水循環(huán)是物質循環(huán)的核心

一、水循環(huán)的生態(tài)學意義

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

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

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

   （2）水對物質是很好的溶劑。水在生態(tài)系統(tǒng)中起著能量傳遞和利用的作用。絕大多數(shù)物質都溶于水，隨水遷移。據統(tǒng)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3.6*15¹⁹t的溶解物質進入海洋。

   （3）水是地質變化的動因之一。其他物質的循環(huán)常是結合水循環(huán)進行的。一個地方礦質元素的流失，而另一個地方礦質元素的沉積，亦往往要通過水循環(huán)來完成。

二、水循環(huán)的驅動力

   水為什么能循環(huán)呢？

   （1）從水循環(huán)的能量動力學分析表明，是太陽能驅動了全球水循環(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、發(fā)育也至關重要。生產1g初級生產量差不多要蒸騰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，促進了水的循環(huán)。

   （3）海洋和陸地在太陽光的照射下，不斷蒸發(fā)水分。低緯度地區(qū)蒸發(fā)多于高緯度地區(qū)。大氣濕度隨著空氣的流動而變動。氣流實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個單位，那么平均來說，海洋蒸發(fā)為84個單位，接受降水為77個單位；陸地蒸發(fā)為16個單位，接受降水為23個單位。從陸地到海洋的徑流為7個單位，這樣就使海洋蒸發(fā)虧損得到補償。余下的7個單位作為在高空環(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，并可以在較長時間內保持淡水動態(tài)平衡。

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——摘自科學出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學》·第二篇 生態(tài)系統(tǒng)功能·第九章 第二節(jié)