地球生态圈层之间,究竟有怎样的关系？

地球生态圈层之间，究竟有怎样的关系？

地球与太空几乎没有物质交换，但却接受大量太阳辐射能，太阳能是维持一切生命活动的原动力，能量在生物圈中逐级传送，最后以热能形式散发到太空。地球内部也产生大量残骸(包括煤炭等)中，但地球总体的能量收支大致平衡。到达地球外层空间(60公里高空)的太阳辐射量是恒定的,约为2卡/(厘米?分)，称太阳常数。但平均说来只有一半(约47%)到达地面，另一半(约53%)于途中被反射或吸收掉。生物圈各部分实际接受的太阳辐射量差别很大，这是由于纬度、季节以及大气透明层(云层)的影响造成的。热带地区全年接受比较直射的阳光，因而辐射量最大。随着纬度的增高，阳光入射角改。生物圈变，通过的大气距离也加大，单位地表接受的辐射量降低。辐射量按千兰/年计算(1兰=1卡/厘米)。最高值(200千兰/年以上)出现于荒漠地区,例如在北非的撒哈拉沙漠和西亚的阿拉伯沙漠，80%以上的太阳常数能到达地面，原因除纬度低外，主要是干燥少云。最低值(低于100千兰/年)出现于高纬度地区，包括高于50的大陆地区和高于40的海洋地区。太阳辐射量因季节变化而产生的差异在高纬度地区更为明显，因为那里的日照时间随季节变化很大。

太阳辐射在地球上的不均匀分布，造成了不同的气候类型，从而影响了地球上的生物分布;它也是地面气流(风)、水流和水汽

循环的主要动因。

生物圈中的能流与物流是相伴随的，因为太阳辐射能先通过光合作用被植物体固定下来，然后以化学能的形式沿食物链逐级传递。动物和微生物的取食活动就是传递能量的方式。一般说来，化学元素之进入生物体内是靠生物的主动摄取，而化学元素在自然界中的循环运动则是由气流和水流来完成的。陆地生物生存于大气之中，气态营养物和废物很容易在生物与环境间循环运动。一般可溶性物质是随水进出生物体的。就全球来讲，江河中所携带的可溶性物质，只能随水流由高向低移动，最后归入湖泊和海洋。当湖水和海水蒸发时，这些物质被留下，有的还形成沉积物。能以气溶胶等形式回到陆地的极少。因此液态的物质循环常常是不完全的。

自然生态系统达到成熟阶段时，其能量和物质的输入、输出之间往往保持相对平衡，而系统中的生物种数以及各种群的数量比例也相对稳定。这种生态平衡状态给生态学家以很大的启发：人类不仅要力求增进能利用的效率(生态效率)，还要维持物质循环源源不断，这是问题的一个方面;另一方面，人类今天要处理的是\人与生物圈\系统中，人的物质要求与环境的稳定供应之间的平衡。为此，某些自然系统一定要被生产效率更高的人工系统取代，原有的生态平衡要打破,而代之以人为干预下的新型平衡。例如在人为的农业生产系统中，取得最大产量所利用的并不是系统

的成熟阶段，而往往是发展过程中的中间阶段。人类不仅要求生物圈能长期稳定地满足其不断增长的物质要求，而且要求环境质量不降低。造成这样的\人与生物圈\系统的总体平衡是人类的主要目标。

图1—14

生物圈的物质和能量循环（世界地理地图）