地球上所有的生物共有一个家,这就是生物圈.生物在生物圈中生存、繁衍,生物所需的物质（如水）和碳、氢、氧、氮等元素,在生态系统中不是单向传递,而是被反复利用的,我们称之为物质循环.下面我们着重认识一下碳循环和氧循环.
一、碳循环
我们知道,碳元素是生物体的主要组成元素之一.在自然界中,碳元素以单质或化合物的形式存在,如单质有金刚石和石墨,化合物有一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐和有机化合物.碳是地球上拥有化合物数量最多的元素,在生活中大都能经常接触到,其中我们最熟悉的是二氧化碳,它主要存在于空气中,含量约占空气体积的0.03%,如果没有补充,空气中的二氧化碳在25—30年的时间内就会全部被植物用尽.然而空气中的二氧化碳含量始终基本保持平衡,这就是碳循环的作用.
（一）生物圈中二氧化碳的产生
1、生物的呼吸作用→二氧化碳
包括动植物的呼吸和微生物对动植物遗体及粪便中有机物的分解,从而不断向空气中释放二氧化碳,据估计地球上的二氧化碳有90%是由微生物的生命活动产生的.
2、化石燃料及其制品的燃烧与火山爆发→二氧化碳
煤、石油、天然气等化石燃料,主要是动植物遗体长期压在地下,未被微生物全部分解,就可能通过一系列化学变化而形成.它们的燃烧和火山爆发都能使二氧化碳释放到大气层.
（二）生物圈中二氧化碳的消费利用
1、绿色植物的光合作用←二氧化碳
据估计,生物圈中的绿色植物每年的光合作用能将750亿吨的碳转化为糖类化合物.绿色植物是二氧化碳的重要消费者.
2、海洋中碳酸钙的沉积→新的岩石
海洋中的碳酸钙沉积在海底,形成新的岩石,从而使一部分碳元素较长时间贮藏在地层中.另外,少数二氧化碳还可溶解在水中.
综上所述,碳循环主要通过二氧化碳来进行.它主要可分为三种形式：
第一种形式是绿色植物经光合作用将大气中的二氧化碳和水转化成碳水化合物；在植物呼吸过程中,吸入氧气呼出二氧化碳,使二氧化碳返回大气中被植物再度利用.
第二种形式是植物被动物或人采食后,碳水化合物（如糖类）经食物链传递,被人或动物吸收,又成为人、动物和微生物的一部分,在体内氧化生成二氧化碳,并通过动物或人的呼吸释放回到大气中又可被植物利用.
第三种形式是微生物在生命活动中对动植物遗体及粪便中的有机物进行分解,不断向大气中释放二氧化碳.除此之外,煤、石油、天然气等燃烧时,生成二氧化碳,它返回大气中后重新进入生物圈的碳循环.
二、氧循环
氧元素也是生物体的主要组成元素,它在地壳和人体中的含量也最高.在生物圈,氧元素主要存在于水、二氧化碳和氧气等物质中.氧气对生物的生命活动是不可或缺的,生物圈中的氧气主要存在空气中,约占空气体积的21%.当空气中氧的含量下降到7%-8%时,人就会昏迷、窒息,甚至死亡,但空气中的氧的含量也始终保持平衡.
（一）生物圈中氧气的消耗
生物的呼吸作用与生物圈中的各种燃烧现象都要消耗氧气,如一个人每天平均吸入25千克的空气,要消耗其中1千克的氧气.
（二）生物圈中氧气的来源
绿色植物通过光合作用将水中的氧原子转化成氧气,释放到大气中.有人曾计算：1公顷树林的叶片总面积约为50000-70000平方米,每天能吸收150-500千克的二氧化碳,放出60-400千克的氧气.
研究发现,绿色植物在光合作用中制造的氧,超过了自身呼吸对氧的需要,其余的氧都以气体形式释放到大气中,可见绿色植物在维持碳--氧平衡方面的作用是多么重要.
在生物圈中,氧循环与碳循环有着密切的联系.空气中的氧可以渗透到生物圈的各个角落,动植物的呼吸作用、地壳表面物质腐败氧化等过程不断消耗大气中的氧.但与此同时,绿色植物的光合作用却大量吸收着大气中的二氧化碳,并将生成的氧气释放到大气中.如此生生不息,构成了生物圈的氧循环,并保持了大气中氧含量的恒定,维持了整个生物圈中的碳--氧平衡.
2. 循环水有机碳
“DOM”（Dissolved Organic Matter）是指能通过0．5+微米滤器的有机物质。
海水中的溶解有机物质一般用有机溶解碳(dissolved organic carbon)即DOC表示。
一般海水中含有溶解有机碳0.5~1.5毫克/分米3。溶解有机物质分为两类：①稳定或不活泼的组分，如腐殖酸和富里酸；②不稳定的组分，如氨基酸、甾醇、脂肪酸和烃类等。海水中溶解有机物质大部分尚未获得完全鉴定。
海水中稳定或不活泼的有机物占溶解有机物的大部分，其中一种是来自于古代陆地沉积和岩石中的有机物质。该物质风化释放后，经河流搬运而进入海洋。另一种可能是主体DOC由海洋生物生产的某些简单有机化合物，通过反应而在海洋中生成的。
不稳定有机物来源于海洋生物的排泄物、废弃物以及死亡生物的分解产物。该化合物可被海洋生物迅速利用，虽量甚微，但在控制海洋生物的行为响应方面，可能有重要作用，因此将卷入与海洋生物圈的复杂而微妙的相互作用之中。
溶解有机物(DOM)在环境中普遍存在，并且在海洋和全球生态系统中发挥着重要作用; 荧光性质是DOM的重要并且易于测量的光学性质之一，用于沿岸水质监测、河流输入物质的示踪、水团划分以及光学遥感和有机碳循环等方面的研究。
3. 养殖水体的氮循环
陆地和海洋中的硫通过生物分解、火山爆发等进入大气；大气中的硫通过降水和沉降、表面吸收等作用，回到陆地和海洋；地表径流又带着硫进入河流，输往海洋，并沉积于海底。
在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中，硫被氧化成为二氧化硫(SO2)和还原成为硫化氢(H2S)进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。
4. 养殖水体碳源
养殖水体中的碳源是否充足与总碱度中的碳酸根和碳酸氢根离子密切相关。
如果养殖过程中只是简单的测量总碱度，而不分析其离子和分子组成（总碱度是指能结合氢离子的离子和分子的总和），即使总碱度很高同样也可能出现缺碳“倒藻”。
例如海水的高位池养殖，天然海水一般总碱度较高，但中后期同样出现藻类老化；每天换水，亚硝酸盐高。这里也涉及到总硬度和排污带走了碳源的原因。
5. 循环水养殖模式
一、池塘内循环
池塘内循环生态养殖系统将池塘养殖传统的散养模式变圈养模式。池塘內循环系统主要由养殖水槽、推水装置、投料装置、增氧装置、集污及排污装置、挡水墙、养水区、推水设备等组成，该系统的最大特别就是能有效控制养殖鱼类排泄粪便的范围，并能有效地收集这些鱼类的排泄物和剩余饲料，通过沉淀脱水处理后，再变为陆生植物的高效有机肥，既有效减少了水体污染，同时也提高了废弃物的利用率。
二、内封闭循环养殖模式
泰国虾农Arunsopha的内封闭循环养殖模式，其系统由四种不同类型池塘配合在一起工作。第一种类型池塘用于养虾，池塘配有增氧机和集污系统，养殖污水流经第二种类型池塘，该池塘饲养有罗非鱼，罗非鱼用于处理虾池的残饵等有机物，并净化水质。然后，罗非鱼会进入第三种类型的池塘，该类池塘中饲养有尖吻鲈或鲈鱼，用以控制罗非鱼的种群数量。该池塘的水会通过落差进入第四类池塘，在添加了矿物质和营养物质并进一步净化后返回到养虾池。
三、水产养殖仿生学系统
水产养殖仿生学的重点在于让池塘水体模拟自然的河口条件，利用浮游动物大量增殖作为养殖虾类的营养补充并且有益菌可以调节水质。一般的操作是前期用发酵好的米糠等泼水培养桡足类，同时投喂发酵豆粕、花生麸等，全程不使用商业饲料。定期在池底缓慢拉动链条或绳索防止生物膜的形成，同时可以释放底泥营养，起到改底、调水、培养浮游动物的作用。
四、生物絮团技术
生物絮团技术（BioflocTechnology,BFT）是借鉴城市污水处理中的活性污泥技术，通过人为向养殖水体中添加有机碳物质(如糖蜜、葡萄糖等)，调节水体中的碳氮比(C/N)，提高水体中异养细菌的数量，利用微生物同化无机氮，将水体中的氨氮等含氮化合物转化成菌体蛋白，形成可被滤食性养殖对象直接摄食的生物絮凝体，能够解决养殖水体中腐屑和饲料滞留问题，实现饵料的再利用，起到净化水质、减少换水量、节省饲料、提高养殖对象存活率及增加产量等作用的一项技术。
五、离岸深海网箱养殖
由于近岸养殖易受人类活动，特别是陆源污染的影响，海水养殖与生态环境问题、食物安全问题的关系日益密切。因此，除了研究推广多营养层次综合养殖模式与技术外，发展离岸深海养殖技术已成为国际公认的海水养殖新方向与趋势。目前国际上深水养殖技术的研发主要聚焦于鱼类网箱和养鱼平台方面，关于深水抗风浪筏式生态养殖技术研究则很少。简单来说，就是把大海当成一个很大的水净化池了。
六、红树林-水产养殖藕合模式
通过在海边种植海桑、秋茄和桐花树等3种红树植物，能有效降低养殖水体中的N、P含量，减轻废水排放造成的环境污染。红树林恢复后在其水域生态放养斑节对虾或南美白对虾，养成后以有机虾的名号出售，获得不错的收益。
七、生态湿地
生态湿地的技术就是使用人工湿地生态环境净化池通过水循环来净化部分养殖排水水质，实现养殖废水对环境零排放。通过在水体中种植水生植物，从而吸收水体中的营养物质，为水中营养物质提供了输出的渠道。同时还能提高水体溶解氧，为其它物种提供或改善生存条件。水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外，还通过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修复。
八、鱼菜共生
在鱼菜共生系统中，水产养殖的水被输送到水耕栽培系统，由微生物细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸碱，进而被植物作为营养吸收利用。由于水耕和水产养殖技术是鱼菜共生技术的基石，鱼菜共生可以通过组合不同模式的水耕和水产养殖技术而产生多种类型的系统。
九、高位池封闭式循环水养殖
高位池封闭式循环水养殖就是通过四周增设的增氧机不断运转，使塘水产生水平环流，残渣产生“水力聚污”现象，并向中央底部聚集，再由中央排污管和水泵将池塘底部污水抽到池边宽十多米的水槽里，利用浅层沉淀原理分离水中悬浮有机物，停留20——40分钟后，固液自然分离。溢出水槽的水，水层厚度小于0.3毫米，经过30——60度坡度的池壁斜面，利用薄水层自然光化学催化氧化原理脱氮解毒，最后返回池里。
十、浮动湿地和浮岛
浮动湿地和浮岛很容易理解，通过在浮床上种植植物，以减少水体的污染，增加水的透明度，去除营养物质、悬浮固体和重金属。此方法适用于水产养殖、湖泊、水道、池塘、水坝和其他淡水体，当然海水同样也是适用的，不过要找到适合海水环境下生长的植物。
6. 小型水循环养殖
日常是养观赏鱼的过程中，两个鱼缸或者是多个鱼缸使用同一部死亡进行循环过滤，实际上可以使用pp水管串联的方式来达到这个功能，我们常见的观赏鱼鱼店里面的多个鱼缸，实际上使用的都是这种方式，利用一个大的循环过滤系统来带动术个小型的鱼缸，保持水质的循环和稳定。
7. 碳源对水产养殖环境的影响及作用机
这个很简单啊，一般就是全水体使用腐植酸钠或者腐植酸钾，这样就可以补充碳源了。
8. 循环水养殖定义
要注意池塘的周边环境，水温是否利于龙虾的生养休息。
投放育苗：选苗要选优质的虾苗，色泽饱满鲜活的虾苗是首选，其次尽可能在线下选苗规避线上选苗的风险。
种植水草：注意水草的数量，是否过多过少，过多及时清理，过少要及时种植。
防控病害：注意观察龙虾的状态，注意防范疾病，将龙虾的病害降至最低。
9. 水循环碳循环
水循环和碳循环都属于生物圈（生态系统）中的物质循环。
物质循环最基础的共性就是“周而复始，可多次循环”。
10. 水产养殖中碳循环的主要过程
碳循环，是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象。
碳循环的基本过程：自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。
1、生物和大气之间的循环：绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。
2、大气和海洋之间的交换：二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等，大气中二氧化碳量增多或减少，海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。
3、含碳盐的形成和分解：大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸，碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐，并被河流输送到海洋中，海水中接纳的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的。
4、人类活动：人类燃烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳。
以上就是碳循环的基本过程。碳循环过程，大气中的二氧化碳大约20年可完全更新一次，大气中二氧化碳的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。
11. 生态养殖循环模式
第一种：畜禽排泄物综合利用模式，沼气综合利用，开展沼渣、沼液生态循环利用技术研究与示范推广，推行“猪-沼-果（菜、粮、桑、林）”等循环模式，形成上联养殖业、下联种植业的生态循环农业新格局；或者将畜粪收集处理和有机肥加工。
第二种：立体复合循环模式，如“桑枝条——黑木耳——水稻”循环模式，这种循环模式是利用修剪下来的桑枝条，磨成粉用作种植黑木耳的营养基，黑木耳生产结束后，菌渣作有机肥还田，培肥地力。实现“桑枝条—黑木耳—水稻”三大产业的良性循环。又可以充分利用冬闲田，促进农业生态环境的改善，提高农田利用率，获得较好的经济、社会和生态效益，成为桑农、稻农增收的新渠道。
第三种：种养共生生态循环模式，如“鱼藕共生”即“鳅、藕”、“甲鱼、菱”、“ 锦鲤、藕”等生态循环模式是一种在藕田里套养泥鳅、甲鱼等水产品的种养混作模式。泥鳅等吃食后产生的大量排泄物经分解、矿化后作为肥料供莲藕吸收利用，促进莲藕的生长，同时减少了水质恶化对泥鳅的造成的毒害，促使泥鳅健康快速生长。
第四种：以秸秆为纽带的循环模式，秸秆还田模式的推广，能有效实现减少焚烧排放、增加农田肥力的生态循环目标。除此之为，以秸秆为纽带的农业循环模式还有多种，如围绕秸秆饲料、燃料、基料综合利用，构建“秸秆-基料-食用菌”、“秸秆-成型燃料-燃料-农户”、“秸秆-青贮饲料-养殖业”产业链。
