生态系统的物质循环
高中生物生态系统的物质循环
碳循环图解的辨析：
D 1.在生态系统各成分中 B A为消费者，B为 分解者 ， A 生产者 非生物的物质和能量 食物链 C为 ， D为 。 食物网 含碳有机物 2.生物群落中碳以 形式存在，通过 渠道流通。碳在无机环境中主要以 CO2 形式 存在。
温室效应
1、温室气体：CO2过多 化石燃料的大量燃烧 2、CO2增多的原因 森林、草原等植被的破坏 极地冰川加速融化
3、温室效应的危害
沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产
4.缓解温室效应的措施
开发新能源 增大绿化面积
三: 物质循环与能量流动的关系
项目 形式 特点 范围 联 系
能量流动
物质循环
含碳有机物 单向流动、逐级递减
CO2 反复循环、全球性
生态系统各营养级之间 生物群落与无机环境之间 （1）同时进行、相互依存； （2）物质是能量流动的载体； （3）能量是物质循环的动力； （4）在生物群落中都以食物链（食物网）为流 动渠道
生产者
遗体和 排出物
消费者
遗体和 排出物
生物群落
分解者
食物链、食物网
化石燃料
总结：
（1）C主要以哪种化合物形式 CO2 在无机环境和生物群落间循环 （2）C在无机环境存在形式： CO2、碳酸盐 （3）C在生物体内存在形式： 含C有机物 （4）C进入生物群落途径： 光合作用 化能合成作用 （5）C在生物体之间传递途径：食物链（网） （6）C进入大气途径： ①生物的呼吸作用 ②分解者分解作用 ③化石燃料的燃烧
5.3 生态系统物质循环
一、生态系统物质循环的概念
是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等基本元素在生态系统的生物群落 与无机环境之间反复循环运动叫生态系 统的物质循环。
生态系统的物质循环
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习
5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生产者 乙代表__________, 消费者 分解者 （3）甲代表________, 丙代表__________
硝化细菌等 （4）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_______________ 真菌 和_______ 蚯蚓 等生物。这些生物 （5）丙成分除了有图中所示生物外，还有_______ 有核膜包围的细胞核 与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是______________________
2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是（ B ） A.内质网和高尔基体 C.核糖体和叶绿体 B.叶绿体和线粒体 D.核糖体和高尔基体
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3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表（ A ）
A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
• 温室有两个特点：温度较室外高、不散热。
• 由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会使地球 上的病虫害增加，土地干旱，沙漠化面积增大，海平面上升，气候 异常，海洋风暴增多。 • 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到 2050年全球温度将上升2-4摄氏度，南北极地冰川将大幅度融化， 导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中 ks5u精品课件 包括纽约、上海、东京和悉尼几个国际大城市。
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5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
第三节生态系统物质循环
⑤ 未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药
的成分
A.①②
B.②④⑤
C.③④
D.②③
6.右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是 生态系统的成分，请据图回答：
（1）此生态系统的能量流动是从[ C ]
固定太阳能开始的。
生产者 C
（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传
递是以 ____C_O_2__形式进行的，在生态系
生物圈
（1）同时进行、相互依存
（2）物质是能量流动的载体
联系
（3）能量是物质反复循环的动力
1.在生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落 之间循环的主要形式是 A.二氧化碳 B.碳酸盐 C.碳酸 D.碳水化合物
2.在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过
程是 A.光合作用
练习
B.呼吸作用
C.蒸腾作用
（1）碳存在的形式 碳在无机环境中主要以 CO2 和 碳酸盐 形 式存在，在生物群落的存在形式是 有机物 。
（2）进入生物群落的方式：
碳通过__光__合__作__用__和__化__能__合__成__作__用___两种代谢 反应从无机环境进入生物群落。
（3）进入生物群落的形式： 碳以___C_O_2___形式从无机环境进入生物群落
D
统各成分中A为 消费者，B为 分解者。 A
B
（3）图中D C过程是通过 光合 作用实现的，C
D过程是通过 呼吸 作用实现的，B
D过程是通
过____分__解 作用实现的。碳循环始终与 能量 结
合在一起。
（4）生物群落中有一部分碳以__石__油__、__煤___炭__等__形式
储藏在地层中。
7.（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环生态系统的物质循环是指在生物圈中，各种物质的循环利用过程。
这些物质包括水、氧气、二氧化碳、氮、磷等，它们在生态系统中相互流动和转化，起到维持生命平衡和促进各种生物活动的重要作用。
下面将从水循环、碳循环和氮循环三个方面来探讨生态系统的物质循环。
一、水循环水循环是生态系统中最基本的物质循环之一，也是维持生命活动和生态平衡的重要环节。
水循环包括蒸发、降水、地下水、地表水和湿地等环节。
首先，水蒸发是水从地表转化为水蒸气的过程。
蒸发主要通过植物的蒸腾作用和水体的蒸发来实现。
水蒸气在大气中上升，形成云层。
其次，降水是水从大气中以形式变为液态的过程。
大气中的水蒸气凝结成雨、雪、露、霜等降落到地表。
同时，地下水也是生态系统中的重要水源之一。
降水通过渗透和下渗进入地下成为地下水，地下水通过泉眼、河流等方式重新回到地表。
湿地作为自然的水过滤器，是生态系统中的重要部分，具有调节降水和净化水质的功能。
二、碳循环碳循环是地球上重要的生物地球化学循环之一，对维持生物圈的稳定具有重要作用。
首先，碳循环的起点是植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，同时释放出氧气。
其次，动物通过呼吸作用将氧气与有机物反应，生成二氧化碳和水，并释放出能量。
此外，植物和动物的生死过程中也参与了碳循环。
植物的死亡会将有机物释放到土壤中，进而以土壤有机质的形式长期储存。
而动物的尸体也会通过分解作用将有机物转化为二氧化碳和水。
最后，碳循环的结果是将二氧化碳在大气和生物圈之间持续地转化和交换，维持着生态系统中生物的生长和活动。
三、氮循环氮循环是生态系统中重要的元素循环过程，它对维持生态平衡和生物多样性具有重要的作用。
首先，氮的固氮是氮循环的起点。
固氮指的是将大气中的氮气转化为植物可以利用的氨或硝酸盐等无机形式的氮。
其次，植物通过吸收土壤中的氮养分来合成蛋白质等有机物。
动物则通过食物链摄取植物的有机物来获取氮养分。
同时，氮的歧化是氮循环的重要环节。
生态系统中的物质循环
物质在生物群落中的循环
生产者：植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物 消费者：动物通过摄食植物和其他动物获取能量和营养物质 分解者：微生物将动植物的残体分解为简单的无机物 物质循环：生产者、消费者和分解者之间的物质交换和循环
物质在环境中的循环
物质循环的定义： 生态系统中物质 从一种形式转化 为另一种形式的 过程
质循环
改变生态系统结 构：人类活动可 能会改变生态系 统的结构，从而
影响物质循环
影响全球气候变 化：人类活动产 生的温室气体排 放会导致全球气 候变化，从而影
响物质循环
人类活动对物质循环的正面影响
改善环境质量：通过植树造林、绿化城市等措施，提高空气质量，改善生态环境。
促进资源循环利用：通过垃圾分类、回收利用等措施，减少废弃物排放，促进资源循 环利用。
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地质循环：岩石、土壤、水等无机 物质在地球表面和大气中的循环过 程
气体循环：大气中的气体通过化学 反应和物理过程进行循环，如二氧 化碳、氧气等
物质循环的特点
物质循环是生态系统中物质转 化和流动的过程
物质循环包括生物地球化学循 环和生物循环
物质循环是生态系统维持平衡 和稳定的重要机制
物质循环与生态平衡的关系 是生态系统研究的重要内容，
对于理解生态系统的运行机 制和保护生态系统具有重要
意义
物质循环的全球 意义
全球物质循环的过程与特点
物质循环的定义：生态系统中物质从一种形式转化为另一种形式的过程 物质循环的过程：包括生物地球化学循环、水循环、大气循环等 物质循环的特点：全球性、循环性、动态平衡性
物质循环与环境保护的关系将 更加紧密
生态系统的物质循环
（二）沉积型循环(Sedimentary Cycles)
两种物质循环类型的特点
主要特征 气相型循环
沉积型循环
元素类型 子有（气C态C、化I等H合、）物O或、分N、无C气a态、化K、合N物a或、分M子g等（）P、
主要贮存库 大气圈、水圈 岩石圈、土壤圈
循环速度
快
慢
运动方式
扩散
沉降、抬升、风化、溶解
抗干扰能力 循环性质
强 完全循环
弱 不完全循环
（一）气相型循环(Gaseous Cycles)
地质大循环时间长、范围 广，是闭合式循环。
（二）生物循环（biological cycles)
是指环境中的元素经生物体吸收,在生态系统中 被多层次利用.然后经过分解者的作用.再为生 产者吸收、利用。
生物小循环的 时间短、范围 小，是开放式 的循环。
三、物质循环的类型
生物地球化学循环根据物质循环的路径不同,分为: 气相型循环、沉积型循环
四、物质循环的特点 Character of matter cycles
物质不灭，循环往复 物质循环与能量流动不可分割，相辅相成 物质循环的生物富集 生态系统对物质循环有一定调节能力 物质循环中的生物作用 各物质循环过程相互联系，不可分割
第二节 几种重要循环的概述
水循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环 养分循环
(四)周转率与周转期
环境生态学 Chapter9_生态系统的物质循环
蓝色：自然过程 红色：人为过程
N循环
蓝色：自然过程 红色：人为过程
硝化作用Nitrificaiton： 氨的氧化过程 NH4+ →NO2-→NO3-
N循环
蓝色：自然过程 红色：人为过程
N摄入Nitrogen uptake： NH4+ 、NO2-或NO3被生物吸收
N循环
蓝色：自然过程 红色：人为过程
2009, 21(2/3):436-457.
– 流动库或循环库（labile or cycling pool），在生物体和环 境之间进行快速循环，是容积较小但更活跃的部分。
• 生物地球化学循环可以分成两种类型：
– 气体型，它的贮存库在大气或水圈（海洋），其分子或化 合物以气体的形式参与循环。例如，H2O、C、N等；
– 沉积型，它的贮存库在岩石圈，其分子或化合物主要通过 岩石的风化作用和沉积物的溶解转变为可被生物利用的物 质。例如，P。
NH4+ 、NO2-或 NO3-通过淋溶 作用进入水体
化石燃料燃烧产生NOX(eg. NO, NO2, N2O) 形成酸雨
2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 形成光化学烟雾
蓝色：自然过程 红色：人为过程
N循环
6 有毒有害物质循环
复习几个基本概念
• 生物浓缩(Bioconcentration)又称生物富集(Bioenrichment)： 指生物个体或处于同一营养级的生物种群从周围环境中吸 收并累积某种元素或难分解的化合物，导致生物体内有毒 物质的浓度超过环境浓度的现象。生物富集常用富集（浓 缩）系数来表示。
地球系统碳循环
陆地生物圈中的 碳赋存：生物有 机碳
「生态学」生态系统的物质循环
沉积型循环 – 磷循环图解
磷循环
在自然界中，磷由岩石圈移到水圈，它不是以可溶物移动，磷不存在任何气体 形式的化合物。受物理，化学，生物因素影响。 植物利用磷的方式：磷酸根。
生态系统中的水循环
生态系统中的水循环是 水的循环途径，淡水资 源量，全球水循环是平 衡的，但局部地区水分 分布不均匀。生态系统 中的水循环包括截取、 渗透、蒸发、蒸腾和地 表径流。
气体型循环 – 碳循环图解
碳与碳循环
碳存在于生命有机体和无机环境之中。它最主要的储存库是岩石圈占总量的 99.9%，2.7×10^16吨。多以碳酸盐形式存在，很少一部分以碳氢化合物、碳水 化合物形式存在。 海洋中含有0.1%的CO2，空气中含有0.0126%的CO2 。
→碳循环 →氮循环 3、沉积型循环（sedimentary cy水循环的生态学意义
1、没有水循环就没有生物地球化学循环。水是所有营养物质的介质，这使营 养物质的循环和水循环不可分割的联系在一起。地球上的水循环又把陆地和水 域联系在一起使局部生态系统和整个生物圈联系在一起；大量的水防止地球上 温度剧变。 2、水是很好溶剂。水在生态系统中起着能量传递、利用的作用。
沉积型循环 – 硫循环图解
硫循环
硫是原生质的重要组分，它的主要蓄库是岩石圈，但它在大气圈中能自由移动， 因此，硫循环有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体阶段。在沉积相，硫被 束缚在有机或无机沉积物中。 岩石库中的硫酸盐主要通过生物的分解和自然风化作用进入生态系统。
5.3生态系统的物质循环
6、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生物群落与无机环境 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在_____________________之间不断循环的过程
c （在a~c中选择）中合成有机物； （2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ b 和_______ a （在a~c中选择）可以分解为CO2 含碳有机物在_______
CO2 形式从生物群落进入无机环境 6、 碳以________
CO2 的形式进 7、 碳在无机环境与生物群落之间主要是以_______ 行循环
思考：
如果大量的森林被乱砍滥伐，对碳循环有何影响？ 森林通过光合作用，能吸收大量的CO2、释放大
量的O2，维持大气的碳氧平衡有重要作用。
若大量的森林被砍伐，碳循环过程受阻，大气中
向流动
生态系统各营养级间
单向流动，逐级递减
范围
特点
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
联系
合成与分解 1、能量流动的过程离不开物质的_______ ； 载体； 2、物质是能量的_____ 3、能量是物质循环的____ 动力。
1、在生态系统碳循环中，既能使CO 2进入生物群落， 又能将其释放到大气中的生物是（ ） A.分解者 C.肉食动物 B.植食动物 D.绿色植物
呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 呼 吸 作 用
生产者（有机物）
捕食 食物链
消费者（有机物）
燃 烧
分解者 （有机物）
煤、石油
D
2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞 器是（ ）
A.内质网和高尔基体
C.核糖体和叶绿体
B
B.叶绿体和线粒体
D.核糖体和高尔基体
生态系统的物质循环
碳循环的各种模式图
判断甲、乙、丙、丁代表的生态系统的成分 和①、②、③代表的生理作用
大气能使太阳短波辐射到达地面，但地 表向外放出的长波热辐射线却被大气吸 收，这样就使地表与低层大气温度增高， 因其作用类似于栽培农作物的温室，故 名温室效应。
将土壤用塑料袋包 好，放在60℃恒温 箱中1h灭菌
土壤不做处理 （自然状态）
土壤微生物的分解作用
2、探究土壤微生物对淀粉的分解作用 因变量： 淀粉是否分解 自变量： 是否具有土壤微生物 （土壤浸出液和蒸馏水） 检测方法： 斐林试剂和碘液
生物圈Ⅱ号
目的： 为了研究人类离开地球能否生存 实验地区： 美国的亚利桑那州 基本情况：
功能之三：生态系统的信息传递
生态系统的稳定性
碳循环平衡失调与温室效应
森林和草原等植被大面积的破坏等
光合作用、化能合成作用
无机环境
呼吸作用、
生物群落
微生物分解作用、
煤、石油等化石燃料的燃烧 CO2等温室气体的大量排放，使得大气 中的CO2浓度迅速增加。 温室效应
大气中二氧化碳浓度的变化
年 份 浓度 （ppm) 1860 283 1960 320 19பைடு நூலகம்纪末 375--400
生态系统中的碳元素是如何循环的呢？
P101图5－11
化能合成作用 光合作用
1、大气中的CO2是主要通过什么作用（方式）进入 生物群落的？在生物群落中又是以什么形式在?
有机物
P101图5－11
2、能量流动的起点是_______,能量输入生物群落 生产者 光合作用 的主要方式是__________，储存形式是______。由 有机物 载体 此可说明物质是能量流动的_______。
生态系统的物质循环概述
➢ 贮存库（reservoir pool）：容积较大，交换慢，一般为环境库。如土
库 壤库、大气库等。 ➢ 交换库（exchange pool）：容积小，交换快，一般为生物库。如植物 库、动物库等。
（5）破坏植被导致区域水分平衡失调。
（6）水资源受污染使本就稀少的淡水资源更加紧缺。
二、碳的地质大循环
1. 碳在全球的分布与循环
碳是生命的骨架，也是能量传递的载体。地球上的碳 在大气、生物体、土壤和水圈及岩石圈中都有分布，岩石 圈是碳的最大贮存库，其次是海洋圈。
图6-3 碳的地质大循环简图（亿t）
（1）含氮有机物的燃烧产生的大量氮氧化物污染大气，一些氮氧化物是 温室气体的成分之一；
（2）发展工业固氮，忽视或抑制生物固氮，造成氮素局部富集和氮素循 环失调；
（3）城市化和集约化农牧业使人畜废弃物的自然再循环受阻； （4）过度耕垦使土壤氮素含量特别是有机氮含量下降，土壤整体肥力持
续下降。
四、磷的地质大循环
0.9 1.8 1-4 0.5 1
（引自Soderlund和Svensson，1975）
自然界的氮素循环可分为3个亚循环，即元素循环、自养循环和异养循环。反 硝化和固氮是氮素循环中2个重要的流 。
图6-4 全球氮的地质大循环简图（1012gN/年） （参照Schlesinger，1997）
2. 人类活动对氮的地质大循环的干扰及其对环境的影响
农业生态系统的优化设计目标之一就是提高物质在系统内的循环转化效率， 使系统的循环效率越接近1越好。
3. 物质循环的类型
生态系统的物质循环
物质循环的主要特点： 物质循环是带有全球性的，生物群落
和无机环境之间的物质可以反复出现反复 利用，周而复始进展循环，不会消失。
碳的循环过程
碳的作用： 糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生
物体的根本物质，在它们的分子中都含有 碳元素。碳元素大约占生物体干重的49％ ，是有机化合物的“骨架〞，没有碳就没有 生命。
②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧
能量流动和物质循环的因果关系
生态系统的存在是靠物质循环和能量 流动来维持的。生态系统的能量流动和物 质循环都是通过食物键和食物网的渠道实 现的，二者互相伴随进展，又相辅相承， 密不可分的统一整体。
但是，能量流动和物质循环又有本质 上的区别：能量流经生态系统各个营养级 时是逐级递减，而且运动是单向的、不是 循环的，最终在环境中消失。物质循环是 带有全球性的，在生物群落与无机环境间 物质可以反复出现，反复利用，循环运动 ，不会消失。
2、物质循环的特点
水循环： 水是组成生物体的重要成分，约占体
重的60％～95％，体内进展一切生化反响 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
氮循环： 氮是组成蛋白质和核酸的主要成
分。氮占大气成分的79％，必须经过 生物固氮作用、硝化作用、反硝化作 用等才能在生物群落与无机环境间反 复循环。
还有一部分生物遗体没有被分解者 分解，转变成为地下的石油和煤，这部 分“C〞暂时脱离循环，一经开采运到地面 燃烧，仍可产生CO2再返回碳循环。
碳出入生物 群落的途径
绿色植物的光合作用 碳进入生物群落
把CO2合成有机物
碳出生物群落
生态学第11章 生态系统的物质循环
（4）人类活动的影响
三、生物地球化学循环的类型
1. 水循环
生态系统中所有的物质循环都是在水循 环的推动下完成的，因此，没有水的循 环，也就没有生态系统的功能，生命也 将难以维持。
2. 气体型循环（gaseous type)
气相循环把大气和海洋相联系，具有明显 的全球性，循环性能最为完善。元素或化合 物可以转化为气体形式参与循环过程。气体 循环速度比较快，例如CO2、N2、O2等。物 质来源充沛，不会枯竭。其贮存库是大气和 海洋。
温室效应
Incoming sunlight warms the surface of the Earth and is radiated back to atmosphere. Greenhouse gases absorb some of this heat, trapping it in the atmosphere.
5. 影响物质循环速率的因素
（1）元素的性质：有的元素循环的速率快， 而有的则比较慢，这是元素化学特性和被生物 有机体利用的方式不同所决定的。
如CO2周转时间为1年左右，而大气圈中氮 周转时间为100万年。
（2）生物的生长速率
它决定生物对该物质吸收的速率以及该物质在食 物网中运动的速度。
（3）有机物质腐烂的速率
2.流通量：在单位时间或单位体积的转移量。
3.周转率：=流通率/ 库中营养物质总量
4.周转时间：=库中营养物质总量/流通率，即移动库中 全部营养物质所需要的时间。
流通率=16单 位/天，对于生 产者的输出库 的周转率 16/100=0.16 ；
对于生产者的 周转时间为： 100/16=6.25 天。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环能量流动和物质循环是生态系统的两大基本功能，两者总是肩并肩的相伴发生。
与能量流动不同的是，生态系统的物质循环不会随物质的传递而减少，生命元素可以被生态系统中的生物成员反复多次地利用。
对生命元素循环的研究通常从全球和局域两个尺度进行，下面，我们将从全球循环的角度来全面认识生态系统的物质循环功能。
全球循环，即全球生物地球化学循环，主要分为水循环、气体型循环和沉积型循环三大类型。
◤水循环◢了解水循环是理解生态系统物质循环的基础海洋是水的主要来源，太阳辐射使得水蒸气蒸发并进入大气，风推动大气中水蒸气的移动和分布，并以降水形式落到海洋和大陆。
大陆上的水可能暂时地贮存于土壤、湖泊、河流和冰川中，或者通过蒸发、蒸腾进入大气，或以液态经流河流和地下水最后返回海洋。
全球水循环全球水循环(GIF)水循环的改变直接影响人类生活。
人类的种种活动如森林砍伐、湿地开发、河流改道、以及凡是影响局部蒸发、蒸腾和降水的活动都会改变水循环。
目前在中国南方地区肆虐的洪水就是水循环在区域发生变化造成的。
因此，为进一步提高对水循环时空分布特征和变化规律的认识，提高预报能力，我国计划2020年前发射全球首个水循环观测卫星，对陆地、海洋和大气水循环关键要素进行系统性的综合观测。
◤气体型循环◢氧、碳、氮等有气体形式的分子参与气体型循环生态系统中的碳库主要包括大气中的二氧化碳、海洋中的无机碳和生物机体中的有机碳，世界上最大的碳库是海洋。
碳循环的主要过程有：①生物的同化过程和异化过程，主要是光合作用和呼吸作用；②大气和海洋之间的二氧化碳交换；③碳酸盐的沉积作用。
全球碳循环因此大气中的二氧化碳含量是有变化的，整体呈上升趋势，还显示有规律的季节变化。
2011-2016年大气二氧化碳含量变化在碳循环中，我们把释放二氧化碳的库成为“源”，吸收二氧化碳的库成为“汇”，根据Schlesinger（1997）提供的全球碳循环收支统计，显示人类活动释放的二氧化碳大约有25%的全球碳流的“汇”是科学尚未研究清楚的，这就是著名的失汇现象，它已经成为当今生态系统生态学研究中最令人感兴趣的热点问题之一。
基础生态学：第十三章 生态系统的物质循环
H2CO3
H++CO3 2-
CaCO3
水体中生物
海底沉积物
Carbon accumulation
• CO2 has increased from its pre-industrial level • data: recent records plus older data such as ice cores • mostly fossil fuel burning
降雨
蒸腾
截留
穿透雨
地表 径流
地表蒸发
渗透
地下径流
三. 气体型循环
(一)、碳循环 • 碳是一切生物体中最基本的成分。 • 库主要是大气和海洋。
The Carbon Cycle
CO2 in atmosphere (reservoir)
Burning of COi2ndoiRcseseaosnlpvietfdaotsisoilnfuFelisre
(reservoir)
Consumers
Producers
Wastes, SoilDbeaacdtebroiadi&es detritus feeders
Reservoirs
Processes/ Locations
Trophic Levels/ Organisms
海洋和大气CO2调节
CO2
CO2溶 于海水
• 对于生产者的 输出库的周转 率=(16+4)/100 =0.20；
• 对于生产者的 周转时间为 5.00天。
5. 影响物质循环速率的因素
（1）元素的性质：有的元素循环的速率快， 而有的则比较慢，这是元素化学特性和 被生物有机体利用的方式不同所决定的。
生态系统的物质循环
C
8．施用农药DDT的地区，虽然只占 陆地面积的一小部分，可是远离施 药地区的南极，动植物内也发现了 DDT，该现象说明了： （ ） A．DDT使挥发性物质 B．DDT已加入全球性的生物地化 循环 C．科考队将DDT带到了南极 D．南极动物也偶尔到施药地区觅 食
B
9、目前地球大气的二氧化碳浓度增 高，导致温室效应，主要原因是 （ ） A.人口剧增，呼出的二氧化碳增多 B.化石燃料的燃烧和自然资源的不 合理利用 C. 大量生物遭灭绝 D.自然因素破坏了生态稳定
3．在生态系统中，碳元素参 与物质循环的主要形式是：
A．二氧化碳 B．碳酸盐
C．碳酸
D．碳水化合物
4．在生态系统碳循环中，既 能使CO2进入生物群落，又能 将其释放到大气中的生物是 A.分解者 B.植食动物 C.肉食动物 D.绿色植物
5．与自然界的碳循环关系最 为密切的两种细胞器是 A.内质网和高尔基体 B.叶绿体和线粒体 C.核糖体和叶绿体 D.核糖体和高尔基体
6. 以单位面积计，热带雨林中残枝 落叶较温带森林的多，土壤中有机 物的积累量一般是 A．热带雨林小于温带森林
B．热带雨林大于温带森林
C．热带雨林等于温带森林 D．热带雨林与温带森林无法比较
7．下列关于物质循环和能量流动的 关系叙述不正确的是： （ ） A．物质为能量的载体，使能量在 生态系统中流动 B．能量作为动力，使物质在生物 群落与无机环境之间循环往复 C．先进行物质循环，后发生能量 流动 D．二者相互依存，不可分割
关注社会
如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生 态系统的碳循环及生态环境有何影响？ 破坏碳循环 的平衡 大气中CO2 含量增加
温室效应
温室效应：大气中对长波辐射具 有屏蔽作用的温室气体浓度增加 使较多的辐射能被截留在地球表 层而导致温度上升。
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高一生物导学案019
课题：生态系统的物质循环
课内探究
【教材剖析】
阅读课本P100-101，分析以下问题： 问题1：物质循环的概念
(1)物质：组成生物体的 ，如C 、H 、O 、N 、P 、S 等。
(2)过程：
问题2：物质循环的范围：
问题3：物质循环的特点： 问题4：过程：
(1)碳进入生物群落的途径：
(2)碳返回无机环境的途径： (3)碳的存在形式：无机环境： 生物群落：
(4)碳的循环形式：生物群落和无机环境之间： 生物群落内部： 问题5：温室效应
①形成原因：化石燃料短时间内大量燃烧→ 含量迅速增加→打破了 的平衡。
知识点一：碳循环
②产生危害：
1．与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？
2．使用农药DDT(难降解)的只有一小部分地区，可是远在南极的动物体内也发现了DDT，这说明物质循环具有什么特点？
3．碳在生态系统各成分之间的传递都是双向的吗？
【跟踪训练】
训练1．关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是( )
A．所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素
B．所说的生态系统是地球最大的生态系统——生物圈
C．所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现、循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
训练2．如图表示生物圈中碳元素的循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分，下列有关叙述正确的是( )
A．③过程代表绿色植物的光合作用
B．A、B分别代表消费者和生产者
C．⑦是温室效应的主要原因
D．疏松土壤可以加快⑤过程
知识点二：能量流动和物质循环的关系
【教材剖析】阅读课本P103，完成下列表格：
【跟踪训练】
训练3.下列哪项叙述是不正确的()
A．生态系统的主要功能是能量流动
B．物质是能量流动的载体
C．能量是物质循环的动力
D．能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的
知识点三：土壤微生物的分解作用
【教材剖析】阅读课本P102，完成下表：
【跟踪训练】
训练4：一位同学要探究土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，用“敌草隆”
(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b
组不灭菌。
下列有关事项的叙述中正确的是()。
A．向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D．再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
课堂检测
1．在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是()。
A．微生物的分解作用B．绿色植物的光合作用和微生物的分解作用
C．动物的呼吸作用D．煤和石油的燃烧
2．下列关于生态系统中的能量流动和物质循环的叙述，不正确的是()。
A．能量流动和物质循环是独立进行的两个过程
B．能量流动和物质循环是相互依存的两个过程
C．物质循环的进行需要能量的推动
D．能量流动的载体是各种有机物
3．某同学完成了“土壤微生物的分解作用”的对照实验，对照组的处理是()。
A．土壤不做处理，自然状态B．土壤进行处理
C．排除土壤微生物的作用D．尽量避免土壤理化性质的改变
4．下列有关物质循环的叙述，正确的是()。
A．只有通过植物的光合作用才能进入生物群落
B．只能通过微生物的分解作用才能返回无机环境
C．物质循环与能量流动先后进行
D．无机环境中的物质可以被生物群落反复利用
5．下图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。
下列相关叙述中，不正确的是()。
A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用
6．下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
请据图回答问题。
(1)生态系统的碳循环是指碳元素在________________之间不断循环的过程。
(2)X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为____________________；Y的
细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是____________________。
(3)大气中的CO2在甲中图示的________处(在a～d中选择)合成有机物；含碳有机物在甲中
图示的________处(在a～d中选择)可以分解为CO2。
高一生物导学案019
课题：生态系统的物质循环答案
问题1：(1) 化学元素
(2) 无机环境 生物群落 问题2：生物圈 问题3：全球性 问题4：过程：
(1)光合作用或化能合成作用
(2)生产者、消费者的呼吸作用； 分解者的分解作用；化石燃料的燃烧 (3)二氧化碳和碳酸盐 含碳有机物 (4) 二氧化碳 有机物 问题5：
①CO 2 碳循环
②气温升高；冰川融化，海平面上升等
1．答案 叶绿体、线粒体。
2．答案 全球性。
3．答案 不是的，只有生产者和无机环境之间的传递是双向的，而其他成分之间
的传递均是单向的。
【跟踪训练】
训练1．D 训练2．D
【跟踪训练】训练3.
A
知识点一：碳循环
知识点二：能量流动和物质循环的关系
课堂检测
1．B 2．A 3A 4．D
5．A解析丁为无机环境，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；d过程为呼吸作用，b过程为光合作用；甲为生产者，含有的有机物最多，占有的碳元素
最多；碳元素在生物群落内部以有机物的形式进行传递，在无机环境与生物
群落间主要以二氧化碳的形式进行传递。
6．答案(1)生物群落与无机环境(2)化能自养细菌(或硝化细菌等)有核膜包围的细胞核(3)c a和b。