水循環(huán)是物質(zhì)循環(huán)的核心

一、水循環(huán)的生態(tài)學(xué)意義

   水是地球上最豐富的無(wú)機化合物，也是生物組織中含量最多的一種化合物。水具有可溶性、可動(dòng)性和比熱高等理化性質(zhì)，因而它是地球上一切物質(zhì)循環(huán)和生命活動(dòng)的介質(zhì)。沒(méi)有水循環(huán)，生態(tài)系統就無(wú)法啟動(dòng)，生命就會(huì )死亡。

   從許多方面看，全球水循環(huán)是最基本的生物地化循環(huán)，它強烈地影響著(zhù)其他所有各類(lèi)物質(zhì)的生物地化循環(huán)。水循環(huán)的主要作用表現在三個(gè)方面：

   （1）水是所有營(yíng)養物質(zhì)的介質(zhì)。營(yíng)養物質(zhì)的循環(huán)和水循環(huán)不可分割地聯(lián)系在一起。地球上水的運動(dòng)，還把陸地生態(tài)系統和水域生態(tài)系統連接起來(lái)，從而使局部生態(tài)系統與整個(gè)生物圈發(fā)生聯(lián)系。同時(shí)，大量的水防止了地球上溫度的劇變。

   （2）水對物質(zhì)是很好的溶劑。水在生態(tài)系統中起著(zhù)能量傳遞和利用的作用。絕大多數物質(zhì)都溶于水，隨水遷移。據統計，地球陸地上每年大約有36*10¹²m3的水流入海洋。這些水中每年攜帶著(zhù)3.6*15¹⁹t的溶解物質(zhì)進(jìn)入海洋。

   （3）水是地質(zhì)變化的動(dòng)因之一。其他物質(zhì)的循環(huán)常是結合水循環(huán)進(jìn)行的。一個(gè)地方礦質(zhì)元素的流失，而另一個(gè)地方礦質(zhì)元素的沉積，亦往往要通過(guò)水循環(huán)來(lái)完成。

二、水循環(huán)的驅動(dòng)力

   水為什么能循環(huán)呢？

   （1）從水循環(huán)的能量動(dòng)力學(xué)分析表明，是太陽(yáng)能驅動(dòng)了全球水循環(huán)。在上升（環(huán)）（up loop）和下降（環(huán)）（down loop）的共同作用下，水川流不息形成了水的全球循環(huán)。大氣水分凝結的云和以雨、雪為主要形式的大氣降水是全球水循環(huán)的主要輸入部分。

   （2）植物在水循環(huán)中的作用是極其巨大的。水分的蒸發(fā)對于植物的生長(cháng)、發(fā)育也至關(guān)重要。生產(chǎn)1g初級生產(chǎn)量差不多要蒸騰500g的水。因此，陸地植被每年蒸騰大約55*10¹²m3的水，幾乎相當于陸地蒸發(fā)蒸騰的總量。這就增加了空氣中的水分，促進(jìn)了水的循環(huán)。

   （3）海洋和陸地在太陽(yáng)光的照射下，不斷蒸發(fā)水分。低緯度地區蒸發(fā)多于高緯度地區。大氣濕度隨著(zhù)空氣的流動(dòng)而變動(dòng)。氣流實(shí)際上成為地球上空巨大的“河流”，其中有一部分是以雨的形式降落。

   水循環(huán)是如何維持全球平衡的呢？

   如果把降落在地球上的水量看作100個(gè)單位，那么平均來(lái)說(shuō)，海洋蒸發(fā)為84個(gè)單位，接受降水為77個(gè)單位；陸地蒸發(fā)為16個(gè)單位，接受降水為23個(gè)單位。從陸地到海洋的徑流為7個(gè)單位，這樣就使海洋蒸發(fā)虧損得到補償。余下的7個(gè)單位作為在高空環(huán)流的大氣水分。

   地球上各種水體的周轉期是不同的。除生物水外，以大氣中和河川水的周轉期最短，這部分水可以得到不斷的更替，并可以在較長(cháng)時(shí)間內保持淡水動(dòng)態(tài)平衡。

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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著(zhù)·《生態(tài)系統生態(tài)學(xué)》·第二篇 生態(tài)系統功能·第九章 第二節