生物地球化学循环（环境化学）
生物地球化学循环追踪元素如何在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间移动和转化，将化学、生物学和地质学在行星尺度上联系起来。
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Definition
从化学角度研究元素在地球环境隔室和生物体中周期性运动和化学转化的学科。
Scope
该领域涵盖碳、氮、磷、硫和微量元素的全球循环，包括连接它们的储库、通量和化学转化。在环境化学中，重点是驱动这些循环的化学反应和氧化态变化，以及人类活动如何扰乱这些循环。
Sub-topics
Core questions
- 每种元素的主要储库和通量是什么？
- 哪些化学和微生物转化驱动着每个循环？
- 这些循环如何相互耦合以及与气候耦合？
- 人类活动如何改变了全球元素循环？
Key theories
- 元素循环的储库-通量模型
- 每种元素的全球循环都表示为由通量连接的储库；量化这些储库及其受人类活动的扰动，可以评估诸如大气二氧化碳积累等失衡现象。
- 生物地球化学循环的耦合
- 碳、氮和磷循环通过生物生产的化学计量学联系在一起，因此扰动一个循环会通过其他循环传播。
Mechanisms
循环由储库组成，通过光合作用、呼吸作用、风化作用、沉积作用和人类输入介导的通量连接。微生物氧化还原反应使氧化态相互转化，而生物化学计量学将这些循环联系在一起，使它们共同响应扰动。
Clinical relevance
生物地球化学循环是气候变化、富营养化以及空气和水质问题的基础，它构成了化石燃料使用和化肥生产在行星尺度上的后果。
History
生物地球化学起源于维尔纳茨基的生物圈概念和哈钦森的定量循环分析，随着人类对碳和氮循环的扰动变得可测量，它逐渐发展成为一门全球变化科学。
Key figures
- Vladimir Vernadsky
- G. Evelyn Hutchinson
- William H. Schlesinger
Related topics
Seminal works
- schlesinger2013
- falkowski2000
- galloway2008
Frequently asked questions
- 这与生态学中的生物地球化学循环有何关系？
- 它处理相同的全球循环，但强调化学反应和氧化态变化，补充了生态系统生态学对库、通量和生物体的看法。