海洋碳库是地球系统中重要的碳储存场所，在调节全球气候和碳循环中发挥关键作用。
一、海洋碳库的定义与组成
1.定义：海洋中储存的碳总和，包括溶解态、颗粒态及生物体内的碳。
2.组成
（1）溶解无机碳（DIC）：占90%以上，以CO₂、HCO₃⁻（碳酸氢根）、CO₃²⁻（碳酸根）形式存在。
（2）溶解有机碳（DOC）：来自生物代谢产物。
（3）颗粒有机碳（POC）：生物残骸、粪便等沉降颗粒。
（4）生物体碳：海洋生物体内的有机碳。
二、海洋碳库的作用机制
1.物理溶解：海洋表层吸收大气CO₂，通过扩散作用溶解（亨利定律）。
2.生物泵（Biological Pump）
（1）浮游植物光合作用固定CO₂，形成有机物。
（2）有机物通过食物链传递，部分沉降到深海（如“海洋雪”），长期封存。
3.碳酸盐泵（Carbonate Pump）
（1）钙化生物（如珊瑚、有孔虫）利用CO₃²⁻形成碳酸钙（CaCO₃）外壳。
（2）碳酸盐沉积于海底，部分重新释放CO₂。
三、海洋碳库的全球意义
1.调节气候：吸收约30%人类排放的CO₂，减缓温室效应。
2.碳储存规模：储量约38,000亿吨，是大气碳库的50倍、陆地生态系统的20倍。
3.长期封存：深层海洋碳可储存数百年至千年，减缓气候变化。
四、人类活动的影响与问题
1.海洋酸化
（1）过量CO₂溶解导致海水pH值下降（工业革命以来降低0.1，预计2100年再降0.3-0.4）。
（2）影响钙化生物（珊瑚白化、贝类外壳溶解），破坏海洋食物链。
2.碳汇能力减弱：海水升温降低CO₂溶解度，可能削弱海洋吸收能力。
五、高考常见考点
1.比较题：对比海洋、陆地、大气碳库的储碳量与周转速度。
2.过程分析：生物泵与碳酸盐泵的作用机制及差异。
3.影响评价：海洋酸化的成因、生态后果及应对措施。
4.数据应用：结合IPCC报告或实验数据，分析海洋碳汇变化趋势。
六、实例与数据支撑
1.数据：海洋每年吸收约25亿吨人为CO₂，表层水pH已从8.2降至8.1。
2.案例：大堡礁因酸化和升温大规模白化，生物多样性锐减。
七、保护措施
1.减少化石燃料使用，控制CO₂排放。
2.保护蓝碳生态系统（红树林、海草床、盐沼），增强自然碳汇。
3.国际协作（如《巴黎协定》），推动碳中和目标。
通过以上知识框架，考生可系统掌握海洋碳库的核心概念、机制及其与全球变化的关联，应对高考中的综合分析题与实际问题。
