生物圈物质和能量的基本来源

一、生物圈

生物圈的概念是由奥地利地质学家休斯(E.Suess)在1875年首次提出的，是指地球上有生命活动的领域及其居住环境的整体。它在地面以上达到大致23km的高度，在地面以下延伸至12km的深处，包括平流层的下层、整个对流层以及沉积岩圈和水圈。但绝大多数生物通常生存于地球陆地之上和海洋表面之下各约100m厚的范围内。

生物圈主要由生命物质、生物生成性物质和生物惰性物质三部分组成。生命物质又称活质，是生物有机体的总和；生物生成性物质是由生命物质所组成的有机－矿质作用和有机作用的生成物，如煤、石油、泥炭和土壤腐殖质等；生物惰性物质是指大气底层的气体、沉积岩、黏土矿物和水。

由此可见，生物圈是一个复杂的、全球性的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统。它的形成是生物输送与水圈、大气圈及岩石圈(土圈)长期相互作用的结果。生物圈存在的基本条件是：第一，可以获得来自太阳的充足光能。因一切生命活动都需要能量，而其基本来源是太阳能，绿色植物吸收太阳能合成有机物而进入生物循环。第二，要存在可被生物利用的大量液态水，几乎所有的生物全都含有大量水分，没有水就没有生命。第三，生物圈内要有适宜生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物质存在气态、液态和固态三种变化。第四，提供生命物质所需的各种营养元素，包括O₂、CO₂以及N、C、K、Ca、Fe、S等，它们是生命物质的组成或中介。

总之，地球上有生命存在的地方均属生物圈。生物的生命活动促进了能量流动和物质循环，并引起生物的生命活动发生种种变化。生物要从环境中取得必需的能量和物质就得适应于环境，环境因生命活动发生变化，又反过来推动生物的适应性，这种反作用促进了整个生物界持续不断的变化。