第十二章生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用第一节生物圈与岩石圈的相互作用根劈作用二、岩石—土壤—生物土壤是在一定的水热条件下，岩石与生物相互作用的产物，是岩石与生物联系的纽带与桥梁。岩石风化形成风化壳，随着生物化学风化作用的进行和有机质的积累，风化壳的物质组成与性质发生变化，并且形成一定的结构与肥力，这时土壤便形成了。同时，通过生物的物质循环，才能把大量的太阳能纳入成土过程，才能使分散于岩石圈、水圈和大气圈的多种养分聚集于土壤之中，使土壤具有肥力并使之不断更新。岩石是一切陆地生物的固体支撑，没有固体岩石的支撑，很难想象有陆地生物的发生与发展。并且许多生物，尤其是植物所需要的矿物元素都来自岩石及其风化形成的产物。土壤不仅是生物与岩石相互作用的产物，而且还是两者相互作用的纽带。植物一般情况下很难直接吸收岩石中的矿物质，只有经过土壤转换成离子形式，才能被植物吸收。只有当生物有机质在土壤中转变成有机酸时，生物对岩石的化学风化作用才能发生。岩石中的水（如地下水）只有转变成土壤水，才能被植物吸收；大气降水经过植物淋滤、土壤吸收之后，才会渗入岩石转变为地下水。岩石与植物之间的其他物质交换，也大都需要经过土壤这个中间环节。岩层性质影响到地表土壤，不同的岩石上发育的土壤会产生不同程度的差异，例如灰岩地区一般土壤不发育，且土壤的碱性组分较多，因而植被不发育，且多灌丛；砂岩区则往往覆盖较好的土壤，且土壤呈酸性，有利于喜酸植物（松等）的生长。岩石的结构、构造主要通过其透水性、隔水率和含水率等影响土壤、生物的水文条件。南京阳山北坡石炭纪-二叠纪灰岩上生长的灌丛与五通组砂岩上生长的松林(山脊上)界限清楚芒萁分布于长江以南，大量生长于酸性红壤的山坡上，是酸性土壤指示植物岩石圈的运动导致海陆分布的变化，导致沧海桑田的环境变迁，从而导致地球表面生物面貌与分布格局的变化。比如说，现在的喜马拉雅山是世界最高的山脉，过去却是古特提斯海所在的地方，由于海洋变为高山，生物面貌也发生了翻天覆地的变化，由海洋生物群变为高山生物群。岩石圈的运动导致大陆的漂移，大陆位置变化也会导致生物群落面貌的巨大变化。例如，印度从南极附近的高纬度地区漂移到现在的北半球低纬度地区，由冻原、冰原变为热带森林、草原环境。岩石圈的运动引起地面高程的变化，同样导致生物面貌的变化。例如，青藏高原在上新世海拔相对比较低，植被为亚热带森林；而随着地面的隆升，高原内部与北部已经演化为干旱草原或寒漠。（a）现在（据《中国自然地理图集》）A．亚热带常绿阔叶林；B．亚高山森林草甸；C．高山草甸、亚高山草原；D．高山草原；E．高山荒漠(b)上新世（据唐领余、沈才明）Ⅰ．亚热带常绿硬叶阔叶林；Ⅱ．亚热带针阔叶混交林；Ⅲ．山地常绿针叶林；Ⅳ．灌从草原岩石圈变动导致某些海岸地带的下沉，使得原来的森林受到海水的影响而死亡，由海岸盐沼取而代之。如美国西海岸的华盛顿州的某些海岸带在1700年的大地震中下沉1~2m，使得大片海岸雨林枯死，森林群落变为盐沼群落。在一些山坡上，由于岩石块体的向下滑动或者蠕动，往往使得山坡上的树木变得倾斜，有人称之为醉树。庐山仙人洞附近滑坡体上的醉汉林五、生物岩石、生物矿床、生物地貌生物作用形成岩石可以称之为生物岩石。沉积在海底的主要是生物的残骸，这些生物残体堆积、固结便形成岩石；硅藻土就是一种主要由硅藻残骸组成的岩石；珊瑚礁，主要由珊瑚的骨骼胶结而成，是珊瑚生长过程中，残骸不断堆积而形成的；实际上一些碳酸盐岩的形成也与生物的作用有关。生物对岩石的破坏或建造，可以形成一些地貌类型。如珊瑚礁、牡蛎礁、贝壳堤等生物海岸珊瑚礁岛珊瑚生态系统牡蛎礁（江苏海门）贝壳堤红树林海岸绿色植物在不停地吸收大气CO2进行着光合作用，通过光合作用来制造养料，以维持植物的生长与发育。动物的生命活动或有机体的腐烂过程，是吸收氧气、放出二氧化碳的过程；而植物的生命过程却是吸收二氧化碳、放出氧气的过程。两者之间以及两者与岩石圈、大气圈、水圈之间经过亿万年的演化达到了某种平衡，才形成了今天这样的大气圈。二、风与生物三、大气圈的演化与生命的起源及进化上面阐述了生物与气候之间的一种正反馈机制。实际上，生物与气候之间的正反馈机制还有一些，只是人们对它们的认识不足而已。例如，温度升高对呼吸作用的影响，尤其对土壤微生物的影响：温度升高，引起生物呼吸作用加强，导致大气二氧化碳的升高，促使温度进一步升高[图（c）]。温度升高引起的胁迫，导致生物生长减缓和森林枯萎，从而导致大气二氧化碳的升高，增强了温度升高的趋势[图（d）]。五、大气污染与植物1植物净化空气的作用(1)除尘灭菌。大气中的尘埃（包括粉尘和飘尘），常含有致癌物质和病原菌，危害人体健康。植物具有吸附尘埃的作用。(2)吸碳吐氧，清新空气。(3)对污