（三）自然地理面是有机界与无机界互相转化的中心场所

地球上存在着很薄一层的生活物质，它高度集中在三相变界的自然地理面内。这个庞大的生活物质层之所以能够产生、进化并延续下去，是通过大规模的物质和能量循环来维系的，此种循环的方式及强度，是地球所特有的，也是形成有机界所必需的。这个薄层被称之为“生物圈”。

生物圈的概念是奥地利的地质学家休斯（EduardSuess）在一个世纪以前，引入自然科学的。他在 1875 年，出版了一本关于阿尔卑斯山起源的小册子，在该书最后总结性的一章中，第一次应用了生物圈这个名词。直到苏联科学家维尔纳斯基（В．И．Вернадский）于 1926 年首先在苏联、

其后于 1929 年在法国发表了题为《生物圈》的两篇讲演后，才引起了人们的注意。这样在休斯之后的五十多年，生物圈的概念才得到了真正的发展，一直延续至今，关于生物圈的基本概念仍然属于维尔纳斯基的范畴。1970 年美国出版的《科学美国人》月刊中，比较系统地总结了有关生物圈的文章，特别是哈奇逊（Hutchinson）的一篇论文，对于生物圈的基本特点作了系统的综合评述。

生物体集中存在的地方，一定是某种十分独特的地方，否则正如其它大多数星球目前尚未发现生命现象一样，地球也只能是一个死寂一片的世界。那么它所要求的独特存在条件是什么呢？大致应归纳为以下几条：

它必须伴随着大量液态水的存在，而且在液态水存在的环境中，还必须能同时存在着固、液、气三种状态，并在其间进行着物质和能量的积极交换；
它必须具有一个外来能源——例如太阳，以满足在其发展过程中所必需的能量供应；
在生物圈中，一定要有充分大的界面存在，以利于生物体所进行的复杂过程（包括物理过程、化学过程和生物过程）有实现的可能；
必须有大量的、组成成分比较固定的大气，这个大气一方面是合成有机物质的原料来源，另一方面又是分解生物体转化为无机物的有效手段；
在生物圈中，还须具备着全球规模的物质与能量循环，以及贮存物质和能量的特殊结构。这种结构使得绝大部分的生物，尤其是高等生物的存在，

只能限制在地球某个十分狭小的层次中。

由以上五个基本条件出发，我们发现生物圈与自然地理面相当一致地吻合在一起。生物利用无机界所提供的二氧化碳和水，在太阳辐射能的作用下，由于叶绿素的参与，生成了碳水化合物和分子氧。在此反应中，需要一种供氢体 H2A，在光合硫细菌中的 H2A 为硫化氢（H2S），而在兰绿藻和高等植物中是水（H2O）。生物从形成一直进化到目前的高级阶段，陆地上的“初始生产力”（也有人称为“第一性生产力”主要由高等植物组成，形成了生物界的基础。可以对此进行一下粗略的剖析，看一看它是如何在自然地理面中充分利用三相界面的。高等植物的根一般均处于固体状态为主的土壤中，而茎、枝和叶则处于大气当中，在植物体内有液态水以及溶解于水中的营养元素，通过根部、茎部到达叶部，从而将固相与气相连结到一起，将无机界与植物体连结到一起，形成一个统一的体系。这种把无机环境的物质能量与生命体精巧地偶联起来的统一体系，构成了自然地理面的又一重要属性。光合生产力的研究指出，在自然光照条件下，能产生最大生产量的植物，必然是那些最善于利用固液气这三种状态的植物或植物组合。这种植物或植物组合在其建造过程里，除了充分使用太阳的光能外，还要求一些必不可少的并且应用起来不受限制的物质，这些物质只有在固态、液态和气态三者同时共存时，才能最大限度地得到满足。前面曾经举过植物的表面积相当庞大的例子，也就是为了达到最大限度利用和摄取能量与物质的目的。

在自然地理面以外的内部环境与外部环境中，由于缺失生物存在的理想条件，因此除了具有特殊功能的生物外（它们的生物量不大，而且基本上都属于低等生物），生物圈的主题部分是不可能存在的。由于实际状况如此，自然地理面以外所存在的特殊功能生物的生物量，因为所占生物物质总量中的份额极其有限，常常可以忽略不计，只是在讨论生物起源与进化时，才对它们加以重视。只有自然地理面才是绝大多数生物存在的理想场所，在这里无机界与有机界之间的互相渗透和互相转化，是自然地理面中又一个十分显著的特点。