% E6 k* y' J. J2 `* l
生物泵和温盐环流对海洋化学成分的影响。图中显示了有机物、溶解氧、硝酸盐和无机碳含量的典型垂直剖面。碳循环-C! f# h, S9 k# ^9 q0 @3 W5 a. ~
碳支出与碳收入6 g7 o' ^* h7 S" x
% r+ Y7 O5 @1 a0 V: A ; s& D& M" E2 g# X
海洋生物泵， The marine biological pump ，是指在海洋的生态环境中以生物或生物行为为动力，将碳元素从海洋表面向深层传递的过程 " F, v! j; ]" D# Y$ H2 p' {
海洋生物泵（来源：百度百库）生物泵（Biological pump）：Particulate （颗粒有机质）organic matter (POM) and inorganic particles of biogenic origin sinking from surface water to ocean interior
6 Z$ r1 ]# |8 X/ Z
) @% c( p) N, B) H8 D8 ]9 W) | Particulate Organic Carbon (POC颗粒有机碳)： " u8 g d5 y- G1 _2 t
颗粒有机物形成于海水表层透光带中（euphotic zone） 3 n4 Y+ F, I- ~. [/ r
POC在沉降过程中不断的降解
0 _! E+ D7 O' a2 C
* U( M2 ^. ] }+ q/ c 硫循环-S
' |* h' S: t) h 陆地和海洋中的硫通过生物分解、火山爆发等进入大气；大气中的硫通过降水和沉降、表面吸收等作用，回到陆地和海洋；地表径流又带着硫进入河流，输往海洋，并沉积于海底。在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中，硫被氧化成为二氧化硫（SO2）和还原成为硫化氢（H2S）进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。 & \6 d5 v! d | ^4 o2 v
2 k, K2 z$ N6 b1 K2 E6 ?3 ]* X
自然界中硫的最大储存库在岩石圈，在沉积岩、变质岩和火成岩三类岩石中总含量达294800×1020克。硫在水圈中的储存量也较大，在海水中含13480×1020克，在极地冰帽、冰山和陆地冰川中含278×1020克，但在地下水、地面水、土壤圈、大气圈中含量均较小。通过有机物分解释放H2S气体或可溶硫酸盐、火山喷发（H2S、SO42-、SO2）等过程使硫变成可移动的简单化合物进入大气、水或土壤中。
- a; H% h& R. B5 u5 n) d7 W, s6 @' {$ l 土壤中微生物可将含硫有机物质分解为硫化氢，硫黄细菌和硫化细菌可将硫化氢进一步转变为元素硫或硫酸盐，许多兼性或嫌气性微生物又可将硫酸盐转化为硫化氢。因此，在土壤和水体底质中，硫因氧化还原电位不同而呈现不同的化学价态。土壤和空气中硫酸盐、硫化氢和二氧化硫可被植物吸收，每年全球植物吸收硫总量约为15×1018克，然后沿着食物链在生态系统中转移。陆地上可溶价态的硫酸盐通过雨水淋洗，每年由河流携入海洋地硫总量达132×1032克。海水和海洋沉积物中积蓄着最大量对生物有效态硫，总量达16480×1020克。由于有机物燃烧、火山喷发和微生物氨化及反硫化作用等，也有少量硫以H2S、SO2和硫酸盐气溶胶状态存在于大气中。近来由于工业发展，化石燃料的燃烧增加，每年燃烧排入大气的SO2量高达147×106吨，影响了生物圈中硫的循环。
* e4 D, |. ?. s6 T 磷循环-P: V7 E& d7 y! B3 c1 m5 F( N
磷循环是指磷元素在生态系统和环境中运动、转化和往复的过程。磷灰石构成了磷的巨大储备库，含磷灰石岩石的风化，将大量磷酸盐转交给了陆地上的生态系统。并且与水循环同时发生的是，大量磷酸盐被淋洗并被带入海洋。在海洋中，它们使近海岸水中的磷含量增加，并供给浮游生物及其消费者的需要。 J q; y% A. Z, V! A7 U
表层海水磷含量自然界的磷循环的基本过程是：岩石和土壤中的磷酸盐由于风化和淋溶作用进入河流，然后输入海洋并沉积于海底，直到地质活动使它们暴露于水面，再次参加循环。这一循环需若干万年才能完成。 $ z& X& A+ a# A0 M# `1 H# e% Y
( N( U1 v# |; ~% F
1 I1 c7 w' B4 b) ?4 \6 ? 氮循环-N. J/ {- B/ L, w
氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。
$ F: b5 j- x# F* `. F0 `( N2 A 表层海水氮含量构成陆地生态系统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。
% `8 B2 x/ z( ] 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，这一过程为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化合物被微生物分解后形成氨，这一过程是氨化作用。 [1] 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，这一过程被称作反硝化作用。固氮作用（nitrogen fixation） 是分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。自然界氮（N2）的固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电、高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。由此可见，由于微生物的活动，土壤已成为氮循环中最活跃的区域。
3 c% U# g) z) s) t, Q
* Q5 @4 p# d, s) L) x0 x' @( \5 I + F8 Z7 E4 F& _4 v' u5 ]% n( w
关于氧化还原反应
6 M3 y- k2 X; \* G2 p7 n; J# I& r) m 沉积物的氧化还原分带
$ Z- P o/ d& Q 3 [3 j0 s0 s$ [
/ Y8 x! M) s% f* @. A! k% k
' E( p4 J0 e1 q, b | 
