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科學內容背景

磷酸鹽和硝酸鹽等營養，對植物性浮游生物和其他類似植物的生物而言，可說是超級肥料，整個食物
網也因此呈現爆發的榮景。這樣的海域，只占全球海域的百分之一，但是漁獲量卻占了 50% ！北美、
南美、非洲和澳洲西岸，還有西班牙、葡萄牙與南極洲週圍海域，都有湧升流。大部分有湧升流的海岸，
都位於大陸的西方，這是因為風向與洋流的共同影響，再加上地球自轉效應的結果。

生物體內的碳流動
從大氣到生物體（光合作用） 光合作用創造了地球上最大單一的碳流動。光合作用很重要，因為生物
呼吸需要的氧氣，也是支撐地球基礎食物的來源。光合作用是一種化學反應，植物、藻類和多種細菌
利用陽光，把水與二氧化碳轉換成有機化合物，尤其是醣類；氧氣則是反應的副產品。光合作用發生
於陸地與海洋；事實上，地球一半的光合作用，是發生於海水上層。在陸地上，植物直接吸收大氣中
的二氧化碳；但在海洋中，類似植物的生物（例如植物性浮游生物）則是利用溶解於海水中的二氧化碳。

氣體其實也是由物質組成，且氣體可以轉換成固體，例如：所有植物體成分 33％的纖維素，就是來自
於氣體。許多學生面對這樣的概念，往往難以接受。這是因為大部分氣體是看不見的，容易產生氣體
似乎不是物質組成的誤解。這也難怪，有些人以為植物藉由根部，從土壤、水和礦物質得到成長的物
質。根據科學概念理解發展的研究，只需學習光合作用的反應式，閱讀相關文本，並無法保證學生完
全理解這個重要概念。

從生物體到生物體（動物間的攝食） 無法製造養分的生物，必須攝食其他生物，或其他生物的部分身
體。這類的生物包括所有的動物、真菌，和許多類細菌。在攝食的過程中，其他生物的碳就移動到自
己體內了。還有許多生物並不靠「攝食」得到碳，牠們藉由分解死亡生物或排泄物，甚至從寄生的過
程得到碳。

進入地殼的碳流動
從生物體到地殼（植物或動物的分解、沉積和屍體掩埋；從深海到沉積物和沉積岩） 這方面的碳流動
可以區分成三種：生物分解，沉積物和沉積岩的形成，以及化石燃料（煤、原油或天然氣）的形成。

分解作用和沉積岩的形成 有機物質，例如：動物的排泄物、死亡的生物或是生物體的部分（例如落葉），
會分解成構造較簡單的物質。較大的生物，例如：蚯蚓、鼠婦或蛆，會以生物殘骸為食，並將殘骸分
解成較小的碎屑；細菌與真菌則以顯微階層進行分解。這樣一來，等於幫這兩種生物增加了分解的表
面積。這些分解者拆解了植物或動物體內複雜含碳結構，不但重建了本身新的構造，或把碳儲存在自
己體內，在營養的循環上扮演重要的角色。其實並非所有分解作用產生的產物，都會被分解者接收利
用。生物體或生物體的部分，在分解的過程中，有相當量的碳進入到土壤（有些陸地的分解作用中，
碳也會進入大氣；海中的分解作用，碳則進入海水）。土壤或其他沉積物（含有來自生物體或部分生
物體的碳），受到後續層層的沉積物覆蓋，因為壓縮或加熱的作用，沉積岩就產生了。石灰岩就是一
種沉積岩，沉積物大部分都是貝殼，貝殼的主要成分碳酸鈣，經過壓縮和加熱，就產生石灰岩了。如
果石灰岩再經過後續的壓縮與加熱，就有可能轉變成大理岩。

海洋科學序列教材 67
—G6-G8 進階海洋素養