【正文】 這種通過生物圈并且為了生物圈的地表 調節(jié)作用 從最早出現(xiàn)廣泛傳播的生命開始便 一直存在 ，因此．在很大程度上，是生命自己創(chuàng)造了它的它的生存環(huán)境。 那么，有生命存在的地球與無生命的其他行星在物質組成方面究竟有何不同 ?其原因又是什么呢 ?（略） 為解釋上述現(xiàn)象，英國大氣化學家拉夫洛克提出了 大地女神假說 蓋姬學說， 其基本觀點為：對于地球的特定屬性只根據(jù)物理學和化學的規(guī)律是很難解釋的，必須同時考慮生物學規(guī)律。一氧化碳在大氣中存留時間很短，主要是被土壤中 的微生物所吸收，也可通過一系列化學或光化學反應轉化為二氧化 碳。 礦物燃料的不完全燃燒會產生少量的一氧化碳。導致大氣中二氧化碳濃度升 高，破壞了自然界原有的平衡，可能導致氣候異常。 人類活動的干預 人類燃燒礦物燃料獲得能量的同時，產生大量的二氧化碳。 相似的波動也發(fā)生在晝夜之間， 晝?yōu)椴ü?、夜為波峰? 在全球尺度上，碳的交換隨季節(jié)而變化，這可以從北半球大氣 CO2含量的季節(jié)波動看出 (見圖）。 大氣 CO2的主要利用者是初級生產者。 ① 動、植物殘體，土壤腐殖質，新生泥炭和大的植物莖干與根屬于慢循環(huán)碳庫； ② 植物的葉片和動物活體等則屬于快循環(huán)碳庫。 在溫躍層上下，碳的濃度不同，在上層暖水帶和下層冷水帶之間的溶解碳相互交換，并發(fā)生旋渦導致混合作用，從而使 10％ 20％的微粒物質沉入洋底，在那里，大約 15％的碳酸鈣被結合成為深海沉積物，歸入緩慢的碳循環(huán)過程 (陳效逑， 2022)。 在 海水中 ， 碳 主要沿 兩種途徑循環(huán) 流動。自然界碳的活動貯存庫主要是海洋、大氣和有機體 (陳效逑， 2022)。 在無機環(huán)境中，碳主要以 CO2或者碳酸鹽和重碳酸鹽的形式存在。 自然界碳循環(huán)的過程： 大氣中的 CO2被陸地和海洋中的植物吸收 ,然后通過生物、地質過程、人類活動，又以二氧化碳的形式返回大氣中。 大氣中 及溶解在河流、湖泊和海洋等 水體中的 CO2， 是可供生物圈利用 的主要 無機碳源 。 □ 全球碳循環(huán) 碳 （組成生命組織的基本物質） 在地球生命系統(tǒng)與大氣、水圈和地圈之間 的運動與轉換 。 生物循環(huán)過程的重要性在近年研究中才逐步被 認識，它與地球表各圈層、化學和生命等緊密相聯(lián)。 生物是生物地球化學循環(huán)的內在平衡控制因素。 如果 無海洋生物存在，大洋 大氣系統(tǒng)中 C02的濃度將比現(xiàn)代增加兩倍 ， 全球將 因此而變得 更 為溫暖 ；硅、碳、鐵、錳、硫、稀有元素等的富集都是生物成因的，每天由植物返回大氣的有機揮發(fā)物 (有的含有金屬 )有上千噸。 生物地球化學循環(huán) 是 聯(lián)接 地球 各 個 圈層 的環(huán)節(jié)之一 ，在地球系統(tǒng)中起著重要作用。 生態(tài)系統(tǒng)是 通過 生物地球化學循環(huán)過程 實現(xiàn)養(yǎng) 分循環(huán)和能量流動的。N □ 生物地球化學循環(huán)過程 生態(tài)系統(tǒng)的一個重要功能 —— 調控地球系統(tǒng)的生物地球化學循環(huán)過程。 例 1：針葉林 苔原反饋。 □ 生物地球物理過程 陸地植被通過各樣機制（水分的蒸發(fā)和蒸騰，對入射太陽輻射的反射與吸收，對氣流的動量傳送）影響水分循環(huán)和氣候。 改變下墊面的性質會引起地表反射率與熱量和水分交換方式的變化。 如當草原植被為森林植被所取代時，植物的生物量增加，會導致更多的 C02被固定到植物活體之中，減少大氣中 C02的含量，使溫室效應減弱；反之，森林減少或人為清除森林植被會減少對大氣中 C02吸收，使大氣中 C02的含量相對增加，溫室效應增強。 全球植被帶在第四紀冰期 間冰期循環(huán)中曾發(fā)生過大幅度擺動，在高緯地區(qū)尤其明顯。 大氣中 C02濃度升高 必然 引起植物生理學過程的一系列變化 ，而 這些變化會進一步影響生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能 ，如改變生物地球化學循環(huán)過程、導致水和能量通量的變化。 大洋 單位面積的凈初級生產力與 苔原和荒漠 相近，由于面積廣大，因而在全球凈初級生產力中所占份額居第一位。 每年全球凈生產力的 59％來自陸地植物。 因此， 處在不同發(fā)展階段的生態(tài)系統(tǒng)在全球碳平衡中的作用是不同的。 生物所生產的生物量與其為維持生存所消耗的生物量之差稱為 生物凈初級生產力 (NPP)。 生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產者在生態(tài)金字塔中處在最底層，是其它生命生存與發(fā)展的基礎。 生態(tài)系統(tǒng)的運轉、生物之間、生物與其環(huán)境之間的物質和能量交換是通過一系列的生理過程來實現(xiàn)的。 不同植被類型 對在全球能量平衡有重要影響的溫室氣體作用不同。 植被的存在使地表的粗糙度增大，對大氣運動及大氣與地面之間的交換均有顯著影響。 有植被地區(qū)的地表反射率明顯小于裸地，從而能吸收較多的太陽能。 不同植被類型的土地覆蓋特征及在地球系統(tǒng)中的功能不同。 全球生態(tài)系統(tǒng) —— 地表不同類型、不同級別的生態(tài)系統(tǒng)的總和，生態(tài)系統(tǒng)的多樣性是生物多樣性的一個重要方面。 生物間的有機聯(lián)系過程 —— 處在 低營養(yǎng)級 上的 生物 （生產者、消費者、分 解者） 逐級 向更 高營養(yǎng)級 上的 生物 提供 食物，實 現(xiàn) 能量 在生態(tài)系統(tǒng)中的 轉移 。 養(yǎng)分循環(huán)過程 （ 物質循環(huán)） —— 植物 從環(huán)境中吸收 CO水、其他無機養(yǎng)分 將其合成為植物體的化合物 釋放出氧氣； 動物 （包括人類） 直接或間接食用這些植物 吸入氧氣 呼出 CO2和釋放其他無機養(yǎng)分到環(huán)境中； 這些 CO2和 養(yǎng)分 又被 植物 重新利用。 □ 生態(tài)系統(tǒng)的功能 物質 （養(yǎng)分） 循環(huán)、 能量流動、 生物間的有機聯(lián)系 （信息傳遞） 構成生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎。 異養(yǎng)型生物 ： 不能自身合成有機物，靠氧化分解現(xiàn)成的有機物和氧化現(xiàn)成的有機物所釋放的能量來維持自身生命活動需要的新陳代謝類型。 □ 生態(tài)系統(tǒng)的組成 : （ 1）非生物物質：空氣、水、礦物質等 （ 2）非生物能量：陽光、熱能 （ 3）生產者 ： 自養(yǎng)型生物 （ 4）消費者 ： 異養(yǎng)型生物 。 作為地球系統(tǒng)的重要組成 生物群系，在很多不同的方面響應著并同時影響著地球系統(tǒng)的地球化學及物理狀態(tài)。 三、生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學循環(huán)過程 □ 生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能 □ 生物地球化學循環(huán)過程 □ 全球碳循環(huán) 氣候對土壤和生物群系的影響很早就有認識了，但土壤和生物群系對氣候的影響仍被認為是微小的以至于是不存在的（ Walter等， 1985）。 如果不考慮洋底熱液作用造成的海水成分變化，大洋中的可溶鹽類處于一種動態(tài)的平衡中： 收入 —— 河流輸入的大陸風化作用的產物； 支出 —— 洋底沉積作用的移去物。 大洋沉積的類型 主要包括 由通過河流、冰川、風力和海岸侵蝕等作用 從陸地侵蝕搬運而來的碎屑沉積 和 以石灰?guī)r和蛋白石形式 從海水中析出的CaCO3和 SiO2的化學沉積 ， 其中，化學沉積部分地是海洋生物作用的結果。 □ 海洋沉積過程 板塊運動決定了大洋盆地的格局，侵蝕和沉積作用過程則對海底地貌產生改造作用。 冰期時 ,海面下降 ,大陸架出露海面 ,河流長度增加 ,在出露的陸架區(qū)許多部位遭受強烈的下切而形成峽谷 ,河床下切使得老河床相對抬升成為階地。 受氣候變化影響的海平面變化、造陸運動所形成的侵蝕基準面變化，對侵蝕搬運過程也有深刻的影響。 氣候條件 制約著風化、侵蝕、堆積作用的類型、 強度、形成的侵蝕和堆積地貌形態(tài) ,當氣候發(fā)生變 化時它們也隨著發(fā)生變化。 進入平流層中的塵埃 物質 停留 的時間可達 數(shù)年 ,搬運的 距離也更遠。 風搬運的物質是在空氣中傳輸?shù)?,進入到大氣中的塵埃 物質在大氣層中停留 ,對全球氣候產生影響。北太平洋的洋底 沉積物中約有一半是風成物。 隨風飄揚的塵埃物質還有相當部分落于海中。 風化和侵蝕堆積過程 風是重要的侵蝕搬運營力之一 ,被風侵蝕搬運的物質大 多來自干旱地區(qū)。 流水作用 流水作用是地球表面最為廣泛的侵蝕搬運形式。 成土過程 所 產生的松散的顆粒物質的聚集，