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光合成は植物の葉の主な機能ですが、それが唯一の重要な機能ではありません。食物連鎖全体は、炭素の移動と考えることができ、植物の光合成、そして日光、二酸化炭素、水による炭水化物の生成から始まります。完全な炭素循環は葉の炭水化物の形成から始まります。さらに、私たちが吸う酸素は光合成の副産物であり、葉の孔を通して大気中に逃げます。
光合成
一連の生化学反応を通して、植物は日光のエネルギーを利用して水分子を水素原子と酸素原子に分けます。水素原子は、大気中の二酸化炭素と結合して、塩基性炭水化物を形成します。酸素原子は水から離れて大気に入り、生命を支えます。より多くの太陽光エネルギーが利用可能であり、大量の水を含む葉の構造が凍結する可能性がないため、光合成は通常暖かい季節には増加します。
草食
植物は独立栄養生物であり、すなわち、それらはそれら自身の食物を生み出すことができる。一方、動物は従属栄養性であり、エネルギーのために食物を積極的に探し消費しなければなりません。しかし、葉は基本的な炭水化物以上のものを含んでいます。植物は、アミノ酸やタンパク質を作るのに使われる窒素やリンなどの栄養分を土壌から取ります。動物が植物の葉を消費すると、炭素、窒素、リンなどの元素が動物に移動します。このように、植物は食物連鎖の根本的なつながりとして機能します。
土壌有機物
天気が寒くなり始めるにつれて、多くの植物や木々は葉を失います。いくつかの植物は1年で彼らのライフサイクルを完了します、そして他のものは毎年地上でそれらのすべてのバイオマスを失います。これらの植物は彼らの茎と葉を土壌の有機物に与えます。生きた葉を消費する大型動物に加えて、それは土壌中の微生物群集によって消費されます。土壌有機物が分解されて微生物によって消費されるにつれて、葉に閉じ込められていた他の元素、例えば窒素やリンなども放出されます。これらの栄養素は微生物によって摂取されるか、雨によって土から取り除かれるか、または他の生きている植物によって再吸収されることができます。
二酸化炭素
二酸化炭素の大気中濃度は、主に光合成によって制御されます。光合成は、大気から二酸化炭素を除去し、呼吸して大気中に放出します。呼吸とは、動物の呼吸だけではなく、土壌有機物の微生物による分解でもあり、二酸化炭素が副産物となります。二酸化炭素は、気孔と呼ばれる、葉の表面の小さな孔を通って葉に入ります。光合成は気温と気候に強く依存します。葉の光合成の需要の変化に応じて二酸化炭素の大気中濃度がわかった。
カーボンサイクル
植物、動物、土壌そして大気を通る炭素循環は、植物の葉の上の光合成から始まります。炭素は大気から除去され、植物のバイオマスに取り込まれ、そこで草食動物や土壌の微生物群集を通じて、分解を通じて植物に利用可能になります。呼吸を通じて、動物や微生物からの炭素は大気に戻され、そこで再び光合成に取り込まれることが可能になり、サイクルが再び始まります。