水循环是物质循环的核心

一、水循环的生态学意义

   水是地球上最丰富的无机化合物，也是生物组织中含量最多的一种化合物。水具有可溶性、可动性和比热高等理化性质，因而它是地球上一切物质循环和生命活动的介质。没有水循环，生态系统就无法启动，生命就会死亡。

   从许多方面看，全球水循环是最基本的生物地化循环，它强烈地影响着其他所有各类物质的生物地化循环。水循环的主要作用表现在三个方面：

   （1）水是所有营养物质的介质。营养物质的循环和水循环不可分割地联系在一起。地球上水的运动，还把陆地生态系统和水域生态系统连接起来，从而使局部生态系统与整个生物圈发生联系。同时，大量的水防止了地球上温度的剧变。

   （2）水对物质是很好的溶剂。水在生态系统中起着能量传递和利用的作用。绝大多数物质都溶于水，随水迁移。据统计，地球陆地上每年大约有36*10¹²m³的水流入海洋。这些水中每年携带着3.6*15¹⁹t的溶解物质进入海洋。

   （3）水是地质变化的动因之一。其他物质的循环常是结合水循环进行的。一个地方矿质元素的流失，而另一个地方矿质元素的沉积，亦往往要通过水循环来完成。

二、水循环的驱动力

   水为什么能循环呢？

   （1）从水循环的能量动力学分析表明，是太阳能驱动了全球水循环。在上升（环）（up loop）和下降（环）（down loop）的共同作用下，水川流不息形成了水的全球循环。大气水分凝结的云和以雨、雪为主要形式的大气降水是全球水循环的主要输入部分。

   （2）植物在水循环中的作用是极其巨大的。水分的蒸发对于植物的生长、发育也至关重要。生产1g初级生产量差不多要蒸腾500g的水。因此，陆地植被每年蒸腾大约55*10¹²m³的水，几乎相当于陆地蒸发蒸腾的总量。这就增加了空气中的水分，促进了水的循环。

   （3）海洋和陆地在太阳光的照射下，不断蒸发水分。低纬度地区蒸发多于高纬度地区。大气湿度随着空气的流动而变动。气流实际上成为地球上空巨大的“河流”，其中有一部分是以雨的形式降落。

   水循环是如何维持全球平衡的呢？

   如果把降落在地球上的水量看作100个单位，那么平均来说，海洋蒸发为84个单位，接受降水为77个单位；陆地蒸发为16个单位，接受降水为23个单位。从陆地到海洋的径流为7个单位，这样就使海洋蒸发亏损得到补偿。余下的7个单位作为在高空环流的大气水分。

   地球上各种水体的周转期是不同的。除生物水外，以大气中和河川水的周转期最短，这部分水可以得到不断的更替，并可以在较长时间内保持淡水动态平衡。

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——摘自科学出版社·蔡晓明编著·《生态系统生态学》·第二篇 生态系统功能·第九章 第二节