生物如何影響水圈組成

總之，地球上的大氣圈之所以能夠形成，主要是與地球自身的活動有一定關系。

Ⅱ 生物圈 水圈 土壤圈 大氣圈 岩石圈是怎樣相互作用的

大氣圈

空氣是地球自然物質組成中最輕的物質，它包圍著固體地球，成為地球最外面的一個圈層，稱為大氣圈。大氣圈沒有明顯的上界，在赤道上方高42000千米和兩極上方高28000千米的高空仍有大氣存在的痕跡。
水圈

行星地球的最重要的特色之一是有水，素稱「水星」。地表的廣大面積被水所覆蓋，主體是海洋，佔地球表面積的70.9% 。此外，還有大陸上的湖泊、河流和冰川，土壤和淺部岩石的孔隙也含有一定數量的「地下水」。這樣就構成了一個不甚規整而基本上連續的水圈。水圈質量為140億億噸，約為13.6億立方千米，佔地球總質量的0.024%。
據研究，初期地球上水很少，最早是從大氣中分化出來的。當時 大氣中的大量水氣，由於溫度降低，以塵埃為凝結核，形成水滴降落地面。更多的水來自地球內部岩石中的結晶水，它們由於溫度升高形成水汽，隨火山活動等逸出地殼進入大氣中，經凝結降落地面，因此水圈是整個地質時期由小到大，長期積累的結果。
生物圈

地球表面有生命的地帶被稱為「生物圈」。它包括地球上一切生命有機體（植物、動物和微生物）及其賴以生存和發展的環境（空氣、水、岩石、土壤等）。生物群落與環境之間以及生物群落內部通過能量流動和物質循環形成一個統一整體，即生態系統，生物圈是地球上最大的生態系統。群落內部依靠食物鏈維系著物質和能量的平衡和流動，生物和環境之間也因物質和能量的制約而達到一種較穩定的狀態，即生態平衡。生物與環境之間、生物群落內部以及人類與生物環境之間時刻存在著復雜的相互作用，研究這些相互作用將有助於人類更好地保護自身生存環境。
土壤圈

土壤圈是大氣圈、水圈、生物圈、岩石圈相互作用的產物。土壤物質來源於這些圈層，以三種狀態----固態、液態和氣態存在著，固體部分包括有機物（來源於生物圈）和無機礦物（來源於岩石圈），液體部分即土壤溶液（水圈的組成部分），氣體既包括大氣中的氣體，還包括土壤生物化學反應釋放出的氣體（最終進入大氣圈）。同時，土壤攜帶了其形成時的環境信息。土壤是地殼表層長期演化形成的，是生命的溫床，是復雜的生物物理化學體系。人類的生存與發展時刻離不開土壤這一寶貴資源，但是由於工業文明和社會經濟的飛速發展，土壤面臨著前所未有的危機，保持土壤使之可持續地被人類所利用已是迫在眉睫的歷史任務。

Ⅲ 大氣圈,水圈,岩石圈,土壤圈,4者如何相互影響

在整個地球的表面分布著三個圈層：大氣圈、水圈和起伏不平的岩石圈。在大氣圈的底部，水圈的大部和岩石圈的上部，是各種生物的生存場所。像這樣，由各種生物和它們的生活環境所組成的、環繞地球表面的這一薄層叫做生物圈。換句話說，生物圈就是指地球上的全部生物和它們的無機環境的總和。

岩石圈是指地殼的固體部分，它是一切陸生生物的「立足點」。在岩石圈上，有鬱郁蔥蔥的森林，一望無際的草原，絢麗多彩的奇花異草，還有五顏六色的昆蟲和種類繁多的飛禽走獸……在岩石圈的土壤表層下面，生活著螻蛄、蚯蚓等動物，還分布著大量的微生物和植物的根系。總之，地球上的大多數生物都生活在岩石圈上。

水圈包括地球上的全部海洋和內陸水域。俗話說「海闊憑魚躍」，在水圈中，幾乎到處都有生物。但是，大多數海洋生物還是聚集在距海平面150m以內的水層。海洋是生命的搖籃，據估計，生活在海洋里的動物至少有十五萬種，最大的動物——藍鯨就生活在海洋里。海洋中還生活著大量的植物，僅藻類就多達四萬種。

大氣圈在岩石圈和水圈的上方，由各種不同的氣體組成，其中含量最多的氣體是氮和氧。大氣圈中的生物主要分布在底層，就是大氣圈與岩石圈、水圈的交界處。人們常說「天高任鳥飛」，但是實際上大多數鳥類只能在1000m以下的空中飛行，只有極少數鳥類能飛到5000m以上的高空。大氣圈中除了有鳥類和昆蟲等能夠飛翔的生物以外，還有細菌等微生物，此外，一些植物的花粉和孢子也漂浮在大氣圈中，隨風傳播。

生物圈中的各種生態系統，由於地域相隔，表面看來好似毫不相干，實際上都存在著一定的聯系。河流連通著海洋；森林通過強大的蒸騰作用增加降雨，又通過茂密的枝葉和根系來保持水土，因此，森林也影響著河流；海洋蒸發的水蒸氣隨大氣飄向陸地上空，又能變成雨或雪。在寒溫帶的冬季，綠色植物的光合作用幾乎完全停止，但是人們並沒有感到缺氧，這是因為其他溫暖地區的植物在不斷釋放出大量的氧氣，氧氣能夠隨著大氣的流動而流向四方。由此可見，整個生物圈在結構和功能上是一個整體，它是地球上最大的生態系統。

Ⅳ 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，

，

等形式存在。全球近地表可供利用和循環的活動碳源的總含碳量約為4×10¹⁹ g。大氣中、土壤中及溶解在河流、地下水、湖泊和海洋等水體中的CO₂ 是可供生物圈利用的主要無機活動碳源；其中，溶解在海洋中的無機碳量大約是大氣中的56倍。土壤是陸地上最大的碳源，而大氣中碳的含量比全球植物活體中碳含量的總和還多。

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。

Ⅳ 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。

Ⅵ 如果大氣圈，水圈或者岩石圈發生變化或遭到破壞，對生物圈可能造成什麼影響

地球圈層結構分為地球外部圈層和地球內部圈層兩大部分。地球外部圈層可進一步劃分為三個基本圈層，即大氣圈、水圈、生物圈；地球內圈可進一步劃分為三個基本圈層，即地殼、地幔和地核。
岩石圈：地殼和上地幔頂部（軟流層以上）由堅硬的岩石組成，合稱岩石圈。
而生物圈就是站在岩石圈上面的那些貨。

生物圈對於岩石圈有一定的改造作用，這個不用解釋；生物圈和岩石圈也是有物質循環的，最明顯的兩個例子：碳循環(呼吸的二氧化碳是主要形式)和水循環；岩石圈和生物圈也有一定的互相供養的作用。(對，就是愛的供養的那個供養)
可以這樣說把，岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈就是相互作用、相互循環的。這幾個圈層任何一個遭到破壞，對整個圈層組合的破壞都是毀滅性的。大氣圈遭到破壞，下面的圈層就失去了保護和一定能量來源(光合作用需要的CO2)；水圈遭到破壞，其他圈層就失去了水的供給；岩石圈遭到破壞，就相當於我們失去了土壤，簡直失去了一切；生物圈遭到破壞的話，就是整個圈層組合的循環動力遭到了破壞，也是非常嚴重的。