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    關于天然水中溶解氧與碳酸物質(zhì)的關系，在只考慮浮游植物的光合作用與呼吸而忽略其它因素的情況下，在溶解氧與總二氧化碳兩者之間量的增減方面，存在當量關系。關于這一點，聽橋用放射性碳¹⁴C在含有淡水浮游植物綠藻類的水中，測定了總二氧化碳和氧，弄清了其當量關系。
    但是，在湖沼中，總二氧化碳和溶解氧的關系不一定簡單。下邊敘述一例。

    以菅原等給出的高須賀沼和木崎湖湖的總碳酸、水溫和pH為基礎，利用各種碳酸物質(zhì)的存在比，求出各種碳酸物質(zhì)的濃度，把它同溶解氧的垂直分布一同表示在圖3．13中。如圖3．13所見，在高須賀沼和木崎湖，相對于溶解氧的垂直變化，總二氧化碳都表現(xiàn)為相反的相關關系。除循環(huán)期以外，氧隨深深度而減少，而總二氧化碳則隨深度而增加。相對溶解氧的變化，具有最顯著相關關系的是游離碳酸。在4月、5月月和6月，大致可以看出相對于氧的減少（或增加）有近似當量的游離碳酸增加（或減少）。這就表明，優(yōu)先參與浮游植物光合作用的，應是總二氧化碳中的游離碳酸，此外，還表明，氧的減少可以游離碳酸增加的方式表現(xiàn)出來?？墒?，從7月到10月，在靠近湖底的地方，由于有機物的嫌氣氧化，使總二氧化碳和游離碳酸激增。接著在10月，又一次進入循環(huán)期，底層的豐富的游離碳酸轉(zhuǎn)移到上層。之所以能看到表層水pH急劇降低，就是這個原因。在這種情況下，湖沼表面游離碳酸的分壓達到約1／100大氣壓，而部分游離碳酸變成二氧化碳碳，逃散到大氣中。
    另ー方面，如果就氧的情況來考慮慮，因湖底附近的缺氧水進入循環(huán)期，同時發(fā)生上下混合，所以整個湖沼則變成氧不飽和狀態(tài)，這就是說氧由大氣逐漸溶入湖水。但是，在沒有完全達到飽和之前，再次進入成層期，所所以除4月以后的光合興盛季節(jié)以外，整個湖沼除表面外氧都沒有達到飽和。猿橋述及在充滿這種接近中性水的湖沼中，表表面附近的光合優(yōu)先以游離碳酸為原料。
    湖水pH的變化，主要由游離碳酸對總二氧化碳的比值大小來決定。在日照強烈、光合旺盛的夏季，湖沼和池塘等的表面出現(xiàn)異常高的pH（9到10）值，這是光合作用消耗了游離碳酸時發(fā)生的。據(jù)據(jù)三宅、猿橋報告，在欠缺這種游離碳酸的水中，為要要發(fā)生光合作用，可用掉HCO^-₃離子。