1.1.2 现在地球表面的环境


①大氧圈以O为主。
②矿物特征：在氧化作用下，Fe2O3、 Mn2O3的红色沉积物和氧化态的硫酸盐广 布。

③元素特征：K、Na、Ca、Mg≤Cl、S、 P、V，呈中或酸性反应。 ④有生命。



1.1.3 生命起源的假说
石生说：
对于生物而言，绝对有机发生元素只有８种，即
第二章 生态环境的形成与演变

§１地球与生命 1.1 地球的形成与生命的起源
根据地质学家的研究和同位素的
测定，科学家认为地球形成约有45亿
年。地球形成的原始状况与我们现在
的状况明显不同。


1.1.1
原始地球表面的环境
原始地球表面的环境是一个无生物的世界，即 无生界。 其表面特征为： ①大气圈以CO2、CH4、NH3、H2O为主， 不含O2。 ②地球表面的矿物特征：大量的CO2使Fe、 Mn以Fe(HCO3)2、Mn(HCO3)2的形式迁移。 由于无氧化作用，FeS在地球表面广布。 ③地球表面的元素特征：K、Na、Ca、Mg ＞＞Cl、S、P、V，呈碱性反应。 ④无生命。
地壳又可分为大陆 地壳和大洋地壳。

莫霍面



大陆地壳约为0-33km，上地壳约为0-20km,下地 壳约为20-33km。

大陆地壳以硅铝层和硅镁层为主。其硅铝层相当
于花岗闪长岩的成份，硅镁层经实验研究推测，
其组成矿物主要为角闪石、绿帘石、以及少量的
石英、蛇纹石和金属矿物等。

大洋地壳的厚度约为5-10km，平均厚度为8km。

大气中的CO2很少，但意义很大。岩石的风化，植 物的光合作用，碳酸盐的产生以及气候的调节都 需要CO2的参与。 O2、CO2和不定组分与生态环境密切有关.


2.2岩石圈

地球由表及里大体 可分为地壳、地幔 和地核三部分。 关于地球内部壳层 分带的原因，许多 科学家认为是由于 化学组分不同所造 成的。


表2-1 地球表部水体的分布
水体类别 海洋水 河流 湖泊沼泽 咸湖和内海 土壤水 地下水 冰盖和冰川 大氧水 生物体内水 总量 体积(×104km3) 132,000 1.25 12.5 10.4 6.7 834 2920 1.3 0.6 136000 百分比(%) 97.2 0.00091 0.0092 0.00765 0.00493 0.613 2.147 0.00096 0.00044

核酸，生物高聚物再形成原始细胞，进化成人类。
这一过程需要35亿年。

此假说的理论是单个生物化学分子发展成高聚物的一系列反
应必须在海洋里和海滩上进行。

这些反应需要较高化学浓度的海水，而且需要干躁的无水的 条件。 许多科学家从事着生命起源的研究，并认为海洋中的各种生 命的起源、进化与环境有关，海洋中各种动物血液中的主要 化学成分与海水的化学成分相类似。 其图式： 有机物--→单个生物化学分子--→生物高聚物--→原始细 胞 (氨基酸,糖) --→人类 (蛋白质,多糖核酸)
其图式：氧化圈→活有机体→元素的生物 循环→进化→人类。


海生说:
海生说认为生命起源于海洋，大气中的H2O、
H2S、NH3、CH4等气体分子在太阳能与核聚变 的轰击下产生简单的有机物。

有机物与无机物进行反应生成单个生物化学分子， 即氨基酸和糖。 这些单个生物化学分子在海洋的环境中，最优的 环境是海滩，生成生物高聚物，即蛋白质和多糖
H、C、O、N、P、S、K、Mg。• 这些元素是形
成原始生命的基础，30亿年前在地球表面形成了 细菌和藻类（隐生界）。

活有机体利用光合作用合成有机质，并促使大气 圈从还原的环境变为氧化的环境。

6CO2+6H2O+674－→C6H12O6+O2↑

氧化圈的形成使表生地球化学环境作用发 展到一个新的阶段。许多原来被禁固的元 素在氧化作用下大量地被释放、迁移，使 地球上的活有机体蓬勃发展，并不断改变 其地球化学环境，促进元素的生物循环。 同时，地球化学环境又促进了生物的发展 和进化，人类的出现。这一过程大约经历 了30亿年。




无论是石生说，还是海生说，地球表面环 境与活有机体是一个统一的整体，相互依 存、促进，共同发展演化，而且，目前仍 继续进行着。

这种演化也正是本学科研究的内容。


§２ 生态环境的组成
生态环境由大气圈、水圈、岩石圈、土
壤圈、生物圈组成。

2.1 大气圈 分布于地壳岩石圈表层及外部空气层称为 大气圈。大气圈的厚度约为1000km,•我们 赖以生存的空气主要是地面10-20km范围 内的那部分空气。


人为生活，特别是煤烟可使空气中含有NO、SO2和
微粒的固体尘埃，固体尘埃中有一定的重金属。

大气中氧约占大气总体积的１/５，植物的光合作
用可以产生氧。氧不断产生又被消耗，生物呼吸
需要大量的氧，机体死亡分解时消耗氧，在地表
条件下元素由低价变为高价时需要氧。氧的循环
对元素的迁移有着重大的影响。

大气由多种气体组成，主要成分为N、O2、Ar、CO2。

恒定的组分：N,占78.09%；O2占20.96%；Ar(氩)为
0.93%。三者共占总气体的99.97%。

可变成分:CO2和H2O，CO2占总气体的0.02-0.04%，
H2O<4%。 不定组分:与自然因素和人为因素有关。 火山爆发、森林火灾、海啸等可使大气中含有一 定量的S、H2S、NO。


由洋壳上部至莫霍面分为三层。
第一层为沉积物，由沉积淤泥、碎屑、页岩和泥灰
岩组成，其最大厚度为2-4km。

第二层以海洋钻探证实为玄武岩质熔岩1-2.5km。 第三层为洋壳的主要岩石，由辉长岩组成，厚度约 为2.4-7.5km。 自莫霍面至400km深处称上地幔，主要稳定矿物为 橄榄岩类。深度自400-2898km为过渡带和下地幔。Βιβλιοθήκη 2.3水圈
水圈由海水和陆地水所组成。包括海洋、河流、湖 泊、冰川、土壤水和地下水。水资源量的多寡、水 质的好坏直接影响生态环境质量。天然水是大地的 血液，人类的生命。
水量：水圈以海洋水为主体，占97.2%，淡水水资 源仅占3.8%，其中地表水的体积为24.15×104km3， 占0.01776%。 水质：由于水具有许多特点，所以与生态有极密切 的关系。水是溶剂、营养液、毒液、化学场和载体。