生物圈(biosphere)又称生态圈,是地球上生物及其生存环境的总称。生物圈只占据地球表面的一薄层,由大气圈(atmosphere)、水圈(hydrosphere)、土壤岩石圈(lithosphere)及生活在其中的生物共同组成。它的范围大致处于自海面下10km、地表下300m深以及地表以上的大气层(垂直高度约15km)之间。
生物圈是一个在生物和非生物之间不断地进行物质循环和能量流动、并能调控和保持自身相对稳定状态的开放系统。
生物圈的范围包括大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。
生物圈是地球上最大的生态系统,它包括了地球上所有的生物及其生存环境。以下是生物圈各组成部分的详细介绍:
大气圈底部。这一部分包括对流层,是地球气体中最密集的一层,包含了氧气和二氧化碳等气体,是大气圈中生物主要栖息地,尤其是能够飞翔的昆虫和鸟类,以及一些细菌等微小生物。1
水圈大部。水圈包括了地球上的全部海洋和江河、湖泊,几乎到处都有生物,但大多数生物生活在距海平面150余米以内的水层中。
岩石圈表面。岩石圈是地球表层的固体部分,它的表面大多覆盖着土壤,支持着多样的生态系统,包括多姿多彩的花草、树木、昆虫、飞禽走兽、水生生物以及无处不在的细菌和真菌等。
此外,生物圈也是人类的立足点,人类的活动可以到达生物圈的各个圈层。生物圈的范围以海平面为标准来划分,向上可到达约10千米的高度,向下可深入10千米左右的深处,形成一个厚度约为20千米的圈层。这个圈层包括了所有的生态系统,是地球上最大的生态系统。13
生物圈和生态系统是生态学中的两个重要概念,它们之间存在明显的区别。
定义与范围:生物圈(biosphere)指的是地球上所有生命体系的总和,包括生物和非生物组成部分。它是一个广义的概念,也是生态系统的组成部分。生物圈是地球上最大的生态系统,范围包括大气圈的底部、水圈大部、岩石圈表面,从海平面以上约10000米的高度直到海平面以下10000米的深度。
生态系统则是一个具体的生态整体,由生物、非生物和它们之间的相互作用组成。它可以是一个小区域内的生态系统、一个湖泊、一个森林等。生态系统是生物与环境构成的统一整体,在这个统一整体中,生物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。
综上所述,生物圈是地球上所有生命体系的总和,是最大的生态系统,而生态系统则是构成生物圈的基本单位,它们在定义、范围和组成部分上存在明显的差异。
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。它的形成是生物界与水圈、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、必须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、N、C、K、Ca、Fe、S(氧气 、二氧化碳、氮、碳元素、钾元素、钙元素、铁元素