生物地球化学
生态学与环境科学中的生物地球化学和生态修复
生态学与环境科学中的生物地球化学和生态修复生态学是以生命系统作为研究对象，包括生态系统内的各种有机生物、无机物以及它们之间的相互作用。
生态学中的生物地球化学和生态修复是两个相互关联的重要领域。
一、生物地球化学生物地球化学是研究生态系统中物质的流动、转化和循环过程的一门学科。
它主要关注的是生物体内营养元素的转化和各种化学元素在生态系统中的生物地球化学循环。
生物地球化学循环是指在生态系统中，各种重要的元素，如碳、氮、磷、硫和钙等在地球大气、陆地、水环境以及生物体内的循环过程。
其中，氮循环是其中最重要的循环过程之一。
氮是构成生命体之一所必需的元素之一，生态系统内氮的循环是一项复杂的系统过程。
空气、土壤、水、生物体内都包含着氮，这些氮形态的转化与维持着生态平衡有着密切的关系。
氮循环包括空气中的氮气转化成亚硝酸盐、硝酸盐的过程、有机氮的分解以及植物的氮吸收作用等。
这些过程的稳定和有序性关系到生态系统的可持续性。
二、生态修复生态修复是指通过人工干预改善被污染、破坏或生态系统损失严重的生态环境，使其恢复原状或接近原状的过程。
生态修复是一项重要的生态工程，为生态失衡的地区带来良好的效益。
生态修复有着广泛的应用场景，如水体水质修复、土地修复和植被修复等。
工程师们可以利用生态学知识，采用现代技术手段，通过植物提高土地的肥力、降低土壤中有害物质的含量，改善地下水、提高环境容量，从而实现生态环境的修复。
同时，在生态修复过程中，还需要依据生态学的原理，选取合适的生物修复技术和监测手段，例如，生物膜处理、生物降解、人工湿地、人工林等等，来修复环境中的污染物质，使其环境的质量得到改善。
三、综合应用生物地球化学和生态修复在多个层面上相互关联，相辅相成。
生态修复可以通过人工干预改变生态系统的失衡状态，增加生物地球化学循环中的生命体所必需的元素。
而生物地球化学的知识后可以为生态修复提供理论依据。
例如，在污染物处置过程中，通过监测采样，有助于了解环境污染物质的现状和分布规律，使生态修复更有针对性和有效性。
基础生态学--第五章第三节生态系统的物质循环
一、生物地球化学循环
（二）分类
（2）沉积型：矿物元素贮存在地壳里。经过自然风化和开采 冶炼，从岩石中释放出来为植物吸收，并沿食物链转移，经微 生物的分解再返回环境。一部分在土壤中，一部分随水汇入海 洋，经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭 受风化作用时，该循环才算完成。
这类循环缓慢易受干扰。沉积循环通常无全球性影响。
1）生物圈：海平面上升，淹没海岸湿地，陆地生物区变化。 2）生态系统
●农业生态系统：农作物减产；病虫害加重；影响牲畜食。 ●森林生态系统：导致干旱、增加森林大火风险。森林害虫增加，影响森林对物质的吸收。 ●水生生态系统：使海洋静水层和沉淀层的微生物活动加快，水中含氧量减少，影响许多海洋动物的
生存；导致藻类繁殖速度加快，使鱼类产量减少。
3、磷循环 （2）磷循环的环境问题。人类对磷循环的影响,主要是在农 业生态系统中取走收获物,使土壤供磷能力下降,人工施用的 磷肥补充了有效磷,但可溶性磷酸极易与金属离子结合使不 溶性降低所以磷肥的利用与土壤酸度关系很大。另外,水土 流失也使肥料流失,土壤中有效磷的含量有效地控制生物固 氮的速度。
4、水循环 从总体上说,水可以分为五部分,即大气中的水、地表水、地 下水、土壤中的水和动植物的蒸发水。地球上的水时刻都在 运动。水从一个系统输出,必然会为另一个系统输入。海洋 水、陆地水和大气水通过固体、液体和气体三相的变化,不 停地进行着交换,这种交换称为水循环。
在生态系统中的物质循环可以用库和流通两个概念 来加以概括,库是由存在于生态型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大气和海 洋相联系，循环迅速，具有明显的全球性。
如 CO2、N2、O2 和水等。气相循环与全球性三个环境问题 （温室效应，酸雨，臭氧层破坏）密切相关。
生物地球化学循环.
人类活动与全球碳循环
人类活动：化石燃料燃烧，开矿，改变土地利用方式，砍伐森林等 工业革命前：co2浓度（280ppm） 工业革命后： co2浓度（380ppm)
参考文献
[1]Will,S,2000.An integrated approach to understanding Earth’s metabolism.NEWSLETTER41,9-11. [2]庄亚辉.全球生物地球化学循环研究的进展[J].地学前缘,1997,4(1-2);163-168. [3]谢树成等. 2001-2010年生物地球化学研究进展与展望[J].矿物岩石地球化学通 报,2012,31(5);447-469. [4]高全洲等.河流碳通量与陆地侵蚀研究[J].地球科学进展,1998.13(4);369-375. [5]姚冠荣,高全洲.河流碳输移与陆地侵蚀-沉积过程关系的研究进展[J].水科学进展 ,2007,18(1);133-139.
全球碳循环与温室效应的关系
①T（温度）↑ →冰川融化，陆地扩张→森林 面积↑ →植物光合作用↑，大气co2浓度↓ ②T（温度）↑ →海洋释放co2 ↑ →大气co2浓 度↑ ②> ① →大气co2浓度↑ ③T（温度）↑ →生物活动↑（陆地） 元素迁移 （C、S、P、SI等）↑ →入海量↑ →浮游植物↑ →有机无机物↑ →海底沉淀→C动态平衡
•人类：另一驱动力
•燃烧化石 •土地利用改变 •矿物开发利用
生物地球化学循环的驱动力：太阳辐射
生物地球化学循环
生物地球化学循环生物地球化学循环（Biogeochemical Cycles）指的是生物和物理过程在物质的交流中的相互作用，它控制着地球的各种物质循环，使地球保持着恒定的状态，即太阳能、气体供应、陆地、海洋和风。
生物地球化学循环由几大部分构成：水循环、氮循环、磷循环、硫循环及碳循环。
水循环是其中最重要的一部分，它描述了水在地球上的不断变化，大气回路使水从地表上的水体（湖泊、河流和海洋）变化到空气中的水汽，并又从空气中富集到地表上去。
其中参与的主要物质是水，其他物质包括由生物体排泄到地表上的汞、氟等重金属元素。
氮循环主要是将氮元素从大气中运送到植物体内，再从植物体释放到土壤中，从而促进植物和微生物的生长，从而实现土壤和水体中氮元素的重复循环，其中参与的物质包括氮气、氨气、硝酸根和亚硝酸根及氮化合物等。
硫循环是将硫元素从大气中运输到地壤，从而实现硫元素的重复循环，参与的主要物质有硫氧化物、氯气、亚硫酸盐、溶解性硫硫氧化物、叶绿素等。
碳循环是将碳从地球表面的气体和有机物（植物、生物、碳化合物）中运送到海洋、大气和地壤，并又从这些系统中返回，其中参与的主要物质有二氧化碳、甲烷、氧化碳和有机物等。
以上提到的五大生物地球化学循环（水循环、氮循环、磷循环、硫循环和碳循环）既有着相似之处，也有着不同之处，它们在控制地球气候和环境中扮演着非常重要的角色。
从宏观上讲，这五大循环之间具有互相联系的关系，如磷循环除向土壤供应磷元素外，还为水循环提供磷元素，使其在水体和泥沙中进行循环；而硫循环中的硫元素可在空气和水体中形成硫化物，从而大大减少大气中温室气体含量，减少对地球气候的影响。
因此，这五大循环的功能和结构非常复杂，通过深入地研究，可以更好地理解、掌握和利用它们，从而更有效地维护地球与人类健康环境的生态稳定性。
环境生物地球化学
环境生物地球化学
环境生物地球化学是研究生物体与地球环境相互作用及其地球化学过程的学科。
它主要关注生物体对地球化学循环的影响和相互作用。
环境生物地球化学研究的主要内容包括：
1. 生物地球化学循环：研究生物体参与地球化学循环的过程，如碳循环、氮循环、硫循环等。
生物体通过光合作用、呼吸作用等过程，对地球化学元素的循环起到重要作用。
2. 生物地球化学过程：研究生物体参与的地球化学过程，如生物矿化作用、生物地球化学反应等。
生物体通过生物矿化作用可以形成石灰岩、硅质岩等地质物质，同时还会参与一系列地球化学反应，影响地球化学循环。
3. 生物地球化学效应：研究生物体对环境的影响和效应。
生物体通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，调节大气中的气体成分；同时生物体还可以吸收和转化污染物，对环境污染起到一定的净化作用。
4. 生物地球化学模拟和预测：利用数学模型和实验方法，模拟和预测生物体与地球环境相互作用的过程和效应。
通过建立生物地球化学模型，可以更好地理解和预测生物体对地球环境的影响，为环境保护和资源利用提供科学依据。
环境生物地球化学研究生物体与地球环境相互作用的过程和效应，探索生物体在地球化学循环中的作用，为环境保护和资源利用提供科学依据。
生物地球化学循环
生物地球化学循环生物地球化学循环是指地球上生物和地球化学之间的相互作用和相互转化过程。
它包括了水循环、碳循环、氮循环、磷循环等各种循环过程。
这些循环是地球上生物生存和地球系统运作的重要组成部分。
下面将详细介绍这些生物地球化学循环的具体过程和意义。
一、水循环水循环是地球上最基本、最重要的循环过程之一。
它涉及了水在地球大气圈、水域和陆地之间的循环和转化。
水循环包括蒸发、降水、地表径流、地下水和冰雪融化等过程。
通过水循环，地球上的水资源得以再生和重新分配，维持了地球上生物的生存条件。
二、碳循环碳循环是地球上生物体内碳元素与大气中二氧化碳的相互转化过程。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，释放氧气。
而动物则通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳释放到大气中。
此外，碳循环还涉及到有机物的分解和石化等过程。
碳循环在维持地球大气中的气候稳定和调节生态系统中的能量流动方面起到了重要的作用。
三、氮循环氮循环是指地球上氮元素在大气、水域和陆地之间的转化过程。
氮气通过闪电和大气氮固定细菌的作用转化为氨或亚硝酸盐等化合物，再通过植物吸收和动物食物链的传递进入生物体内。
细菌还可以将有机废物中的氮转化为氨和硝酸盐。
氮循环对维持生物体内蛋白质的合成和生态系统的稳定发挥着重要作用。
四、磷循环磷循环是磷元素在地球上的循环过程。
磷主要以矿物形式存在于地壳中，在岩石的风化过程中逐渐释放出来，进入水体和土壤。
植物通过吸收土壤中的磷元素转化为有机磷，再通过食物链进入动物体内。
磷循环在维持植物的生长和调节水体中的营养元素平衡方面起着重要作用。
生物地球化学循环的重要性不言而喻。
它们通过协调地物质的转化和分配，维持了地球上生物的生存条件，调节了生态系统的稳定，并在气候变化、营养循环等方面起到了重要作用。
未来，我们应该加强对生物地球化学循环的研究，确保地球上的生物多样性和生态平衡能够持续存在。
只有深入理解和认识到生物地球化学循环的重要性，我们才能更好地保护和利用地球资源，实现可持续发展的目标。
全球生物地球化学循环名词解释
全球生物地球化学循环名词解释全球生物地球化学循环是指地球上生物体与环境之间不断发生的物质循环过程。
这些循环包括水循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环等。
下面我将从多个角度对这些循环进行解释。
1. 水循环，水循环是指地球上水在不同形态之间不断循环的过程。
它包括蒸发、凝结、降水、地表径流、地下水补给等过程。
水循环是维持地球上水资源平衡的重要机制，也对气候形成和生物生存起着关键作用。
2. 碳循环，碳循环是指地球上碳元素在大气、海洋、陆地和生物体之间的循环过程。
它包括光合作用、呼吸作用、有机物分解、矿物化等过程。
碳循环是维持地球上碳平衡的重要机制，也对气候变化和生态系统功能发挥起着重要作用。
3. 氮循环，氮循环是指地球上氮元素在大气、土壤、植物和动物之间不断转化的过程。
它包括氮固定、氮硝化、氮反硝化、氮脱氮等过程。
氮循环是维持地球上氮平衡的重要机制，也对植物生长和生态系统稳定性具有重要影响。
4. 磷循环，磷循环是指地球上磷元素在岩石、土壤、水体和生物体之间不断转化的过程。
它包括磷岩石的风化、土壤中磷的吸附和解吸、植物和动物的磷吸收和排泄等过程。
磷循环是维持地球上磷平衡的重要机制，也是生物体合成DNA、RNA和ATP等生命分子的重要来源。
5. 硫循环，硫循环是指地球上硫元素在大气、水体、土壤和生物体之间不断转化的过程。
它包括硫的氧化、还原、硫酸盐的沉积和生物体的硫代谢等过程。
硫循环是维持地球上硫平衡的重要机制，也对气候、土壤质量和生物多样性等方面产生重要影响。
总之，全球生物地球化学循环是地球上生物体与环境之间物质循环的综合表现。
这些循环相互作用、相互影响，共同维持着地球生态系统的平衡和稳定。
对于了解地球的自然过程、生态环境的保护和可持续发展具有重要意义。
地球化学知识点总结
地球化学知识点总结地球化学是研究地球上元素在地壳、海洋、大气、生物圈等不同地球部分的分布和演化规律的一门科学。
它是地球科学、环境科学、地球化学和物质科学的交叉学科。
地球化学可以帮助人们更好地理解地球的起源与演化过程，从而为人类的生存、发展提供科学依据。
下面将从地壳、海洋、大气和生物圈等方面详细介绍地球化学的知识点。
1.地壳化学：地壳是地球表面上最外面的固体壳层，它主要由岩石和土壤组成。
地壳化学研究地壳中元素的组成、分布和形成机制。
地壳中的元素可分为岩石形成的主要元素和矿物形成的次要元素。
主要元素包括氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾等，次要元素包括钛、锰、镁、铜、锌、铅等。
地壳化学的主要目标是研究地壳元素的含量、赋存形态和变化规律，从而探索地壳的演化历史和地球构造的变化。
2.海洋化学：海洋是地球上最大的水体，其中溶解有大量的盐类和其他化学物质。
海洋化学研究海水中元素的分布、循环和相互作用。
海洋中的主要元素包括氯、钠、镁、硫、钾、钙等，其含量和分布受到多种因素的影响，如河流输入、地壳物质的侵蚀和火山喷发等。
海洋化学的研究可以揭示海洋中元素的循环和交换过程，为海洋环境保护和资源开发提供科学依据。
3.大气化学：4.生物地球化学：生物圈是地球上生物活动的部分，其中包括陆地生态系统和海洋生态系统。
生物地球化学研究生物圈中元素的循环和生物对地球化学过程的影响。
生物圈中的生物通过光合作用和呼吸作用，将二氧化碳转换为有机物，并释放出氧气。
同时，生物还通过摄食和分解等过程参与地球化学循环，如植物吸收地壳中的元素，动物通过排泄将元素输入土壤等。
生物地球化学的研究可以揭示生物对地球化学循环的调节作用，为生物多样性保护和生态系统管理提供科学依据。
地球化学的研究方法包括采样、分析和模拟等。
采样是获取地球样品的过程，可以通过地质勘探、海洋探测和环境监测等方式进行。
分析是对样品进行化学分析的过程，可以利用化学分析仪器和实验方法进行。
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生物地球化学勘查
系统采集植 物的某种器官， 分析其灰分中各 种元素的含量或 其他地球化学特 征,发现植物异常, 以达到矿产勘查 等目的的地球化 学勘查方法。
地下水微生物地球化学作用
• 分布特征、生存条件、生理生化过程 • 在地下水形成与演变中的作用 • 在地球深部地下水环境中的生长代谢、地球 化学作用 • 极端条件下，生长繁衍、地球化学作用 • 对污染物的迁移、富集、吸收、转化、降解、 修复 • 解决水资源短缺 ……
生物地球化学疾病
克山病 大骨节病 地方性克汀病 地方性氟中毒 地方性砷中毒 地方性甲状腺肿 ……
生物地球化学
马珍珍 华一凡 2015年12月27日
那么问题来了
何为生物地球物地球化学
生物地球化学 是地球化学的重要 分支。研究由于生 物活动而引起地壳 中元素迁移、转化、 富集、分散，以及 由此引起生物繁殖、 变异、衰减等规律 的学科。
生地球化学循环
控制措施
一、组织措施
• 建立健全专业队伍和防治网络
• 开展经常性疾病调查监测
二、 技术措施
• 限制摄入 • 适量补充