全球变化1-2(2).ppt

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第三节全球变化的主要过程,全球变化的主要过程,气候系统与水文循环过程固体地球系统与岩石圈循环过程生态系统与生物地球化学循环过程人类生态系统与人类活动过程,地球表面的能量收支平衡与温室效应大气和海洋环流水文循环与气候系统中的反馈过程,一、气候系统与水文循环过程,气候系统,气候系统的组成：

大气、海洋、冰雪、陆地表面和生物圈。

气候系统的驱动力：

太阳能,气候形成和维持的物理因素气候系统的加热率风、洋流及大尺度涡旋通过对物理量的输送达到稳定平衡,维持一定的全球热量平衡态。

当气候系统的能量平衡受到破坏,将导致气候系统状态的改变,即气候变化。

地球表面的能量收支平衡与温室效应气候系统的加热率的影响因素有三：

1）到达大气上界的太阳辐射的变化（地球轨道要素的影响）,其变化是引起影响地球能量收支平衡的外在因素。

2）地球的行星反射率,决定到达地球的太阳能有多少份额被反射回太空（云量、大气气溶胶、冰雪覆盖面积、陆地植被、地貌形态,以及海陆分布格局等）。

这些因素的改变可导致地球实际接收到的太阳辐射发生改变。

3）太阳能在地球系统中滞留的时间,与地球的温室效应相联系。

地气系统的辐射平衡,+108+7+23,温室效应大气中各种微量气体对地表长波辐射的吸收决定了地面温度的变化。

温室气体（H20、C02、N20、CH4、氯氟烃等）对进入地球的太阳辐射影响不大,但强烈地吸收地球的长波辐射,从而在地球的表面形成一层保温层,使地球所接收的太阳能不会马上散失,而是在其返回宇宙空间之前反复地加热地球,使地球变得象温室一样温暖,即“温室效应”。

温室气体的增减会改变地球的温室效应,导致地表温度发生相应的变化。

如果没有温室气体,地表温度将较现代低32,即为-17（现在15）；如果不考虑云的反射作用,地面温度也将较现代低21。

果真如此,地球上的水将因此而停止循环,地球上的生命也将毁灭。

因此，维持温室气体的平衡是生物地球化学循环的重要环节。

大气温室气体含量取决于大气化学的控制和调控过程。

1）自然状况下大气的温室气体由生物过程和海洋过程来调节的；2）人类活动向大气排放大量的温室气体导致自然平衡受到破坏。

大气和海洋环流地面大气热机的主要热源大气从地面获得的能量是大气直接从太阳获得的能量的2.3倍。

穿过大气达地面的太阳辐射,约有80%被海洋吸收。

地面再通过长波辐射、潜热释放及感热输送的形式传输给大气。

在地面热源中,海洋的潜热占50%以上,比感热多两倍多（23:

7）。

海洋贮藏了地球所接收的太阳能并将其转化为驱动气候系统的动力。

海-气之间在气候尺度内存在着密切的、甚至是共生的耦合关系。

海洋主要通过对潜热和感热的输送推动大气运动,强烈地影响气候；大气主要通过风应力将动量送给海洋，影响海洋环流。

气候系统正是通过大气和海洋的运动实现物质和能量的传输与转化。

大气环流传输着热量和水分,水分的传输影响陆地上降水的分布、冰盖的发展以及海水的盐度。

大气环流的主要状况决定着全球的、区域的天气和气候类型及其变化。

气候的异常（如旱、涝）均与大气环流的某种持续异常有关。

全球大气环流形式（全球尺度）：

（1）平均经圈环流由赤道与极地间的能量梯度作用和地球自转的影响所产生的大气运动；

（2）沃克环流赤道地区大洋东、西两侧海水冷暖差异形成的大气纬圈环流；（3）季风环流由于海、陆分布及其物理性质的不同所产生的热力差异而导致的。

平均经圈环流主要成员包括：

东、西风带（包括急流）和准定常的槽脊等。

由于太阳直射点季节变化和海陆对此响应的差异，并末出现环绕全球的高压或低压带，而是形成若干个高压或低压中心。

这些中心不仅有季节变化，而且存在着明显的年际变化，这些年际变化成为广大地区气候变化的直接原因。

中高纬是以极涡为中心环绕纬圈的西风环流（冬强夏弱），西风带中有“冬三夏四”的平均长波槽。

冬季三个长波槽：

东亚大槽140E北美大槽70W欧洲浅槽40E夏季四个长波槽：

东亚大槽160180E北美大槽60W欧洲西海岸槽010E贝加尔湖西部槽90E冬季中低纬有5个西风带槽：

东亚、北美、孟加拉湾、地中海、东太平洋,中纬度,低纬度,低纬度为副热带高压控制（冬弱夏强，随季节南北位移）冬季副高弱其范围在20N以南夏季副高强其范围在40N以南,沃克环流赤道东太平洋是冷水上翻区。

形成了著名的赤道干旱带。

在日界线以东010S范围内年降水量仅500mm左右。

西太平洋从日界线往西到菲律宾是所谓“暖池”。

在西太平洋赤道附近年降水量在2000mm以上，10N10S附近两个半球的热带辐合带年降水量高达5000mm。

菲律宾以东的暖池与赤道东太平洋的冷水域之间形成强烈的温度对比。

Bjerknes首先（1969）指出这种东西向对比的重要性。

并且认为赤道太平洋上空可能存在一个纬向环流圈。

沃克环流赤道东太平洋冷水域上空大气是下沉运动，西太平洋暖池上空大气对流强烈，以上升运动为主，而地面为东风信风，高空对流层上层为西风，形成一个闭合的东西向环流圈。

沃克环流是赤道地区海-气作用的产物,并通过大气的遥相关作用影响到其它地区,在整个赤道纬圈均存在沃克环流。

季风环流季风的基本概念以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显著改变的现象，称为季风。

季风的分布,世界季风区分布：

约在30W170E，20S35N的范围，其中以东亚和南亚的季风最显著。

东亚季风范围广、强度大，冬季风强于夏季风。

南亚季风（印度季风），夏季风强于冬季风。

东亚南亚季风气候特点：

（1）盛行风向随季节变化很大，甚至相反；

（2）季风源地不同，气团性质不同，冬季寒冷干燥，夏季炎热湿润；（3）造成的天气现象有本质的季节性差异，冬季干燥少雨，夏季湿润多雨，多暴雨；热带地区有旱季与雨季之分。

东亚季风（东亚季风区相对较复杂）南海-西太平洋一带为热带季风区，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风。

东亚大陆-日本一带为副热带季风区，冬季30N以北盛行西北季风，以南盛行东北季风；夏季盛行西南季风或东南季风。

夏季雨量丰富，冬季雨雪较少，干湿季没有热带季风区明显。

南亚季风（热带季风）冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风。

冬夏季风期间干湿分明，夏季风期间为雨季，冬季风期间为干季。

二、东亚夏季风环流系统许多学者认为：

东亚夏季风是南亚夏季风向东的延伸。

但据新的研究认为：

东亚夏季风相对于印度夏季风是一个相对独立的季风系统。

相反，东亚夏季风与南半球的印尼-北澳冬季风有密切的联系，东亚夏季风盛行时，正是印尼-北澳冬季风的盛行期。

季风的成因：

（1）海陆之间的热力差异

（2）行星风系的季节性位移（3）大地形的作用如青藏高原,东亚夏季风系统的成员（陶诗言，陈隆勋）澳大利亚的冷性反气旋；沿100E以东的越赤道气流；印度的西南季风气流；赤道辐合带ITCZ；（位于南海和赤道西太平洋的季风槽）；赤道东风气流；西太平洋副高；梅雨锋；中纬度的扰动；,热带,海洋环流海-气以复杂的非线性方式紧密联结在一起,形成敏感的耦合系统,共同承担着地球上能量的传递作用,是热量从赤道向极地传输的重要方式。

大气环流驱动大洋表层水体做相应的运动,形成表层环流。

表层水从原地被吹离,次表层水上涌补充,形成上升流；相反,在表水汇聚地区,又形成下降流。

在有上升流和下降流的地区,海表温度低于或高于其它海区,大洋两侧水温的差别导致了纬向环流的出现（如沃克环流）,海温的变异会引起厄尔尼诺与拉尼娜现象的发生,并通过海气作用导致沃克环流异常,造成大尺度的环流异常与全球气候异常。

洋流系统,英国数学家兼气象学家沃克爵士,当印度洋地区出现气压正距平时，东南太平洋及南美地区将有负距平；反之亦然。

正常状态,29,24,W,E,西海面高40cm左右平均海温高36,厄尔尼诺发生的状态,W,E,正常状态（1993.12）,厄尔尼诺状态（1997.12）,拉尼娜状态（1998.12）,Nino3.4,19012003年,中,强,厄尔尼诺对全球气候的影响,热盐环流（温盐环流）由于海水在空间上温度和盐度的差异引起海水密度的变化，由此导致深层海水缓慢的运动称之。

全球大洋传输带（1996）极区因辐射冷却等因素形成寒冷、高盐、高密度的海水强烈下沉,形成底层流或深层流。

北大西洋的高盐度水以深层流的形式向南流,绕过非洲南端后,一部分向北流到印度洋,其余部分继续向东流入太平洋,在此,受温暖和入注淡水的稀释作用,海水密度降低并上升到表面,然后向西运动返回到大西洋以平衡外流的水体，构成了一个跨越大洋的海洋“传送带”。

热盐环流的重要性温盐环流和大气中的Hadley环流、Ferrel环流和极地环流一起构成了维持全球气候系统的能量平衡至关重要的经向环流体系。

对全球气候系统而言，热带存在辐射盈余，极地存在辐射亏损，为保持整个系统的能量平衡，在低纬与高纬之间，必定存在强的经向能量输送。

过去认为：

输送作用主要通过大气过程实现。

现研究表明：

海洋的极向热输送约占海气耦合系统中极向热输送总量的50%，在北半球，它把低纬的热量输送到高纬，在50N附近（海洋西边界流最强）通过强烈的海气热交换，把大量的热量输送给大气，再由大气把能量向更高纬度输送。

海洋经向热输送强度的变化，将对全球气候产生重要影响。

通过大洋传送带，温暖、低盐的表层水（平均盐度比北大西洋深层水低6）被从东到西地传送到大西洋，而深层的、高盐度的冷水被从西向东传送入太平洋，由此造成的水汽交换量达20x106m3s。

由于向北流动的供给水平均温度为10，向南流动的深层水为2，每形成1cm3的深水将释放33.48J的热量，一年中由此所释放的总热量达20.9Xl021J，相当于35N的北大西洋地区每平方厘米的大气每年可获得的海洋热（104625J），占该地区所获得的所有热量的25。

这一数量远远超过了地球轨道要素所引起的日照率变化所产生的影响，这些热量的有无对高纬度的温度与大陆冰盖的生消有重大的影响。

鉴于大洋传送带环流的重要性，有人提出大洋环流-气候关系模式来解释第四纪冰期-间冰朗的转换机制，认为冰期-间冰期的转换是通过大洋传送带的开启与关闭来控制的，在大洋传送带开启的时期维持与现代相当的间冰期气候，当大洋传送带被关闭或严重削弱的时期转变为冰期气候。

水文循环与气候系统中的反馈过程,水分循环水是地球上唯一同时以液态、固态或气态的形式存在的物质。

全球水体积约为13.8xl08km3，其中的99以上存在于大洋和冰川，其余的水存在于江河、湖泊、井泉等水体之内、土壤的孔隙与岩石的缝隙之中、大气之中和生命体内。

水在上述相互作用的水体之间不停地相互迁移转换，构成水分循环过程。

水分循环周期水分循环过程受太阳能所驱动，一般在几年之内就可循环一次，但不同圈层循环更新的速度有快有慢，通常大气中的水汽约10天循环更新一次，海洋中的水停留时间超过10年以上。

受地球内力所驱动，地表的水与地球内部的水分之间的循环交换过程与板块运动过程联系，其循环周期可达数百万年。

地球表层的水分循环：

水不断的蒸发、输送、凝结、降落的往返运动过程称之。

水循环过程的意义:

水循环过程的意义不仅是水的气、液、固相之间的状态转换，更为重要是，就气候系统而言，以全球能量和水循环过程为主体的气候和水文系统的过程有机联系在一起。

虽然气候系统的最终能源来自太阳辐射,但是加热气候系统的重要过程很大程度上取决水物质的输送,能量循环是通过水循环来实现的。

水循环过程控制着地球的温度和云的形成、输送、消散，以及其与太阳辐射的关系；气候过程通过水、热、物质和动能的输送,控制着地面（陆、海表面）和大气的相互作用，在气候系统中引起一系列重要的反馈过程。

气候系统中对气候变化影响最为重要的四个反馈过程1、水汽反馈2、云辐射反馈3、冰雪圈反馈4、海洋的反馈,1、水汽反馈（正反馈）水汽反馈是最重要的一种反馈。

大气中的水汽作为重要的温室气体有效地保持了地球表面的温度、温暖的大气会使更多的水汽从海洋和陆面上蒸发出来，较暖的大气有较高的水汽含量，从而增强大气的温室效应。

气温增高更多的水汽从海洋和陆面上蒸发大气有更多的水汽含量增强大气的温室效应气温更高。

2、云辐射反馈（正、负反馈）

（1）云的增加地球的行星反射率增大反射更多的太阳辐射减少了系统的净辐射能量,地球变冷；（负反馈）

（2）同时，云吸收来自地表的热辐射减少地面向空间损失热量地球变冷减弱。

（正反馈）,气候对云量或云的结构变化十分敏感。

云辐射的正、负反馈作用取决于云高、云的光学特性（云中水和冰的比例、云滴的大小）。

低云以反射作用为主,常导致降温；高云则以被毯效应为主,常使系统增暖。

因此云的反馈既可能是正反馈也可能是负反馈。

3、冰雪圈反馈季节性变化很大的雪盖和海冰，变化缓慢的冰川和冰原构成了气候系统的低温层。

冰雪圈过程是水循环过程的一个中间环节,它能够有效地调节地球表面的能量收支和温度平衡。

冰雪的高反射率及融解成为有效的热汇,在大气热量平衡中起着冷却面的作用。

温度降低（升高）冰雪覆盖增大（减小）地表反射率增大（减小）吸收太阳辐射减少（增多）温度降低（升高）。

此反馈作用,某微小的扰动有可能被放大,并最终导致全球变化。

海冰具有阻碍海-气间水汽和动量交换的作用海冰的体积变化（冰量的变化）影响海平面变化大幅度的升降,对下垫面的性质产生深刻影响。

结冰过程可释放大量热量；冰川融化消耗大热量,从而减缓了地球变冷或变暖过程,从而对能量的收支和传输产生重要影响。

地球上的冰雪覆盖主要分布在极地地区,冰雪过程导致的高纬地区的降温作用使赤道-极地之间的温度梯度增大,纬向西风会因此加强,季风环流可能会被削弱。

4、海洋的反馈海洋对大气运动和气候变化影响的具体表现：

影响地球大气系统的热力平衡影响全球水汽循环调谐大气运动对温室效应的缓解作用,影响地球大气系统的热力平衡海洋的热状况对大气运动的能量的供给产生重要影响海洋吸收能量的85%贮存在海洋的表层（混合层）中,被贮存热量将以潜热、长波辐射和感热交换的形式传输给大气,驱动大气的运动,控制大气温度。

因此，海洋的热状况及其表面蒸发的强度都对大气运动的能量发生重要影响。

海洋环流对大气系统的能量输送和平衡的重要作用卫星资料显示：

全球有超过30%的经向能量输送是由海洋来完成的,在中低纬,主要通过海洋环流把低纬度多余的热量向高纬输送,其中,在030N的低纬地区海洋输送的能量超过大气的输送；在中纬度的50N附近,通过海气间的强烈热交换,海洋把相对多余的热量输送给大气,再由大气环流将能量输向更高纬。

海洋输送的热量，约等于大气由赤道向极地输送的热量。

影响水汽循环海洋包容了全球液态水的97%；大气中的水汽含量只占总水量的0.001%；陆地上的水含量不足海洋水含量的1/30。

因陆表水循环对人类活动、农业生产有强烈的影响,过去人们关注的更多。

但据估计：

全球蒸发的86%、全球降水的78%是集中在海洋上的,海洋（水汽之源）的蒸发和降水形势的微小变化,足以引起陆表水循环的剧烈变化。

例如,如果大西洋不足1%的雨水集中降到中美洲,则密西西比河的水流量将增加1倍。

86%,78%,6%,20%,6%,14%,调谐大气运动海水具有巨大的热惯性,是巨大的热量存贮器。

1g海水降温1提供热量3.9J,3.9J的热量可使1g土壤升温1.9,使1g空气升温3.9。

故海洋具有更大的热惯性。

海洋的运动和变化具有明显的缓慢性和持续性。

1）海洋有较强的“记忆”能力,通过海气相互作用,把大气的变化信息贮存于海洋中,然后再对大气运动产生作用；2）海洋的热惯性使得海洋状况的变化具有滞后效应。

如：

海洋表层海温的变化滞后于太阳辐射季节循环约6周左右。

3）通过海气相互作用可以使大气中较高频的变化转化为较低频的变化。

降低气候系统的敏感性，调节温室效应相对大气而言，海洋有极大的热容量，海洋的运动比较稳定，运动和变化比较缓慢，海洋通过有效地调节热量的收支和传输、水汽循环以及生物地球化学循环过程，能够对气候系统的状态进行有效的调节，降低气候系统对某些因素变化的敏感性。

例如，海洋作为地球系统中最大的大气水汽的源和CO2的汇,通过改变水汽蒸腾和CO2吸收的强度调节大气中这两种最重要的温室气体的含量,使温室效应的强度得到有效控制。

板块运动过程陆上风化与侵蚀堆积过程海洋沉积过程,二、固体地球系统与岩石圈循环过程,固体地球系统同时受到地球内力和太阳外力的驱动，其过程包括了由地球内力驱动的板块运动和由太阳能直接或间接驱动的风化、侵蚀、搬运、堆积等一系列过程，这些过程跨越了多种时间尺度，其中的许多过程所导致的变化要经过相当长的时间才能明显地显现出来。

通过上述过程，既决定了地球的洋盆和陆地的形态及分布、造成了地表的起伏以及形态各异的地貌，且实现了为生态系统提供无机养分以及岩石圈与地幔之间的物质和能量交换，同时也直接或间接地对气候系统构成影响。

板块运动过程岩石圈因地幔的缓慢对流过程驱动，在地球表面发生大规模的水平运动板块运动。

板块运动带动大陆漂移、大洋盆地的开合、火山活动、地震以及地壳的升降运动。

板块与板块之间的相对运动有离散、汇聚和平移三种形式。

在离散板块边界，两个板块彼此离开。

在大洋板块与大洋板块彼此分离处的大洋中脊，软流圈地幔物质向上涌出，冷凝成新的大洋岩石圈，导致大洋板块增生、海底扩张、洋盆扩展。

在陆地上的离散运动使大陆分裂,形成裂谷,如红海、东非裂谷等,它们最终会发展成为新的海洋。

汇聚运动有三种情况：

大洋板块与大洋板块相汇聚，其中部分消减到软流圈内，在板块接触带上形成一系列岛弧带，如日本岛弧。

岛弧带上火山、地震频繁。

在岛弧生长期问，新生地壳的成分和厚度都与大陆壳类似，显然它形成在以前没有大陆壳存在的地方，这是大陆形成的一种重要方式，弧后区沉积与大陆相连，使大陆边缘增生。

大洋板块与大陆的边缘汇聚，火山-深成岛弧系侵移到大陆地壳上和大陆壳内，在大陆边缘形成年轻的高大山系，如北美西海岸的高大山系。

大陆板块与大陆板块汇聚是洋壳削减的最终产物，它导致洋壳消失，两大陆连接并形成高大山脉和高原，如印度板块与欧亚大陆板块碰撞形成的青藏高原。

陆地上的风化与侵蚀堆积过程陆地表面的风化作用、侵蚀作用、搬运作用和堆积作用，改变着地表的地貌形态。

被风化侵蚀的物质最终被搬运到大洋沉积,完成地球固体物质在地球表面的迁移转化过程。

风化、侵蚀、堆积过程及其所形成的多种多样的地貌形态对其它自然过程产生直接或间接的影响,地貌形态的改变必然引起地表其它自然过程的变化。

经风化和侵蚀堆积作用而形成的陆地表面为在其上发生的气候过程、水文过程和生物过程提供了多样化的空间，正是在经风化和侵蚀堆积作用下形成的陆地表面上，发育了土壤、生长植被、调节水的储存和运动、进行与大气的水热交换。

土壤层是成土作用和风化作用彼此平衡形成的产物以元素富集、松散的颗粒物质聚集作用为主导的成土过程是与风化、侵蚀作用相对立的过程,它延长了风化物质在陆地表面滞留的时间,增强了地表抗侵蚀的强度。

成土过程所产生的松散的颗粒物质的聚集，在陆地表层形成具有一定结构的、有机物质和营养元素富集的土壤层,成为陆地生态系统得以正常运转的基础。

土壤是空气和水分贮存的场所,可以影响地表的水分和热量的状况,同时也影响与大气的交换过程,影响土壤对大气中CO2、CH4等气体的平衡的调节作用。

流水作用流水作用是地球表面最为广泛的侵蚀搬运形式。

绝大多数的风化物质是通过流水搬运到海洋沉积的,河流在输送风化物质的同时也塑造了多样的地貌形态,水体中所溶解及携带的风化物质的成分和数量会对水质产生影响,进而影响水循环的功能。

风化和侵蚀堆积过程风是重要的侵蚀搬运营力之一,被风侵蚀搬运的物质大多来自干旱地区。

沉积在陆上的风尘堆积形成沙漠与黄土等独特的地貌形态。

随风飘扬的尘埃物质还有相当部分落于海中。

据估算：

每年由于风的直接作用,从陆上带到海洋中的物质有16亿吨,超过进入深海的河流悬浮物的数量。

北太平洋的洋底沉积物中约有一半是风成物。

进入到海洋的粉尘物质为海洋生物提供了营养物质,也影响了海洋的生物地球化学循环。

风搬运的物质是在空气中传输的,进入到大气中的尘埃物质在大气层中停留,对全球气候产生影响。

在对流层中的尘埃可停留数日至数星期,搬运距离可达数百至上万公里。

进入平流层中的尘埃物质停留的时间可达数年,搬运的距离也更远。

进入大气的尘埃物质影响地球能量的收支平衡,大气中尘埃的含量增加会增大地球的反射率,减少入射辐射、增加散射辐射,但总体上使地球接收的能量减少。

气候条件制约着风化、侵蚀、堆积作用的类型、强度、形成的侵蚀和堆积地貌形态,当气候发生变化时它们也随着发生变化。

在冰期,冰盖范围扩大,冰川作用加强，风力搬运能力较现代更大,（海洋中风尘堆积的粒径和堆积速率远在现代之上,且陆地表面的尘埃源亦较现代丰富）。

受气候变化影响的海平面变化、造陆运动所形成的侵蚀基准面变化，对侵蚀搬运过程也有深刻的影响。

过去2.5Ma中,冰期-间冰期气候旋回所导致的全球冰川累积与消融造成的全球海面变化幅度达100m以上,由此引起的全球侵蚀基准面变化对河流的侵蚀与搬运堆积作用产生深刻的影响。

冰期时,海面下降,大陆架出露海面,河流长度增加,在出露的陆架区许多部位遭受强烈的下切而形成峡谷,河床下切使得老河床相对抬升成为阶地。

在间冰期,情况则相反,随着海面上升,大陆架上的峡谷重新被淹没；侵蚀基准面抬升使得河流搬运动力减弱,河口地区逐渐被沉积物所填充。

海洋沉积过程板块运动决定了大洋盆地的格局，侵蚀和沉积作用过程则对海底地貌产生改造作用。

大洋沉积的主要场所可分为浅海大陆架沉积、板块复合带的海沟或边缘海盆地沉积，以及深海沉积。

大洋沉积的类型主要包括由通过河流、冰川、风力和海岸侵蚀等作用从陆地侵蚀搬运而来的碎屑沉积和以石灰岩和蛋白石形式从海水中析出的CaCO3和SiO2的化学沉积，其中，化学沉积部分地是海洋生物作用的结果。

海洋中也有一定数量的有机物沉积，相对富集在大洋的缺氧层中。

如果不考虑洋底热液作用造成的海水成分变化，大洋中的可溶盐类处于一种动态的平衡中：

收入河流输入的大陆风化作用的产物；支出洋底沉积作用的移去物。

河流从陆地输入的溶解盐类不断地注入大洋，又通过沉积作用、成岩作用和板块运动返回到岩石圈，从而避免了海水盐度无限制地增长，维持了全球大洋的盐度平衡。

三、生态系统与生物地球化学循环过程生态系统的结构和功能生物地球化学循环过程全球碳循环,气候对土壤和生物群系的影响很早就有认识了，但土壤和生物群系对气候的影响仍被认为是微小的以至于是不存在的（Walter等，1985）。

不过，现在的研究证实，植被和浮游植物的生物过程以及地表特性在很大程度上影响着地球的气候和水文循环（Kabat等，2004）。

作为地球系统的重要组成-生物群系，在很多不同的方面响应着并同时影响着地球系统的地球化学及物理状态。

生态系统的结构和功能生态系统地球上的植物、动物、微生物等不同的生命形式与环境构成的系统。

生态系统的组成:

（1）非生物物质：

空气、水、矿物质等

（2）非生物能量：

阳光、热能（3）生产者：

自养型生物（4）消费者：

异养型生物。

初级消费者次级消费者三级消费者（5）分解者：

主要是异养型、营腐生生活的微生物（另外还有少量腐生动物）,自养型生物：

能以二氧化碳作为主要碳源进行生长的生物，主要包括植物和少数微生物类群。

异养型生物：

不能自身合成有机物，靠氧化分解现成的有机物和氧化现成的有机物所释放的能量来维持自身生命活动需要的新陈代谢类型。

自然界中的异养型生物主要包括消费者（不能自身合成有机物，只能靠消耗现成的有机物来维持自身的生命法活动需要的生物）和分解者（靠分解有机物来维持自身生命活动的需要的生物）异养型生物利用有机物的形式有两种：

是将有机物彻底的分解为二氧化碳和水，同时释放大量的能量；是将有机物分解为不彻底的氧化产物乳酸或酒精和二氧化碳。

生态系统的功能物质（养分）循环、能量流动、生物间的有机联系（信息传递）构成生态系统功能的基础。

生态系统是一个靠不间断的能量输入和物质循环维持生物种群的生存的动态网络。

养分循环过程（物质循环）植物从环境中吸收CO2、水、其他无机养分将其合成为植物体的化合物释放出氧气；动物（包括人类）直接或间接食用这