生物圈与水圈大气圈

第
五、大气污染与植物
十
二
章
大气污染对植物影响的机制： 二氧化硫对植物的影响主要有两个途径：一是从植物叶片的气孔 进入，溶解在细胞组织的水形成亚硫酸盐，从而干扰植物正常的新 陈代谢；二是二氧化硫在空气中与水作用形成酸雨，酸雨直接破坏 植物枝叶，影响植物的正常生长。 氟化氢通过叶片气孔进入，与叶片中的钙反应形成氟华钙，从而 干扰酶的作用，阻碍植物正常的新陈代谢，破坏叶绿素与原生质， 使细胞失水而枯萎。 氯气进入叶肉细胞后，能形成酸性物质，使叶片叶液中的pH值 降低，破坏叶绿素，从而抑制植物的光合作用。
制造碳水化合物
C6H12O6
第 二、风与生物
十
二
章
三北防护林
第 二、风与生物
十
二
三北防护林
章
第 三、大气圈的演化与生命的起源及进化 十 二
章 大气中氧气、二氧化碳随时间的变化及其与生
物演化的关系 ） （陶世龙《地球科学导论
大 气 二 氧 化 碳 含 量
第 四、生物与气候变化之间的正负反馈作用
二 章
五、生物岩石、生物矿床、生物地貌
生物作用形成岩石可以称之为生物岩石。沉积在海底的主要是生物的残骸， 这些生物残体堆积、固结便形成岩石；硅藻土就是一种主要由硅藻残骸组成 的岩石；珊瑚礁，主要由珊瑚的骨骼胶结而成，是珊瑚生长过程中，残骸不 断堆积而形成的；实际上一些碳酸盐岩的形成也与生物的作用有关。
第十二章 生物圈与水圈、大气圈、 岩石圈的相互作用
• 第一节 生物圈与岩石圈的相互作用 • 第二节 生物圈与大气圈的相互作用 • 第三节 生物圈与水圈的相互作用 • 第四节 水圈、大气圈、生物圈的相互作用
第
十 第一节 生物圈与岩石圈的相互作用
二 章
一、生物风化与岩石的分解
生物风化作用是指生物在其生命活动过程中对岩石、矿物产生的破坏作 用。
岩石的结构、构造主要通过其透水性、隔水率和含水率等影响土壤、生 物的水文条件。
第
十 第一节 生物圈与岩石圈的相互作用
二 章 三、岩石性质对生物的影响
岩石的元素特征控制生物的生长发育，它为生物提供基本的矿物质需求，此 外，一些特殊的元素富集带往往有与之对应的指示性生物，如铜矿带上常生 长铜兰。
第 十 二 章
第
十 生物对气候变化的正反馈作用 Ⅱ
二 章
上面阐述了生物与气候之间的一种正反馈机制。实际上，生物与气候之间的 正反馈机制还有一些，只是人们对它们的认识不足而已。例如，温度升高对呼 吸作用的影响，尤其对土壤微生物的影响：温度升高，引起生物呼吸作用加强， 导致大气二氧化碳的升高，促使温度进一步升高（图c）。温度升高引起的胁迫， 导致生物生长减缓和森林枯萎，从而导致大气二氧化碳的升高，增强了温度升 高的趋势（图d）
珊瑚岛与珊瑚礁海岸
基岩海岸
第 十
珊瑚礁岛
二
章
第 十
珊瑚礁岛
二
章
第 十
珊瑚礁
二
章
第 十
牡蛎礁
二
章
第 十
贝壳堤
二
章
第 十
红树林海岸
二
章
第
十 第二节 生物圈和大气圈相互作用
二 章 一、生命活动与大气组分
光合作用与生、气物质交换
绿色植物在不停地吸收 大气CO2进行着光合作用， 通过光合作用来制造养料， 以维持植物的发育与生长。动 物的生命活动或有机体的腐 烂过程，是吸收氧气、放出 二氧化碳的过程；而植物的 生命过程却是吸收二氧化碳、 放出氧气的过程。两者之间 以及两者与岩石圈、大气圈、 水圈之间经过亿万年的演化 达到了某种平衡，才形成了 今天这样的大气圈。
第
十 生物对气候变化的正反馈作用 Ⅰ
二 章
海洋生物的兴衰对于地球表层碳的循环起着重要的作用。研究表明， 对世界大多数海域来说，铁的不足是海洋生物生产率的一个重要限制因素。 而落入海洋的风尘则是海洋铁补充的主要途径。干旱区的风尘落入海洋， 提高海洋生物的生产率，增加了海洋对大气二氧化碳的吸收，促使气候变 冷。当冰期来临或气候变冷，风尘沉积速率增大，使海洋生物的生产率提 高，导致大气二氧化碳含量的降低，从而使气候进一步变冷。当间冰期来 临或气候变暖，风尘沉积速率减小，使海洋生物的生产率降低，导致大气 二氧化碳含量的升高，从而使气候进一步变暖。（图a，b）
月牙泉岛状植被 水生植物
祁连山帽状植被 C6H12O6
第 十 二 章
三、 水质与生物
海水、淡水与生物
海洋生物群落结构 水生植物
C6H12O6
湖泊生物群落结构
第
十
三、 水质与生物
二 章
海水、淡水与生物
水生植物 C6H12O6
淡水---微咸水硅藻类型
咸水型湖泊硅藻类型
第 十
三、 水质与生物
二
章
水体污染 ：
第
十 第一节 生物圈与岩石圈的相互作用
二 章
二、岩石－土壤－生物
土壤是在一定的水热条件下，岩石与生物相互作用的产物，是岩石与生 物联系的纽带与桥梁。
生物与岩石相互作用形成土壤： 岩石风化形成风化壳，随着生物化学风化作用的进行和有机质的积累， 风化壳的物质组成与性质发生变化，并且形成一定的结构与肥力，这时土壤 便形成了 。 同时，通过生物的物质循环，才能把大量的太阳能纳入成土过程，才能 使分散于岩石圈、水圈和大气圈的多种养分聚集于土壤之中，才能使土壤具 有肥力并使之不断更新。 岩石是一切陆地生物的固体支撑，没有固体岩石的支撑，很难想象有陆 地生物的发生与发展。并且许多生物，尤其是植物所需要的矿物元素，都来 自岩石及其风化形成的产物。
植物-土壤-岩石的关系
第
十 第一节 生物圈与岩石圈的相互作用
二 章
三、岩石性质对生物的影响
岩层性质影响到地表土壤，不同的岩石上发育的土壤会产生不同程度的 差异，例如灰岩地区一般土壤不发育，且土壤的碱性组份较多，因而植被不 发育，且多灌丛；砂岩区则往往覆盖较好的土壤，且土壤呈酸性，有利于喜 酸植物（松等）的生长。
（1）无机无毒物：氮、磷、无机酸碱和一般无机盐； （2）无机有毒物：非重金属的氰化物、砷化物及重金属中的汞、铬 等； （3）有机无毒物：多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的 有机物 ； （4）有机有毒物：多属于人工合成的有机物，如有机氯农药、合成 洗涤剂等； （5）其他污染物：放射性物质、生物污染物质、热污染等。
大气污染对植物的影响： （1）大气污染降低植物的寿命； （2）大气污染降低植物生产率； （3）大气污染导致植物群落的变化； （4）大气污染导致植物的死亡。
第
十
二 章
植物净化空气的作用
植物还能分泌一些挥发性杀菌物质，例如，丁香酚、桉油、松脂、肉 桂油、柠檬油等，具有杀菌的功能，称之为杀菌素。每hm2松柏树或者松林， 一昼夜可分泌30～60 kg的杀菌素，足以清除一个中等城市空气中的各种细 菌。调查表明，林内每立方米空气中的含菌量只有300～400个，仅为林边 空地的1%，只有城市百货商店的十万分之一。北京百货大楼每立方米有细 菌400万个，林荫大道上为58万个，绿化公园为1,000个，而林区却只有55个。
第
十 第一节 生物圈与岩石圈的相互作用
二 章
五、生物岩石、生物矿床、生物地貌
生物对岩石的破坏或建造，可以形成一些地貌类型。 如珊瑚礁 、牡蛎礁 贝 壳堤等。
第 十
生物海岸
二
章
海岸可以根据海岸的物质组成划分为基岩海岸、砂质海岸和淤泥质海 岸。但一些海岸比较特殊，很难归属于上述海岸类型中，故又划分出生物 海岸。所谓生物海岸是指主要由于生物作用形成的海岸。例如，珊瑚礁海 岸，主要是由珊瑚作用形成的由珊瑚礁组成的海岸；红树林海岸，主要由 红树林组成，以红树林为特征的海岸。
这充分说明植物具有除尘灭菌、净化空气的功能。
百货商店
绿化公园
不同地点空气中的细菌数量比例示意图
第
十
植物对保持和改善环境的作用
二
章
植物净化空气的作用 (1) 除尘灭菌：大气中的尘埃（包括粉尘和飘尘），常含有致癌物质和病原菌，
危害人体健康。植物具有吸附尘埃的作用。 (2) 吸碳吐氧：清新空气。 (3) 对污染物的吸附、吸收：当大气受到污染时，一些敏感植物就会受到伤害，
十
二
生物对气候的负反馈
章
当大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增加时，气候将会变暖，与此同时植物 的光合作用加强。光合作用的增强，将会使植物从大气吸收的二氧化碳的数量增 加，从而降低大气二氧化碳的浓度，降低温室效应，使气候变暖幅度减小或变冷。 这就是生物对气候变化或对温室效应的负反馈作用。相反，如果大气二氧化碳浓 度降低，将会导致气候的变冷和植物光合作用强度的减弱。植物光合作用强度的 减弱，将使得从大气吸收的二氧化碳的数量减少，从而抑制大气二氧化碳浓度减 低的速度和气候变冷的幅度，甚至使气候变暖。
岩石圈的运动导致大陆的漂移，大陆位置变化也会导致生物群落面貌的 巨大变化。例如印度从南极附近的高纬度地区漂移到现在的北半球低纬度地 区，由冻原、冰原变为热带森林、草原环境。
岩石圈的运动引起地面高程的变化，同样导致生物面貌的变化。例如， 青藏高原在上新世海拔相对比较低，植被为亚热带森林；而随着地面的隆升， 高原内部与北部已经演化为干旱草原或寒漠。
但还有一些植物对某些污染物有一定的抵抗能力，称之为抗性植物。不管 是敏感植物还是抗性植物，对污染物都有一定的吸附、吸收与降解的功能， 从而具有净化空气的能力。
第
十
第三节
二
章 一、生命与水
生物和水的相互作用
生命来源于水 生物的生存离不开水 水的多少决定生物的种类
旱生植物
制造碳水化合物
水生植物
C6H12O6
第
十 土壤是生物与岩石相互作用的纽带