⑴ 生物圈與地球表部其他圈層的相互作用
整個生物圈都滲透在大氣圈、水圈和岩石圈之間;生物圈與大氣圈、水圈和岩石圈之間存在著復雜的相互作用關系以及物質和能量的交換與循環。這里僅簡要列舉幾個方面。
(一)大氣圈、水圈及岩石圈環境對生物圈發展的制約與促進作用
大氣圈、水圈及岩石圈構成了生物圈中各種生物最基本的無機生存環境,它們供給生物所必需的水分、各種營養物質及礦物質等。這些無機環境的差異對生物圈的繁盛、發展具有很強的限制性或促進性作用;而生物對其生存環境則具有很強的依存性和適應性。一般來說,生物的種類、數量、形態結構及生理機能等與它所生存的一定環境條件是相適應的;有利或不利的環境條件會對生物的繁盛與發展起到促進或制約的不同作用。大氣圈、水圈在太陽能的驅動下而發生運動、循環,形成風、雨、流水、潮汐、氣溫變化、干濕變化等;它們與岩石圈表面的自然地理相結合,使不同地區形成了不同的氣候與地理環境。因此,生物長期進化發展的結果,在地理與氣候條件不同的地區往往形成了不同的生物群落;而在地理與氣候條件相似的環境一般都具有相似的生物群落。例如,在不同地區的沙漠生物群落中,雖然生物種類並不相同,但它們都具有許多相似的特徵:種類和數量較少、耐乾旱、具有防止或減少水分蒸發的能力或行為等。我國雲南西雙版納有熱帶雨林生物群落,印度、南美等地也有,它們的地理、氣候條件(如溫度、濕度等)相似,生物特徵也很相似(生物繁茂、種類多、數量較多、喜濕性等)。根據地理與氣候環境不同,生物群落可分為陸生和水生兩大類。陸生生物群落又包括熱帶雨林、亞熱帶常綠闊葉林、荒漠、溫帶落葉闊葉林、溫帶草原、寒溫帶針葉林、寒帶苔原等群落;水生生物群落包括海洋生物群落(濱海、淺海、半深海-深海等)和淡水生物群落(河流、湖泊、沼澤等)。
(二)生物圈對大氣圈、水圈的改造與影響
地球與太陽系中其他行星的最顯著不同是地球上有繁茂的生命。正是地球上生命的發生和發展,才使大氣圈能有今天這樣適合於人類生存的大氣環境,這其中主要是得益於綠色植物的作用。大氣中游離氧氣的積累、臭氧層的形成、二氧化碳的降低、氣溫的調節等都有動植物的貢獻。地球演化歷史研究表明,冥古宙時期的早期大氣中基本沒有或極少有游離氧氣存在,而CO2 含量很高(除H2 O汽、N2 以外);太古宙時期隨著海洋中藻類植物的出現,光合作用使O2 開始逐漸緩慢積累;元古宙時期海生藻類植物繁盛,光合作用生產的O2 量快速增加,成為大氣中O2 含量積累增長的最主要階段(圖10-4)。而大氣中自由氧的增加與CO2 的減少大體是同步的,植物大發展與大氣中的CO2 含量通常呈反相關關系。現今大氣中各種主要成分的含量基本上趨於動態平衡,這主要是生物圈(植物和動物)-水圈-岩石圈之間排氣、固氣作用所達到的相對平衡狀態。
圖10-4 大氣圈中氧氣和二氧化碳隨時間的變化
(據陶世龍等,2010)
生物圈參與並影響了水圈的運動與循環。水是生物圈中生物體維持生命的必需物質,生物體通過從水圈、大氣圈中吸收水分,再通過新陳代謝和生命系統內部的運動排出水分到大氣圏和水圈中。一般來說,水被生物體吸收進去並留在生物體結構中的並不多,但經過生物體轉運的水量卻很大,如植物的根部從土壤中吸收1000 g水,大約只有1 g水被植物用在組織的建造上,99.9%的水通過蒸騰作用進入大氣圈,它對大氣的濕度有調節作用。生物圈中良好的植被(特別是林地)常可大大減緩地表水的運動速度,延長地區性水體的循環時間,有利於水土保持、防止洪澇災害和緩解乾旱缺水問題。
(三)地球表層的全球碳循環
碳是組成生命組織的基本物質,也是近地表各種地質作用中最活躍的化學元素之一。碳在地球表層的生物圈、大氣圈、水圈和岩石圈之間的運動與轉換是地球上生命活動及多種地質作用的重要過程與結果,也是地球表層各圈層相互作用、影響與連接的典型實例。
全球表層碳的總含量約為1023 g,其中絕大部分以有機化合物(1.56×1022 g)和碳酸鹽(6.5×1022g)的形式存在於沉積岩中,余者主要以CO2,
地表植物一般通過對CO2 的光合固碳作用而捕獲太陽能為生物圈提供能量,同時使得大氣中的碳進入生物圈,並向大氣提供氧氣;而各種動物則通過食物鏈與新陳代謝作用吸收、貯存和排出含碳物質。在陸地的碳循環過程中,大氣中的CO2 為植物所固定,且大部分通過生物的呼吸和分解作用而從植物、動物或土壤釋放到周圍環境中去;有些儲存在有機體中被長期埋藏。海洋生物利用海洋中所溶解的CO2 進行光合固碳作用,其中一部分生物殘體分解釋放出CO2;另一部分形成生物碳酸鹽沉積,與無機碳酸鹽沉積一道固定在岩石圈中,直到受地質作用被抬升到地表經風化作用而重新釋放出CO2。大氣圈與水圈之間主要通過CO2 的溶解與揮發作用進行碳循環,而岩石圈與水圏、生物圈和大氣圈之間主要通過風化、剝蝕、搬運和沉積作用進行碳循環。此外,構造運動、岩漿作用與變質作用(如火山、斷層、地震、溫泉、熱液等)所釋放的 CO2,自然火災、人類活動(如化石燃料燃燒、水泥製造、森林破壞等)對近地表CO2 的含量及碳循環過程也有重要影響(圖10-5)。
圖10-5 地球表層的碳循環示意圖
(據陶世龍等,2010)
(四)氧及其他化學組分的循環
氧是地球表層最豐富的物質,氧元素的克拉克值在地殼中占第一位(高達46.6%),水圈中水分子內氧元素的質量佔比更高。但游離狀態的氧氣主要存在於大氣圈內,在低層大氣中氧氣所佔的體積約為21%;還有一部分氧氣溶於水圈中及生物體內。由於在H2 O分子和CO2 氣體中都存在氧元素,所以全球碳循環與水的循環過程實際上也是氧的循環過程。但現今大氣圈中游離狀態的氧氣主要是綠色植物光合作用的貢獻,它們吸收CO2並排出O2;但動物則相反,它們通常吸收O2 並排出CO2。所以,O2 主要通過生物體的作用在大氣圈、生物圈及水圈之間循環。氧也是地球表層化學性質十分活躍的元素,它積極參與了各種地質作用過程,使之在岩石圈與外部圈層之間也發生循環。地表廣泛發生的氧化作用會消耗氧氣,使游離氧成為化合物進入岩石圈;而岩石圈中的氧元素則主要通過變質作用(如脫水、脫碳反應等)、岩漿作用(如火山揮發分)等以H2 O或CO2 等形式排出,再通過植物的光合作用形成氧氣。由此可見,在游離氧的循環過程中植物的光合作用是至關重要的。
實際上,地球表層的各種物質都在藉助地球系統層圈相互作用的能量流動而發生不同規模、不同程度的循環,從化學組分的角度來說可統稱為地球化學循環,當有生物作用的參與時又可稱之為生物地球化學循環。現已知的地球表層的化學元素中絕大部分都在生物體內存在,其中氫、氧、碳、氮、磷、硫等是有機質的基本化學組分,這些化學組分的生物地球化學循環也是最為顯著的。
⑵ 生物圈的范圍包括哪三種
是指地球上凡是出現並感受到生命活動影響的地區。它也是人類誕生和生存的空間。
究竟有多大呢?
包括地表上下25~34千米內的區域,包括大氣圈的下層,岩石圈的上層,整個土壤圈和水圈。但是,大部分生物都集中在地表以上100米到水下100米的大氣圈、水圈、岩石圈、土壤圈等圈層的交界處,這里是生物圈的核心。
生物圈裡繁衍著各種各樣的生命,為了獲得足夠的能量和營養物質以支持生命活動,在這些生物之間,存在著吃與被吃的關系。「大魚吃小魚,小魚吃
」,這句俗語就體現了這樣一種簡單的關系。但是,要維持整個龐大的生物圈的生命活動,這么簡單的關系顯然是不行的。生物圈自有它的解決辦法。生物圈中的各種生物,按其在物質和能量流動中的作用,可分為:生產者,主要是綠色植物,它能通過光合作用將無機物合成為有機物。消費者,主要指動物(人當然也包括在內)。有的動物直接以植物為生,叫做一級消費者,比如羚羊;有的動物則以植食動物為生,叫做二級消費者;還有的捕食小型肉食動物,被稱做三級消費者。至於人,則是雜食動物。分解者,主要指微生物,可將有機物分解為無機物。這三類生物與其所生活的無機環境一起,構成了一個生態系統:生產者從無機環境中攝取能量,合成有機物;生產者被一級消費者吞食以後,將自身的能量傳遞給一級消費者;一級消費者被捕食後,再將能量傳遞給二級、三級……最後,當有機生命死亡以後,分解者將它們再分解為無機物,把來源於環境的,再復歸於環境。這就是一個生態系統完整的物質和能量流動。只有當生態系統內生物與環境、各種生物之間長期的相互作用下,生物的種類、數量及其生產能力都達到相對穩定的狀態時,系統的能量輸入與輸出才能達到平衡;反過來,只有能量達到平衡,生物的生命活動也才能相對穩定。所以,生態系統中的任何一部分都不能被破壞,否則,就會打亂整個生態系統的秩序。
生物圈是最大的生態系統。我們必須明白,人也是生態系統中扮演消費者的一員,人的生存和發展離不開整個生物圈的繁榮。因此,保護生物圈就是保護我們自己。百分之百原創,給個贊吧。
⑶ 生物圈是不是一個獨立的圈層,它包括哪幾部分
生物圈的范圍是:大氣圈的底部、水圈大部、岩石圈表面。
生物圈(Biosphere)是指地球上所有生態系統的統合整體,是地球的一個外層圈,其范圍大約為海平面上下垂直約10公里。它包括地球上有生命存在和由生命過程變化和轉變的空氣、陸地、岩石圈和水。從地質學的廣義角度上來看生物圈是結合所有生物以及它們之間的關系的全球性的生態系統,包括生物與岩石圈、水圈和空氣的相互作用。
⑷ 生物圈包括哪些圈層
生物圈是地球上所有生物及其生存環境的總稱。包括地殼上層、大氣圈下部和整個水圈。生物圈的范圍約從地面以上15千米的高空到大洋水面以下10千米深處。但生物密集的地帶當屬地面以上100米到水面以下200米這一薄層中,這是生物圈的核心圈層。生物圈由自然界中的大氣、水、土壤、岩石、光、熱等非生物因素及一切動物、植物和微生物組成。生物圈是一切生物賴以生存的場所,是地球所有圈層中最活躍的一個圈層。
⑸ 生物圈是有機圈層嗎
答案C
生物是地理環境的產物.生物圈是指地球上所有生物及其生存環境的總稱,它形成了地球上生機勃勃的有機世界,相互制約,形成了人類賴以生存的地理環境.
⑹ 生物圈對地球表部圈層的作用
生物圈的形成是地球外部圈層(大氣、水、生物與岩石圈表層)互相作用的產物,反過來,生物圈也可對地球外部其他圈層產生巨大的作用,使其物質成分或面貌發生變化。
1.生物圈對大氣圈的作用
地球與太陽系中其他行星的一個非常顯著的不同是地球上有繁茂的生命,也就是地球上生命的發生和發展,才使大氣圈能有今天這樣適於人類生存的特點,主要靠綠色植物起了作用。大氣中氧氣的累積、臭氧的形成、二氧化碳的降低、氣溫的調節等都有動植物的貢獻,如地球的歷史記錄表明,植物大發展與大氣的CO2含量呈反相關系(圖7-5)。現在大氣中各種成分趨於平衡的現象是靠植物動物岩石圈固氣與排氣三者之間所達到的相對平衡。
圖7-5 大氣圈中氧氣和二氧化碳隨時間的變化
人類,作為生物圈的組成部分,特別是在建立起現代工業後,對大氣圈的影響日益顯著;把大量二氧化碳和多種有害、有毒氣體與粉塵排入大氣,污染大氣環境,就是一種惡劣的行徑。幸而自然界的植物對大氣中粉塵及有害氣體有清潔作用,否則我們現今的大氣早就變得污濁而不適宜於人類生存了。控制人類本身對環境的污染和利用生物來改善環境,也已成為當今之要務。
植物中如喬木和灌木相結合的林帶的減塵率達95.7%,一些植物還有吸收某些有害物質的特殊功能,刺槐、檉柳能吸收氯氣,柳杉林吸收二氧化硫,茶樹、山茶可除去氟化氫,楊樹和桑樹葉對鉛粉塵有較強的吸收作用等等。因此,控制城市大氣污染的一個重要途徑就是要發展綠地。植物不僅吸收了城市大氣中的很多有害成分,而且還能釋放出大量的氧氣,使大氣變得清新,而有利於人體健康。
植物在生長過程中,通過光合作用,把太陽能轉化為化學能,可減少地面的長波輻射,從而降低大氣的溫度,據觀測,夏季草坪上的氣溫與深色的屋頂的溫度可差20℃。不僅如此,植物還能蒸騰大量的水分,增加大氣的濕度,據觀測一棵普通的白楊在夏季白天每小時蒸騰25kg水,一畝闊葉林一年可蒸騰300多噸水,使大氣變得濕潤。所以植被茂密的地區,氣溫變化相對緩慢,起到「溫床」的作用。所以利用生物來改善環境是十分必要的。
2.生物圈對水圈的作用
生物對水圈的依賴性很大,可以說有水才有生命,反過來,生物在水圈中這種無所不在的廣泛分布,對水圈也必然會產生重大影響:一是影響一些元素在水中的遷移和沉澱過程;二是影響水圈的運動和循環。
在自然界中,水對金屬、非金屬元素的溶解作用、離子交換作用和沉澱作用,並不單單是純化學作用,常見的是與生物活動密切相關的生物化學過程。放射蟲、硅藻等生物吸收海水中的二氧化硅,成為影響海水中二氧化硅含量的主要因素,每年生物活動可從大洋中沉澱出5×1014g的二氧化硅。浮游生物每年可以把大洋中2×1011g(20萬噸)的鉛沉澱下來,相當進入大洋中鉛總量的一半。在淺海底大量形成的碳酸鹽堆積(其中的碳酸鈣成岩後就叫石灰岩;碳酸鈣鎂成岩就叫白雲岩),大多是在生物化學作用下形成的。在元古宙和古生代,這種作用曾使大氣圈與水圈中的CO2大量地被固定到岩石圈中。至於在淺海深部堆積的磷酸鹽,則更主要依靠生物體的吸附及其遺體埋藏而富集起來的。大洋中金屬的濃度一般很低,遠未達到這些金屬元素沉澱的飽和濃度值。然而,由於多種桿菌、鞘鐵菌和一些納米級的超微生物的生理作用,使錳、鐵、銅、鎳、鈷等多種金屬元素被吸收到生物有機體組織內,在生物死亡後,經過進一步的溶解和再凝聚,從而逐漸在洋底形成以錳為主的結核。它們構成了人類極為寶貴的、潛在的金屬資源。
生物體中的水通過被吸收和排除以及在生命系統內部的運動,參與水圈的循環,被吸收進去並留在生物體中的並不多,但經過生物體轉運的水量卻很大,如植物的根部從土壤中吸收1000g的水,大約只有1g水被植物用在組織的建造上,99.9%的水通過蒸騰作用進入大氣,它對大氣的濕度有調節作用。因此,城市裡的綠地不僅有降溫防暑的作用,而且有濕潤空氣之功效。林帶可大大地減緩地表水的運動速度,延長循環時間,也是解決一些地區缺水的一個途徑。
水生生物本身的繁殖與死亡,對水圈也是一種影響,對人來說可以有利,如有的生物可以凈化水質;也可以有害,如某些藻類大量快速繁殖形成的「赤潮」危害。
3.生物圈對岩石圈的作用
生物圈能對岩石圈發生破壞作用,在生物風化作用中很容易看到這個過程。中國有句成語「千里之堤,潰於蟻穴」,就說明人們對此早有認識。這種生物風化作用過程,既有機械的(物理的),也有化學的作用。植物的根系深深地扎入岩石的縫隙,隨著植物的生長,根系壯大膨脹,向周圍的岩石施加壓力,使岩石破碎崩解,就是一種物理作用(稱為根劈作用);生物分泌出來的或在死亡後腐爛產生的有機酸和腐殖質,對岩石腐蝕,就是一種化學作用。有些微生物還能分解像鋁硅酸鹽那樣難以溶解的礦物,有些細菌能吸收銅、鐵、金,促使閃鋅礦、黃鐵礦氧化等。馬尾藻吸收金元素,最多可達到細胞乾重的42%。
生物作用,是影響土壤形成的重要因素。通常所說的土,不一定都含有機質或腐殖質。而土壤則專指含有有機質或腐殖質的那部分土層,是經過生物風化作用形成的。只是因為存在生物的活動,才使有機質和腐殖質在土層中富集、分解,形成具有肥力的土壤。各處土壤厚薄的差別(從幾厘米到十幾米都有),也是取決於生物風化作用的強弱。當然也要受到氣候、地形、水等其他因素的影響,不過生物在裡面起到了關鍵性的作用。
土壤的形成,有利於植物的生長,植物對土壤又能起著保護的作用,同時也保持了水分。得到植物覆蓋的陸地表面,流水或風對那裡的土壤都難以侵蝕。因為植物的根系對鬆散土層有穩固的作用;植物的枝葉能阻滯風和流水的運動。多年觀測的結果表明,裸露的地表比林地的水土流失量可以大100倍!這樣生物又保護了岩石圈表層的穩定。而水土留下來後,植物更為繁茂,土壤能變得更加肥沃,大氣降水也會大量滲進土壤和岩層中。水、土壤(包括岩層)、大氣和生物之間物質和能量的流動,在這里形成了良性的循環,此時生物可謂得其所哉,蓬勃發展。
綠色植物是生物圈這個系統中獲得能源的起點,這些能量主要來自太陽,也會有少量來自地球內部。這些能量通過食物鏈一級一級地轉換下去,成為維持生物圈存在的根本動力。而且也會和其他圈層轉換,大量被綠色植物固定下來的碳和微生物遺體所造成的大量堆積,埋到岩石圈中就可成為煤、石油和天然氣等化石燃料。
生物作為物質和能源在地球外部圈層之間循環轉換的重要樞紐,在碳的循環上表現得最清楚(圖7-6)。
圖7-6 地球表層的碳循環
生物圈不僅對岩石圈表層發生破壞作用,還能使某些有用元素或化合物在岩石圈內富集起來,形成對人類有用的礦產,這就是生物成礦作用。除前面已經提到在淺海底堆積的碳酸鹽、硅、磷等外,在嗜鐵細菌的作用下可形成鮞狀或腎狀赤鐵礦堆積,嗜銅細菌的作用可造成沉積銅礦層。淺海底形成的黑色岩系,常在浮游生物的參與下,造成磷、釩、鈾、鉬等有用元素的聚集。至今還是人類生活中最重要的能源———化石燃料(石油、天然氣和煤)則更主要是靠生物(微生物或植物)遺體的埋藏在岩石圈上層聚集成不同的碳氫化合物或碳。近年來,更注意到海底擴張帶熱水溶液噴口附近,在250~360℃的溫度和30MPa壓力的條件下,仍有大量微生物存在,它們以攝取含多種金屬(Fe、Mn、P、S等)的流體為食料,大量雙殼類軟體動物又以這些富含金屬元素的微生物為食料。上述生物死亡後,堆積在噴口附近形成一些金屬硫化物礦床。總之,生物成礦作用近年來已經成為礦床形成過程研究中一個重要的前沿性方向。
⑺ 生物圈包括了哪一些范圍
生物圈范圍(只說地球):
(1)大氣圈的下層;(2)整個水圈;(3)岩石圈上層.
[大氣圈的范圍為海平面上約11000和海平面上約10000之間
生物圈是地球上凡是出現並感受到生命活動影響的地區。是地表有機體包括微生物及其自下而上環境的總稱,是行星地球特有的圈層。它也是人類誕生和生存的空間。生物圈的范圍是:大氣層的底部、水圈大部、岩石表面。
生物圈是地球上最大的生態系統。
生物圈的概念是由奧地利地質學家休斯(E.Suess)在1375年首次提出的,是指地球上有生命活動的領域及其居住環境的整體。它包括海平面以上約10000米至海平面以下11000米處,其中包括大氣圈的下層,岩石圈的上層,整個土壤圈和水圈。但絕大多數生物通常生存於地球陸地之上和海洋表面之下各約100
m厚的范圍內。
生物圈主要由生命物質、生物生成性物質和生物惰性物質三部分組成。生命物質又稱活質,是生物有機體的總和;生物生成性物質是由生命物質所組成的有機礦物質相互作用的生成物,如煤、石油、泥炭和土壤腐殖質等;生物惰性物質是指大氣低層的氣體、沉積岩、粘土礦物和水
⑻ 生物圈: 生物圈的范圍: 這3個圈層的關系: 生物生存所需要的基本生活條件: 七年級題^_^
生物圈:自然界中生物可以生存的水、陸地和大氣對流圈空間.
生物圈的范圍:大氣圈的底部、水圈大部、岩石圈表面.
3個圈層的關系:以海平面為標准來劃分,生物圈向上可到達約10千米的高度,向下可深入10千米左右的深處.
生物生存所需要的基本生活條件:陽光,空氣,水,適宜的溫度,營養物質,和一定的生存空間.
⑼ 生物圈的范圍包括哪些圈層
您好!
生物圈包括地表上下10千米內的區域,包括大氣圈的下層,岩石圈的上層,整個土壤圈和水圈。但是,大部分生物都集中在地表以上100米到水下100米的大氣圈、水圈、岩石圈、土壤圈等圈層的交界處,這里是生物圈的核心。