氮循环PPT课件

氮循环中虽然虽然有一部分氮经由上述途经流失，但是这种损失得到了生物固氮和高 能固氮的补偿。因此，氮循环是一个相当完全的、具有自我调节和反馈机制的系统。
氮循环
水体中氮的收支平衡
1.氮的来源
水体中氮的来源主要有水体中的固氮作用和外界输入。前者主要是固氮蓝藻和固氮 细菌进行的生物固氮。后者包括水面氮的降落，氮从地表或地下水流入。
草地流经含氮量叫森林较高。草地作为牧场后养分明显增高。沼泽和湿地水也能积 累养分进湖泊，其数量有时相当可观。落叶、划分等输入的氮在河流中可能起明显作
氮循环
氮的支出
(1) 离开水体：氮从水体外流的过程包括水流流出、渗漏到地下水中、水生昆虫的羽 化、鱼虾类等水生生物被捕捞以及随气体溢出水面（嫌气性分解时产生氮气逸失、氨在 高ph时的逸出等）。这些方面所消耗氮的数量因具体情况而差别很大。
(2) 沉积水底：有很大分量的氮随有机悬浮物的下沉而积累在水底，此外泥沙等无机质 粒还能吸附氨而沉积水底，因此水底沉积物是水体内氮的主要储存处。通常湖底沉积物 10cm厚度，每公顷可含氮50~200kg。这些氮多数是稳定的。
(3)由于反硝化作用而逸出：范消化作用使硝酸盐氮转化为分子氮逸出水面，这个过程是 在一些特殊的杆状细菌的作用下进行的。所有反硝化细菌都属于异养性腐生菌。它们具 有两种氧化有机质（呼吸）的能力。一是和其他异养性生物一样地利用水中溶解氧，一 是利用硝酸盐和也硝酸盐还原时放出的氧。因此，在好气性条件下，因此利用溶解氧呼 吸，范消化作用虽然还可以进行，但很微弱，反之在嫌气性条件下则进行强烈。反硝化 细菌进行硝酸盐还原时需要含碳有机物，缺少这些物质时它们不能繁殖，也失掉反硝化 能力。当缺少硝酸盐时反硝化细菌虽然繁殖但不能进行反硝化作用。反硝化作用与水的 ph有密切关系，最适ph范围 7.0~8.2 ，ph低于6.1和高于 9.6时反硝化过程完全停止。反 硝化的最适温度超过天然水常有的水温，在低温下2摄氏度反硝化作用降低。反硝化产 物在高温时为氮气，在低温下以N2O很快还原为N2,在自然界很难测出。范消化细菌的 数量和范消化率在湖底淤泥中远高于水层。
固氮作用是水体内的自生性氮源。固氮蓝藻是技能进行光合作用又能进行固氮作用 的生物。在固氮作用时，他们直接利用二氧化碳和分子氮合成糖类和蛋白质，光在蓝藻 的光合作用和固氮作用中都是能量的来源，因此固氮作用主要在油光的条件下进行。固 氮菌在水中浮游或在沉水植物上和水底土壤中生活。在沉水植物上其数量特别丰富。细 菌利用植物分泌的有机质，植物则利用植物固定的氮，两者存在着共生关系。固氮菌在 水底土壤的数量又超过水层，通常集中于淤泥表层2cm中,浮游生活的种类多以湖心。异 养性细菌的固氮率远低于蓝藻，但在缺氧的湖下层对氮的输入起相当大的作用。
水面降落的氮包括雨雪溶解的氮和烟尘、落叶以及各种混杂腐质中的氮，其数量因气 候和地方性条件而有很大差别。雪的含量较水为多，其中氨和硝酸盐都有相当分量。
从地表水或地下水流入的氮量，因流域的地质化学、流域面积大小、水文情况等不 同而不同。一般来说，森林地区的流经地区的径流带进的氮较少，但森林砍伐后水中氮 含量开始增加，
张珊珊、陈政、王雪飞、曾宪 亮
氮循环
一、氮循环的过程 二、水体中氮的收支平衡
1、氮的来源 2、氮的支出 3、氮的 收支平衡 三、水体中的氮的内循环
1、氨化作用——有机氮转化为氨氮 2、硝化作用——氨氮转化为硝酸盐氮 3、无机氮同化为有机氮 4、一种形式的有机氮转化为另一种形 式的有机氮
氮循环过程

氮循环
根瘤菌
巴氏梭菌
氮循环
氮循环定位另一个重要环节是，生态系统中的死亡有机质包括动植物的尸体和排泄 物，来自其他系统（外源）的有机质，以及人排放的污水和施入的有机肥料，经过腐生 生物（细菌、真菌等）的分解而释放出氨基酸，这些氨基酸再经过氨化菌的作用而形成 氨。有一部分可能以铵盐的形式被植物吸收，其余的氨则经过亚硝化菌和硝化菌的相继 作用，进一步被转化成亚硝酸盐和硝酸盐。铵盐和硝酸盐都是植物能利用的无极氮化 物，但是当这两种氮素同时存在时植物往往对他们有不同的选择，其结果通常决定于所 在环境的酸碱度及其他某些离子的影响，同时也与植物体内碳水化合物的积累状态有一 定的关系。
在植物吸收无极氮化物合成蛋白质的同时，也有一部分无极和有机氮化物白分解成游 离氮而返回大气。原因：1、自然界广泛的存在着一类反硝化细菌，它们可以使已经形成 的硝酸盐还原成游离氮；2、在燃烧矿物原料、木材（包括森林火灾)及其他作为燃料的 有机物质时，都会使一些有机氮化物分解而产生游离氮；3、在死亡有机质被腐生生物分 解的过程中，也会释放出一部分的游离氮，。此外，生态系统中一些动植物尸体，可能 被埋入地层深处或成为深海沉积物，其中的有机氮化物将暂时脱离氮循环。
利用。 固氮菌包括共生固氮菌(根瘤菌）和自生固氮菌（巴氏梭菌、褐色球菌等），作用：
可以同化大气中的游离氮，直接或间接地给植物提供可利用的硝酸盐，从而被植物用 来合成蛋白质。
固氮藻类全是有异形胞的蓝藻，常见有念珠藻属、鱼腥藻属、管链藻属、眉藻属、 筒胞藻属、单歧藻属等。这些藻类所合成的有机氮，除了大部分是在藻类细胞死亡后 经分解而转变为无机氮之外，还有少量的是在藻类细胞生长繁殖时就被排泄至体外， 经过分解后被其它植物所利用。
氮是水生动物的营养物质。
氮是重要的生源物质，它是蛋白质的基本成分，是一切生命的原料。 大气中游离氮78%，还有各种不同的无机物和有机氮化物存在于土 壤、水域和生物体内。
水体生物生产力通常以氮化合物的数量和质量为转移。因此，研究水 体中氮循环过程是最引人注意的一个问题。天然水中氮化合物可以存在 于细胞、无生命质粒、溶解有机质、离子状态中。溶解无机氮主要以硝 酸盐氮、亚硝酸盐、铵氮和分子氮（溶解氧）形式存在;溶解有机氧主要 以氨基酸、酰胺酸以及嘌呤、嘧啶等形式存在。 各种形式的氮，包括 溶解和颗粒的无机的无机氮和有机氮统称总氮。各种状态的氮通过一系 列的反映而相互联系着，组成了氮循环。在这个循环过程中，氮从土 壤、大气和水中的无机形式转入生命系统中以后，又从生命系统返回无 机形式。某一时间内水体中氮额溶度和存在形式决定于氮的输出率、水 体内的转化反映以及因输出、反硝化作用和沉积水底所引起的氮的消 耗。
氮循环
氮循环
氮循环
氮循环
氮循环
氮循环
氮循环
生态系统的固氮途径有三种
1、 高能固氮 ，即经电化学作用或光学作用（闪电、宇宙射线、陨星)所形成
的硝酸 盐，以及火山爆发时所产生的氨，所雨水进入生物圈。
2、工业固氮， 20世纪末全世界工业固氮能力可达1*10（8）t 。
3、生物固氮，大气中的游离氮，只能被某些具有固氮能力的细菌和藻类所