碳汇

在地球科学中，碳汇（也称为二氧化碳汇或 CO2 汇）是一种天然水库，在地质时间尺度上，它暂时吸收和储存的碳多于释放的碳。 碳n是碳循环的一部分，自远古时代以来就对地球气候具有重要意义。 进入21世纪，它们因吸收大气中人为产生的温室气体二氧化碳（CO2），从而削弱温室效应而受到特别关注。 另一方面，也存在这样的风险，即由于人为影响，碳汇成为碳源，排放的二氧化碳总量超过吸收的二氧化碳。 因此，它们在全球变暖方面发挥着重要作用。

在生物圈中，大部分碳被纳入有机化合物中。 以下碳汇起着重要作用：

陆地生态系统在其活生物量和土壤腐殖质中的有机化合物中都含有碳。 如果一个生态系统的碳储量（即生物量和土壤中碳储量的总和）增加，那么这个生态系统就是一个碳汇。

植物（以及在较小程度上某些类型的细菌）利用光合作用从大气中吸收二氧化碳并将碳结合到有机物中。 其中一些有机物质可作为动物和微生物的食物。 不再属于生物的有机物质作为垃圾被添加到土壤中，并在那里形成腐殖质。 除了死去的生物，例如 还有落叶和针叶、根系分泌物（渗出物）和动物的排泄物。 大部分垃圾在短时间内被细菌和真菌矿化，将有机化合物中的碳转化为二氧化碳并释放到大气中。 火还将有机结合的碳转化为二氧化碳。 如果一个生态系统要充当碳汇，就必须追求两个目标：更多的生物量和更多的腐殖质（更多的垃圾，更少的矿化）。

土地利用方式对土壤中的碳储存有重要影响。 通过有机农业，可以增加土壤中的碳输入，因为与传统农业相比可以形成更多的根系生物量。 如所附图表所示，全球土壤中储存的碳是活生物量的两倍多，该图表仅显示土壤表层的碳储量。

在碳循环中，碳在碳汇和碳源之间进行交换。 目前最重要的碳源是石油、天然气或煤炭等化石燃料的消耗量稳步增长。 此外，上述过程会从生态系统中释放碳。

森林每年在全球吸收 0.55 吉吨，使其成为xxx的陆地碳汇。 全球储存在森林生态系统中的碳总量假定为矿质土壤有机部分中的 300 吉吨、活生物量中的 295 吉吨以及枯木和枯枝落叶层中的 68 吉吨。 在北方针叶林中，地下菌丝体几乎占了一半。 然而，森林的储存能力正在下降。 原因是热能利用和气候变化造成的过度开发。 它会导致干旱压力、虫害和森林火灾蔓延的风险增加。 问题是哪种类型的管理可以确保最佳存储性能。 研究表明，原始森林中的碳库明显高于商品林（347 tC/ha 对 272 tC/ha）。 因此，限制采伐似乎是短期内提高森林碳储存能力的最成功措施。

大约三分之一的人为碳排放是由于过去 150 年的森林砍伐造成的。 相反，植树造林会对气候产生重大影响。 当大规模造林伴随着农业用地减少时尤其如此。

造林时应注意，造林面积的储碳能力在很大程度上取决于水分和太阳辐射等因素。 在热带地区，每年每公顷 (tC/(ha·a)) 的碳储存量可能高达 27 吨。 在更高的纬度，存储容量相应地更低。 对于德国，预计 20 年作物的值为 2.8 tC/(ha a)，60 年作物的值为 6.4 tC/(ha a)。 对于新安装通行证几年，直到 CO2 封存全部发生。 最重要的是，在已有的草地上造林是没有意义的。 这在土壤中储存了大量碳，这些碳会在重新造林期间以二氧化碳的形式释放出来。

人们认为，赤道附近的森林更有能力从大气中去除二氧化碳，而高纬度地区的森林可能更容易排放二氧化碳。 此外，与积雪覆盖的无森林地区相比，北方针叶林的反照率效应较低，热带雨林以前被认为是特别大的碳汇。 然而，根据 2020 年发表的一项研究，由于全球变暖，这种影响似乎正在减弱或逆转。2020 年 3 月对大约 100 家机构进行的为期 30 年的研究表明，热带森林吸收 CO2 的能力是由于气候变化和森林砍伐正在减少。

对受 CO2 施肥的森林进行的科学研究表明，它们通过土壤呼吸作用释放额外的 CO2。

如果土壤中没有足够的养分，植物的生长速度就会变慢。 然后你就不能吸收那么多的二氧化碳。 在生态系统吸收 CO2 的计算模型中应考虑到这一点。 氮和磷已经存在这样的模型。 从长远来看，预计磷的供应会出现问题。

在地质时间尺度上，最重要的碳储层是岩石圈，它含有地球上发现的所有碳的 99.8%； 主要是像石灰一样的碳酸盐。

地壳中有非常大量的合适的硅酸盐矿物，从长远来看，它们会通过将其转化为碳酸盐而xxx性地从大气中去除大量的二氧化碳。