生物地球化學循環英文解釋翻譯、生物地球化學循環的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 biogeochemical cycle
分詞翻譯:
生物的英語翻譯:
being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【醫】 bio-; living being; organism
地球化學的英語翻譯:
geochemistry
【化】 geochemistry
【醫】 geochemistry
循環的英語翻譯:
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【計】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【醫】 circuIation; cycle
【經】 cycle; revolving; rotation
專業解析
生物地球化學循環(Biogeochemical Cycle)是指化學元素(如碳、氮、磷、硫等)和化合物在生物圈(生物部分)與非生物環境(大氣圈、水圈、岩石圈/土壤圈)之間,通過物理、化學和生物過程進行的持續循環和轉化過程。這一概念強調生命活動與地球化學過程之間的緊密耦合,是維持地球生态系統穩定性和生命延續的關鍵機制。
核心内涵解析:
-
循環路徑與庫(Pools and Fluxes):
- 庫(Reservoirs/Pools): 元素或化合物在循環過程中暫時儲存的場所。例如:
- 大氣庫: 氣态形式的碳(CO₂)、氮(N₂)。
- 水體庫: 溶解在水中的碳(HCO₃⁻)、氮(NO₃⁻、NH₄⁺)、磷(PO₄³⁻)。
- 岩石/土壤庫: 沉積岩中的碳酸鹽、化石燃料(碳);土壤有機質、礦物中的磷、氮、硫。
- 生物庫: 存在于所有生物體内的有機化合物(蛋白質、核酸、脂肪、碳水化合物等)。
- 通量(Fluxes): 元素或化合物在不同庫之間轉移的速率。例如:光合作用吸收CO₂(大氣庫→生物庫)、呼吸作用釋放CO₂(生物庫→大氣庫)、降水輸入氮、河流輸出磷等。
-
關鍵過程驅動:
- 生物過程: 這是生物地球化學循環區别于純地質化學循環的核心。包括:
- 同化作用(Assimilation): 生物(初級生産者)從環境中吸收無機養分(如CO₂、NO₃⁻、PO₄³⁻)合成有機物質。
- 異化作用(Dissimilation): 生物(消費者、分解者)通過呼吸、分解将有機物質礦化,釋放無機養分(如CO₂、NH₄⁺、PO₄³⁻)或能量。
- 固氮作用(Nitrogen Fixation): 特定微生物将大氣氮氣(N₂)轉化為生物可利用的氨(NH₃)。
- 硝化/反硝化作用(Nitrification/Denitrification): 微生物介導的氮化合物轉化過程。
- 物理過程: 風化、侵蝕、沉積、揮發、降水、徑流等,驅動元素在岩石圈、水圈、大氣圈之間的遷移。
- 化學過程: 溶解、沉澱、氧化還原反應等,改變元素的存在形态和遷移能力。
-
核心要素:
- 生物成分(Biological Component): 生物(微生物、植物、動物)是循環的積極參與者和驅動者,通過新陳代謝活動加速、改變元素的形态和循環路徑。
- 地質成分(Geological Component): 岩石圈是許多元素(如磷、硫、多種金屬)的原始來源和長期儲存庫,風化作用是其進入活躍循環的關鍵環節。
- 化學轉化(Chemical Transformation): 元素在循環過程中不斷發生化學形态的變化(如有機态↔無機态,不同氧化态)。
典型循環示例:
- 碳循環(Carbon Cycle): 核心是CO₂在大氣、海洋和陸地生物群(包括土壤)之間的交換。光合作用固定CO₂形成有機物,呼吸作用、分解作用和燃燒(自然或人為)釋放CO₂。海洋溶解CO₂并形成碳酸鹽沉積,岩石風化也參與長期碳儲存。化石燃料燃燒是當前人類活動幹擾碳循環的主要方式。
- 氮循環(Nitrogen Cycle): 大氣氮氣(N₂)通過生物固氮或工業固氮轉化為氨(NH₃)或硝酸鹽(NO₃⁻),被植物吸收利用。生物體内的氮通過食物鍊傳遞,最終經微生物分解(氨化)和硝化作用轉化為硝酸鹽,或被反硝化作用還原為N₂返回大氣。氮循環高度依賴微生物活動。
- 磷循環(Phosphorus Cycle): 主要儲存庫是岩石和沉積物。岩石風化釋放磷酸鹽(PO₄³⁻)進入土壤和水體,被生物吸收利用。生物殘體分解後,磷可再次進入環境或被沉積物固定,形成緩慢的地質循環。磷循環基本無氣态階段,因此易在局部地區成為限制性養分。
生态意義:
生物地球化學循環對于地球生命系統至關重要:
- 養分供應: 為所有生物提供必需的營養元素。
- 廢物處理: 分解和再利用生物産生的廢物及死亡有機體。
- 環境調節: 調節大氣成分(如O₂、CO₂濃度)、水體化學性質、土壤肥力。
- 全球系統穩定性: 維持地球化學平衡和生态系統的長期穩定。人類活動(如化石燃料燃燒、化肥施用、土地利用變化)正顯著改變多種元素的自然循環速率和規模,對全球環境(如氣候變化、水體富營養化)産生深遠影響。
參考來源說明:
- 本解釋綜合了環境科學、生态學和地球化學領域對“生物地球化學循環”的權威定義和核心機制描述。主要概念和過程闡述基于該領域的經典教材和共識性知識,例如《環境科學導論》(Introduction to Environmental Science)、《生态學原理》(Principles of Ecology)以及《生物地球化學》(Biogeochemistry)等學科基礎文獻中關于物質循環的核心章節内容。
- 由于未搜索到可直接引用的、符合要求的線上權威詞典或百科條目鍊接,此處未提供具體網頁鍊接。内容構建嚴格遵循科學準确性原則,反映了該術語在學術和專業領域的标準理解。
網絡擴展解釋
生物地球化學循環是指地球表層系統中化學元素通過生物活動與地質過程在環境與生物體之間不斷遷移、轉化和循環的過程。這一概念綜合了生物學、地球化學和生态學的相互作用,以下是其核心要點:
1.基本定義
生物地球化學循環包含兩個階段:
- 有機階段:元素通過生物吸收(如植物光合作用吸收CO₂)、代謝作用進入生物體内,并沿食物鍊傳遞。
- 無機階段:生物通過排洩、死亡分解等将元素釋放回環境(如土壤、水體、大氣),重新參與地質化學過程。
2.循環類型
- 地質大循環:元素在五大自然圈層(大氣、水、岩石、土壤、生物)間的長期循環,例如岩石風化釋放礦物質進入海洋,再通過沉積作用形成新岩石。
- 生物小循環:生态系統内部的快速循環,如森林中碳通過植物吸收、動物攝食、微生物分解返回大氣。
3.關鍵元素與作用
- 主要元素:碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)等構成生命體的基礎物質,其循環速率較快。
- 生态意義:維持地球物質平衡(如調節大氣CO₂濃度)、支持能量流動(如光合作用固定太陽能)。
4.微生物的驅動作用
微生物在分解有機物、固氮(如根瘤菌)、硝化/反硝化等過程中起核心作用,推動元素在生物與非生物環境間的轉化。
5.實例:碳循環
- 植物通過光合作用固定大氣中的CO₂,合成有機物;
- 動物攝食植物後通過呼吸作用釋放CO₂;
- 動植物殘體被分解者降解,碳重新進入土壤或大氣。
生物地球化學循環是地球生命維持系統的基礎,通過生物與非生物過程的協同,實現元素的再生與生态系統的穩定。更多細節可參考來源、3、6等。
分類
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