生物圈是指地球上所有生态系的统合整体，是地球的一个外层圈，其范围为海平面上下垂直各约10公里。它包括地球上有生命存在和由生命过程变化和转变的空气、陆地、岩石圈和水。从地质学的广义角度上来看生物圈是结合所有生物以及它们之间的关系的全球性的生态系统，包括生物与岩石圈、水圈和空气的相互作用。生物圈是一个封闭且能自我调控的系统。地球目前是整个宇宙中唯一已知的有生物生存的地方。一般认为生物圈是从35亿年前生命起源后演化而来的。
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地质学是对地球的起源探讨压力与时间、历史与结构进行研究的学科。主要研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史。在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，并涉及水圈、大气圈、生物圈和岩石圈下更深的部分，以及涉及其他行星和卫星的太空地质学。
固体地球，是指地球表面和内部固体的部分，不包括包覆在地球周遭的流体，如大气层、水圈，也不包含生物圈以及太阳物理学。但固体地球包括海盆，以及地核的外核。固体地球科学指的则是对应的研究方法，为地球科学的子集，主要为地球物理学和地质学，不包含高层大气物理学、大气科学、海洋学、水文学和生态学。
地质学是对地球的起源探讨压力与时间、历史与结构进行研究的学科。主要研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史。在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，并涉及水圈、大气圈、生物圈和岩石圈下更深的部分，以及涉及其他行星和卫星的太空地质学。
弗拉基米尔·伊万诺维奇·维尔纳茨基 ，又译韦尔纳茨基、沃尔纳德茨基， 俄国及苏联矿物学及地质化学家，被认为是地球化学、生物地球化学和放射地质学的创始人之一。他关于人类圈的概念，影响了后来的俄国宇宙主义思潮。他最著名的著作是1926年的《生物圈》，他在这部著作中推广了爱德华·苏斯于1885年提出的生物圈概念，认为生命是塑造地球的一种地质力。1943年，他被授予斯大林奖。
森林，是一个高密度树木的区域，涵盖大约9.4％的地球面。联合国粮食及农业组织将森林定义为“面积超过 0.5 公顷、树木超过 5 米且树冠覆盖率超过 10% 的土地，或树木能够就地达到这些阈值。它不包括用于农业或城市用途的土地。森林覆盖着全球面积的9.4%，全球陆地面积的30%，森林覆盖面积为 40.6 亿公顷。森林对二氧化碳下降、动物群落、调节水文湍流和巩固土壤起着重要作用，是地球生物圈中最重要的动物栖息地之一，由于人类自学会农业技术以来过度开发森林的因素，使得地球环境出现巨大变化，目前各国都在进行植林，以恢复生态平衡，人类与森林的关系统称为森林学。
生物资源是自然资源的有机组成部分，是指生物圈中对人类具有一定经济价值的动物、植物、微生物等有机体以及由它们所组成的生物群落。
生物地球化学是一门研究影响自然环境组成的化学、物理、地质和生物过程的科学。生物地球化学所研究的自然环境包括生物圈、冰雪圈、水圈、土壤圈、地球大气层和岩石圈。具体来说，它主要研究化学元素在地球内的生物地球化学循环，比如碳循环和氮循环，同时研究这些元素和生命之间在地球上的相互作用和结合。这门科学侧重于研究由生物活动引起的或影响生物活动的化学循环，尤其侧重碳循环、氮循环、硫循环和磷循环。生物地球化学是一门系统科学并与系统生态学密切相关。
智慧圈是由苏联生物地球化学弗拉基米尔·伊万诺维奇·维尔纳茨基和法国哲学家、耶稣会神父德日进提出的哲学以及人类社会与自然关系的概念。 他们认为智慧图是在生物圈概念的基础上发展起来的，而且人类出现以后，人类成为改变生物圈的重要因素，生物圈也便因此而进入智慧圈。人类社会和自然是统一的完整系统。智慧圈的特征是人对自然界有计划、有组织的作用。苏联一位学者认为，智慧圈是地球生物圈发展的更高阶段。
碳循环是一种生物地质化学循环，指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、土壤圈、水圈及大气中交换。碳的主要来源有四个，分别是大气、陆上的生物圈、海洋及沉积物。与氮循环和水循环一起，碳循环包含了一系列使地球能持续存在生命的关键过程和事件。碳循环描述了碳元素在地球上的回收和重复利用，包括碳沉淀。一个对湖泊的碳预算的测试可以检测这个湖泊是否起到了沉淀二氧化碳的作用。碳循环最早被约瑟夫·普利斯特里和安东万-罗伦·德·拉瓦节发现，被汉弗里·戴维所推广。
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