ป่าไม้เป็นแหล่งสะสมคาร์บอนขนาดใหญ่ของโลก โดยสะสมอยู่ทั้งในส่วนของต้นไม้และดิน คาร์บอนที่สะสมอยู่ในต้นไม้และดินนั้น มีปริมาณมากกว่าในบรรยากาศถึง 3.5 เท่า การแลกเปลี่ยนคาร์บอนระหว่างระบบนิเวศป่าไม้กับบรรยากาศจะถูกควบคุมโดยกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช การหายใจของสิ่งมีชีวิต และการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

คาร์บอนเป็นธาตุองค์ประกอบที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่สำคัญล้วนแต่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบทั้งสิ้น คาร์บอนปรากฏอยู่ในบรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีอยู่ในปริมาณร้อยละ 0.03 ของก๊าซในบรรยากาศ คาร์บอนอยู่ในมหาสมุทรในรูปของสารละลาย นอกจากนั้นยังเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของหินปูน มหาสมุทรมีปริมาณคาร์บอนมากกว่าในบรรยากาศถึง 50 เท่า วัฎจักรของคาร์บอนจะหมุนเวียนอยู่ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม หรือระหว่างอินทรีย์คาร์บอนและอนินทรีย์คาร์บอน

คาร์บอนในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีการแลกเปลี่ยนระหว่างบรรยากาศ มหาสมุทร และพื้นดิน การแลกเปลี่ยนถูกควบคุมโดยกระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ การแลกเปลี่ยนที่มากที่สุดคือการแลกเปลี่ยนระหว่างบรรยากาศและสิ่งมีชีวิตบนพื้นดิน แหล่งสะสมคาร์บอนที่สำคัญได้แก่ มหาสมุทร ต้นไม้ และดิน

ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช พืชจะดูดเอาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศ ผ่านกระบวนการทางเคมีต่างๆ ได้อินทรียสารที่สลับซับซ้อน เช่น น้ำตาล และแป้ง เป็นต้น กระบวนการสังเคราะห์แสงจึงเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนคาร์บอนจาก อนินทรีย์คาร์บอนเป็นอินทรีย์คาร์บอน และเป็นการเริ่มต้นของผู้ผลิตในระบบนิเวศ สารประกอบที่พืชสร้างขึ้นมาได้ ส่วนใหญ่จะถูกใช้เป็นพลังงานในกระบวนการหายใจทั้งในพืชและสัตว์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศ

ในบางกรณี คาร์บอนในรูปของอินทรียสารในสิ่งมีชีวิต อาจจะไม่ได้หมุนเวียนกลับคืนสู่บรรยากาศในทันทีทันใด แต่อาจจะสะสมอยู่ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง อาจจะนานเป็นสิบปี ร้อยปี หรือล้านปี ตัวอย่างเช่น คาร์บอนที่อยู่ในรูปเนื้อไม้ในต้นไม้ใหญ่ ซากพืชและสัตว์ในยุคโบราณที่เน่าเปื่อยผุสลายยังไม่หมด ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น

ดินเป็นแหล่งเก็บกักคาร์บอนที่ใหญ่และสำคัญอีกแหล่งหนึ่ง ปริมาณคาร์บอนที่เก็บกักไว้ในดิน (soil carbon pool) มีประมาณ 3.3 เท่าของในบรรยากาศ (atmospheric pool) และ 4.3 เท่าของที่เก็บกักไว้โดยมวลชีวภาพ (biotic pool)

คาร์บอนในดินอยู่ในรูปสารอินทรีย์ (soil organic carbon, SOC) และอนินทรีย์ (soil inorganic carbon, SIC) ปริมาณอินทรีย์คาร์บอนในดินมีค่าผันแปรสูง ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่และสภาพภูมิอากาศ การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินจากสภาพธรรมชาติมาใช้ทำการเกษตรมีผลทำให้สารอินทรีย์ลดลงมากถึงร้อยละ 60  ในเขตหนาว และอาจมากถึงร้อยละ 75 หรือมากกว่าในเขตร้อน การลดลงของปริมาณสารอินทรีย์ทำให้ดินเสื่อมสภาพ

จะเห็นได้ว่าวัฏจักรของคาร์บอนประกอบด้วยกระบวนการที่สำคัญสองกระบวนการอันได้แก่ (1) กระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่ดึงเอาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเข้ามาสู่พืช หรือเปลี่ยนรูปจากอนินทรีย์คาร์บอนเป็นรูปอินทรีย์คาร์บอน และ (2) กระบวนการหายใจ เผาไหม้ และการกร่อน (erosion) ซึ่งเป็นกระบวนการที่นำคาร์บอนกลับไปสู่วัฏจักรในน้ำและบรรยากาศ หรือเปลี่ยนรูปจากอินทรีย์คาร์บอนเป็นอนินทรีย์คาร์บอน

ปริมาณการสะสมคาร์บอนในพืชและดินที่ระดับความลึก 1 เมตร ในไบโอมประเภทต่าง ๆ

เนื่องจากป่าไม้ในสภาพธรรมชาติทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บกักคาร์บอน ดังนั้น เมื่อมีการปลูกป่า ก็จะมีพื้นที่ที่เป็นแหล่งเก็บกักคาร์บอนเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน เมื่อป่าไม้เหล่านี้ถูกรบกวนหรือถูกทำลาย คาร์บอนที่เก็บสะสมอยู่เหล่านี้ก็จะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศ

เปรียบเทียบการปล่อยคาร์บอนจากการเผาเชื้อเพลิงและการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน ค่าเฉลี่ยรายปีในช่วงปี พ.ศ. 2523 ถึง 2532 และ พ.ศ. 2532 ถึง 2541

การปล่อยคาร์บอนจากการทำลายป่าเขตร้อนในปี พ.ศ. 2533

Last updated: 2011-01-09 16:01:29