生物圈

一、定义

地球上所有生物与其生存环境的总和，是地球上最大的生态系统，也是所有生物共同的家园。英文：Biosphere，1875 年由地质学家修斯提出。

二、范围（以海平面为基准）

整体垂直厚度约20 千米：向上 10km 高空，向下 10km 海底 / 地下岩层，分为三部分：

1.大气圈底部
气体：氮气、氧气、二氧化碳；
生物：鸟类、飞虫、漂浮细菌。

2.水圈大部
包含海洋、江河、湖泊、地下水；
绝大多数生物集中在海平面 150 米以内浅层水域。

3.岩石圈表面
地表土壤层，陆生生物的 “立足点”；
动植物、微生物、人类均生活于此。

三、生物圈的组成

1. 生物部分（生物因素）

生产者：绿色植物、藻类（光合作用固定太阳能）

消费者：动物、人

分解者：细菌、真菌（分解有机物回归无机环境）

2. 非生物部分（无机环境）

阳光、空气、水、土壤、温度、无机盐等。

四、主要生态系统（生物圈包含各类小型生态系统）

五、核心特征：生物圈是统一的整体

1.物质循环互通：水、大气、土壤全球循环，污染物可跨区域扩散（如 DDT 抵达南极）；

2.生物相互关联：鸟类迁徙、鱼类洄游，连通不同生态系统；

3.能量来源统一：全部能量来自太阳能，经光合作用进入生物链；

4.自我调节稳态：正常情况下物质、能量循环保持稳定，但破坏超过限度会失衡（温室效应、污染、物种灭绝）。

六、生物圈存在的条件

持续稳定的太阳能（能量基础）；

液态水（生命必需）；

适宜温度、可供呼吸的大气；

物质循环（碳、氮、水循环）。

七、古生物地史与生物圈的深层关系

1.生物圈随地质历史不断演化，地史阶段对应不同生物圈面貌

地质年代（宙、代、纪）的核心划分依据，就是生物圈整体面貌的巨变：

太古宙：原始生物圈，仅单细胞微生物，无复杂多细胞生物；

元古宙：蓝细菌改造大气，大气圈氧化，生物圈初步扩张；

古生代：海洋生物圈繁盛，逐步登陆，陆地生物圈诞生；

中生代：陆地生物圈以恐龙、裸子植物为主；

新生代：哺乳动物、被子植物主导现代生物圈。

简单说：地史的分段，本质是生物圈阶段性变革的记录。

2.生物圈演化塑造地质记录，地质过程反过来改造生物圈

（1）生命（生物圈）改变地球地质

蓝藻产氧，改变大气成分，形成条带状铁矿；

海洋生物骨骼堆积，形成石灰岩、礁体地层；

陆生植物出现，加速岩石风化，形成土壤，改变河流、湖泊沉积；
生物圈活动直接形成大量含化石地层，也就是古生物研究的材料。

（2）地质环境变化（地史事件）控制生物圈兴衰

板块运动、火山喷发、海平面升降、冰期、小行星撞击等地质事件，会直接破坏生物圈：

奥陶纪冰期：海平面骤降，浅海生物圈大面积崩溃，生物大灭绝；

白垩纪末期撞击事件：全球生物圈剧烈扰动，恐龙灭绝；
地质环境是生物圈生存的外部条件，地史环境波动决定生物演化、辐射、灭绝。

3.化石是古生物圈的直接实物证据

地层中的化石组合 = 某一时代局部古生物圈缩影：

化石种类、数量比例，复原古生态系统（生产者 / 消费者结构）；

化石埋藏围岩，还原当时水圈、岩石圈环境；

不同时代化石对比，完整还原生物圈数十亿年演化全过程。

4.现代生物圈是解读古生物圈的 “将今论古” 钥匙

地质学核心方法将今论古，根基就是现代生物圈规律：
现代海洋、陆地、湿地生态系统的生物生存规则、物质循环方式，完全适用于地质历史。
我们无法穿越回远古，只能依靠现存生物圈知识，反推几亿年前古生物圈的结构、气候、食物链。