氣候和大氣有哪些關聯？

大氣依賴環流，如哈得來環流維持赤道與極地間的氣溫與氣壓的平衡，因此產生了大面積的冷暖氣團的季節性移動，大氣環流正是基于這些冷暖氣團的季節性移動。冷暖氣團的季節性移動有助于形成控制大氣的半永久性的高壓和低壓區。而氣壓區位置的變化便決定了某一地區不同季節的天氣情況，從而最終決定氣候的類型。例如，赤道槽。季節性地向北移動，便產生了濕潤的夏季季風，并紿中美洲、北非、印度和東南亞帶來大量的降水，當大西洋上的百慕太高壓帶在夏季向北部和西部移動時，則給北美的東海岸帶來了酷熱、潮濕的天氣。

測定氣候所依據的顯著因素之一是緯度以及由特定緯度所決定的太陽高度角。通常，一個地區越是接近赤道，從太陽那里接受到的熱量越多，那里的氣候也就越溫暖。位于北緯10°的印度的科欽，其年平均氣溫比位于南緯34°的南非開普敦高18.8°F(10.4℃)是并不令人驚奇的。

同樣，如果沒有其他變化，海拔越高，氣候越寒冷。盡管尼泊爾首都加德滿都接近赤道，但是平均氣溫卻比新德里低11°F(6℃)，這是因為它地處山區，海拔比新德里高約3600英尺(1100米)。

一個地區的氣候也會受到它與海洋接近程度的影響，這是因為季風的溫度受它所吹經的陸地和水域溫度的影響，海洋往往由于貯存了上個季節的熱量，對季節變化的反應比陸地要延遲1或2個月。例如，舊金山的夏季最高氣溫通常比附近的距東北方向僅90英里(145千米)的薩克拉門托山谷低大約25°F(14℃)，這是由于海灣地區的氣候在夏天因海風而變得更為涼爽，在冬天因同樣的海風而變得更為溫暖。

在生態系統中，物質和能量流動是如何進行的？

任何物質或元素都處在循環的某個階段，他們通過生態系統中生物有機體和無生命環境之間的循環活動過程就叫做生態系統的物質循環，生態系統的物質循環和能量流動是緊密聯系，不可分割的。能量在食物鏈中是向著一個方向逐級流動，不斷消耗和散失，而物質則可被生物多次利用，在生態系統中不斷地循環，或是從一個生態系統消失而又在另一個生態系統出現。這是物質循環和能量流動的重要特征。

（海洋中生產者體積小，但是群體大。消費者體積大）依據在生態系統中的功能可劃分為三大功能類群：生產者、消費者和分解者。生產者通過光合作用不僅為本身的生存、生長和繁殖提供營養物質和能量，而且也為消費者和分解者提供唯一的能量來源。海洋生態系統中的生產者包括所有海洋中的自養生物，這些生物可以通過光合作用把水和二氧化碳等無機物合成為碳水化合物、蛋白質和脂肪等有機化合物，把太陽輻射能轉化為化學能，貯存在合成有機物中。。太陽能只有通過生產者的光合作用才能源源不斷地輸入生態系統，然后再被其它生物所利用。值得提出的是，深海熱泉生態系統的生產者能通過化能作用制造有機物，而陸地上沒有這樣的生產者。消費者是指依靠動植物為食的動物。直接吃植物的動物叫植食動物，又叫一級消費者，如大多數海洋雙殼類、鉤蝦、哲水蚤、鮑等；捕食動物的叫肉食動物，也叫二級消費者，如海蜇、箭蟲、對蝦和許多魚類等；以后還有三級消費者、四級消費者，直到頂位肉食動物。消費者也包括那些既吃植物也吃動物的雜食動物，如鯔科魚類、只吃死的動植物殘體的食碎屑者和寄生生物。分解者在任何生態系統中都是不可缺少的組成成分。它的基本功能是把動植物死亡后的殘體分解為比較簡單的化合物，最終分解為無機物，并把它們釋放到環境中去，供生產者再重新吸收和利用。在全球生態系統的動態平衡中,資源分解的主要作用有:①通過死亡物質的分解,使營養物質再循環,給生產者提供營養物質;②維持大氣中CO2濃度;③穩定和提高土壤有機物質的含量,為碎屑食物鏈以后各級生物提供食物;④改變土壤物理性狀,改變地球表面惰性物質.因此，分解過程對于物質循環和能量流動具有非常重要的意義。此外，還有一些以動植物殘體和腐殖質為食的動物，在物質分解的總過程中發揮著不同程度的作用，如沙蠶、海蚯蚓和刺海參等，有人把這些動物稱為大分解者，而把細菌和真菌稱為小分解者。它們在生態系統中的重要作用是把復雜的有機物分解為簡單的無機物，歸還到環境中供生產者重新利用。分解作用的意義主要在于維持全球生產和分解的平衡.

生物量指水體單位面積或單位體積內生物有機質的重量。在海洋，生產量一般隨生物量增加而增加。周轉率是指一定時間內新增加的生物量P與這段時間內平均生物量B的比率P/B系數。在海洋中，初級生產量以珊瑚礁和海藻床為最高，其變化趨勢是由河口灣向大陸架到海洋而逐漸減少。占地球表面積71%的大洋，其生物生產力很低，所以有人將其稱之為“生物學的荒漠。海洋初級生產力的季節變動是中等程度的，而陸地生產力的季節波動則很大，夏季比冬季生產力平均高60%。周轉率一般都隨生物量的增加而增加。從P/B比值(或稱周轉率)來看，個體越小的種類，P/B比值越大，雖然生物量小，但周轉時間短，結果產量高。一般地，海洋的生物量比陸地增加的速度快。

海洋生態系統中的植食動物有著極高的取食效率，海洋動物利用海洋植物的效率約相當于陸地動物利用陸地植物效率的5倍。正是由于這一點，海洋的初級生產量總和雖然只有陸地初級生產量的1/3，但海洋的次級生產量總和卻比陸地高得多在海洋中植食性動物對初級生產者的利用效率要高于陸地也高于肉食性動物以及雜食性動物對營養的利用率，因為在海洋中植食性動物大多以浮游植物和海草海藻等為食，攝食的時候基本將食物全部攝入，并且進行比較良好的消化。而在陸地上，大部分植食性動物只攝食植物的一部分，而根或是莖則被遺棄，或是進食之后并沒有進行很好的消化就排出體外。不同生態系統中食草動物的消費效率是不相同的.①植物種群增長率高,世代短,更新快,其被利用的百分率就高;②草本植物的支持組織比木本植物的少,能提供更多的凈初級生產量為食草動物所利用;③小型浮游植物的消費者(浮游動物)密度很大,利用凈初級生產量比例最高。肉食性動物也是同樣的道理，所以在海洋中植食性動物對初級生產者的利用率是最高的。

海洋生物群落中，從植物、細菌或有機物開始，經植食性動物至各級肉食性動物，依次形成攝食者與被食進的營養關系，稱為海洋食物鏈。因為海洋中一種生物往往以多種其他生物為生，而它本身也為多種生物所食，所以每種生物在一個海域中是處于不同的營養層次之中。這樣，整個海域中各種生物彼此之間的食物關系就構成一個錯綜復雜的網絡結構，這就是海洋食物網。物質和能量經過海洋食物網的各個環節所進行的轉換與流動，是海洋生態系中的物質循環和能量流動的一個基本過程。不同層次的消費者（個體、群體或種群直到群落）在其不同的生態位發揮著作用。物質和能量沿著食物鏈傳遞過程中不斷地消耗，其消耗量視不同的攝食者對所攝食食物的實際利用效率而定。一般說來，食物鏈每升高一個層次，有機物質量能量就要損失一部分，食物鏈的層次越多，總體效率就越低。因此，從初級生產者浮游植物、底棲植物或碎屑算起，處于食物鏈層次越高的動物，其相對數量越少。相反，處于食物鏈層次越低的動物，其相對數量越多。這便形成生物量度能量的金字塔。而食物鏈（網）越復雜，生態系統的主要動能。

(1)海洋食物鏈較長，特別是大洋區食物鏈經常達到4～5級。而陸生食物鏈通常僅有2～3級，很少達到4～5級。

(2)海洋食物鏈的許多環節是可逆的、多分支的，加上碎屑食物鏈、植食食物鏈和腐食食物鏈相互交錯，網絡狀的營養關系比陸地的更多樣、更復雜。因此，在海洋中用食物網更能確切表達海洋生物之間的營養關系。

(3)食物鏈只表示有機物質和能量從一種生物傳遞到另一種生物中的轉移與流動方向，而不表示每一營養層所需的有機物和能量的數量(即生物量和熱量)。

(4)食物鏈每升高一個層次，有機物質和能量就要有很大的損失，食物鏈的層次越多，總體效率越低。因此，從初級生產者浮游植物、底棲植物或碎屑算起，處于食物鏈層次越高的動物，其相對數量越少；相反，處于食物鏈層次越低的動物，其相對個體數量越多。貯存在生產者體內的能量沿著食物鏈傳遞時會大量消耗，能流越來越細，營養級間的能量轉移效率平均只有10％～15％左右。這便構成了生物量金字塔和能量金字塔。

(5)食物網的結構是可變的。從食物網的定義，我們已知在自然界中，一種生物往往攝食多種生物，而其本身也為多種生物所食。因而每種生物在一個海域中是處于不同食物鏈的不同環節，或者說處于不同的營養層次之中。這樣，整個海域各種生物彼此之間的食物關系，就成了一個錯綜復雜的網絡結構。事實上，同一種魚也依其發育生長階段、季節和所在海域的不同，其餌料也各異，所以食物網的結構是會改變的。

圖 海洋食物鏈類型

能量流動,物質循環和信息傳遞是生態系統的三大功能.

生產者所固定的能量和物質,通過一系列取食和被食的關系在生態系統中傳遞,各種生物按其食物關系排列的鏈狀順序稱為食物鏈.

由于受能量傳遞效率的限制,食物鏈的長度不可能太長,一般食物鏈都是由4～5個環節構成的。生態系統中的食物鏈不是固定不變的,只有在生物群落組成中成為核心的,數量上占優勢的種類所組成的食物鏈才是穩定的。捕食食物鏈:直接以生產者為基礎,繼之以植食性動物和肉食性動物,能量沿著太陽→生產者→植食性動物→肉食性動物的途徑流動.如:青草→野兔→狐→狼.在大多數生態系統中,凈初級生產量只有很少一部分通向捕食食物鏈,不是主要的食物鏈.

2)碎屑食物鏈:以碎屑為基礎,高等植物的枯枝落葉被分解者分解成碎屑,然后再為多種動物所食.其構成方式為枯枝落葉→分解者或碎屑→食碎屑動物→小型肉食動物→大型肉食動物.

除此之外,還有寄生食物鏈,可認為是捕食食物鏈的特例。生態系統中許多食物鏈彼此交錯連接,形成的一個網狀結構.

一般說來,生態系統中的食物網越復雜,生態系統抵抗外力干擾的能力就越強,其中一種生物的消失不致引起整個系統的失調;生態系統的食物網越簡單,生態系統就越容易發生波動和毀滅,尤其是在生態系統功能上起關鍵作用的種,一旦消失或受嚴重損害,就可能引起這個系統的劇烈波動.一個復雜的食物網是使生態系統保持穩定的重要條件。