自然界中的氧循环和碳循环

第一步：先找唯一的「入口」。 大气中的二氧化碳只能通过光合作用进入生物体，所以甲 $\rightarrow$ 乙一定是光合作用。这是解所有碳循环图的突破口，先定这一条，其余顺推。第二步：找「出口」。 生物体中的碳回到大气有两条路：生物自身的呼吸作用，以及遗体遗物被微生物分解。故乙 $\rightarrow$ 甲是绿色植物的呼吸作用，丁 $\rightarrow$ 甲是微生物的分解作用。

第三步：找生物之间的传递。 乙 $\rightarrow$ 丙是动物摄食（捕食）植物，碳以有机物的形式沿食物链传递；丙 $\rightarrow$ 丁是动物的遗体、排出物被微生物分解利用。第四步：处理化石燃料。 戊 $\rightarrow$ 甲是化石燃料的燃烧。注意方向只有单向；而生物到化石燃料需要极漫长的地质年代，在现代循环中可视为不再补充，这正是化石燃料不可再生的原因。

第五步：总结判图口诀。 「指向大气的箭头是呼吸、分解或燃烧；从大气出发的箭头只能是光合作用」。凡是图中有多个箭头指向某一方框、而它只发出一个箭头指向大气，这个方框通常就是大气或微生物，需结合上下文再定。

第一步：设计对照。 取两只相同的密闭玻璃钟罩，甲罩内放一只小白鼠和一盆生长旺盛的绿色植物，乙罩内只放一只同样大小的小白鼠，两罩都置于光照充足处，其他条件相同，唯一变量是有无绿色植物。第二步：预测现象。 乙罩内的小白鼠会因氧气逐渐耗尽、二氧化碳积累而先出现呼吸急促、活动减弱；甲罩内的小白鼠存活时间明显更长。

第三步：分析原因。 甲罩内植物进行光合作用，吸收小白鼠呼吸放出的二氧化碳，同时释放氧气供小白鼠呼吸，形成了小范围的氧碳平衡。第四步：说明必要条件与局限。 必须有光，否则植物只呼吸不产氧，甲罩反而消耗更快；同时植物与动物的数量要匹配，否则平衡建立不起来。这也解释了为什么载人航天与潜艇要精确设计氧气与二氧化碳的处理系统。

第一步：写出化学方程式作为依据。 $\mathrm{6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow[\text{叶绿体}]{\text{光}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2}$。第二步：算出质量关系。 $\mathrm{CO_2} = 44$，系数 6，对应 $264$；$\mathrm{C_6H_{12}O_6} = 180$，系数 1，对应 $180$；$\mathrm{O_2} = 32$，系数 6，对应 $192$。即 $\mathrm{CO_2} : \mathrm{C_6H_{12}O_6} : \mathrm{O_2} = 264 : 180 : 192$。

第三步：设未知数并列比例式求二氧化碳。 设吸收二氧化碳 $x$，则 $\dfrac{264}{180} = \dfrac{x}{9\ \text{t}}$，交叉相乘得 $180x = 264 \times 9\ \text{t} = 2376\ \text{t}$，故 $x = \dfrac{2376}{180} = 13.2\ \text{t}$。第四步：同法求氧气。 设释放氧气 $y$，则 $\dfrac{192}{180} = \dfrac{y}{9\ \text{t}}$，得 $180y = 192 \times 9\ \text{t} = 1728\ \text{t}$，$y = 9.6\ \text{t}$。

第五步：检验单位与守恒。 单位统一为吨；参加反应的水为 $\dfrac{108}{180} \times 9 = 5.4\ \text{t}$，反应物合计 $13.2 + 5.4 = 18.6\ \text{t}$，生成物合计 $9 + 9.6 = 18.6\ \text{t}$，守恒成立。答：每公顷每年净吸收二氧化碳 $13.2\ \text{t}$，净释放氧气 $9.6\ \text{t}$。这就是「碳汇」的量化含义——一片林子一年能替我们「收走」十几吨二氧化碳。