Question

生物圈的成分

Answer 1

生物圈是地球表部植物、动物和微生物生息活动的空间部分。在大气圈10km高空，地壳断裂的3km深处都发现有生物存在，但大量生物则集中分布于地表和水圈上层。与水圈、大气圈比较，生物圈的质量最少。据兰卡马和萨哈马（1940）资料，水圈、大气圈和生物圈的质量比例为69000∶300∶1。然而，生物对元素的迁移和转化有重大的作用。

目前已发现生物体内含有60余种元素。据Виноградов（1954）综合6000种以上动植物化学成分分析资料得出的生物圈平均化学成分列于表1-18。从中可以看出，O、C、H的总含量（质量分数）多达98.5%，其次是Ca、K、Si、Mg、P、S等。元素在生命物质中的作用不仅取决于含量多少，还应考虑它们对促进有机体生长的作用。从生物化学角度看，起支配作用的元素主要为O、C、H、N、S、P六种，其次为K、Ca、Mg和Fe。

生物有机体中最主要的O、C和H组成了不同的有机分子：蛋白质、类酯物、碳水化合物、色素和木质素五大类。它们是生物机体的主体。N、S、P、K、Ca、Mg、Fe等对生产细胞、动物的骨骼、血液及循环系统，对植物的根、茎、叶的生长发育都有重要作用。微量元素虽其含量甚少，对于机体的生长也有不可忽视的影响，例如土壤水贫硼时（低于0.33mg/L），生长的木瓜发生枯萎和畸形。饮水中含砷超过0.04mg/L时，即对人体有害。

表1-18 地球生命物质的平均成分

由于生物机体生长对环境的依赖，因而生物中元素的含量常是所处环境中元素含量的间接指示剂。例如生长于铅矿床氧化带土壤中的马鞭草含铅量常高出正常铅量的10倍。生物的微量元素异常可作为找矿的标志。

表生作用中，有机个体的生命过程虽然短暂，但其作用很大，有机体能从介质中吸取一定数量的元素，又能够把一些元素还回介质。生命的延续使元素不断发生迁移和再分配。例如光合作用产生游离氧，又消耗了大气中的CO₂。有机体作用使复杂的有机化合物分解。细菌的生命活动还可能使某些元素（Fe、Mn、S等）富集成矿。

生物的作用还表现在对同位素的分馏效应上。如光合作用形成的有机体中相对富集¹²C，因而与生物成因有关的沉积物中¹²C/¹³C值相对较高。

地球物质的交换，不仅发生于生物圈与大气圈、水圈之间，地球的其它各圈以至地球与宇宙之间，都存在着物质和能量的交换，它们处于动态的平衡与非平衡的矛盾之中。就地球范围来说，元素的迁移和重新分配，始终贯穿于地球发展的全部过程。

Answer 2