世界上最大的生態(tài)系統(tǒng)是什么有多大
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世界上最大的生態(tài)系統(tǒng)：生物圈
生物圈(biosphere)是指地球上凡是出現(xiàn)并感受到生命活動(dòng)影響的地區(qū)，是地表有機(jī)體包括微生物及其自下而上環(huán)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。生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。
生物圈的主要簡介
生物圈(Biosphere)是指地球上所有生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)合整體，是地球的一個(gè)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(zhuǎn)變的空氣、陸地、巖石圈和水。從地質(zhì)學(xué)的廣義角度上來看生物圈是結(jié)合所有生物以及它們之間的關(guān)系的全球性的生態(tài)系統(tǒng)，包括生物與巖石圈、水圈和空氣的相互作用。生物圈是一個(gè)封閉且能自我調(diào)控的系統(tǒng)。地球是整個(gè)宇宙中唯一已知的有生物生存的地方。一般認(rèn)為生物圈是從35億年前生命起源后演化而來。
生物圈的詞源與應(yīng)用
地質(zhì)學(xué)家愛德華·蘇威斯于1875年最早使用生物圈這個(gè)詞。它本來是一個(gè)地質(zhì)學(xué)的詞。它顯示了查爾斯·羅伯特·達(dá)爾文和馬修· 方丹· 莫里的理論對(duì)地球科學(xué)的影響。1920年代生物圈這個(gè)詞獲得它的生態(tài)意義。1935年生態(tài)系統(tǒng)這個(gè)詞被引入。弗拉基米爾·沃納德斯基將生態(tài)學(xué)定義為研究生物圈的科學(xué)。生物圈這個(gè)概念今天集合了天文學(xué)、地質(zhì)物理學(xué)、氣象學(xué)、生物地理學(xué)、演化論、地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)化學(xué)、水文學(xué)等多項(xiàng)科學(xué)，可以說它集合了所有與地球和生命有關(guān)的科學(xué)。
生物圈的主要介紹
生物圈是自然災(zāi)害主要發(fā)生地，它衍生出環(huán)境生態(tài)災(zāi)害。生物圈是地球上凡是出現(xiàn)并感受到生命活動(dòng)影響的地區(qū)，是地表有機(jī)體包括微生物及其自下而上環(huán)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：大氣圈的底部、水圈大部、巖石圈表面。
概念提出生物圈的概念、要領(lǐng)是由奧地利地質(zhì)學(xué)家休斯(E.Suess)在1875年首次提出的，是指地球上有生命活動(dòng)的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體。它包括海平面以上約10000米至生物圈的要領(lǐng)，是指地球上有生命活動(dòng)的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體，下11000米處，其中包括大氣圈的下層，巖石圈的上層，整個(gè)土壤圈和水圈。但絕大多數(shù)生物通常生存于地球陸地之上和海洋表面之下各約100 m厚的范圍內(nèi)，如果把地球看作一個(gè)足球大小，那么生物圈就比一張紙還要薄。
組成部分生物圈主要由生命物質(zhì)、生物生成性物質(zhì)和生物惰性物質(zhì)三部分組成。生命物質(zhì)又稱活質(zhì)，是生物有機(jī)體的總和;生物生成性物質(zhì)是由生命物質(zhì)所組成的有機(jī)礦物質(zhì)相互作用的生成物，如煤、石油、泥炭和土壤腐殖質(zhì)等;生物惰性物質(zhì)是指大氣低層的氣體、沉積巖、粘土礦物和水。
存在條件由此可見，生物圈是一個(gè)復(fù)雜的、全球性的開放系統(tǒng)，是一個(gè)生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)的自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)。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(jié)果，生物圈存在的基本條件是：第一、必須獲得來自太陽的充足光能。因一切生命活動(dòng)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(jī)物而進(jìn)入生物循環(huán)。第二、要存在可被生物利用的大量液態(tài)水。幾乎所有的生物全都含有大量水分，沒有水就沒有生命。第三、生物圈內(nèi)要有適宜生命活動(dòng)的溫度條件，在此溫度變化范圍內(nèi)的物質(zhì)存在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種變化。第四，提供生命物質(zhì)所需的各種營養(yǎng)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(zhì)的組成或中介。總之，地球上有生命存在的地方均屬生物圈。生物圈的要領(lǐng)是由奧地利地質(zhì)學(xué)家休斯(E.Suess)在1875年首次提出的，是指地球上有生命活動(dòng)的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體。生物的生命活動(dòng)促進(jìn)了能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，并引起生物的生命活動(dòng)發(fā)生變化。生物要從環(huán)境中取得必需的能量和物質(zhì)，就得適應(yīng)環(huán)境，環(huán)境發(fā)生了變化，又反過來推動(dòng)生物的適應(yīng)性，這種反作用促進(jìn)了整個(gè)生物界持續(xù)不斷的變化。
生物圈的范圍
生物圈包括海平面以上約10000米至海平面以下10000米處，包括大氣圈底部(可飛翔的鳥類、昆蟲、細(xì)菌等)，巖石圈的表面(是一切生物的“立足點(diǎn)”)，水圈的全部(距離海平面150米內(nèi)的水層)[1] 。生物圈為生物的生存提供了基本條件：營養(yǎng)物質(zhì)、陽光、空氣和水、適宜的溫度和一定的生存空間。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、巖石圈、土壤圈等圈層的交界處，這里是生物圈的核心。生態(tài)系統(tǒng)的類型：森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等。生物圈是一個(gè)統(tǒng)一的整體，是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，是所有生物共同的家園。我們必須明白，人也是生態(tài)系統(tǒng)中扮演消費(fèi)者的一員，人的生存和發(fā)展離不開整個(gè)生物圈的繁榮。因此，保護(hù)生物圈就是保護(hù)我們自己。所以，從現(xiàn)在開始，關(guān)心愛護(hù)你身邊的生態(tài)環(huán)境，共同營造我們的綠色家園吧!
生物圈的結(jié)構(gòu)
地球表層由大氣圈、水圈和巖石圈構(gòu)成，三圈中適于生物生存的范圍就是生物圈。水圈中幾乎到處都有生物，但主要集中于表層和淺水的底層。世界大洋最深處超過11000米，這里還能發(fā)現(xiàn)深海生物。限制生物在深海分布的主要因素有缺光、缺氧和隨深度而增加的壓力。大氣圈中生物主要集中于下層，即與巖石圈的交界處。鳥類能高飛數(shù)千米，花粉、昆蟲以及一些小動(dòng)物可被氣流帶至高空，甚至在22000米的平流層中還發(fā)現(xiàn)有細(xì)菌和真菌。限制生物向高空分布的主要因素有缺氧、缺水、低溫和低氣壓。在巖石圈中，生物分布的最深記錄是生存在地下2500～3000米處石油中的石油細(xì)菌，但大多數(shù)生物生存于土壤上層幾十厘米之內(nèi)。限制生物向土壤深處分布的主要因素有缺氧和缺光。由此可知,雖然生物可見于由赤道至兩極之間的廣大地區(qū)，但就厚度來講，生物圈在地球上只占據(jù)薄薄的一層。
生物圈的進(jìn)化
地球是生物起源和進(jìn)化的理想環(huán)境。已知的生命現(xiàn)象都離不開液態(tài)水。地球與太陽的距離以及地球的自轉(zhuǎn)使地表溫度足以維持液態(tài)水的存在;地球的引力保證了大部分氣態(tài)分子不致逃逸到太空去。地球的磁場(chǎng)屏蔽了一部分高能射線，使地表生物免遭傷害。然而這一切只是為生命提供了存在的可能性?，F(xiàn)今地球上生存的各種生物都是幾十億年生物進(jìn)化的結(jié)果，是生物與環(huán)境長期交互作用的產(chǎn)物。
當(dāng)?shù)厍蛏蟿偝霈F(xiàn)生命的時(shí)候，原始大氣還富含甲烷、氨、硫化氫和水汽等含氫化合物，屬還原性。現(xiàn)今的大部分生物都不能在其中生存。后來出現(xiàn)了藍(lán)藻，它可以通過光合作用放出游離氧，使大氣含氧量逐漸增多，變?yōu)檠趸?，為需氧生物的出現(xiàn)開辟了道路。隨著氧氣的增多，在高空出現(xiàn)了臭氧層，阻止住紫外線對(duì)生命的輻射傷害，于是過去只能躲在海水深處才能存活的生物便有可能發(fā)展到陸地上來。但生物初到陸地上的時(shí)候，遇到的只是巖石和風(fēng)化的巖石碎屑，大部分高等植物不能賴以生存，只是在低等植物和微生物的長期作用下，才形成了肥沃的土壤。經(jīng)過長期的生物進(jìn)化，最后出現(xiàn)了廣布世界的各種植物和棲息其間的各種動(dòng)物，逐步形成了生物圈。
人與生物圈的解釋
綜述人是生物圈中占統(tǒng)治地位的生物，能大規(guī)模地改變生物圈,使其為人類的需要服務(wù)。然而，人類畢竟是生物圈中的一個(gè)成員，必需依賴于生物圈提供一切生活資料。人類對(duì)生物圈的改造應(yīng)有一定限度，超過限度就會(huì)破壞生物圈的動(dòng)態(tài)平衡，造成嚴(yán)重后果。在地球上出現(xiàn)人類以后大約300萬年的時(shí)期里,人類與其周圍的生物和環(huán)境處于合理的平衡之中。人在生物圈中的地位，從對(duì)生物圈能施加的影響而言，并不明顯地超過其他動(dòng)物。食物缺乏以及疾病等因素限制著人口密度。環(huán)境污染環(huán)境污染現(xiàn)已成為世界性問題。因工業(yè)排放含硫氧化物和氮氧化物的煙霧而造成酸雨波及數(shù)百里之外;燃燒油、煤及翻耕土地排出的CO彌散于全球大氣中，有可能因向下反射地表的紅外輻射而提高氣溫;噴氣式飛行器排放的氮氧化物可能減少高空的臭氧，從而削弱對(duì)太陽紫外線的屏蔽作用;很多污染物隨水流擴(kuò)散到遠(yuǎn)處，造成明顯為害?，F(xiàn)今世界癌瘤發(fā)病率的升高，可能與環(huán)境污染有關(guān)。
總之，地球的資源是有限的，經(jīng)不起日益膨脹的人口任意浪費(fèi);世界上現(xiàn)存的生態(tài)系統(tǒng)面對(duì)著工業(yè)傾吐出來的大量污染物，顯得相當(dāng)脆弱。自工業(yè)革命以來，都市不斷擴(kuò)大，自然保護(hù)的呼聲也隨之增高。然而只有到了生態(tài)學(xué)高度發(fā)展以后，人們才對(duì)自然保護(hù)有了比較正確的認(rèn)識(shí)。自然保護(hù)并不是對(duì)自然資源棄置不用，任其自生自滅，而是積極地進(jìn)行合理開發(fā)。
自然生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到成熟階段時(shí)，其能量和物質(zhì)的輸入、輸出之間往往保持相對(duì)平衡，而系統(tǒng)中的生物種數(shù)以及各種群的數(shù)量比例也相對(duì)穩(wěn)定。這種生態(tài)平衡狀態(tài)給生態(tài)學(xué)家以很大的啟發(fā)：人類不僅要力求增進(jìn)能利用的效率(生態(tài)效率)，還要維持物質(zhì)循環(huán)源源不斷，這是問題的一個(gè)方面;另一方面，人類今天要處理的是“人與生物圈”系統(tǒng)中，人的物質(zhì)要求與環(huán)境的穩(wěn)定供應(yīng)之間的平衡。為此，某些自然系統(tǒng)一定要被生產(chǎn)效率更高的人工系統(tǒng)取代，原有的生態(tài)平衡要打破,而代之以人為干預(yù)下的新型平衡。例如在人為的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，取得最大產(chǎn)量所利用的并不是系統(tǒng)的成熟階段，而往往是發(fā)展過程中的中間階段。人類不僅要求生物圈能長期穩(wěn)定地滿足其不斷增長的物質(zhì)要求，而且要求環(huán)境質(zhì)量不降低。造成這樣的“人與生物圈”系統(tǒng)的總體平衡是人類的主要目標(biāo)。
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