生物圈
介绍关于地球生命薄膜如何通过大规模的能量和化学元素循环维持的专题。所有这些循环目前都受到人类活动的影响
第 223 卷，第 3 期
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专题
地球的能量循环
地球吸收的太阳能最终以热的形式重新辐射到太空。同时，它通过大气和海洋的环流分布到地球表面
生物圈的能量循环
生命由绿色植物固定的有限太阳能维持。越来越多的能量被转移到直接支持一个生物物种：人类
水循环
水是生命过程的介质和氢的来源。它主要通过蒸腾作用的流动穿过生物物质：从植物的根部到叶片
氧循环
大气中的氧气最初是由植物释放的。因此，早期的植物使得需要游离氧进行新陈代谢的更高等植物和动物的进化成为可能
碳循环
主要循环是从二氧化碳到生物物质再回到二氧化碳。然而，部分碳通过一个缓慢的副循环去除，该循环将大量碳储存在沉积岩中
氮循环
氮气占大气的 79%，但绝大多数生物无法直接利用它。它必须首先由专门的生物或工业过程固定
矿物质循环
尽管生物圈主要由氢、碳、氮和氧组成，但其他元素也是生物物质的重要组成部分。其中值得注意的是磷和硫
人类食物生产作为生物圈中的一个过程
人口增长主要是食物生产增加的结果。这种关系提出了一个问题：生物圈在不损害其整体运作的情况下可以支持多少人？
人类能源生产作为生物圈中的一个过程
在释放储存在化石和核燃料中的能量时，人类加速了自然的缓慢循环。发电的废物随后与生物圈的快速循环相互作用
人类材料生产作为生物圈中的一个过程
金属和混凝土等材料是不可再生的。人类的问题是设计能够节约这类资源并同时防止其作为固体废物积累的循环