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【今日讀書】自然地理過程

【作者】許嘉崴著

【用時(shí)】20分

【讀書摘抄】

大氣圈、水圈、巖石圈之間的相互作用、相互聯(lián)系，構(gòu)成了生物或生物圈存在的環(huán)境。然而，生物雖是環(huán)境的產(chǎn)物，但一經(jīng)形成，就不單純地被動(dòng)適應(yīng)環(huán)境，而對(duì)環(huán)境也產(chǎn)生不可忽視的作用和影響。

一、生物與巖石圈的相互作用

巖石是陸地生物存在的固體支撐，也是生物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素的來源地。生物作用可以破壞巖石，改造巖石，也可以建造巖石。生物與巖石，生物圈與巖石圈，相互作用、相互影響。

（一）生物風(fēng)化與巖石分解

生物風(fēng)化作用是指生物在其生命活動(dòng)過程中對(duì)巖石產(chǎn)生的破壞作用，這種作用可以是機(jī)械的，也可以是化學(xué)的。由于生物廣泛分布在地殼表層，因此生物風(fēng)化是一種普遍的地質(zhì)作用。

1. 生物機(jī)械風(fēng)化作用

生物機(jī)械風(fēng)化作用是指生物在其生命活動(dòng)中對(duì)巖石產(chǎn)生的機(jī)械破壞作用。例如，生長(zhǎng)在巖石裂隙的植物，在其生長(zhǎng)過程中，隨著根系由小變大，由短變長(zhǎng)，迫使巖石裂隙擴(kuò)大，并引起巖石最終崩裂（稱根劈作用）。植物根系張大對(duì)周圍巖石產(chǎn)生的壓力可達(dá)到Pa。動(dòng)物對(duì)巖石的機(jī)械破壞作用也不可忽略。例如，穴居動(dòng)物田鼠、螞蟻和蚯蚓等不停地挖洞掘穴，使巖石破碎、土粒變細(xì)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，溫帶地區(qū)每公頃土地內(nèi)有蚯蚓30×條左右，每年能翻動(dòng)30t土壤，使之變細(xì)、變松。有蹄類動(dòng)物的踐踏對(duì)地表巖石、土層也有破壞作用。

人類活動(dòng)已構(gòu)成一種地質(zhì)破壞營(yíng)力。例如，挖掘隧道、采礦、建水庫(kù)等，都加速了施工地區(qū)巖石的風(fēng)化作用。

2. 生物化學(xué)風(fēng)化作用

生物化學(xué)風(fēng)化作用是通過生物新陳代謝和生物死亡后的遺體腐爛、分解進(jìn)行的。植物細(xì)菌在新陳代謝過程中，常常形成和析出有機(jī)酸、硝酸、碳酸和其他一些物質(zhì)，它們對(duì)巖石具有較強(qiáng)的侵蝕能力。生物尸體逐漸堆積起來，在還原的環(huán)境中經(jīng)過緩慢腐爛分解，形成一種暗黑色的膠狀物質(zhì)，即腐殖質(zhì)。它一方面供給植物必不可少的鉀鹽、磷鹽以及含氮的化合物，另一方面，腐殖質(zhì)本身就是一種有機(jī)酸，對(duì)巖石、礦物有著腐蝕作用。

生物（特別是微生物）的化學(xué)風(fēng)化作用是很強(qiáng)烈的。據(jù)統(tǒng)計(jì)每克士壤中可含幾萬個(gè)微生物，它們都在不停地制造各種酸類，從而強(qiáng)烈地破壞巖石。據(jù)估計(jì)，微生物對(duì)巖石所產(chǎn)生的總分解力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全部動(dòng)植物所具有的分解力。例如，高嶺土在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)1000°C高溫化學(xué)處理才能分解，而硅在常溫條件下即可完成這一分解過程。

（二）巖石-土壤-生物

土壤是在一定的水熱條件下，巖石與生物相互作用的產(chǎn)物，是巖石與生物聯(lián)系的紐帶與橋梁。

1. 生物與巖石相互作用形成土壤

巖石風(fēng)化后形成的松散碎屑物質(zhì)，稱為成土母質(zhì)。與巖石相比，成土母質(zhì)具有許多新的特征。例如，對(duì)水分、熱量和空氣的通透性和保蓄性明顯加強(qiáng)，并且還釋放出可能被植被體吸收的礦物質(zhì)養(yǎng)分，為土壤肥力的發(fā)生和發(fā)展提供了有利條件。成士母質(zhì)經(jīng)過生物作用便可形成土壤。

生物風(fēng)化作用，尤其是生物化學(xué)風(fēng)化作用是土壤發(fā)育的重要過程。隨著生物化學(xué)風(fēng)化的進(jìn)行和有機(jī)質(zhì)的積累，風(fēng)化殼的物質(zhì)組成與性質(zhì)發(fā)生變化、并且形成一定的結(jié)構(gòu)與肥力，這時(shí)土壤便形成了。生物是促進(jìn)土壤發(fā)生發(fā)展的最重要、最根本 的因素。通過生物的物質(zhì)循環(huán)才能把大量的太陽能納入成土過程，才能使分散于巖石圈、水圈和大氣圈的多種養(yǎng)分集聚于土壤之中，才能使土壤具有肥力并使之不斷更新。因此，成土過程實(shí)質(zhì)上是巖石在一定條件下被生物不斷改造的過程，沒有生物作用便沒有土壤的形成。

巖石是一切陸地生物的固體支撐，沒有固體巖石的支撐，很難想象有陸地生物的發(fā)生與發(fā)展；并且許多生物，尤其是植物所需的礦物元素，都來自巖石及其風(fēng)化的產(chǎn)物，這些礦物元素經(jīng)過風(fēng)化分解釋放出求，在土壤中經(jīng)過腐質(zhì)酸等的作用轉(zhuǎn)變成離子的形式被植物吸收，生物的生長(zhǎng)發(fā)育促進(jìn)巖石的風(fēng)化和土壤的形成，巖石的風(fēng)化釋放出更多的礦物質(zhì)養(yǎng)分，從而又反過來促進(jìn)生物的進(jìn)一步生長(zhǎng)和發(fā)育。

2. 土壤是生物與巖石相互作用的紐帶

土壤不僅是生物與巖石相互作用的產(chǎn)物，而且還是兩者相互作用的紐帶。

植物一般情況下很難直接吸收巖石中的礦物質(zhì)，只有經(jīng)過土壤轉(zhuǎn)換成離子形式，才能被植物吸收。只有當(dāng)生物有機(jī)質(zhì)在土壤中轉(zhuǎn)變成有機(jī)酸時(shí)，生物對(duì)巖石的化學(xué)風(fēng)化作用才能發(fā)生。

巖石中的水（如地下水）只有轉(zhuǎn)變成土壤水，才能被植物吸收；大氣降水經(jīng)過植物淋濾、土壤吸收之后，才會(huì)滲入巖石轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵滤?/p>

巖石與植物之間的其他物質(zhì)交換，也大都需要經(jīng)過土壤這個(gè)中間環(huán)節(jié)。

（三）生物巖石、生物礦床、生物地貌

生物可以破壞巖石，如生物風(fēng)化作用就是生物破壞巖石的一個(gè)例證。另一方面，生物也可以建造巖石。在一定的條件下，生物作用可以形成巖石。生物作用形成的巖石可以稱之為生物巖石。例如，在深海區(qū)，由于陸源碎屑物質(zhì)的短缺，沉積在海底的主要是生物的殘骸，這些生物殘?bào)w堆積、固結(jié)便形成巖石。如硅藻土就是一種主要由硅藻殘骸組成的巖石，硅藻含量可達(dá)70%~90%。再如，珊瑚礁、主要是由珊瑚的骨鉻膠結(jié)而成，是珊瑚生長(zhǎng)過程中殘骸不斷堆積而形成的。實(shí)際上一些碳酸鹽巖的形成也與生物的作用有關(guān)。

自然界許多礦床的形成與生物作用密切相關(guān)，甚至一些礦床就是生物作用性成的。例如，大量植物殘?bào)w集聚形成泥炭，當(dāng)泥炭被埋藏、變質(zhì)就可能形成煤。大量生物尤其是海洋浮游生物和低等微生物死亡后，在一定的溫度、壓力條件下，經(jīng)過分解、變質(zhì)，就可能生成石油與天然氣。

地貌是指地球表面的形態(tài)與面貌。說具體一點(diǎn)，地貌主要反映了巖石圈表面的形態(tài)與外觀。生物對(duì)巖石的破壞或建造，可以形成一些地貌類型。例如，在石灰?guī)r地區(qū)，由于植物分解的有機(jī)酸的作用，往往形成一些圍繞著植物個(gè)體或群叢分布的溶蝕注地或溶溝。在潮灘上，由于大米草叢的促淤作用，往往在大米草叢的地方形成高地或壟崗。珊瑚殘?bào)w的堆積往往形成一些珊瑚地貌。例如，珊瑚在岸邊發(fā)育與堆積，塑造了珊瑚礁平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)叫做岸礁。珊瑚圍繞著火山口生長(zhǎng)形成一種由珊瑚殘骸組成的環(huán)狀地貌-環(huán)礁，環(huán)礁中間為圓形潟湖；珊瑚在堡島或者岸外沙壩附近生長(zhǎng)、發(fā)育、堆積，便形成堡礁；堡礁與海岸之間常常為長(zhǎng)條狀潟湖。在一些河口，有時(shí)有牡蠣的生長(zhǎng)，牡蠣殘骸堆積可以形成牡蠣礁。

海岸可以根據(jù)海岸的物質(zhì)組成劃分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸和淤泥質(zhì)海岸。但一些海岸比較特殊，很難歸屬于上述海岸類型中，故又劃分出生物海岸。所謂生物海岸是指主要由于生物作用形成的海岸。例如，珊瑚礁海岸，主要是由珊瑚作用形成的由珊瑚礁組成的海岸；紅樹林海岸，主要由紅樹林組成，以紅樹林為特征的海岸。

【讀書思考】

要素之間相互影響、相互制約，牽一發(fā)而動(dòng)全身，雙向奔赴，我影響你，你影響我，相互促進(jìn)。地球可以沒有人類，但人類不可以沒有地球。