生物圈和水圈大气圈公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第1页第1页第十二章第十二章 生物圈与水圈、大气圈、生物圈与水圈、大气圈、岩石圈互相作用岩石圈互相作用第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用第二节第二节 生物圈与大气圈互相作用生物圈与大气圈互相作用第三节第三节 生物圈与水圈互相作用生物圈与水圈互相作用第四节第四节 水圈、大气圈、生物圈互相作用水圈、大气圈、生物圈互相作用第2页第2页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用一、生物风化与岩石分解 生物风化作用是指生物在其生命活动过程中对岩石、矿物产生破坏作用。生物机械风化作用是指，生物在其生命活动过程中对岩石产生机械破坏作用。如根劈作用和动物挖洞掘穴等。生物化学风化作用是通过生物新陈代谢和生物死亡后遗体腐烂、分解进行。植物和细菌在新陈代谢过程中，常常形成和析出有机酸、硝酸、碳酸和其他一些物质，它们对岩石具有较强侵蚀能力。生物尸体逐渐堆积起来，在还原环境中通过缓慢腐烂分解，形成一种暗黑色胶状物质，即腐殖质。它一方面，供应植物必不可少钾盐、磷盐以及含氮化合物，另一方面，腐殖质本身就是一种有机酸，对岩石、矿物有着腐蚀作用。第第第第十十十十二二二二章章章章第3页第3页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用二、岩石土壤生物二、岩石土壤生物 土壤是在一定水热条件下，岩石与生物互相作用产物，是岩石与生物联土壤是在一定水热条件下，岩石与生物互相作用产物，是岩石与生物联系纽带与桥梁。系纽带与桥梁。生物与岩石互相作用形成土壤：生物与岩石互相作用形成土壤：岩石风化形成风化壳，伴随生物化学风化作用进行和有机质积累，风化岩石风化形成风化壳，伴随生物化学风化作用进行和有机质积累，风化壳物质构成与性质发生改变，并且形成一定结构与肥力，这时土壤便形成了壳物质构成与性质发生改变，并且形成一定结构与肥力，这时土壤便形成了。同时，通过生物物质循环，才干把大量太阳能纳入成土过程，才干使分同时，通过生物物质循环，才干把大量太阳能纳入成土过程，才干使分散于岩石圈、水圈和大气圈各种养分汇集于土壤之中，才干使土壤含有肥力散于岩石圈、水圈和大气圈各种养分汇集于土壤之中，才干使土壤含有肥力并使之不断更新。并使之不断更新。岩石是一切陆地生物固体支撑，没有固体岩石支撑，很难想象有陆地生岩石是一切陆地生物固体支撑，没有固体岩石支撑，很难想象有陆地生物发生与发展。并且许多生物，尤其是植物所需要矿物元素，都来自岩石及物发生与发展。并且许多生物，尤其是植物所需要矿物元素，都来自岩石及其风化形成产物。其风化形成产物。第第第第十十十十二二二二章章章章第4页第4页土壤是生物与岩石互相作用纽带土壤是生物与岩石互相作用纽带 土壤不但是生物与岩石互相作土壤不但是生物与岩石互相作用产物，并且还是两者互相作用纽用产物，并且还是两者互相作用纽带。带。植物普通情况下很难直接吸取植物普通情况下很难直接吸取岩石中矿物质，只有通过土壤转换岩石中矿物质，只有通过土壤转换成离子形式，才干被植物吸取。成离子形式，才干被植物吸取。只有当生物有机质在土壤中转只有当生物有机质在土壤中转变成有机酸时，生物对岩石化学风变成有机酸时，生物对岩石化学风化作用才干发生。岩石中水（如地化作用才干发生。岩石中水（如地下水）只有转变成土壤水，才干被下水）只有转变成土壤水，才干被植物吸取；大气降水通过植物淋滤、植物吸取；大气降水通过植物淋滤、土壤吸取之后，才会渗入岩石转变土壤吸取之后，才会渗入岩石转变为地下水。岩石与植物之间其它物为地下水。岩石与植物之间其它物质互换，也大都需要通过土壤这个质互换，也大都需要通过土壤这个中间环节。中间环节。植物植物-土壤土壤-岩石关系岩石关系第第第第十十十十二二二二章章章章第5页第5页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用三、岩石性质对生物影响 岩层性质影响到地表土壤，不同岩石上发育土壤会产生不同程度差异，比如灰岩地域普通土壤不发育，且土壤碱性组份较多，因而植被不发育，且多灌丛；砂岩区则往往覆盖很好土壤，且土壤呈酸性，有利于喜酸植物（松等）生长。岩石结构、结构主要经过其透水性、隔水率和含水率等影响土壤、生物水文条件。第第第第十十十十二二二二章章章章第6页第6页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用三、岩石性质对生物影响三、岩石性质对生物影响岩石元素特性控制生物生长发育，它为生物提供基本矿物质需求，另外，一岩石元素特性控制生物生长发育，它为生物提供基本矿物质需求，另外，一些特殊元素富集带往往有与之相应批示性生物，如铜矿带上常生长铜兰。些特殊元素富集带往往有与之相应批示性生物，如铜矿带上常生长铜兰。第第第第十十十十二二二二章章章章第7页第7页第第第第十十十十二二二二章章章章南京阳山北坡石炭纪二叠纪灰岩上生长灌丛南京阳山北坡石炭纪二叠纪灰岩上生长灌丛与五通组砂岩上生长松林界线清楚与五通组砂岩上生长松林界线清楚第8页第8页第第第第十十十十二二二二章章章章特殊土壤环境植物 芒萁分布于长江以南，大量生长于芒萁分布于长江以南，大量生长于酸性红壤山坡上，是酸性土壤批示植物酸性红壤山坡上，是酸性土壤批示植物 钙质土壤批示植物钙质土壤批示植物蜈蚣草蜈蚣草 柽柳科柽柳属。柽柳科柽柳属。灌木或小乔木，灌木或小乔木，枝条细而下垂，枝条细而下垂，叶鳞片状细小。叶鳞片状细小。耐干旱耐盐碱，耐干旱耐盐碱，常生长于盐硷荒滩常生长于盐硷荒滩 第9页第9页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用三、岩石性质对生物影响三、岩石性质对生物影响 在地质历史发展过程中，各种岩石分布差别造成地壳表面元素分布不均在地质历史发展过程中，各种岩石分布差别造成地壳表面元素分布不均一性。这种不均一性在一定程度上，控制和影响着世界各地域人体发育和体一性。这种不均一性在一定程度上，控制和影响着世界各地域人体发育和体质差别，若元素分布不均一性超出正常改变范围，则将造成人类地方疾病。质差别，若元素分布不均一性超出正常改变范围，则将造成人类地方疾病。第第第第十十十十二二二二章章章章第10页第10页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用四、岩石圈运动与生物四、岩石圈运动与生物 岩石圈运动造成大陆漂移，大陆位置改变也会造成生物群落面貌巨大改岩石圈运动造成大陆漂移，大陆位置改变也会造成生物群落面貌巨大改变。比如印度从南极附近高纬度地域漂移到现在北半球低纬度地域，由冻原、变。比如印度从南极附近高纬度地域漂移到现在北半球低纬度地域，由冻原、冰原变为热带森林、草原环境。冰原变为热带森林、草原环境。岩石圈运动引起地面高程改变，同样造成生物面貌改变。比如，青藏高岩石圈运动引起地面高程改变，同样造成生物面貌改变。比如，青藏高原在上新世海拔相对比较低，植被为亚热带森林；而伴随地面隆升，高原内原在上新世海拔相对比较低，植被为亚热带森林；而伴随地面隆升，高原内部与北部已经演化为干旱草原或寒漠。部与北部已经演化为干旱草原或寒漠。第第第第十十十十二二二二章章章章第11页第11页中国老第三纪植被分布示意中国老第三纪植被分布示意热带亚热带雨林副热带干旱草原与荒漠副热带森林暖温带落叶阔叶林亚洲东亚世界第12页第12页中国新第三纪植被分布示意中国新第三纪植被分布示意热带亚热带常绿林副热带常绿落叶混交林副热带落叶林暖温带落叶林副热带暖温带草原与森林草原副热带暖温带荒漠与荒漠草原第13页第13页在在一一些些山山坡坡上上，由由于于岩岩石石块块体体向向下下滑滑动动或或者者蠕蠕动动，往往往往使使得得山山坡坡上上树树木变得倾斜，有些人称之为醉树。木变得倾斜，有些人称之为醉树。第第第第十十十十二二二二章章章章庐山仙人洞附近滑坡体上醉汉林庐山仙人洞附近滑坡体上醉汉林第14页第14页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用五、生物岩石、生物矿床、生物地貌五、生物岩石、生物矿床、生物地貌 生生物物作作用用形形成成岩岩石石能能够够称称之之为为生生物物岩岩石石。沉沉积积在在海海底底主主要要是是生生物物残残骸骸，这这些些生生物物残残体体堆堆积积、固固结结便便形形成成岩岩石石；硅硅藻藻土土就就是是一一个个主主要要由由硅硅藻藻残残骸骸构构成成岩岩石石；珊珊瑚瑚礁礁，主主要要由由珊珊瑚瑚骨骨骼骼胶胶结结而而成成，是是珊珊瑚瑚生生长长过过程程中中，残残骸骸不不断断堆堆积积而而形形成；事实上一些碳酸盐岩形成也与生物作用相关。成；事实上一些碳酸盐岩形成也与生物作用相关。第第第第十十十十二二二二章章章章第15页第15页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用五、生物岩石、生物矿床、生物地貌五、生物岩石、生物矿床、生物地貌 自自然然界界许许多多矿矿床床形形成成与与生生物物作作用用密密切切相相关关，甚甚至至一一些些矿矿床床就就是是生生物物作作用用形形成成。比比如如，大大量量植植物物残残体体积积聚聚形形成成泥泥炭炭，当当泥泥炭炭被被埋埋藏藏、变变质质就就也也许许形形成成煤煤。大大量量生生物物尤尤其其是是海海洋洋浮浮游游生生物物和和低低等等微微生生物物死死亡亡后后，在在一一定定温温度度、压压力力条条件件下下，通过度解、变质，就也许生成石油与天然气。通过度解、变质，就也许生成石油与天然气。第第第第十十十十二二二二章章章章第16页第16页第一节第一节 生物圈与岩石圈互相作用生物圈与岩石圈互相作用五、生物岩石、生物矿床、生物地貌五、生物岩石、生物矿床、生物地貌 生生物物对对岩岩石石破破坏坏或或建建造造，能能够够形形成成一一些些地地貌貌类类型型。如如珊珊瑚瑚礁礁、牡牡蛎蛎礁礁 贝贝壳壳堤等。堤等。第第第第十十十十二二二二章章章章第17页第17页生物海岸 海岸能够依据海岸物质构成划分为基岩海岸、砂质海岸和淤泥质海岸。海岸能够依据海岸物质构成划分为基岩海岸、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。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海岸。比如所谓生物海岸是指主要由于生物作用形成海岸。比如，珊瑚礁海岸珊瑚礁海岸，主要是，主要是由珊瑚作用形成由珊瑚礁构成海岸；由珊瑚作用形成由珊瑚礁构成海岸；红树林海岸红树林海岸，主要由红树林构成，以红，主要由红树林构成，以红树林为特性海岸。树林为特性海岸。珊瑚岛与珊瑚礁海岸珊瑚岛与珊瑚礁海岸基岩海岸基岩海岸第第第第十十十十二二二二章章章章第18页第18页珊瑚礁岛第第第第十十十十二二二二章章章章第19页第19页珊瑚礁岛第第第第十十十十二二二二章章章章第20页第20页珊瑚礁第第第第十十十十二二二二章章章章第21页第21页牡蛎礁牡蛎礁第第第第十十十十二二二二章章章章第22页第22页贝壳堤第第第第十十十十二二二二章章章章第23页第23页红树林海岸第第第第十十十十二二二二章章章章第24页第24页光合作用与生、气物质互换光合作用与生、气物质互换制造碳水化合物制造碳水化合物 绿色植物在不断地吸取绿色植物在不断地吸取大气大气CO2进行着光合作用，进行着光合作用，通过光合作用来制造养料，通过光合作用来制造养料，以维持植物发育与生长以维持植物发育与生长。动物动物生命活动或有机体腐烂过程，生命活动或有机体腐烂过程，是吸取氧气、放出二氧化碳是吸取氧气、放出二氧化碳过程；而植物生命过程却是过程；而植物生命过程却是吸取二氧化碳、放出氧气过吸取二氧化碳、放出氧气过程。两者之间以及两者与岩程。两者之间以及两者与岩石圈、大气圈、水圈之间通石圈、大气圈、水圈之间通过亿万年演化达到了某种平过亿万年演化达到了某种平衡，才形成了今天这样大气衡，才形成了今天这样大气圈。圈。C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章第二节第二节 生物圈和大气圈互相作用生物圈和大气圈互相作用 一、生命活动与大气组分一、生命活动与大气组分 第25页第25页第第第第十十十十二二二二章章章章二、风与生物二、风与生物 三北防护林三北防护林第26页第26页第第第第十十十十二二二二章章章章二、风与生物二、风与生物 三北防护林三北防护林第27页第27页大气中氧气、二氧化碳随时间改变及其与生物大气中氧气、二氧化碳随时间改变及其与生物演化关系演化关系 （陶世龙地球科学导论（陶世龙地球科学导论）大气二氧化碳含量大气二氧化碳含量第第第第十十十十二二二二章章章章三、大气圈演化与生命起源及进化三、大气圈演化与生命起源及进化第28页第28页生物对气候负反馈生物对气候负反馈 当大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增长时，气候将会变暖，与此同时植物光当大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增长时，气候将会变暖，与此同时植物光合作用加强。光合作用增强，将会使植物从大气吸取二氧化碳数量增长，从而减少合作用加强。光合作用增强，将会使植物从大气吸取二氧化碳数量增长，从而减少大气二氧化碳浓度，减少温室效应，使气候变暖幅度减小或变冷。这就是生物对气大气二氧化碳浓度，减少温室效应，使气候变暖幅度减小或变冷。这就是生物对气候改变或对温室效应负反馈作用。相反，假如大气二氧化碳浓度减少，将会造成气候改变或对温室效应负反馈作用。相反，假如大气二氧化碳浓度减少，将会造成气候变冷和植物光合作用强度削弱。植物光合作用强度削弱，将使得从大气吸取二氧候变冷和植物光合作用强度削弱。植物光合作用强度削弱，将使得从大气吸取二氧化碳数量减少，从而克制大气二氧化碳浓度减低速度和气候变冷幅度，甚至使气候化碳数量减少，从而克制大气二氧化碳浓度减低速度和气候变冷幅度，甚至使气候变暖。变暖。第第第第十十十十二二二二章章章章四、生物与气候改变之间正负反馈作用四、生物与气候改变之间正负反馈作用 第29页第29页生物对气候改变正反馈作用生物对气候改变正反馈作用 海洋生物兴衰对于地球表层碳循环起着主要作用。研究表明，对世界大海洋生物兴衰对于地球表层碳循环起着主要作用。研究表明，对世界大多数海域来说，铁不足是海洋生物生产率一个主要限制原因。而落入海洋风多数海域来说，铁不足是海洋生物生产率一个主要限制原因。而落入海洋风尘则是海洋铁补充主要路径。干旱区风尘落入海洋，提升海洋生物生产率，尘则是海洋铁补充主要路径。干旱区风尘落入海洋，提升海洋生物生产率，增长了海洋对大气二氧化碳吸取，促使气候变冷。当冰期来临或气候变冷，增长了海洋对大气二氧化碳吸取，促使气候变冷。当冰期来临或气候变冷，风尘沉积速率增大，使海洋生物生产率提升，造成大气二氧化碳含量减少，风尘沉积速率增大，使海洋生物生产率提升，造成大气二氧化碳含量减少，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，使海洋生物生产率减少，造成大气二氧化碳含量升高，从而使气候进一步变暖。海洋生物生产率减少，造成大气二氧化碳含量升高，从而使气候进一步变暖。（图（图a a，b b）第第第第十十十十二二二二章章章章第30页第30页生物对气候改变正反馈作用生物对气候改变正反馈作用 上面阐述了生物与气候之间一个正反馈机制。事实上，生物与气候之间正反上面阐述了生物与气候之间一个正反馈机制。事实上，生物与气候之间正反馈机制尚有一些，只是人们对它们结识不足而已。比如，温度升高对呼吸作用馈机制尚有一些，只是人们对它们结识不足而已。比如，温度升高对呼吸作用影响，尤其对土壤微生物影响：温度升高，引起生物呼吸作用加强，造成大气影响，尤其对土壤微生物影响：温度升高，引起生物呼吸作用加强，造成大气二氧化碳升高，促使温度进一步升高（图二氧化碳升高，促使温度进一步升高（图c）。温度升高引起胁迫，造成生物生）。温度升高引起胁迫，造成生物生长减缓和森林枯萎，从而造成大气二氧化碳升高，增强了温度升高趋势（图长减缓和森林枯萎，从而造成大气二氧化碳升高，增强了温度升高趋势（图d）第第第第十十十十二二二二章章章章第31页第31页第第第第十十十十二二二二章章章章五、大气污染与植物五、大气污染与植物 大气污染对植物影响机制：大气污染对植物影响机制：二氧化硫对植物影响主要有两个路径：一是从植物叶片气孔进入，二氧化硫对植物影响主要有两个路径：一是从植物叶片气孔进入，溶解在细胞组织水形成亚硫酸盐，从而干扰植物正常新陈代谢；二是溶解在细胞组织水形成亚硫酸盐，从而干扰植物正常新陈代谢；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，影响植物正常生长。植物正常生长。氟化氢通过叶片气孔进入，与叶片中钙反应形成氟华钙，从而干氟化氢通过叶片气孔进入，与叶片中钙反应形成氟华钙，从而干扰酶作用，阻碍植物正常新陈代谢，破坏叶绿素与原生质，使细胞失扰酶作用，阻碍植物正常新陈代谢，破坏叶绿素与原生质，使细胞失水而枯萎。水而枯萎。氯气进入叶肉细胞后，能形成酸性物质，使叶片叶液中氯气进入叶肉细胞后，能形成酸性物质，使叶片叶液中pH值减值减少，破坏叶绿素，从而克制植物光合作用。少，破坏叶绿素，从而克制植物光合作用。大气污染对植物影响：大气污染对植物影响：（1）大气污染减少植物寿命；）大气污染减少植物寿命；（2）大气污染减少植物生产率；）大气污染减少植物生产率；（3）大气污染造成植物群落改变；）大气污染造成植物群落改变；（4）大气污染造成植物死亡。）大气污染造成植物死亡。第32页第32页植物净化空气作用植物净化空气作用 植物还能分泌一些挥发性杀菌物质，比如，丁香酚、桉油、松脂、肉桂植物还能分泌一些挥发性杀菌物质，比如，丁香酚、桉油、松脂、肉桂油、柠檬油等，含有杀菌功效，称之为杀菌素。每油、柠檬油等，含有杀菌功效，称之为杀菌素。每hm2松柏树或者松林，一松柏树或者松林，一昼夜可分泌昼夜可分泌3060 kg杀菌素，足以清除一个中档都市空气中各种细菌。调杀菌素，足以清除一个中档都市空气中各种细菌。调查表明，林内每立方米空气中含菌量只有查表明，林内每立方米空气中含菌量只有300400个，仅为林边空地个，仅为林边空地1%，只有都市百货商店十万分之一。北京百货大楼每立方米有细菌只有都市百货商店十万分之一。北京百货大楼每立方米有细菌400万个，林万个，林荫大道上为荫大道上为58万个，绿化公园为万个，绿化公园为1,000个，而林区却只有个，而林区却只有55个。这充足阐明个。这充足阐明植物含有除尘灭菌、净化空气功效。植物含有除尘灭菌、净化空气功效。绿化公园绿化公园百货商店百货商店不同地点空气中细菌数量百分比示意图第第第第十十十十二二二二章章章章第33页第33页植物对保持和改进环境作用植物对保持和改进环境作用植物净化空气作用植物净化空气作用(1)(1)除除尘尘灭灭菌菌：大大气气中中尘尘埃埃（包包括括粉粉尘尘和和飘飘尘尘），常常含含有有致致癌癌物物质质和和病病原原菌菌，危害人体健康。植物含有吸附尘埃作用。危害人体健康。植物含有吸附尘埃作用。(2)(2)吸碳吐氧：吸碳吐氧：清新空气。清新空气。(3)(3)对对污污染染物物吸吸附附、吸吸取取：当当大大气气受受到到污污染染时时，一一些些敏敏感感植植物物就就会会受受到到伤伤害害，但但尚尚有有一一些些植植物物对对一一些些污污染染物物有有一一定定抵抵抗抗能能力力，称称之之为为抗抗性性植植物物。无无论论是是敏敏感感植植物物还还是是抗抗性性植植物物，对对污污染染物物都都有有一一定定吸吸附附、吸吸取取与与降降解解功功效效，从从而而含有净化空气能力。含有净化空气能力。第第第第十十十十二二二二章章章章第34页第34页制造碳水化合物制造碳水化合物生命起源于水生命起源于水 生物生存离不开水生物生存离不开水 水多少决定生物种类水多少决定生物种类 C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章第三节第三节 生物和水互相作用生物和水互相作用一、生命与水一、生命与水 旱生植物旱生植物 水生植物水生植物 中生植物中生植物 第35页第35页干湿度分带性干湿度分带性降水空间降水空间分异与生物分带现象分异与生物分带现象 C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章二、生物分布与水二、生物分布与水水生植物水生植物 第36页第36页植物分布形式与地表水、地植物分布形式与地表水、地下水分布关系下水分布关系 C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章二、生物分布与水二、生物分布与水水生植物水生植物 额尔齐斯河两岸带状植被额尔齐斯河两岸带状植被腾格里沙漠格状植被腾格里沙漠格状植被第37页第37页植物分布形式与地表水、地植物分布形式与地表水、地下水分布关系下水分布关系 C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章二、生物分布与水二、生物分布与水水生植物水生植物 月牙泉岛状植被月牙泉岛状植被祁连山帽状植被祁连山帽状植被第38页第38页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水生植物水生植物 海水、淡水与生物海水、淡水与生物 海洋生物群落结构海洋生物群落结构湖泊生物群落结构湖泊生物群落结构第39页第39页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水生植物水生植物 海水、淡水与生物海水、淡水与生物 淡水淡水-微咸水硅藻类型微咸水硅藻类型咸水型湖泊硅藻类型咸水型湖泊硅藻类型第40页第40页第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水体污染水体污染：（1）无机无毒物：）无机无毒物：氮、磷、无机酸碱和普通无机盐氮、磷、无机酸碱和普通无机盐；（2）无机有毒物：）无机有毒物：非重金属氰化物、砷化物及重金属中汞、铬等非重金属氰化物、砷化物及重金属中汞、铬等；（3）有机无毒物：）有机无毒物：多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成有多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成有机物机物；（4）有机有毒物：）有机有毒物：多属于人工合成有机物，如有机氯农药、合成洗多属于人工合成有机物，如有机氯农药、合成洗涤剂等涤剂等；（5）其它污染物：）其它污染物：放射性物质、生物污染物质、热污染等。放射性物质、生物污染物质、热污染等。第41页第41页第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物生物对污染物吸取与降解生物对污染物吸取与降解：（1）活性污泥法）活性污泥法；（2）生物膜法）生物膜法；（3）厌氧生物处理法）厌氧生物处理法；（4）污水处理塘）污水处理塘生物塘。生物塘。第42页第42页第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水体富营养化与生物水体富营养化与生物：水体富营养化是指在人类活动影响下，生物所需要氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等水体，引发藻类及其它浮游生物快速繁殖，水体溶解氧下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过度到富营养状态，不过这种自然过程非常迟缓。而人为排放含营养物质工业废水和生活污水所引发水体富营养化则能够在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势浮游藻类颜色不同，水面往往展现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮。第43页第43页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水生植物水生植物 水体富营养化与生物水体富营养化与生物 太湖藻类爆发太湖藻类爆发第44页第44页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水生植物水生植物 水体富营养化与生物水体富营养化与生物 太湖藻类爆发太湖藻类爆发河流、湖泊中水葫芦河流、湖泊中水葫芦第45页第45页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章三、三、水质与生物水质与生物水生植物水生植物 水体富营养化与生物水体富营养化与生物 太湖藻类爆发太湖藻类爆发海洋赤潮海洋赤潮第46页第46页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章四、植被与水循环四、植被与水循环水生植物水生植物 植物蒸腾作用：植物体内水经过体表向大气蒸发散失过程，叫做蒸腾作用。生产单位质量干物质所消耗于蒸腾作用水质量,称为蒸腾系数。蒸腾系数随植物不同而不同。此数值常在1251，000之间改变。蒸腾系数随气候不同而不同：为了生产出一样数量干物质,干旱地域植物消耗水将二倍于潮湿地域植物耗水量。植被对降水影响：森林能够增加其覆盖地域及其周围地域大气降水量，尤其是在远离海洋内陆地域。植物本身蒸腾作用和土壤蒸发所消耗土壤水总和，往往是比没有植物空旷地表土壤单独消耗于蒸发作用水可多40%。可见在内陆干旱地域，大面积森林存在，能够降低径流流失，又能经过蒸腾作用增加空气中水汽，进而提升降水量。第47页第47页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章四、植被与水循环四、植被与水循环水生植物水生植物 植被对径流影响：植被对径流影响：大气降水到达林冠后，雨滴继续下落受到阻碍，而使大气降大气降水到达林冠后，雨滴继续下落受到阻碍，而使大气降雨受到阻截损耗，这叫做雨受到阻截损耗，这叫做林冠截流作用林冠截流作用。林冠截流水，一部分附着在林木表面被蒸。林冠截流水，一部分附着在林木表面被蒸发到大气中，很少一部分是被叶子和树皮直接吸取，其余沿着树干流向地面。普通发到大气中，很少一部分是被叶子和树皮直接吸取，其余沿着树干流向地面。普通来说，林冠能够截留来说，林冠能够截留15%40%降水。由于森林对于降水截留和蓄积，减缓了降水降水。由于森林对于降水截留和蓄积，减缓了降水转变为径流速度，调整了径流季节分派。在有森林流域，普遍情况是森林拦蓄了洪转变为径流速度，调整了径流季节分派。在有森林流域，普遍情况是森林拦蓄了洪水径流，将其转化为地下水，并源源不断地补给河流。这样就消减了洪峰，减小了水径流，将其转化为地下水，并源源不断地补给河流。这样就消减了洪峰，减小了洪水灾害，同时增长了枯水期流量，使河流流量年内分派趋于稳定。洪水灾害，同时增长了枯水期流量，使河流流量年内分派趋于稳定。第48页第48页植被作用：植被作用：1 1、减慢了水分大循环速度、减慢了水分大循环速度2 2、加快了局部水分循环速、加快了局部水分循环速度度3 3、调整了洪水、调整了洪水/枯水径流枯水径流量量4 4、调整了洪峰径流、调整了洪峰径流5 5、提升了水利用率、提升了水利用率植被与水循环植被与水循环第第第第十十十十二二二二章章章章四、植被与水循环四、植被与水循环第49页第49页C6H12O6第第第第十十十十二二二二章章章章五、生物与水正反馈作用五、生物与水正反馈作用水生植物水生植物 第50页第50页一、湖泊效应一、湖泊效应 因为比热与热容量差异，水体覆盖地面温度改变迟缓，而没有水体覆盖地面温度改变快速，从而造成不同部位地面温度差异。在湖泊及其周围，因为湖泊与周围地域地面热容量差异，造成了局地性大气环流和小气候产生。在太阳照射时，湖泊周围地面升温比较快，造成大气加热上升；而湖区因为水体热容量大，温度升高迟缓，温度相对于周围地面比较低，空气在这里下沉，从而产生了湖泊及其周围地域局部大气环流。第第第第十十十十二二二二章章章章第四节第四节 水圈、大气圈、生物圈互相作用水圈、大气圈、生物圈互相作用第51页第51页湖泊效应与水、气、生互相作用湖泊效应与水、气、生互相作用 普通来说湖泊周围地域降水比较多，气候比较湿润，植被也就比较繁茂。普通来说湖泊周围地域降水比较多，气候比较湿润，植被也就比较繁茂。植被繁茂又反过来，增长了地面下渗，增强了蒸腾作用，从而增大了大气湿度、植被繁茂又反过来，增长了地面下渗，增强了蒸腾作用，从而增大了大气湿度、土壤湿度与大气降水。因此，水库建造后，经常会使水库周围地域降水增多、土壤湿度与大气降水。因此，水库建造后，经常会使水库周围地域降水增多、空气湿度增大，就是这个道理。空气湿度增大，就是这个道理。第第第第十十十十二二二二章章章章第52页第52页沙漠化效应与水、气、生互相作用沙漠化效应与水、气、生互相作用（王建，）（王建，）在干旱半干旱地域，当地面植被受到破坏，地面所吸取太阳辐射能明显减少。在干旱半干旱地域，当地面植被受到破坏，地面所吸取太阳辐射能明显减少。白天在阳光照射下，地面强烈增温，使地面长波辐射增强。又由于地面散失热量诸白天在阳光照射下，地面强烈增温，使地面长波辐射增强。又由于地面散失热量诸多。在那里空气一定要下沉，压缩增温。由于下沉空气十分干燥，使得气候进一步多。在那里空气一定要下沉，压缩增温。由于下沉空气十分干燥，使得气候进一步变干，从而造成植被进一步减少，这就是地面沙漠化效应。变干，从而造成植被进一步减少，这就是地面沙漠化效应。当植被受到破坏，降水利用率减少。由于没有植被对降水拦截，土壤入渗削弱，当植被受到破坏，降水利用率减少。由于没有植被对降水拦截，土壤入渗削弱，大部分降水以径流形式流走；地面蒸发作用加强。因而造成区域水平衡破坏，从而大部分降水以径流形式流走；地面蒸发作用加强。因而造成区域水平衡破坏，从而使区域气候变干，植被进一步变稀少，即进一步沙漠化。使区域气候变干，植被进一步变稀少，即进一步沙漠化。第第第第十十十十二二二二章章章章二、沙漠化效应二、沙漠化效应第53页第53页浇灌、绿洲效应与水、气、生互相作用浇灌、绿洲效应与水、气、生互相作用（王建，）（王建，）沙漠里空气干燥，温度日较差比较大，并且降水稀少。而沙漠里绿洲，由于沙漠里空气干燥，温度日较差比较大，并且降水稀少。而沙漠里绿洲，由于土壤湿度大、蒸发和蒸腾到空气中水比较多，空气湿度比较大，降水也比较多；土壤湿度大、蒸发和蒸腾到空气中水比较多，空气湿度比较大，降水也比较多；由于含水量比较大土壤热容量比较大，并且由于蒸发和蒸腾对热量调整，土壤温由于含水量比较大土壤热容量比较大，并且由于蒸发和蒸腾对热量调整，土壤温度和近地面气温日较差比较小，这就是度和近地面气温日较差比较小，这就是绿洲效应。绿洲效应。第第第第十十十十二二二二章章章章三、绿洲效应三、绿洲效应 第54页第54页洋面封冻效应与水、气、生互相作用洋面封冻效应与水、气、生互相作用（王建，）（王建，）洋面封冻产生环境效应叫做洋面封冻产生环境效应叫做洋面封冻效应洋面封冻效应。洋面封冻是发生在水圈改变，。洋面封冻是发生在水圈改变，但是洋面封冻不但会影响到气候，并且还会直接或者间接地影响到生物。气候但是洋面封冻不但会影响到气候，并且还会直接或者间接地影响到生物。气候与生物改变又反过来作用于水圈。因此，从洋面封冻效应能够看出水圈、大气与生物改变又反过来作用于水圈。因此，从洋面封冻效应能够看出水圈、大气圈、生物圈之间互相作用关系与机制。圈、生物圈之间互相作用关系与机制。第第第第十十十十二二二二章章章章四、洋面封冻效应四、洋面封冻效应第55页第55页 东南信风削弱，表层海水倒流，赤道东太平洋秘鲁、智利沿岸海域海水不东南信风削弱，表层海水倒流，赤道东太平洋秘鲁、智利沿岸海域海水不再上翻，海面温度升高，营养盐大幅度减少，从而造成鱼类大量死亡，以及鸟再上翻，海面温度升高，营养盐大幅度减少，从而造成鱼类大量死亡，以及鸟类大量减少。因发生在圣诞节附近，人们称之为类大量减少。因发生在圣诞节附近，人们称之为“厄尔尼诺厄尔尼诺”，即，即“圣婴圣婴”意意思。不难看出，厄尔尼诺是大气、海洋互相作用，造成生态平衡破坏而造成：思。不难看出，厄尔尼诺是大气、海洋互相作用，造成生态平衡破坏而造成：大气环流（东南信风）改变，引起洋流（赤道洋流）改变，从而造成海洋生态大气环流（东南信风）改变，引起洋流（赤道洋流）改变，从而造成海洋生态系统破坏。系统破坏。第第第第十十十十二二二二章章章章五、厄尔尼诺形成过程中水、气、生互相作用五、厄尔尼诺形成过程中水、气、生互相作用第56页第56页第第第第十十十十二二二二章章章章五、厄尔尼诺形成过程中水、气、生互相作用五、厄尔尼诺形成过程中水、气、生互相作用第57页第57页