表 6 大气圈主要气体含量和水圈溶解空气的含量

的 86％。这是一个巨大的力量，是一个最重要的地理因素，它以降水、径流、蒸腾、土壤渗透等形式在地理系统中发挥最重要的作用（关于水分的行星循环将在下面比较详尽地讨论）。

在世界海洋表面蒸发的过程中，连同水汽一起带走了一些盐分的离子和分子。此外，后者在起暴风时随着水的飞沫进入到大气圈。这种途径能使大

气圈获得 Ca 和 CO3 最多，其次为 K、Mg、Na、SO4 和 C1。因此，在大气圈里经常有其它地圈的成分参加进来，尽管 98％以上是由氮和氧两种气体分子所组成。其实，现代大气圈的气体成分特别是它的全部氧气，都是有机物生命活动的产物。

来源于水圈的有水汽、水滴、冰晶、某些盐类（关于这些我们已经讨论过）以及碘汽。而来源于岩石圈的则是尘埃的微粒（直径小于 0.1 毫米）。

在对流层中大约含有约 5 亿吨的悬浮微粒。它们是由风力作用、火山爆发以及人类活动而进入对流层中的。颇大部分的固体杂质是孢子、细菌、花粉。空气中的悬浮微粒可以保存几个小时到几昼夜（取决于它们的大小），然后降落到地面，因此，在对流层中，固体物质得到不断的更新：每年进入对流层的物质是一次的含有量的几十、几百倍。

“杂质”的存在使得大气及其地理功能发生本质上的变化。水汽（以及小量的二氧化碳）吸收大部分的地面长波辐射，并形成温室效应，对地球表面而言起着皮袄保温的作用。粉尘微粒也吸收长波辐射，但减弱了太阳辐射。它们成为水汽凝结核，因而对形成降水和全球水分循环起着重要的作用。然而尘土促进云的形成，加强了部分阳光的反射。显然大大地降低了空气和地面的温度。

大气圈的主要气体物质，它对地理过程起着巨大的作用。由于它特别善变，经常发生运动和混合作用，即形成循环，气团正好能调节陆地和海洋的相互作用，也就是在陆地和海洋之间进行着水、热以及盐类的传递作用，并往往在表成地圈范围中对热、水和盐类进行重新分配。关于移动气团对地球固体表面的影响，我们已经谈过了。风力对世界海洋有更重要的作用：它制约着洋流的复杂系统。

大气中的游离氧参与土壤、地壳、水域的各种类型的氧化反应，各种有机物则利用它进行呼吸。大气中的二氧化碳是绿色植物进行光合作用制造有机物质的主要“建筑材料”，在某种意义上说，生物主要是“由空气”建造而成的。

生物质量与其它组成成分相比是微不足道的，大约只有表成地圈的百万分之一，然而生物的地理意义确是非常巨大的。它的类型的极其多样性，说明了有机体的非常巨大的化学活泼性。矿物、化合物的多样性与生物的多样性是无法比拟的。众所周知，植物有 35 万多种，动物有 150 万种，而矿物的种类只有 5，000 种左右。重要之点在于生物有机体在表成地圈的条件下，具有高度的稳定性，它在表成地圈分布得非常之广，甚至达到表成地圈的极限范围，而且最为稳定；微生物（细菌）遍及世界各个角落；以及以休眠状态

——种子、孢子存在。在一克河泥和湖泥的土壤中可以找到十亿个细菌标本， 而在高山峭壁和深水盆地的底部污泥中，一克物质中只能找到几百万个标本。

众所周知，生命不可缺少的条件是有机体和环境进行物质交换。生物交换（新陈代谢）比非生物交换要强烈好多倍。关于这一点上面我们已经讨论过。在交换的过程中，有机体就参加到大量物质运动中去，通过自身来制造物质。从地理学家和化学家的观点出发，有机体重要的特性，就是对于外界环境及其各种因素具有选择性。虽然有机体几乎利用了所有的化学元素，但是 98.5％的生物，是由氧、碳和氢所组成。在活质的成分中，多数是组成大气气体或易溶于水的化合物，是性质活泼的元素，并且某些元素在周围环境

中分布得比较少。除了氧气以外，首先是碳和氮。碳的有关化合物在有机体中比在沉积岩中高出 780 倍，而氮高出 150 倍。另一方面，分布很广却不能很好溶解的元素化合物，为硅、铝、钛，对于建造生物没有什么重要意义。因此，有机体在许多“生物”元素的循环中起着特别重要的作用。在生

物合成的过程中由简单的无机化合物（CO2，H2O，NH3，SO3 等）制成了复杂的富有能量的有机物质。自养绿色植物或生产者，具有制造有机物质的能力。进行光合作用时，它们需要从大气中吸收 CO2，分解水分，同时利用氢气来制造有机物质而放出氧气到大气中去。绿色体被动物消费者（需要者）所破坏，动物消费者的质量比植物的质量大约要少一千倍，而主要是还原性生物

（细菌、真菌）。由于呼吸、发酵、腐烂过程的结果，发生了有机化合物的矿质化，并释放出能量用于光合作用。在大气中收出 CO2，O2 以及 H2S，OH4 等。然而有机物质的某些部分，长期以来脱离了循环而聚集在地壳中。

有机体在水分循环中起着重要的作用，它大量地从土壤中吸取水分，并把它蒸腾到大气中去。此外，有机体还在很大程度上决定土壤、河流、湖泊和海洋水分的气体和离子成分。在光合作用中使水域富有氧气，减少二氧化碳，同时在分解有机残余物的过程中需要氧气并排出二氧化碳以及其它气体。水生生物从水中大量地吸收钙、钾、磷、氮，然后随着沉积物把它们积累起来。

生物物质进入到地壳中比从地壳中吸取的要多得多，这是因为大部分的生物量是依靠空气中的 CO2 以及 N2（氮素）来建造的。因此增加了沉积层特别是土壤中碳和氮的含量。土壤是表层地圈中有机体活动最明显的结果。在土壤中积累了腐植质，在腐植质中集中了最重要的生物元素（按重量，碳占腐植质部分的二分之一强，此外，浓缩的氮、磷、硫在腐植质中比在岩石中要多）。有机体参加到岩石圈各因素的循环中去，并把氮、磷、硫聚集在土壤中，就阻碍了这些元素被带到海洋去。

有机体有许多特殊的类群（主要是低级类群），它们对一定的元素，例如铁、锰、硫有选择性，对一些相当稀有的元素铜、镍、钴、钼、锌、碘以及其它许多元素也有选择性。这些分散在地壳中的元素，经常被有机物集中起来形成一个很大的数量。生物物质来源于许多岩石。这首先是包含在碳、煤、石油、天然气、泥炭、油页岩和石墨中。依靠有孔虫类、珊瑚、海绵和其它水生生物的骨胳，形成了巨大的石灰岩层次，以及依靠硅藻类的二氧化硅甲壳——硅藻土形成了白垩系。

生物是岩石风化最重要的因素。风化的结果是形成了主要由 SiO2 、A12O3、Fe2O3 等氧化物所构成的粘土矿物，在很大程度上是生物物质的来源， 它们积累在有机残余物破坏的产物中。此外，生物分泌出象二氧化碳和有机酸这类有效媒介物，间接地参与了化学风化作用。

因此，地球所有的沉积壳都是在生物的直接或间接参与下形成的。根据某些统计资料，在生命存在的整个历史时期，创造了 4×10¹⁹ 吨的生物质①，

这个数字超过沉积岩质量的 16 倍，是世界海洋质量的 30 倍，是对流层质量的 10，000 倍。可见，表成地圈的物质，好象多次通过生物有机体加工过。的确，这没有涉及到表成地圈所有的元素。其中某些元素实际上并没有参加

① 参阅 B.A.乌斯品斯基：《生物圈中的碳素循环》，莫斯科，1962 年。

到生物质的循环中去。虽然在可溶性生物岩中碳的全部储藏量，可能通过生物体周转过大约 1，000 次，而大气中的全部碳素可能被周转 1，000 万次。至于说到大气圈，它的主要气体成分是来源于生物的：游离氧是光合作

用的产物，而氮在很大程度上则是由破坏了地壳中含氮化合物的细菌活动的结果。

谈到关于生命的地理作用问题，不能不提到它在地球表面和海底地形改造中的意义，尤其是应谈到通过湖泊泥炭化，在海洋和陆地水域积累了生物泥，创造了珊瑚礁。