生物地球化學循環是組成生命的化學元素從環境進入生物體，再從生物體返回環境的循環過程。碳循環是通過光合作用植物將大氣?CO2?合成碳水化合物，把太陽能轉化為化學能，沿食物鏈表現為轉化、傳遞與分解，并最終以?CO2?返還大氣。基于生物地球化學循環視角的碳循環模型如圖?1?所示。早期的?CO2?年通量大約為?3?億噸是大氣?CO2?總量的?0.01%。碳地質大循環在陸地、海洋與大氣之間處于相對平衡狀態，碳在三大庫的凈積累為零或近似零，作為碳“轉換器”的生物圈基本穩定，即凈收支為零。工業革命后大氣?CO2?濃度顯著升高，也相應激發了陸地與海洋自然碳匯增加；未來將達到峰值，重新建立陸地、海洋與大氣的碳循環新平衡體系，生物圈碳匯再次歸零。