1. 海洋氮循环在气候变化中的作用

1  在海洋生态系中的作用：海洋经历着剧烈的变动而又不断地保持着动态平衡,始终富有生命力和生产力,海洋微生物在其中起着重要的作用。当海洋生态系的动态平衡遭受某种破坏时，海洋微生物以其敏感的适应能力和极快的繁殖速度，迅速形成异常微生物区系，积极参与氧化、还原活动，调整和促进新动态平衡的形成和发展。

2  在海洋氮循环中的作用：海洋氮循环的基本途径与陆地相仿,至今尚未从海洋中直接分离得到根瘤菌，但通过定量PCR方法发现地中海腐殖泥中有大量放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)。固氮菌可以从海洋中分离到，硝化细菌多集中分布于海洋沉积物中。在海水中，硝酸盐的含量随着靠近海底沉积物的距离而逐渐增加，因此硝化作用在大陆架和近岸海域较为明显，海洋中的硝酸盐主要是通过这一途径产生。反硝化作用在有机物来源丰富、溶解氧浓度低的内湾和河口海域较为强烈，反硝化细菌在一定条件下影响海洋中可利用状态的氮。

3  在海洋硫循环中的作用：某些异养细菌分解含硫蛋白类物质时产生硫化氢；在有机物丰富的浅海嫌气水域，硫酸盐还原细菌还原硫酸盐时，也产生大量硫化氢，污染大片海湾与滩涂。这些硫化氢可由各种硫细菌逐步氧化，最终形成硫酸盐。

4  在海洋磷循环中的作用：细菌分解海洋动植物残体，并释放出可供植物利用的无机态磷酸盐。磷也是海洋微生物繁殖和分解有机物过程所必需的因子。

5  在海洋食物链中的作用：海洋微生物多数是分解者，有一部分是生产者，因而具有双重性，参与海洋物质分解和转化的全过程。在嫌气条件下，有机物质分解的最终产物是甲烷和硫化氢等;在多氧条件下,有机物质的分解是不完全的。在海洋中，分解有机物的代表性菌群是随着被作用有机物的类别而不同的：分解有机含氮化合物者，分别有液化明胶、消化鱼蛋白、蛋白胨多肽、氨基酸、含硫蛋白以及分解尿素等细菌；分解碳水化合物者，分别有分解各种糖类、淀粉、纤维素、琼胶、褐藻酸以及甲壳素等细菌。另有降解烃类化合物以及利用芳香化合物（如酚等）的细菌。海洋微生物分解有机物质的终极产物，如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等，都直接或间接地为海洋植物提供营养。

2. 氮元素在海洋中的循环

3

鲸鱼的排泄物基本上是液态的。此外，它是排放在海面附近的海面，

所以它可以被摄影师记录。有趣的是，鲸鱼只在靠近海面的海面上排泄，这些排泄物会漂浮在海面上，为浮游生物(尤其是浮游植物)提供大量的元素，如铁和氮。因此，鲸类排泄物在海洋生态平衡和元素循环中起着重要的作用和意义！上面提到的排泄物实际上只是鲸鱼的排泄物。除了排泄物，还有尿液。

3. 海洋中的氮循环过程

没有反硝酸这种说法，应该是反硝化，也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐（NO3−）中的氮（N）通过一系列中间产物（NO2−、NO、N2O）还原为氮气（N2）的生物化学过程。

反硝化反应在自然界具有重要意义，是氮循环的关键一环，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。

它和厌氧铵氧化一起，组成自然界被固定的氮元素重新回到大气中的途径。

4. 人类活动对海洋氮循环的影响

珊瑚礁是海洋中重要的生态系统，对维护生物多样性具有重要的作用。其对生态环境的影响主要有以下几个方面：

1.珊瑚礁能维持渔业资源对许多具有商业价值的鱼类而言，珊瑚礁提供了食物来源及繁殖的场所。在马来西亚，有百分之三十的渔获来源都是从珊瑚礁丛中捕得的。例如：海参、龙虾、具有重要经济价值的无脊椎动物等。保存了珊瑚礁，就同时确保了渔业发展、渔民的工作及食物的稳定供应。

2.珊瑚礁维护了生物多样性生物多样性是地球的财富。在所有的海洋生态系中，珊瑚礁的生物多样性是最丰富的，珊瑚礁的破坏无宁就是对世界生物多样性的严重威胁。再从伦理上来考量，有许多实际的理由说明何以维护生物多样性的重要：在珊瑚礁中有许多资源可资制造药品、化学物质及食物，当珊瑚礁被破坏了，许多物种也就在被发现其作用前消失了。没有人知道我们破坏了什么，但我们若不停止破坏，珊瑚礁恶化的情况将会持续，且许多尚未被发现的价值将会损失掉。

3.珊瑚礁保护了我们的海岸线珊瑚礁对于保护脆弱的海岸线免于被海浪侵蚀扮演了重要的角色。健康的珊瑚礁就好象自然的防波堤一般，约有70-90%的海浪冲击力量在遭遇珊瑚礁时会被吸收或减弱，而珊瑚礁本身会有自我修补的力量。死掉的珊瑚会被海浪分解成细沙，这些细沙丰富了海滩，也取代已被海潮冲走的沙粒。

由于珊瑚对水温非常敏感，水温升高会造成珊瑚白化，随着气候变暖，珊瑚礁大面积的死亡，这是当前人类面临的重要生态问题。

5. 海洋在碳循环中的作用

你好自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。自然界中碳的分布、碳的流动和交换见表1和表2。有机体和大气之间的碳循环 　绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。 　　一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。 　　大气和海洋之间的二氧化碳交换 　二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气。这种交换发生在气和水的界面处，由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等，大气中二氧化碳量增多或减少，海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。 　　碳质岩石的形成和分解 　大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸，碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐，并被河流输送到海洋中。海水中的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的，接纳新输入的碳酸盐，便有等量的碳酸盐沉积下来。通过不同的成岩过程，又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。在化学和物理作用（风化）下，这些岩石被破坏，所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。碳质岩石的破坏，在短时期内对循环的影响虽不大，但对几百万年中碳量的平衡却是重要的。 　　人类活动的干预 　人类燃烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳。从1949年到1969年，由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动，二氧化碳的生成量估计每年增加 4.8％。其结果是大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常。矿物燃料燃烧生成并排入大气的二氧化碳有一小部分可被海水溶解，但海水中溶解态二氧化碳的增加又会引起海水中酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。 　　矿物燃料的不完全燃烧会产生少量的一氧化碳。自然过程也会产生一氧化碳。一氧化碳在大气中存留时间很短，主要是被土壤中的微生物所吸收，也可通过一系列化学或光化学反应转化为二氧化碳。

6. 海洋氮循环在气候变化中的作用是什么

根瘤菌的固氮过程是一个生态固氮过程

1）生物固氮的概念

生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。

固氮微生物主要是指具有固氮功能的细菌，还包括有固氮功能的蓝藻和放线菌。

（2）固氮微生物的类型

固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，可以将它们分为自生固氮微生物、共生固氮微生物和联合固氮微生物三类。

自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存关系。常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻（异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮）。

共生固氮微生物只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。共生固氮微生物可以分为两类：一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌，以及与桤木属、杨梅属和沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌；另一类是与红萍（又叫做满江红）等水生蕨类植物或罗汉松等裸子植物共生的蓝藻。由蓝藻和某些真菌形成的地衣也属于这一类。

有些固氮微生物如固氮螺菌、雀稗固氮菌等，能够生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根内的皮层细胞之间。这些固氮微生物和共生的植物之间具有一定的专一性，但是不形成根瘤那样的特殊结构。这些微生物还能够自行固氮，它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式叫做联合固氮。

（3）生物固氮的过程(见图)

（4）氮循环简介

氮素在自然界中有多种存在形式，其中，数量最多的是大气中的氮气，总量约3.9×1015 t。除了少数原核生物以外，其他所有的生物都不能直接利用氮气。目前，陆地上生物体内储存的有机氮的总量达1.1×1010～1.4×1010 t。这部分氮素的数量尽管不算多，但是能够迅速地再循环，从而可以反复地供植物吸收利用。存在于土壤中的有机氮总量约为3.0×1011 t，这部分氮素可以逐年分解成无机态氮供植物吸收利用。海洋中的有机氮约为5.0×1011 t，这部分氮素可以被海洋生物循环利用。

构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。

植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程叫做氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。

大气中的分子态氮被还原成氨，这一过程叫做固氮作用。没有固氮作用，大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用。地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业固氮（用高温、高压和化学催化的方法，将氮转化成氨）和高能固氮（如闪电等高空瞬间放电所产生的高能，可以使空气中的氮与水中的氢结合，形成氨和硝酸，氨和硝酸则由雨水带到地面）。据科学家估算，每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右，可见，生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用。

7. 海洋中氮循环起始于氮的氧化

氮氧化物指：

的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮（NO，无色）、二氧化氮（NO2，红棕色）、一氧化二氮（N2O）、五氧化二氮（N2O5）等，其中除五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物（NOx）常指NO和NO2。

氮氧化物(NOx)种类很多，常见的包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)， 另外还有一氧化氮二聚体（N₂O₂）、叠氮化亚硝酰（N₄O）、三氧化氮（NO3），但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。另外三硝基胺（N(NO2)3）也是仅由氮、氧元素组成的化合物，但不是严格意义上的氧化物。

N2O3和N2O5都是酸性氧化物，N2O3的对应酸是亚硝酸（HNO2），N2O3亚硝酸的酸酐；N2O5的对应酸是硝酸，N2O5是硝酸的酸酐。NO、N2O、N2O4和NO2都不是酸性氧化物。

天然排放的NOx,主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。 人为活动排放的NO，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx约5300万吨。NOx对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。

在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。 但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3）。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N02转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

此外，NOx还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大。NOx再与平流层内的O3发生反应生成NO与O2，NO与O3进一步反应生成NO2和O2，从而打破O3平衡，使O3浓度降低，导致O3层的耗损。

8. 海洋氮循环在气候变化中的作用有哪些

在过去的几千年中，海洋和陆地生态系统等自然碳源排人大气的大量CO2 已通过光合作用和海洋吸收等自然过程的清除作用几乎完全平衡。工业革命以前，大气中的CO2浓度平均值约为280×10∧(-6)。，变化幅度大约在10x 10∧(-6)以内，平均而言，这一时期的自然碳收支处于很好的平衡态。工业革命之后的几百年里，大气中的CO2。浓度增加31 ，1995年大气中的CO2浓度达到360×10∧(-6)。人类活动造成的碳收支失衡不断增长、积累，碳循环的平衡开始被破坏。这种非平衡态导致了大气中多余CO2。的累积。

    综合来说，人类活动对全球碳循环的影响体现在3方面：一是人为增加碳源；二是人为减少碳汇；三是气候变暖的反馈作用。虽然这种反馈通过自然作用完成，不是人类的直接行为，但是终究气候变暖是人类过度排放温室气体的后果，所以，将其归因于人为因素并不为过。 

9. 海洋生物参与氮循环

海洋生态系统主要是由海洋生物群落和海洋环境两大部分所组成，而且每一部分又包括有众多要素。分析一下，这些要素主要有6类：

1．自养生物，是生产者，主要是具有绿色素的能进行光合作用的植物，主要包括浮游藻类、底栖藻类和海洋种子植物；还有可以进行光合作用的细菌。

2．异养生物，是消费者，包括各类海洋动物。

3．分解者，主要包括海洋细菌和海洋真菌。

4．有机碎屑物质，主要包括生物死亡后分解成的有机碎屑和陆地输入的有机碎屑等，以及大量溶解有机物和其聚集物。

5．参加物质循环的无机物质，例如碳、氮、硫、磷、二氧化碳、水等。

6．水文物理状况，例如温度、海流等