托福听力生态地质类背景：循环
托福听力复习中，背景知识也是大家必须要掌握的内容。这类内容能够辅助我们更好地来了解听力的内容。今天我们重点来讲解的是生态地质类的背景知识“循环”。
首先我们需要明确地球科学，地质学和地理学的区别。
地球科学(Earth Science)讲解的是地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用。其中包括地理学和地质学。
地理学(Geography)研究的是地球表层的自然要素英文名称。
地质学(Geology)研究的是关于地球的物质组成，内部构造，外部特征，各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。
托福听力中，关于地质类的文章高频话题是：循环，气候变迁，测量方法，地质特征或现象以及地质时期。
循环的核心就是“圈”。从地球的外部结构来看，可分为：大气圈(atmosphere)，水圈(hydrosphere)，生物圈(biosphere)，岩石圈(lithosphere)。所以一般会讲述四个圈之间某些物质的循环或者地质学科和其他学科结合起来的知识。比如磷素循环(phosphorus cycling)，碳素循环(carbon cycling)，以及水循环(hydrologic cycling)等。今天我们就来学习一下这三种循环的基础知识背景。
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磷(phosphorus)是植物生长所必需的矿质元素之一，是植物体内核酸及多种酶(enzyme)、辅酶、三磷酸腺苷(ATP)等的重要组成部分，并以多种方式参与植物体内的光合作用(Photosynthesis)和生理生化过程，对促进植物的生长发育和新陈代谢(metabolism)具有重要作用。
自然界的磷库主要存在于土壤(soil)中，其循环主要在土壤、植物和微生物(plants and microorganisms)之间进行。土壤作为植物磷素的供给源，其供磷水平的高低影响着植物的生长发育。土壤中的磷，植物很难直接吸收利用，主要是以无机磷化合物(Inorganic phosphorus compound)和有机磷化合物(organophosphorus compound)两种形态存在，其中无机磷的形态主要是磷灰石(phosphorite)，占全磷含量的30%～50%。
自然界磷素循环的基本过程是：岩石和土壤中的磷酸盐由于风化和淋溶作用进入河流，然后输入海洋并沉积于海底，直到地质活动使它们暴露于水面，再次参加循环。这一循环又称磷素地质大循环，需若干万年才能完成。在磷素地质大循环中，存在两个局部的小循环，即陆地生态系统的磷素循环和水生生态系统的磷素循环。陆地生态系统的磷素循环为：岩石的风化向土壤提供磷，植物通过根系从土壤中吸收磷酸盐，动物以植物为食物而得到磷，动植物死亡后，残体分解，磷又返回土壤。在未受人为干扰的陆地生态系统中，土壤和有机体之间几乎是一个封闭循环系统，磷的损失很少。水生生态系统的磷素循环为：一小部分陆地生态系统的磷，由于降雨冲洗等作用而进入河流、湖泊，最终归人海洋。在水生生态系统中，磷被藻类和水生植物吸收，然后通过食物链逐级传递。水生动植物死亡后，残体分解，磷再次进入循环。也有一部分磷沉积于深水底泥，从此退出生态循环。人类渔捞和鸟类捕食水生生物，则可使磷返回陆地生态系统，但数量较少。
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碳是构成生物体的基本元素，也是生命有机体的最大组分，接近有机物质干重的50%，在自然界的总量极为丰富。在漫长的地球历史进程中，碳循环最初只是在大气圈(atmosphere)、水圈(hydrosphere)和岩石圈(lithosphere)中进行，随着生物的出现，有了生物圈和土壤圈(biosphere and soil circle)，碳循环便在五个圈层中进行，碳素的循环流动就从简单的地球物质循环进入到复杂的生物地球物质循环，而生物圈和土壤圈在碳循环过程中扮演着越来越重要的角色。
碳循环的主要途径是：大气中的CO2被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动干预，又以CO2的形式返回到大气中。
碳以无机(主要是CO2)和有机态两种形式存在于大气、海洋和陆地生物圈之间循环中。大气与陆地生物圈之间碳交换的碳通量是全球碳循环中最大的碳通量之一。陆地土壤是地球表面最大的碳库。Parton等将土壤碳库区分为活性(active)、缓性(slow)和钝性(passive)3部分。活性碳库由活的土壤微生物及其代谢产物组成，周转迅速，存留时间小于一年;缓性碳库包括植物材料中经生物代谢难以分解的成分，存留时间为几十年;钝性碳库包括化学代谢反应中不能够分解的有机质成分，如木质素和部分纤维素，存留时间一般在几百年至数千年之间。
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水循环(hydrologic cycling)是多环节的自然过程，全球性的水循环涉及蒸发(evaporation)、大气水分输送、地表水和地下水循环(surface water and groundwater circulation)以及多种形式的水量贮蓄降水、蒸发和径流(run-off)是水循环过程的三个最主要环节，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量。
蒸发是水循环中最重要的环节之一。由蒸发产生的水汽进入大气并随大气活动而运动。大气中的水汽主要来自海洋，一部分还来自大陆表面的蒸散发。大气层中水汽的循环是蒸发-凝结(condensation)—降水(precipitation)—蒸发的周而复始的过程。海洋上空的水汽可被输送到陆地上空凝结降水，称为外来水汽降水;大陆上空的水汽直接凝结降水，称内部水汽降水。一地总降水量与外来水汽降水量的比值称该地的水分循环系数。全球的大气水分交换的周期为10天。在水循环中水汽输送是最活跃的环节之一。
径流是一个地区(流域)的降水量与蒸发量的差值。多年平均的大洋水量平衡方程为：蒸发量=降水量-径流量;多年平均的陆地水量平衡方程是：降水量=径流量+蒸发量。但是，无论是海洋还是陆地，降水量和蒸发量的地理分布都是不均匀的(uneven)，这种差异最明显的就是不同纬度(latitude)的差异。
水循环分为海陆间循环(大循环)以及陆地内循环和海上内循环(小循环)。从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝结为雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸发返回大气，其余部分成为地面径流或地下径流等，最终回归海洋。这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为水的大循环。仅在局部地区(陆地或海洋)进行的水循环称为水的小循环。环境中水的循环是大、小循环交织在一起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进行着。
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