第三节《绿色植物参与生物圈的水循环》知识背景《水循环》

第三节《绿色植物参与生物圈的水循环》知识背景《水

循环》

水循环是指水的动态平稳，它是水分子从地球表面通过蒸发进到大气，然后遇冷凝聚通过雨、雪或其他降水形式又回到地球表面的运动，这是地球上太阳能所推动的各种循环中的

一个中心循环。水和热是构成一切生态系统的差不多条件。水依靠热能来推动，才能不断循环。

水循环实际上是由大循环和小循环组成，大循环是指从海洋蒸发出来的水源，被气流运送到大陆上空，凝聚成水，落到地面，又沿地面或地下流入江河，最后汇入海洋的水分运动过程。这种海陆间的水分循环，又称外循环。小循环是指海洋或陆地上水经蒸发、凝聚降到海洋或陆地上的水分运动过程。这种由海洋到海洋或从陆地到陆地的水分循环，又称内循环。

水是生物圈中最丰富的物质。地球上的水资源总量约有 1.38 x 1018立方米，在海洋中，水的贮量约占地球水资源总量的97.2%，还有大约2.15%的水以极地冰盖、大陆冰川和积雪

等固态形式存在。以云雾、水汽等气态悬浮于海洋和大陆上空的水分，不超过全球水量的0.001%。这部分水量虽少，却是海洋和大陆水的来源，它由海洋、陆地地表水不断蒸发而得到补充。植物依靠这部分水赖以生存。大陆上年平均降水量为710毫米，其中，470毫米水

量是由大陆本身蒸发提供的。

全世界通过降水量提供给大陆的年平均淡水资源总量约为119万亿方，其中径流量为

47万亿方，蒸发量为72亿方。1975年估量全世界消耗水资源3万亿方，现每年增加用水量800?900亿方，估量到2000年用水量达6万亿方。那个数量和径流量对比，可知淡水资源总量并不缺乏。然而，降水量在空间和时刻上分布不平均，造成有些地区或某些时刻仍旧严

峻缺水。为了补偿水资源时空分布不均的缺陷，需要发挥水库以及森林和草原等生态系统涵

养水源的作用。

水对生态系统的作用是多方面的。

第一，水是生命生存的前提。水循环通过海洋和陆地的蒸发，连续产生淡水，给陆地生物提供淡水来源，坚持着生物的生命活动和繁育。有些植物水分含量可达90%水循环属于

生态系统中物质循环的一部分。没有水，生态系统就无法开动。

第二，水在生态系统中起着能量传递和利用作用。水是最好的溶剂，绝大多数物质都溶

于水，因此，水循环和矿物元素的生物地球化学循环紧密地交错在一起。据统计，地球陆地上每年有36x 1018克的水流入海洋，在这些水中，每年携带有大量有机和无机养分，流失和较长期地禁锢，无疑是对生态系统中物质的缺失。氮、磷、钾在循环过程中，都容易随着灌溉和水蚀而流失。

第三，水是地质变化的动力。其他物质循环差不多上结合水循环进行的，水是其他物质循环的载体，各种物质只有借助于水，才能在生态系统中永无止境地流淌。因此，水循环是生态系统物质循环中最活跃的因素，对水循环的任何干扰，都会阻碍到其他循环，甚至造成其他循环的瓦解。

第四，水是所有养分的介质，养分循环和水循环不可分割。地球上水的循环，还把陆生生态系统和水生生态系统连接起来，从而使局部的生态系统与整个生物圈发生联系。

地球上的水时刻都在运动着。海洋水、大气水和陆地水，通过固体、液体和气体三相变化，不停地相互交换。含有水的潮湿的表面，有蒸发；植物通过叶片大量开释水分，进行蒸腾，二者结合起来，称为”蒸发蒸腾作用〃。这是水循环的重要的动力，也是水的一种良好的净化过程。通过蒸发蒸腾和降水，大气中的水汽每隔10天就可更换一次〔据H. Friedman , 1984〕,这一事实充分表现了水分循环的庞大力量。

阻碍水循环的因素专门多，但差不多上决定于地球表面的辐射平稳和大气环流以及下垫面的情形，如地势，地貌土壤、植被等因素。作为下垫面的森林生态系统对水分小循环有明显作用。有人研究亚马逊河的森林后，认为该地雨量的1/3?2/3来自小循环，森林被大面

积毁灭后，水分小循环将大量减少，亚马逊河流域的气候将趋向洪涝。

植物群落是水循环中的一个重要环节。植物光合作用和蒸腾作用都需要水分，从土壤进入植物体内的水，有95%?97%通过蒸腾缺失掉，同时还通过细胞壁排出水汽。据运算，植物每生产一公斤干物质，平均要蒸腾掉100公斤水，增加了空气的湿度。在一定的气候条件下，假设想得到20吨鲜重的农作物，需要2000吨水。森林或草原生态系统在促进水循环上，更具有十分重要的作用，它把自然界的水分大循环，引入到生态系统的水分小循环之中，

提高了水的利用效率，也提高了水的质量。总之，水循环规模庞大，牵动范畴深广。它大到全球范畴的水分往复交换，小到每一株植物体的水分循环。水循环看起来贯穿每个生态系统的大动脉，生态系统的物质循环，处于无限的水循环之中。

想要保持生态系统的稳固，第一要坚持水量平稳。水量平稳是指输入的水量与转出的水

量大致相等，即降落的水量与流失、蒸发所输出的水量是平稳的。