碳素是构成各种生物体最基本的元素，碳素循环包括CO2的固定和CO2的再生。植物和藻类，以及光合微生物，通过光合作用固定自然界中的CO2，合成有机碳化合物，进而转化成各种有机碳化合物。动物以植物为食物，经过生物氧化释放出CO2，动物、植物的尸体经微生物完全降解（即矿化作用）后，最终主要产物之一也是CO2.地下埋藏的煤炭、石油等，经过人类的开发、利用，例如作为燃料，燃烧后也产生CO2，重新加入碳循环。通过这些生物和非生物过程产生的CO2，随后又被植物和光合微生物利用，开始新的碳素循环。
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