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自然教育||生物與生物圈之生物圈

媒體:印心科普  作者:孫英寶
專業號:生物多多 2019/8/26 16:54:54

生物圈的范圍圖(引自網絡)

生物圈(Biosphere)是指地球上所有生態系統的統合整體,也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與轉變的空氣、陸地、巖石圈和水。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,包括生物與巖石圈、水圈和空氣的相互作用。

生命的起源演化圖(引自網絡)

生物圈是一個封閉且能自我調控的系統。地球是整個宇宙中唯一已知的有生物生存的地方。一般認為生物圈是從35億年前生命起源后演化而來的。

休斯(E.Suess)照片(引自網絡)

1875年,奧地利地質學家休斯(E.Suess)在首次提出生物圈的要領,是指地球上有生命活動的領域及其居住環境的整體。生物的生命活動促進了能量流動和物質循環,并引起生物的生命活動發生變化。生物要從環境中取得必需的能量和物質,就得適應環境,環境發生了變化,又反過來推動生物的適應性,這種反作用促進了整個生物界持續不斷的變化。

弗拉基米爾·沃納德斯基(引自網絡)

1920年,生物圈獲得了它在生態中的意義。1935年,生態系統的詞被引入。弗拉基米爾·沃納德斯基將生態學定義為研究生物圈的科學。生物圈這個概念今天集合了天文學、地質物理學、氣象學、生物地理學、演化論、地質學、地質化學、水文學等諸多科學,可以說它集合了所有與地球和生命有關的科學。

生物圈與其他各圈的相互關系圖(引自網絡)

生物圈是地球上所有生物與環境的總和,也是所有生物鏈的一個統稱,包含了生物鏈和所有細微的生物和生態環境與生態系統等。所以,生物圈是地球上最大的生態系統、最大的生命系統;是比較復雜的、全球性的開放系統;是一個生命物質與非生命物質的自我調節系統。它的形成是生物界與水圈、大氣圈及巖石圈(土圈)長期相互作用的結果。

生物圈的物質能量交換圖(引自網絡)

生物圈存在的基本條件是:1,必須獲得來自太陽的充足光能。因一切生命活動都需要能量,而其基本來源是太陽能,綠色植物吸收太陽能合成有機物而進入生物循環。2,要存在可被生物利用的大量液態水。幾乎所有的生物全都含有大量水分,沒有水就沒有生命。3,生物圈內要有適宜生命活動的溫度條件,在此溫度變化范圍內的物質存在氣態、液態和固態三種變化。4,提供生命物質所需的土壤與各種營養元素,包括O2、CO2、N、C、K、Ca、Fe、S(氧氣、二氧化碳、氮、碳元素、鉀元素、鈣元素、鐵元素、硫元素)等,它們是生命物質的組成或中介。

生物圈的物質庫(引自網絡)

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;有的動物則以捕食動物為生,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。至于人,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。

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