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生物地球化学循环是地球系统科学的灵魂。它使得元素和能量通过庞杂的物理、化学、生物、地质过程在地球各圈层之间不停的转化和传输,确保地球系统功能正常,维护地球环境的物理和化学平衡,构成了如同生命体般的新陈代谢模式。对碳、氧、氮、磷、硫等营养元素在地球圈层中的循环过程进行描述、示踪和预测是生物地球化学循环研究的重要内容。