉训练具有一定的作用，较单纯地行Kegel运动+阴道哑铃进行盆底肌肉训练效果更好，能够帮助患者更好更快地恢复健康，值得推广应用。
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碳循环的作用范文4
关键词：水环境；噬菌体；碳循环；可溶性有机碳
中图分类号：Q939.48
文献标识码：A
文章编号：1007-7847（2014）03-0269-06
水环境面积约占地球表面的71%，可分为海洋、湖泊、河流等，是众多生物赖以生存的一类重要生态系统。在这个生态系统中碳循环是其中非常重要的一环，它支配着系统中其它物质的循环，也深刻影响着人类的生存环境，因此碳循环研究是生态系统能量流动的核心问题。目前的研究结果表明，在水环境的碳循环中除了化学平衡、物理泵参与了碳循环外，生物泵也是必不可少的一个重要环节，在生物泵环节中病毒尤其是噬菌体的重要作用逐步为人所知[1～4]。
病毒广泛分布于地球的各种生境中[1～4]，它们不仅影响着宿主的生存状况和进化历程[5，6]，而且通过裂解宿主快速释放有机碳而影响着系统中其他物质循环和能量流动[7，8]。当前，病毒（尤其是噬菌体）在维持可溶性有机碳（dissolved organic car-bon，DOC）平衡中的作用已成为生态学、微生物学和海洋生物学等研究领域关注的热点，其最新研究成果及评论纷纷登载在诸如NATURE、SCI-ENCE等国际著名学术刊物上[9～13]。
本文针对噬菌体在海洋、湖泊、冰尘穴及湿地有机碳循环中的作用进行简单介绍。
1噬菌体在海洋有机碳循环中的作用
海洋是地球上最大的碳库，含碳量为大气的50倍，生物圈的15倍，同时海洋还对调节大气中的含碳量起着非常重要的作用。由于海洋储碳对于应对全球变暖具有重要意义，生物泵储碳过程研究已成为近30年来海洋碳循环研究的焦点之一：海洋中的有机碳更主要的是以溶解有机碳（dissolved organic carbon，DOC）形式存在的，从过滤分离角度看，DOC占总有机碳的95%。病毒是海洋中数量和种类最多的生物，总量约l030个，是海洋微生物群落的重要组成部分，在全球生态系统调控、生物地球化学循环，特别是碳循环中具有重要的作用，也是一类不可忽视的战略生物资源。
“微食物环”是指海洋中溶解性有机物被异养浮游细菌摄取形成微生物型次级生产量，进而又被原生动物和桡足类所利用的微型生物摄食关系，海洋病毒主要通过“微食物环”介导了这一过程中的物质循环和能量流动。病毒通过裂解浮游植物和异氧细菌加速了颗粒性有机物（POM）向可溶性有机物（DOM）的转化，从而影响海洋系统的物质循环；而噬菌体半衰期很短，其死亡后又会形成溶解态的营养物质，在“微食物环”中形成一个“病毒回路（viral shunt）”，加快碳、氮等元素在微生物间的循环（图1）[9]。因此，噬菌体导致的细菌溶解成为初级生产者与消费者参与C、N循环最重要的途径之一[14]。
Shuttle等[9]在研究海洋病毒作用时发现：作为物质和能量流动的枢纽，病毒可以将碳和其他营养物质分流到可溶性有机物中。水体沉积物能较好保存环境中的有机物质存在信息，为探索古气候变化、追踪有机质来源、了解生态系统状况等提供了重要的线索。Danovaro等[10]对大西洋、南太平洋、地中海海底沉积物及覆水病毒的生态功能进行研究时发现：在深海沉积物中由于病毒的感染和裂解可以促使原核生物量减少80%以上，而在超过1000m深度时甚至可接近100%，将大量可溶性有机碳释放到深海中，从而大大缩短该生态系统的食物链，加快有机碳的循环和使用效率。在海洋中近70%的蓝藻和60%的游离异养菌及淡水中90%～l00%的细菌裂解死亡与病毒（噬菌体）密切相关[15，16]。据统计地球上约26%的有机碳循环是由海洋病毒完成的[l7，18]。因此海洋病毒直接或间接参与陆地生物碳循环、海洋碳固定以及大气间的碳交换[19]。
Evans等[20]测定了2007年夏季塔斯马尼亚岛亚南极带（SAZ）和澳大利亚南极海极前锋带（PFZ）的病毒丰度及病毒裂解产物总量。南极洋由两个明显的区域――亚南极带（SAZ）和极地前锋带（PFZ）组成：SAZ的硅酸盐、叶绿素含量低，而且是大气中CO2的碳汇，PFZ为低温、低盐、高营养盐和低叶绿素含量。结果发现：病毒感染导致的细菌裂解生物量在SAZ和PFZ西部很接近，分别为23.5%和23%，每天可溶性有机碳的释放量为3.3μg/L和2.3μg/L；而在SAZ东部，病毒感染导致的细菌裂解生物量可达39.7%，每天可溶性有机碳释放量为26.5μg/L。这些数据表明在SAZ和PFZ这些相互分割的区域中，病毒感染导致细菌裂解释放的可溶性有机碳是碳循环的重要途径。由于SAZ是大气中主要的CO2碳汇[21]，因此对于研究病毒对碳循环的影响是很有意义的。Evans等对南极洋不同区域的裂解性和溶原性噬菌体的感染进行了调查，研究表明病毒感染导致细菌裂解每天释放的碳为0.02～7.5μg/L，病毒活性是满足微生物，尤其是威德尔海原核生物和SAZ浮游生物基本需求的主要贡献者[22]。
因此，病毒尤其是噬菌体在海洋生物地球化学循环尤其是碳循环和深海代谢方面扮演了重要角色。
2噬菌体在湖泊有机碳循环中的作用
噬菌体在海洋及其沉积物中的功能及作用，并不一定能反映其在大陆环境中的功能与作用。湖泊作为连接陆地与淡水环境的自然综合体，不仅是多种沉积矿藏赋存的场所，而且与大气、生物、上壤等多种要素密切相关，对气候、环境系统的变化史为敏感。
鉴于噬菌体对内陆湖泊日益重要生态功能的凸显，近年对大江（河）、湖泊（淡水及咸水）的噬菌体、细菌及其与DOC关系的研究也逐步受到人们的关注。Thomas等[23]对法国Bourget湖泊的病毒生态学功能展开了研究，发现病毒通过裂解每天释放的碳和磷分别可达56.5μg/L和1.4μg/L，这些有机质成为了浮游细菌营养需求的重要来源。在南极寡营养湖（Druzhby湖和Crooked湖）中，噬菌体裂解导致的细菌死亡率极高，可达251%，而释放的DOC为总DOC的0.8%～69%，其比率会随季节变化有所不同，在黑暗的冬季，病毒裂解造成的有机碳的释放量对总DOC的贡献率超过60%[24]。Fischer等[16]对多瑙河地区富营养湖泊中噬菌体及细菌数量关系的研究中发现：噬菌体感染而导致细菌裂解释放的碳为每天5～39μg/L，其中有29%～79%的有机碳能被细菌再利用，重新进入微生物环。因此病毒在湖泊中具有重要生态作用，尤其是细菌溶解产生的有机C的流动和再同化。
由此可见，虽然湖泊生态系统复杂，但病毒尤其是噬菌体在有机碳循环中同样扮演着非常重要的角色。
3噬菌体在冰尘穴有机碳循环中的作用
大陆上约10%的土地为冰川所覆盖，其中1%～6%被冰尘所沾染，冰川表面的无机和有机颗粒等统称为冰尘[25，26]，而冰尘穴（croconite holes）就是指被冰尘沾染后导致冰川溶解后形成的圆柱形冰融水洞。冰尘穴广布于冰川及其消融地带，如南极、北极、格陵兰岛、加拿大、和喜马拉雅山脉等。由于冰尘的颜色较深，使得冰尘穴吸收的太阳射线也随之增加，促进了冰雪的融化，形成季节性的融水洞[27]（图2）。当然，冰尘穴并不仅仅局限于大陆冰川，海洋冰川和湖泊冰川同样有冰尘穴的存在。
冰尘穴是在冰川生态系统中生命活动最活跃的栖息地，据估算仅北极冰川冰尘沉积物中生物含量就可达36g/m2。谢菲尔德大学、布里斯托尔大学和因斯布鲁克大学研究团队的学者发现格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和阿尔卑斯山冰尘穴中的微生物丰度甚至可与温带地区普通生态系统相当[25，26，28，29]，比如每克冰尘中的微生物丰度与地中海每克土壤中的微生物丰度几乎是一致的，冰尘穴中的微生物主要包括病毒、细菌和微观植物。Sawstrom研究组也得到同样的研究结果，他们在研究北极冰川斯瓦尔巴特群岛Midre Lovenbreen冰尘穴中微生物时发现冰尘中的细菌丰度远高于冰尘穴中上覆水的细菌丰度。冰尘中细菌丰度为4.67×104/mL～7.07xl04/mL，是上覆水细菌丰度的2～6倍；其噬菌体的丰度规律也与细菌丰度类似[30]。Midtre Love-nbreen冰川冰尘穴上覆水和冰尘中病毒的丰度分别为0.6xl06/mL和20x106mL[31]。斯瓦尔巴特群岛冰尘穴噬菌体感染而导致细菌裂解比例（约l3%）远高于常温水域中噬菌体对细菌的裂解率（2%）[32]。因此，该研究团队认为：随着冰川的消退、融化，生物扮演的角色越来越重要。
冰尘中微生物的定殖加深了冰表而的颜色，其原因在于冰尘穴中的光合作用率远高于呼吸作用率，净吸收CO2，是一种负反馈机制，因此冰川表面能不断累积有机质，形成自我维持的生态系统，吸收的太阳射线进一步增加，促进冰的溶解，为微生物生长提供了必需的水份，并通过物理和生物活动将水和有机质进一步分散到冰川的其他部分，促进了微生物、有机质和碎屑转移到周边（如冰川底部），促进了其他生态系统的生命活动[26]。
冰尘穴中的光合作用率高于呼吸作用率，从而可以维持高的细菌种群丰度，而许多湖泊的光合作用低于呼吸作用，使得它们必须接收外源有机物质的输入才能得以维持平衡。从光合作用率分析，普通冰川融水的光合作用率为每小时释放碳0.60～8.33μg/L，而斯瓦尔巴特群岛MidreLovenbreen冰尘的光合作用率最高可达到每小时释放碳156.99μg/L，冰尘穴中上覆水的光合作用率则与普通冰川差不多[30]。考虑到冰尘穴的密度（约6%的冰川表面积或每m2 12个洞），那么可以确定冰尘微生物相关的碳固定和营养物质代谢是冰川生态系统物质循环的一个重要环节。
对于较简单封闭的生物地球化学微循环系统，如南极麦克马多干河谷冰川的冰尘穴，那里仅含有水、冰、矿物和有机碎屑，但也能长期维持微生物种群结构的平衡；Bagshaw等[33]系统研究了其中溶解物随季节变化而产生的化学演变过程。通过对DIC、DOC、K+和SO42-的检测发现：冰尘穴中DOC的产生速率为每年释放碳0.75μg/cm2，冰尘中代谢初级产物的溶解、周期性沉淀、次级碳酸盐的溶解、夏季的净光合作用和秋季冰冻时期净呼吸作用是左右冰尘穴中季节性变化和年溶解浓度的主要过程。
通过对格陵兰和阿尔卑斯山冰尘穴中微生物（噬菌体、细菌和藻类等）进行的研究表明：仅该地区微生物每年释放的有机碳就高达6400t[34]。所以在冰川生态系统中冰尘穴扮演着非常重要的角色。冰川覆盖了地球l5xl06km2的表面积，其生态系统同样对全球碳循环影响巨大。
因此，噬菌体感染而导致细菌裂解对冰尘穴生态系统中营养物质和有机质的循环起着重要作用。
4噬菌体在湿地有机碳循环中的作用
湿地狭义是指陆地与水域之间的过渡地带，广义上则被定义为地球上除海洋（水深6m以下）外的所有大面积水体。按照湿地的广义定义，它覆盖了地球表面的6%，却为地球上约20%的物种提供了生存环境，在维持全球生态系统平衡中具有不可替代的生态功能，享有“地球之肾”的美誉。湿地也是连接生物圈、大气圈、水圈、岩石（土壤）圈的重要纽带，位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，具有独特的生态功能。
湿地是地球上能量流动和物质循环最活跃的场所，也是陆地DOC最大的储库。湿地面积虽只占陆地面积的2%～3%，但其储存的DOC却占到陆地土壤碳量的18%～30%[35]。在已知的湿地生态类型中，高原（或高纬度）湿地由于具有较高的生产力和较低的分解速率（由于温度较低所致），使之成为有机碳储备最丰富的碳库。我国科学家在对青藏高原和东北三江平原低温沼泽湿地释放的CO2/CH4观测研究中也发现其碳释放量巨大，并呈逐年上升的趋势，这充分表明高原（高纬度）湿地在全球碳循环中作用非常巨大[36，37]。然而，随着全球湿地的退化，其碳储备能力也正在下降，这一现象应该引起人们足够的重视。
湿地的储备的DOC往往通过季节性的融水或常年积水以及与小溪相连而向外部环境输出，DOC输出是湿地通过水文过程实现向土壤碳输出的一个主要途径。研究表明，在加拿大北部湿地，通过小溪迁移输出的溶解性有机物中，DOC大约为每年5～40g/m2[38]。湿地生态系统中的DOC是细菌及其他微生物养料的主要来源，DOC含量的变化将深刻影响湿地内所有微生物的生活及生长状况，而噬菌体不仅与细菌的活动密不可分，而且还可以通过裂解作用有效释放DOC进而影响湿地微生物的种群结构和组成，最终影响整个湿地生态系统的物质循环和能量流动。因此，探寻湿地中噬菌体、细菌与DOC的相互关系，也是未来研究的一个重要方向。
综上所述，病毒作为海洋中数量最多的生命粒子，一个重要的生态作用是作为其他微型生物的消费者，使得许多浮游生物细胞成为无内容物的“ghost”，同时把微生物POC转化为DOC，形成“病毒回路”，进而改变了海洋生态系统中物质循环和能量流动的途径，而病毒回路的存在可使系统中的呼吸和生产力较无病毒的系统高出约1/3 [39，40]。病毒尤其是噬菌体在在湖泊生态中对细菌溶解产生的有机C的流动和再同化过程起到重要生态作用。而在冰川生态系统中生命活动最活跃的栖息地一冰尘穴，噬菌体感染而导致细菌裂解对冰尘穴生态系统中营养物质和有机质的循环起着重要作用。所有的证据表明噬菌体在不同生态系统中对DOC的循环均起着举足轻重的作用，但在不同的系统中它们的贡献率和作用机制和调节方式又有着显著差异，因此，系统研究噬菌体在不同生态系统中对DOC的调节作用，将有利于全面理解和揭示噬菌体（病毒）在整个地球物质循环和能量流动中所起的作用。
5结语
水环境是人类社会赖以生存和发展的重要场所，碳循环的关键在于过程与机制，其中的生物过程机制是焦点之一。维持全球碳平衡的关键不应仪仅关注各个库的碳贮存总量，而应更多地研究碳的流向问题，以及“源”、“汇”不平衡的问题。噬菌体由于结构简单、基因组小、便于操作等优点，常常被用作生物基因复制及表达调控研究的模型，对近现代生物化学与分子生物学的发展做出了突出的贡献。尽管目前的研究已表明噬菌体广泛分布于各生境中，对全球的碳、氮循环均有重要影响，但对于噬菌体在水环境中的分布及生态功能方面的了解仍然非常有限。我国科学家开展了影响南海深海碳循环的底栖微生物氮营养盐补充过程和机制研究，以及南海水体中古菌的分布及生物地球化学功能的研究，但对水环境中噬菌体对有机碳循环的作用鲜有报道。昆明理工大学生命科学与技术学院对腾冲热海高温噬菌体和云南高原湖泊低温噬菌体多样性进行了研究，表明高温噬菌体和低温噬菌体均存在多样性，并对部分嗜极微生物噬菌体进行了全基因组解析和功能蛋白的高效表达及其热不稳定性分析，对云南高原湖泊低温噬菌体与有机碳循环的作用研究正在进行中。
对嗜极微生物噬菌体（尤其是嗜冷和嗜热微生物噬菌体）的研究有助于丰富人们对生命起源与进化、生命本质及环境适应策略的认识，而对嗜极微生物噬菌体中重要功能蛋白的开发与应用也将带来巨大的社会和经济效益。
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碳循环的作用范文5
一、碳循环是经济社会运行的重要基础
从物质及能量循环的角度来看，以碳循环为表现形式的物质转化过程是经济社会运行及发展的必然现象。
1、碳排放及消减是经济社会活动的必然结果。人类在生产及生活的各种活动中，如生命存续、燃料使用、作物栽培、产品制造等环节，都会发生碳的排放和消减。碳的排放和消减虽然无形，但却是生产、生活活动发生作用的重要渠道，是生产、生活活动的重要特征之一。因此，碳排放及消减是人类生产、生活活动中始终伴随的一种现象。
2、碳平衡是动态的平衡过程。从短期角度来看，产生于生产及生活活动过程中的碳排放，由于人类活动不具有绝对的数量规律性，因而碳排放与消减不会处于绝对平衡的状态；从中长期的角度来看，如果人类的生产及生活活动方式没有发生较大的变化，那么这种碳排放和消减将在平衡点上上下浮动，即处于一个动态的平衡过程之中。
3、“碳循环”是实现碳平衡的渠道。碳循环系统包括产生与消减两个过程，其一是以生产―消费循环为特征的经济社会过程，这个过程不断产生温室气体，有逐步拉大碳存量的趋势；其二是以森林吸收、碳捕捉等手段构成的碳消减过程，该过程对消减温室气体起正面作用，有逐步减小碳存量的趋势（见表1）。
经济社会系统中的碳存量如何变化，取决于碳排放与碳消减之间的相互作用，如果经济社会系统中的碳排放量超过碳循环中的吸收量，则碳存量不断扩大，导致温室效应不断加剧。当前，我正处于工业化、城镇化快速发展的历史时期，碳排放量较大，超过了自然及人工手段之下的碳吸收量，因此应通过产业手段及技术手段，消减碳排放量与加大碳消减量并重，逐步缩小两者之间的差距，推动碳排放均衡的形成。
二、碳经济是碳循环运转的制度性纽带
保持碳循环有序运转，是扭转碳排放与消减失衡、推动碳平衡形成的根本途径。由于碳循环中的排放与消减相互独立，缺乏天然的制衡机制，因此只有在排放与消减之间形成制度性纽带，才能促进碳循环的两个部分相互发生作用，进而保持均衡运转。在市场机制下，以价格手段为作用渠道的碳经济可以实现制度纽带这一功能。
1、“碳经济”突出了碳排放与消减中的成本和收益。从概念的属性来看，“碳经济”属于效益型概念，它表现了在温室气体的排放和消减过程中的成本与收益问题，因而“碳经济”必然注重于“碳”的排放和消减在经济运行中发挥的联系和纽带作用。相比之下，“低碳经济”更侧重于表现通过一定的手段消减碳存量以及最终实现碳排放较少的状态，其主要阐述的是提高应对气候变化、增强时候变化适应能力的手段和途径。
2、市场机制是碳循环有序运转的制度环境。在碳排放量与消减量失衡的情况下，只有通过市场手段才能将排放的一端与消减的一端有效联系起来，进而刺激碳排放量的缩减以及碳吸收量的增加；如果脱离了市场机制，则碳循环的两个部分在整体上缺乏系统性的信号与控制手段，不利于排放与消减的协调控制。
3、价格是碳循环运行的内在主线。通过价格手段来统一碳排放与碳消减，可以使碳存量在两个不同方向上的作用力有一个共同回归的方向，碳存量扩张了，则排放价格趋高，若碳存量有下降趋势，则排放价格趋低。因此，排放价格有自动保持均衡的内在动力，并将始终围绕着均衡排放价格，在价格调节的作用之下，促使碳存量保持一个动态均衡的状态。
三、发挥碳经济导向作用，构建低碳经济体系
对现有经济社会进行低碳化改造，打造低碳经济体系，是发展碳经济、实现碳平衡的必经阶段，也是当前工业化和城镇化快速发展阶段所必然面临的紧要任务。推动低碳经济体系的确立，须重点加强两大创新和四大支撑体系的建设。
1、制度创新。在政策措施、法律体系、市场机制等方面都要进行系统的规划与设计，引导经营活动以节能、减碳、低碳的方式开展，建立能够推动技术创新有效发展的社会氛围及制度环境，以符合社会发展规模的方式去引导节能、减碳、低碳企业或技术的进一步发展。
2、技术创新。在应对气候变化领域内，我在关键性技术上不具有优势，因而在大力推动技术进步的同时，应注重引进先进家的核心技术，尤其是在技术的选择上应综合考虑技术成熟度、经济性、能源安全和温室气体排放等因素。
3、法规体系。法规体系是政策措施的体现，也是社会行为准则的规范；法规体系的建立，并不是一步到位的过程，而是通过循序渐进的方式不断前进，最终实现母法抓大、子法抓小的法律法规体系。
4、税收制度。税收是一项重要的经济激励手段，在经济体系中尚未对碳进行评价时，税收是体现碳经济的重要手段；碳经济的原则已内在地包含了税收“征收多少”的问题。在应对气候日趋重要的背景下，应尽快制定相关的税收制度，以让市场进行更加合理的调节。
5、科技研发。技术创新是在碳经济时代走入低碳经济社会的重要手段，科技研发的选择与运用必须要符合低碳经济发展的需求，政府应综合考量既有成果与当今技术发展趋势，将低碳技术研发转化为支持低碳经济发展的重要推动力。
6、交易平台。交易平台虽然不会对减碳起到实质性的效果，但可明显提升碳的经济效率，进而让碳排放这个资源达到最大化的经济效率；交易平台是制度创新中的一项重要环节，在既定碳排放量的情况下，可以实现最大幅度的经济增长。
四、当前应加强开展的基础性工作
构建低碳经济体系，不仅需要继续强化碳排放减量以及碳汇收益的利益导向，推动碳排放与碳消减之间在利益关系上产生关联，系统性地控制碳存量，还需要发挥政府在解决市场失灵上的积极作用，通过加大投入、制定政策导向等方式，促进低碳经济发展，为碳经济的形成打下坚实基础。
1、强化碳排放减量的利益导向。加强目前的能源结构调整、能效提高、产业结构升级等工作力度，通过金融、税收优惠、财政补贴、排放限额等正面、负面激励措施的作用，引导企业通过技术手段或其他手段，不断降低生产过程中的碳排放量，树立碳排放的成本观念。推行产品生产过程中的碳排放等级认证制度，通过向碳排放强度低或者节能产品加大补贴力度等方式，以减缓碳排放的强度。
2、推动自愿减排基础上的碳排放交易。碳循环的有效运行需要建立在非自愿减排的基础上，只有非自愿减排才能产生碳排放的购买方，才能阻止碳排放负外部效应的无节制扩大。为保障我的发展需要，我目前在采取自愿减排的前提下，为促进碳排放的适度、适量，推动基于自愿减排基础上的碳排放交易，也是必须的，通过这种运作形式，不仅可以积累非自愿减排情形下的碳循环实施、碳排放交易经验，也可以适度控制碳排放总量，并将有益于企业投入这一领域的技术创新和研发，促进技术进步。
3、推动生态服务有偿化。加快各地区的碳排放与碳消减的数量统计和分析工作，使生态受益地区在享受生态效益的同时，分割享受生态效益所产生的部分经济效益，对生态保护区进行经济补偿，促进生态服务由无偿化向有偿化转变。通过家统筹等方式，加快地区间基于碳排放与碳消减的差异所带来的经济利益再分配步伐，促进地区间经济发展平衡、社会发展公平。
4、促进低碳技术进步。明确低碳技术重点突破领域，特别是在共性技术领域，应加大政府投入力度，加快技术进步步伐，降低低碳技术产业化及应用成本，推动低碳经济发展。当前，这些领域包括：节能和提高能效技术，可再生能源和新能源技术，主要行业CO2和甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术，生物与工程固碳技术，煤炭、石油和天然气清洁高效开发和利用技术，先进煤电、核电等重大能源装备制造技术，CO2捕集利用与封存技术，农业和土地利用方式控制温室气体排放技术等。
5、建设低碳技术示范基地。只有走产业化道路，在形成较大规模低碳产业的基础上，才能形成产业基础上的技术创新体系，推动低碳产业和低碳技术进一步持续发展，形成良性循环。借鉴上海开展低碳实践区等经验，有条件的地区可以根据自身产业发展基础和科技、教育等相关要素禀赋条件，制定优惠的投资税收金融价格政策，吸引社会资本、外资参与开展低碳技术示范基地建设，从中摸索出推动低碳产业发展、促进低碳技术进步的市场化道路，为低碳产业的全面发展积累宝贵经验。
6、将碳减排量纳入社会考核体系。对于地方政府，应明确将碳减排量纳入政府考核目标之中，强化政府在调控碳排放上的管理责任，督促政府加强在促进低碳经济发展、加强节能减排等方面的工作力度；对于企业主体，要督促企业制定减排计划，鼓励企业积极投入低碳技术的开发、设备制造和低碳能源的生产，并将企业自愿减排量纳入社会公益范畴。对碳减排成效大、技术进步显著的企业，应给予公共物品购买、项目建设、以奖代补等多种方式的激励。
【参考文献】
[1] 郑爽：全球碳市场动态[J].气候变化研究进展，2006（6）．
[2] 务院新闻办公室：中应对气候变化的政策与行动(白皮书)［Z］．2008．
碳循环的作用范文6
《生态系统的物质循环》人教版是必修三第五章第三节的内容。在课程标准的具体内容标准中，《生态系统的物质循环》具体内容标准为分析生态系统中的物质循环基本规律及其应用，立足于生态系统的结构与功能，推进学生从宏观层面理解“稳态”的涵义。针对高二学生合作学习与自主探究学习素养差异多元的实际，采用自主选择学习方式、小组合作学习方式、教师引导探究学习方式式，在教学过程中教师以设疑为主线，以问题驱动式引导学生为主体形式，以多媒体手段为载体，在师生互动、生生互动中，梯次以问题冲突循环冲击学生认知，激发学生的学习相关知识的兴趣，推动学生在合作学习中拓宽自身的思维维度，将培养提升学生的表达能力、交流能力，合作学习的能力融入教材知识内容体系中去。
[教学目标]
1 以概念辨析、模型建构为师生课堂交流载体，推动学生围绕物质循环的概念经历了解――理解――简单应用――较熟练应用过程，帮助不同层次的学生感受到成功的愉悦，增进学习生物的情感。
2 围绕“碳循环”多维设置信息呈现形式，通过学生自主选择，小组互助交流，教师收敛测评方式，引领不同层次学生融入“展示自己”“生生互动”“师生互动”“合作交流”氛围中，一方面渐次提升理解分析生态系统中的物质循环不同维度的认知，另一方面培养学生团队合作精神，协同、对比、感受“知识生成”所需的各个层面的能力素养。
3 以社会热点信息为载体，以“物质循环”概念要素为思维收敛点，以师生交流为依托，引领学生关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
4 以概念要素对比分析为主要载体，通过师生协作，生生协作，围绕由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的过程，引领不同层次学生说明能量流动和物质循环的关系。
5 以“实验信息读取”“实验步骤设置”“数据统计分析方法”为重点，引领学生尝试探究土壤微生物的分解作用。
[教学重点和难点]
1 教学重点：分析生态系统中的物质循环。
2 教学难点：说明能量流动和物质循环的关系。
3 教学方法：主题探讨法、问题归纳法、典型案例法、多维思辨法
[教学过程]
1 复习回顾：围绕“生态系统的能量流动”设置框架式问题信息――依托教师设置的信息，领会“流程”“要素”――引导学生为后续学习阅读分析新知做好思维发展铺垫
2 创设情境导入新课：教师设疑――所需为什么维持生态系统大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所消耗完？你自己所呼出的二氧化碳都去了哪里？原因是什么？然后围绕教师设疑，融入新课。
3 问题导学，师生协作，丰富概念知识细节支点：（1）出示“物质循环概念”问题界面。构建“模型”，关注“生物群落”和“无机环境”的相应关联。（2）概念要点设疑：概念中的“物质”具体是指什么？概念中的“循环具体是指在那些主体中往返出现？其范围具体是指什么？“物质循环”具备哪些特点？（3）在教师引导下，逐渐关注“物质循环概念”生成的各个细节点，交叉矛盾点，冲击自我“浅阅读”缺失细节。利用多媒体课件增加教学的直观性，把抽象的知识以细节问题形式展现在学生面前。
4 问题导学，主题探讨，小组协作经历知识生成的过程：（1）出示教材图5-11碳循环示意图。（2）教师出示三种学习方式：文字纲领式、对应教材简单图文代换式、变换幅度较大的示意图式资源信息，供学生自主选择学习，时间5分钟，教师巡堂辅导和确定收敛时间。（3）以小组为单位，学生互相点评对方的疑惑点和出错点。（4）以小组为单位，教师发放答案。（5）教师出示变式测评问题，总体检查学生学习效果。
5 问题导学，师生协作，感悟知识与社会实践的关联：（1）出示问题：“在我们生活中，生态系统的碳循环平衡吗？如果不平衡的话，导致了什么结果？怎么造成的？有没有解决方法呢？”（2）在发散学生思维的同时，依据“CO2增多的原因”“温室效应的危害”“如何解决温室效应”等主题逐渐收敛学生思维。在教师的引领下，体会分类、归纳、演绎、对比等思维转换方式。