生态系统的物质循环
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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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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。
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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。
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。
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。
生态系统的物质循环
储存库在大气圈或水圈(海洋) ，即元素或化合 物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散， 弥漫了陆地或海洋上空，在很短的时间内可以 为植物重新利用，循环比较迅速，由于有巨大 的大气储存库，对于干扰可相当快地进行自我 调节(但大气的自我调节也不是无限的)。 从全球意义上看,这类循环是比较完全的循环。
（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
（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
第十三章 生态系统的物质循环
火 山 作 用
浅层死有机物 陆地陆地 丢失于深 层沉积中 溶解死 有机物 海洋
死有机体 河流带走
单位：1012gN/a
固氮作用分类： （1）闪电、宇宙射线、火山爆发等高能固氮，形 成硝酸盐； （2）工业固氮：400摄氏度，200大气压下； （3）生物固氮：固氮菌、与豆科植物共生的根瘤 菌和蓝藻等自养和异养微生物
海洋生物泵过程
真光层的浮游植物通过光合作用吸收CO2，将其转化为有生 命的颗粒有机碳,再通过食物链(网)逐级转移到大型动物。 未被利用的各级产品死亡、沉降和分解，各级动物产生的粪 团、蜕皮构成大量非生命颗粒有机碳向下沉降。 不同水层中的浮游动物: 通过垂直移动也构成了有机物由表 层向深层的接力传递。 溶解有机物:-部分光合作用产物以可溶性有机物释放到海水 中/生物代谢活动产生-一部分无机化进入再循环，其余被异 养微生物利用后通过微型食物网再进入主食物网，并可能成 为较大的沉降颗粒。
四、氮循环
氮是蛋白质的基本组成成分，一切生物结构的原 料。 一般生物不能直接利用大气中的氮，必须通过固 氮作用将氮与氧结合成为硝酸盐和亚硝酸盐，或 者与氢结合形成氨以后，植物才能利用。
1 氮循环(nitrogen cycle)
大气库 HN3,NO,NO2, N2 O ， 降 脱氮 水 动植物 活体 土壤 中无 机氮 库 陆地 闪电 化学反应 工业固氮 （汽车,化肥,电厂） 共生或 自由生活 的固氮 微生物 蓝藻 大气库 N2 大气 生物固氮 其它 动植物
1 碳循环研究的重要意义
碳是构成生物有机体的最重要元素，生态系统碳 循环研究为系统能量流动的核心问题 人类活动通过化石燃料的大规模使用，从而造成 对于碳循环的重大影响，可能是当代气候变化的 重要原因。
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
人类影响：对蓄库的影响。 积极：工业固氮、研究生物固氮机制等。 消极：氧化氮输入大气，污染空气，光化学烟雾；硝酸盐输入水系，富营养化； 人类从事的生产活动，从森林、草原、农田取走大量动植物残体，取走氮元素。 氮污染：人类的粪便，尿。
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。
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
能量作为动力，使物质不断在生物群落与无 机环境中循环利用。
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_______。
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
一般将产生和释放物质的库（即输出大于输入）又称为源(source)， 而将吸收和固定物质的库（即输入大于输出）称为汇（sink）。
➢ 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
➢ 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
生态系统的物质循环生态系统是由生物体和无生物环境相互作用形成的复杂系统。
在这个系统中，物质循环是至关重要的过程。
物质循环指的是自然界中各种物质在生物和环境之间不断转移和循环利用的过程。
本文将探讨生态系统中的物质循环以及其在维持生态平衡方面的重要性。
一、物质循环的概念物质循环是指生物体的生存所需的物质（如水、碳、氮、磷等）在生物圈和地球大气圈、地壳圈之间不断转移和循环利用的过程。
物质循环可以分为生物圈内部的循环和与地球环境之间的交换循环两部分。
1. 生物圈内部的循环生物圈内部的循环是指物质在生物体之间不断转移和循环利用。
在生物圈内部的循环过程中，物质被生物体摄取、利用后，通过代谢作用产生废物，这些废物又成为其他生物体的营养物质，形成一个循环的过程。
2. 与地球环境之间的交换循环生物圈与地球环境之间的交换循环是指物质通过自然界的各种环境过程（如沉降、蒸发、降水等）在地球大气圈、地壳圈之间不断转移和循环利用的过程。
例如，大气中的水蒸气通过蒸发变为云雾，再经过降水的过程，回归到地表并重新进入生物圈。
二、物质循环的重要性物质循环在生态系统中起着至关重要的作用，对于维持生态平衡具有重要意义。
1. 营养循环物质循环使得生物体能够获得所需的营养物质。
例如，植物通过吸收土壤中的养分和水分来生长和存活，而动物则通过食物链的形式摄取其他生物的营养物质。
物质循环使得生态系统中的各种生物能够平衡地获取营养，从而维持正常的生长和繁衍。
2. 能量流动物质循环不仅涉及到物质的转移和循环利用，还伴随着能量的流动。
能量在生物圈中通过食物链的形式逐级转移，并在每个层级中逐渐减少。
这种能量的流动维持了生态系统中能量的平衡，保持了生态系统的稳定运行。
3. 生态平衡物质循环在维持生态平衡方面起着重要作用。
通过物质的循环利用，生态系统中的各种物质得以合理分配和再利用，避免了某一种物质过量积累或缺乏的问题。
这使得生态系统能够保持相对稳定的状态，不易受到外界干扰而导致生态环境的破坏。
第三节生态系统的物质循环课件
磷循环实例
总结词
磷循环是生态系统中物质循环的重要环节，它涉及到 磷在土壤、水体、生物体和岩石等不同环境介质之间 的交换和流动。
详细描述
磷循环是指磷元素在地球表面的循环过程，包括磷的溶 解、吸附、沉积和再矿化等环节。在森林生态系统中， 植物通过根部吸收磷素并利用它进行生长和产生有机物 ；同时，动植物残体中的磷通过微生物的分解作用释放 到土壤中，参与磷循环。此外，磷也可以通过地表径流 、侵蚀和风化等方式在不同环境介质之间流动。磷循环 对全球环境和生态系统稳定性等方面都有重要影响。
推广节能技术和设备，减 少能源消耗和温室气体排 放。
发展可再生能源
鼓励使用太阳能、风能等 可再生能源，替代化石能 源。
碳捕获与储存
研发和应用碳捕获与储存 技术，降低大气中温室气 体的浓度。
减少化肥和农药的使用
推广有机农业
采用有机肥料和生物防治措施， 减少化肥和农药的使用。
发展绿色农业
鼓励发展绿色农业，提高农产品质 量安全水平。
磷循环
磷在生态系统中的循环主要包括植物 吸收磷、动物排泄物中的磷素被微生 物分解并重新利用等过程。
02
生态系统中物质的循环 过程
水循环
总结词
水循环是生态系统中物质循环的重要环节，对维持地球生态平衡起着至关重要 的作用。
详细描述
水循环是指地球上水从地表蒸发、凝结、降水、渗透等过程中不断循环的过程 。水循环对生态系统的水分平衡和气候调节具有重要意义，同时还是淡水资源 的来源。
特性
物质循环具有全球性、周期性、 平衡性和动态性等特性，是生态 系统保持稳定和持续发展的基础 。
物质循环的重要性
维持生态平衡
物质循环是生态系统内部各组成部分 之间相互联系和制约的重要纽带，对 维持生态平衡起着至关重要的作用。
生态系统的物质循环
是有机化合物的“骨架〞，没有碳就没有 生命。碳在无机环境与生物群落之间是 以CO2的形式进展循环的。
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
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
适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体 很快分解，供生物重新利用。
（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。
（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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库 过程/ 场所 营养级
Consumers Consumers
Producers
Wastes, SoilDead bodies bacteria & detritus feeders
海洋和大气CO2调节
CO2 CO2溶 于海水 H2CO3 H++CO3 2CACO3
水体中生物
海底沉积物
大气二 氧化碳含量 的变化与全 球气温变化 的对应关系。
5.生态系统中的能流遵循那些热力学规律？有
何特点？
6.生态系统物质循环的特征及类型？
7.生物地化循环与人体健康之间有何联系？
期末考试题目
• 请从生态学的角度，分析影片（难以忽视的真相） 中所描述的全球变化对生态系统所能产生的影响， 并提出如何应对全球变暖的建议？人类应该如何保 护环境？ • 运用所学的知识及实际见闻，提出你们认为目前生 态学所面临的主要问题并举例说明并提出解决这些 问题的建议，至少5个问题。 • 请各组同学按照自己所准备的生态系统，分析该生 态系统中，从种群、群落及环境三个方面分析其中 生物的特性及其与环境相适应的特征。
氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮 分解成为氨和氨化合物，氨溶水成为NH4+， 为植物利用。
硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被 亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐 和硝酸盐，供植物吸收利用。
反硝化作用：反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大 气氮，回到大气库中。
Nitrogen in Nitrogenin Nitrogen in Atmosphere Atmosphere Atmosphere Reservoir Reservoir Reservoir
13.2 全球水循环
• 水循环的主要作用 水是所有营养物质的介质 水是很好的溶剂 水是地质变化的动因之一，一个地方沉积， 另一个地方侵蚀，都要通过水循环。
• 水循环的驱动力 太阳能驱动了全球水循环 植物在水循环中起到巨大作用 海洋和陆地在太阳光下的水分蒸发 • 水在地球上的分布 水的三种物态的转变意味着能量的转移， 如蒸发的余水的温度就趋于下降。
人工固氮的负面影响
• 水体硝酸盐含量对于生物是危险的，它可以 引起“蓝婴病”。 • 化肥氮造成水体富氧化，藻类和蓝细菌种群 大爆发。在海洋和海湾称为赤潮，某些赤潮 藻类还形成毒素，引起如记忆丧失、肾脏和 肝脏的疾病。 • 造成可耕土壤的酸化。
2000年舟山群岛赤潮
生物地化循环与人体健康
• 地方病：自然界由于环境条件的不同，地表 元素发生迁移，常造成一些元素在地表分布 的不均。这种生物地化循环时常导致某些生 态系统中生命元素含量的异常，或不足，或 过剩，从而造成植物、动物乃至人类的疾病。 这种疾病常呈区域性，故称“地方病”。 • 微量元素循环：地方病大多数与微量元素有 关。
重庆的雾 水珠
北冰洋
南海的水
全球水循环
• 人类活动对水循环的影响 空气污染和降水 改变地面，增加径流：城市建设，开矿，农 耕，森林砍伐等 过度利用地下水
水的再分布：修建水库、水坝
13.3 碳循环
• 碳是构成生物有机体的最重要元素，因此， 生态系统碳循环研究成了系统能量流动的核 心问题 • 人类活动通过化石燃料的大规模使用，从而 造成对于碳循环的重大影响，可能是当代气 候变化的重要原因
间循环往复。
• 生物元素循环通常从两个尺度上进行研 究，即全球循环和局域循环。 • 全球循环，即全球生物地球化学循环， 代表了各种生态系统局域事件的总和。 • 全球生物化学循环分为三大类型：水循 环、气体型循环和沉积型循环。
物质循环一般可以分为两类： • 短循环：即生态系统中的生产者，除一少部 分被消费者吃掉外，绝大部分掉落在土壤表 面，而被分解者分解还原为二氧化碳、水和 矿盐分等。 • 长循环：指绿色植物逐级经过各级消费者如 食草动物、食肉动物和其他杂食动物以及寄 生生物的采食、消化和排泄以及动植物的遗 体进入土壤，经过食腐动物的啃食(如豺、 秃鹫等)，而最后被微生物分解，物质再回 到环境中去，又一次参与生态系统的物质循 环。
谢
谢！
思考题：
1.在生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落间 循环的主要形式是（） A
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（） B
A.光合作用 B.呼吸作用 C.蒸腾作用 D.异化作用
3.什么是生态系统中的初级生产？其分布有何 特征？ 4.生态系统的分解有何意义？
碘的循环与分布特点：碘由陆地随水进入海 洋，由海洋逸出进入大气，再通过降水进入 陆地，形成一个大循环。在生物中，通过海 洋、陆地两个食物链保持碘的生态平衡。山 区少于平原，平原少于沿海，沿海少于海洋 微量元素与人体健康： 碘缺乏：缺碘症：甲状腺肿大，智力低下， 影响胎儿发育等。 硒缺乏：引起克山病、大骨节病，也被认为 是引起癌症的主要因素。
能量流动和物质循环是生态系统的 两大基本功能。 环境中的物质经环境到生物群落再 回归环境的过程就是生态系统中的物质 循环。
物质循环的特点：
• 物质循环和能量流动总是同时发生的。 • 生物固定的日光能量流过生态系统通常 只有一次，并且逐渐地以热的形式耗散， 而物质在生态系统的生物成员中能被反 复地利用。
• 温室效应的影响： 海平面上升，淹沒陆地。 全球气候经常发生暴雨或干旱。 土地沙漠化，生态环境改变。 • 缓解全球温室效应我国森林贡献重大，“去 向不明”的二氧化碳有了着落 北京大学城市与环境系方精云教授领导的研 究小组发现从20世纪80年代初到90年代末的 近20年中，我国森林植被净吸收二氧化碳的 功能明显增强，净吸收量可达工业排放量的 5% 至 8%
13.4 氮循环
• 氮循环是一个复杂的过程，包括有许多种类 的微生物参加： 固氮作用 氨化作用 硝化作用 反硝化作用
固氮作用：
• 闪电、宇宙射线、火山爆发等高能固氮，形 成硝酸盐； • 工业固氮：400摄氏度，200大气压下；
• 生物固氮：固氮菌、与豆科植物共生的根瘤 菌和蓝藻等自养和异养微生物约占全球固氮 量的90%。
能量流动与物质循环的关系
Sun 热 热
热
热
空气
水
无机盐
生产者
食草动物
食肉动物 第二级食 肉动物
物质流 能量流
分解者 热
能量流动与物质循环的关系
•生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，两 者相互依存，不可分割；
•能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质
的合成和分解；
•能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之
碳循环的主要过程：
•生物的同化过程和异化过程：光合作 用和呼吸作用； •大气和海洋之间的二氧化碳交换； •碳酸盐的沉淀作用。
CO2 in atmosphere (reservoir) Burning of CO2 dissolved Fire fossil fuels Respitation in ocean (reservoir)
Producers Consumers
Electrical storms produce nitrate
Reservoirs Processes/ Locations Trophic Levels/ Organisms
Dentitrifying Uptake bacteria by plants
Wastes, Dead bodies Nitrogen-fixing Soil bacteria and bacteria in detritus feeders legume roots and soil Ammonia Ammonia & nitrate
生态学——生态系统ຫໍສະໝຸດ 态学张琍zhanglinu@
生态系统生态学
§ 生态系统的一般特征
§ 生态系统中的能量流动
§ 生态系统中的物质循环 § 地球上生态系统的主要类型及其分布
13 生态系统的物质循环
§ § § § § § 物质循环的一般特征 全球水循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环
13.1 物质循环的一般特征