生态系统中物质循环
生态系统中的物质循环课件
部分无机氮通过淋溶、径流和挥发等途径损失出生态系统 ，对环境造成潜在影响。
人类活动对氮循环影响
工业革命后氮肥的大量使用
人类自工业革命以来大量使用氮肥， 导致土壤和水体中氮含量增加，对生 态系统造成负面影响。
城市化进程加速氮循环
城市化进程中人类活动密集，加速了 氮的转化和循环过程，对城市生态系 统产生影响。
水循环过程及机制
降水
水蒸气在空中遇冷凝结成云， 进而形成降水（雨、雪等）返 回地面。
地下渗透
部分降水渗入地下，形成地下 水。
蒸发
地表水在太阳辐射下蒸发成水 蒸气升入空中。
地表径流
降水在地表形成径流，汇入河 流、湖泊等水域。
植物蒸腾
植物通过叶片气孔将水分以水 蒸气形式释放到大气中。
人类活动对水循环影响
物质循环意义
物质循环是生态系统稳定和持续发展 的基础，它保证了生态系统中各种元 素的平衡和再利用，维持了生态系统 的结构和功能。
生态系统中物质循环途径
水循环
碳循环
水在生态系统中通过蒸发、降水、地表径 流和地下渗透等途径进行循环，实现了水 资源的再利用。
碳在生态系统中通过光合作用、呼吸作用 、分解作用和燃烧等途径进行循环，实现 了碳元素的转化和再利用。
化会减少碳汇的容量。
04
氮循环
氮在生态系统中作用
氮是生命体基本组成元素
氮参与生态系统能Βιβλιοθήκη 流动氮是氨基酸、蛋白质和核酸等生命物 质的基本组成元素，对生命体的结构 和功能至关重要。
氮在食物链和食物网中传递，影响生 态系统的能量流动和物质循环。
氮影响生态系统生产力
氮的可利用性直接影响生态系统的生 产力，是限制植物生长的主要因素之 一。
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。
第十一章 生态系统中的物质循环
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。
3.水是地质变化的动因之一：流失
沉积
因此，了解水循环是生态系统物质循环的基础
二、水循环的驱动力
1.从能量动力学分析表明是太阳能驱动全球水 循环。
2.植物在水循环中的作用是极其巨大的。植物 蒸腾作用
3.海洋，陆地在太阳光的照耀下不断蒸发水分。
第三节 气体循环一.碳循环 储存库①储量有多少，蓄库是什么 交换库
②生物的吸收，利用方式（植物利用元素的 性质） ③输入，输出的途径，方式 ④循环途径 ⑤人类活动对循环过程的影响：消极因素， 积极因素
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%，2.7×1016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。
大气圈中水的周转时间为10.5d，也就是说，大 气圈中的水分一年要更新大约34次。
在海洋中，硅的周转时间最短，约800a，
钠最长，约2.06亿年。
四.生物地球化学循环类型
1.水循环：水的动态平衡
水分子从地球表面通过蒸发进入大气然后遇冷 凝结，通过雨，雪，和其它降雪形成回到地球表面， 为水循环。
和流通(flow)两个概念来加以概括。 1.库：Enwion中某一元素 相对集中的地方 蓄库：某种元素储存最多的环境部分，每一种化学元素都存 在一个或多个蓄库。或者说物质循环中物质存放的环境部分。
活动库（交换库）：存在于生物体系或非生物体系 中，其中的元素是生物体与周围环境中进行迅速交 换的，比较小且更加活跃的部分，从形成存在的空 间都比较易于进入生态系统中，通路通常受生命过 程的控制。
四.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。
生态系统中的物质循环
生态系统中的物质循环生态系统是由生物和非生物因素相互作用而形成的自然系统，物质循环是维持生态系统平衡运转的重要过程。
在生态系统内，物质通过生物和非生物因素之间的相互转化和循环，使得生物体能够获取所需的营养和能量。
本文将探讨生态系统中的物质循环，包括碳循环、氮循环和水循环。
一、碳循环碳是构成生物体有机物的主要元素，碳循环是生态系统中最重要的循环之一。
碳的循环包括两种主要形式：有机碳和无机碳。
在生态系统中，植物通过光合作用吸收二氧化碳（CO2）并将其转化为有机物，这是有机碳的来源。
有机碳可通过食物链传递到其他生物体内，最终被分解成二氧化碳释放到大气中。
同时，有机碳还可以通过灭活作用进入土壤中，形成有机质，经过时间的累积和转化，最终形成化石燃料。
无机碳主要存在于大气中的二氧化碳和水中的碳酸盐。
生物体通过呼吸作用将有机碳转化为二氧化碳释放到大气中，同时，水体中的碳酸盐也会通过碳酸盐平衡和海洋生物作用而转化为二氧化碳。
此外，自然和人为过程也会释放大量的二氧化碳，如火山喷发、燃烧等。
二、氮循环氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素，氮循环是维持生态系统中氮平衡的关键循环。
氮的循环包括有机氮和无机氮。
在生物体内，氮通过食物链传递，最初由植物通过根系吸收土壤中的无机氮（氨、硝酸盐等）转化为有机氮。
有机氮可通过食物链传递到其他生物体内，最终通过分解作用返回到土壤中。
在土壤中，有机氮经过腐解和氧化的过程，被微生物转化为无机氮。
无机氮可通过硝化作用转化为硝酸盐，可被植物吸收；同时也可通过反硝化作用转化为氮气，进入大气中。
三、水循环水循环是生态系统中最基本的循环之一，它将涉及到的物质包括水和溶解在水中的各种溶质。
水循环的过程非常复杂，主要包括蒸发、凝结、降水、地下水渗透、地表径流等。
蒸发是水从地面和水体表面升华为水蒸气的过程，凝结是水蒸气在大气中冷却形成水滴的过程，降水是水滴以雨、雪、露、霜等形式降落到地面。
地下水渗透是水通过土壤进入地下水层，地表径流则是水在地表流动的过程。
生态系统的物质循环
措施
3、物质循环的特点：全球性往复循环 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 始进行循环，不会消失。
二、能量流动和物质循环的关系
能量流动和物质循环是生态系统的 主要功能，二者是同时进行的，彼此相 互依存，不可分割。
能量流动与物质循环的比较
项目 形式 过程 范围 特点 联系 能量流动 有机物 沿食物链(网)单向 流动 生态系统各营养级 单向流动逐级递减 物质循环 无机物 在无机环境和生物 群落间往复循环 生物圈 全球性往复循环
4．若用甲代表C02，乙代表生产者，丙代表消费者， 丁代表分解者，则甲、乙、丙、丁在碳循环过程中的关系 是( D )
[例2] 如图为生态系统各组成成分的关系图解示意图，
请分别回答如下问题：
(1) 图中A、B、C、D各指什么? (2) 图中①～⑦又分别指什么?
四、练习
1．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（ ） D A．分解者 B．植食动物 C．肉食动物 D．绿色植物
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 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 3．生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是( C ) A．光合作用 B．呼吸作用 C．蒸腾作用 D．微生物的分解作用
二者是同时进行的，彼此相互依存，不 可分割。
三、例题
[例1] 生物地化循环是指： ( D ) A．组成生物的基本元素在陆地生态系统中的物质循环和 能量流动的复杂过程。 B．组成生物的基本元素在能量流经生态系统各营养级时 逐级递减的全过程。 C．组成生物的化合物在组成生态系统的生物群落生物体 内的反复循环运动。 D．组成生物的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境 之间的反复循环运动。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环一、物质循环的概念及特征（一）物质循环的概念：生物地球化学循环，是指各种化学元素和营养物质在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断进行流动和循环的过程。
几乎所有的化学元素都能在生物体中发现，但在生命活动过程中，大约只需要30～40种化学元素。
这些元素根据生物的需要程度可分为两类：一是大量营养元素，这类元素是生物生命活动所必需的，同时在生物体内含量较多，包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、硫（S）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）。
其中碳、氢、氧、氮、磷五种元素既是生物体的基本组成成分，同时又是构成三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）的主要元素，是食物链中各种营养级之间能量传递的最主要物质形式。
二是微量营养元素，这类元素在生物体内含量较少，如果数量太大可能会造成毒害，但它们又是生物生命活动所必需的，无论缺少哪一种，生命都可能停止发育或发育异常。
这类元素主要有铁、铜、锌、硼、锰、氯、钼、钴、铬、氟、硒、碘、硅、锶、钛、钒、锡、镓等。
（二）物质循环的特性指标：1.库与流的概念：物质在运动过程中被暂时固定、贮存的场所称为库。
库有大小层次之分，从整个地球生态系统看，地球的五大圈层（大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈）均可称为物质循环过程中的库。
而在组成全球生态系统的亚系统中，系统的各个组分也称为物质循环的库，一般包括植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库。
每个库又可继续划分为亚库，如植物库可分为作物、林木、牧草等亚库。
根据物质的输入和输出率，物质循环的库可归为两大类：一为贮存库，其容量相对较大，物质交换活动缓慢，一般为非生物组分的环境库，如岩石库；二为交换库，其容量相对较小，与外界物质交换活跃。
例如，在海洋生态系统中，水体中含有大量的磷，但与外界交换的磷量仅占总库存的很小部分，这时海洋水体库是磷的贮存库；浮游生物与动植物体内含有磷量相对少得多，与水体库交换的磷量占生物库存量比例高，则称生物库是磷的交换库。
「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。
生态系统中物质循环的特点
生态系统中物质循环的特点生态系统中物质循环的特点是指在生态系统中，各种物质通过不同的途径和方式进行循环利用的过程。
生态系统中的物质循环具有以下几个特点。
1. 循环性：生态系统中的物质循环是一个持续不断、循环往复的过程。
在生态系统中，各种物质会经过一系列的转化和传递，不断地从一个组分转移到另一个组分，形成一个闭合的循环系统。
2. 多样性：生态系统中的物质循环是多样化的。
不同的生态系统中，物质的循环方式和路径可能会有所不同，取决于生态系统的特点和环境条件。
例如，陆地生态系统和水生生态系统中的物质循环方式就有所区别。
3. 综合性：生态系统中的物质循环是一个综合性的过程。
生态系统中的物质循环涉及到各种生物、非生物因素之间的相互作用和影响。
生物通过摄食、呼吸、代谢等方式参与物质的循环；而非生物因素如水、土壤、大气等则提供了物质的储存和转移介质。
4. 动态性：生态系统中的物质循环是一个动态的过程。
物质的循环速度和途径会随着环境条件的变化而发生改变。
例如，气候变化、生物种群的变动等都会对物质的循环过程产生影响，使得物质循环呈现出动态的变化。
生态系统中物质循环的特点体现了生态系统的自然循环和自我调节能力。
通过物质的循环，生态系统能够实现资源的高效利用和能量的流动，维持生物多样性和生态平衡。
物质循环的特点也对我们认识和保护生态系统具有重要的意义。
总结一下，生态系统中物质循环的特点包括循环性、多样性、综合性和动态性。
这些特点使得生态系统能够实现物质的高效利用和能量的流动，维持生物多样性和生态平衡。
了解和理解这些特点对于我们认识和保护生态系统具有重要的意义。
我们应该积极采取措施，减少物质的浪费和污染，促进生态系统中物质循环的良性循环，为构建可持续发展的生态环境做出贡献。
生态系统中的物质循环
生态系统中的物质循环生态系统是由许多生物和非生物要素组成的，这些要素之间通过物质循环来保持平衡和稳定。
物质循环是生态系统中各种物质在不同组织、生物和环境介质之间的转移和转化过程。
本文将探讨生态系统中的物质循环及其重要性。
一、物质循环的基本概念与类型物质循环是指物质在生态系统中按照一定路径循环流动的过程。
生态系统中的物质循环主要包括有机物循环和无机物循环两种类型。
有机物循环是指生物体通过新陈代谢过程产生的有机物在生态系统中的循环。
这种循环主要包括碳、氮、磷等元素的循环。
其中，碳循环是最为重要的循环之一。
碳在生态系统中通过光合作用和呼吸作用相互转化，同时还受到微生物的降解作用。
无机物循环是指无机物质在生态系统中的循环。
这种循环主要包括水循环、矿物循环、气体循环等。
其中，水循环是最为常见和重要的循环过程之一。
水循环通过蒸发、降雨、融化等过程，使水从地球表面蒸发升入大气层，形成云雾，最终降雨回流到地面。
二、物质循环的过程与机制物质循环是由一系列过程和机制组成的。
这些过程和机制包括：1. 光合作用：光合作用是生物体将太阳能转化为化学能的过程，它是生态系统中能量和有机物循环的基础。
通过光合作用，植物通过吸收阳光和二氧化碳，合成有机物质，并释放出氧气。
2. 呼吸作用：呼吸作用是生物体将有机物质氧化分解为能量和二氧化碳的过程。
通过呼吸作用，生物体释放出能量，同时还将有机物质中的碳转化为二氧化碳，参与到碳循环中。
3. 分解作用：分解作用是微生物和其他生物体分解有机物质的过程。
这些分解作用不仅将有机物质还原为无机物质，同时还释放出二氧化碳和其他气体。
这些分解产物进一步参与到物质循环中。
4. 吸附与释放：吸附与释放是指物质在土壤和水体中的吸附和解吸过程。
土壤和水体中的颗粒和微生物可以吸附和释放许多无机和有机物质，从而影响物质的循环和迁移。
三、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，它对维持生态系统的稳定性和功能具有重要意义。
生态系统中物质循环和能量流动的特点
生态系统中物质循环和能量流动的特点
物质循环：
1. 生态系统中的物质循环是指物质在不断流动和转化的过程中，从一个环节流入另一个环节，最终回到原来的位置，形成一个闭合的循环系统。
2. 生态系统中的物质循环主要包括水循环、氮循环、磷循环和硫循环等。
3. 生态系统中的物质循环的主要特征是：物质在不断流动和转化的过程中，从一个环节流入另一个环节，最终回到原来的位置，形成一个闭合的循环系统。
能量流动：
1. 生态系统中的能量流动是指能量从一个环节流入另一个环节，最终回到原来的位置，形成一个闭合的循环系统。
2. 生态系统中的能量流动主要包括太阳能流动、风能流动、水能流动、地热能流动等。
3. 生态系统中的能量流动的主要特征是：能量从一个环节流入另一个环节，最终回到原来的位置，形成一个闭合的循环系统，从而保持生态系统的稳定性。
生态系统物质循环
生态系统物质循环生态系统中存在着物质的持续循环。
在环境中，废物和死亡物质不断地被回收，以支持各种生命形式。
这不仅仅限于有机材料。
有机和无机矿物质都在生态系统中不断交换和移动，以支持物质的生产。
本文将讨论三种最基本的矿物循环及其在生态系统中的重要性。
➢生态系统中的物质循环有机和无机材料不断地被回收和再利用。
这种循环通常被称为营养物质循环。
●释义：养分循环是一个连续的过程，通过这个过程，物质被回收和再利用。
这个循环涉及到细胞、生物体、社区和生态系统之间的营养物质的传递。
土壤和水中的营养物质被动物和植物吸收并用于生长和制造新物质。
在它们死后，它们的身体会被分解，将这些养分释放回生态系统中。
●深入理解：养分循环涉及到材料被转化为不同的形式，其他生物体可以沿途使用。
在营养循环中，元素也被转移到生物体更容易获得的环境中。
例如，氮气是大气中最丰富的气体，但它是惰性的，因为生物体不能使用气态的氮气。
然而，在氮循环过程中，氮被居住在土壤中的细菌转化为更容易获得的形式。
➢微生物在生态系统中的作用微生物在大多数营养物质循环中进行大部分的化合物处理。
它们通过相互转化各种氮、碳和其他元素的化合物，是土壤中营养物质的生物地球化学循环的组成部分。
当我们讨论具体的碳、氮和水循环时，我们将更详细地解释微生物的作用。
●定义：生物地球化学循环涉及生态系统的生物和非生物组成部分之间的营养物质循环。
●注意：如果没有这些循环（以及最重要的是分解微生物），必要的营养物质将被困在地面和海洋中，生命将不复存在。
➢生态系统中的碳循环碳是地球上所有生命形式的组成部分。
它是制造复杂生物大分子的核心元素，如糖、蛋白质和DNA。
碳也以无机形式存在于大气中的二氧化碳（CO2）。
二氧化碳是一种温室气体，对保持地球温暖和维持适合生命的温度至关重要。
没有二氧化碳，地球将被冻成固体。
大气层中过多的二氧化碳也会产生问题，因为它可能使平均温度超过最佳范围，并导致极端天气事件。
生态系统中物质循环的特点
生态系统中物质循环的特点生态系统是由生物群落和非生物环境组成的一个相互作用的整体，其中物质的循环是生态系统中的一个重要特点。
物质循环指的是生态系统中物质的循环利用过程，包括有机物和无机物的循环。
物质循环对于维持生态系统的稳定和可持续发展至关重要。
生态系统中的物质循环具有以下几个特点：1.循环性：生态系统中的物质循环是一个连续不断的过程。
无论是有机物还是无机物，都会在生物体内和环境之间不断地转化和传递。
例如，植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，这些有机物又被动物摄取并转化为能量和废物，最终又通过分解作用返回到环境中。
2.多元性：生态系统中的物质循环涉及到多种物质的相互转化和传递。
有机物的循环主要涉及碳、氮、磷等元素，而无机物的循环还包括水、矿物质等。
这些物质之间相互作用，形成一个复杂的物质循环网络。
3.能量转化：物质循环中的能量转化是不可或缺的。
能量在生态系统中以物质的形式传递，推动了物质的循环。
例如，植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，这些化学能又被其他生物利用，推动了物质的循环。
4.分解作用：分解是生态系统中物质循环的重要环节。
分解作用是指有机物被分解成无机物的过程，通过分解作用，有机物中的元素得以释放出来，进而被其他生物重新利用。
分解作用由分解者（如细菌、真菌等）完成，他们通过分解有机物来获取能量和营养。
5.平衡性：生态系统中的物质循环具有一定的平衡性。
在一个相对稳定的生态系统中，物质的输入和输出基本平衡，循环速度和循环量处于一个相对稳定的状态。
这种平衡性有助于维持生态系统的稳定性和可持续发展。
物质循环对于生态系统的稳定和可持续发展至关重要。
通过物质循环，生态系统中的物质得以循环利用，减少了资源的浪费。
同时，物质循环还能够维持生态系统中各个组成部分之间的相对平衡，减少生态系统中的能量和物质流失。
物质循环还可以促进生态系统的自我修复能力，当生态系统受到干扰时，通过物质循环可以迅速恢复到原有的稳定状态。
生态系统中物质循环的主要途径
生态系统中物质循环的主要途径
生态系统中物质循环一直被认为是自然界生态系统稳定运行的基础，是进行负责任的管理
活动必须牢记、关注及采取有效措施的重要依据。
物质循环是指在生态系统中，物质可由
生物活动产生，也可由物理变化与化学变化产生，形成闭合体系中物质流转，使物种、细胞、组织及体系的结构和功能保持相对稳定。
其中，最重要的物质循环途径是：
1、生物间的物质循环，指的是在地球上的各种生物之间交换物质的过程，典型物质循环
途径有食物网、氮循环、有机物-磷循环等，是一种自然界进行资源循环的重要途径。
2、物理和化学循环，包括能量循环、水循环、大气循环、土壤循环、风来自空气和水中
的一些物质的循环，以及空气中的物质的循环等。
如空气中的氮、硫、氧气和其他成分，
溶解在水中的氯化物等，它们会受到物理和化学变化的影响，从而形成一个自然的循环系统。
以上就是生态系统中物质循环的主要途径，只要我们认识到物质循环的重要性，构建良好
的生态环境，就可以促使生态系统中物质循环的稳定运行，为人类和地球带来更多的福祉。
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。
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全球碳循环
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碳循环示意图与特点
（1）碳循环的形式：CO2 （2）碳在自然界中的存在 形式：CO2和碳酸盐 （3）碳在生物体内的存在 形式：含碳有机物 （4）碳进入生物体的途径： 绿色植物的光合作用 （5）碳在生物体之间传递 途径：食物链 （6）碳进入大气的途径： ①生物的呼吸作用 ②分解者有分解作用③化石 燃料的燃烧
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生态系统中的碳循环
生态系统中的碳循环
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❖ 过程图
三 氮循环
第13页/共35页
第14页/共35页
氮循环的四个重要过程
A
1
23
A:固氮作用:途径有三
B 氨化作用:有机氮转为 氨和氨化合物
C硝化作用:氨化合物氧化
成亚硝酸盐和硝酸盐
B
D D反硝化作用:亚硝酸盐转
变成大气氮
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第三节 有毒物质循环
❖ 有毒有害物质循环是指那些对有机体有毒有 害的物质进入生态系统，通过食物链富集或 被分解的过程。
❖ 有毒有害物质在生态系统中与其他物质的循 环不同：1它在食物链营养级上进行循环流动 并逐级浓缩富集；2在生物体代谢过程中不能 被排泄而被生物体同化，长期停留在生物体 内；3有些有毒有害物质不能分解，而相反经 生态系统循环后使毒性加强。
3. 围湖造田：地表水蓄水、调洪能 力降低，易造 成地区性干旱 （如湿地的减少 )
Si 、 Zn 等 ❖ （二）生物地球化学循环
生物地球化学循环（biogeochemical cycles）是指各种化学 元素和化合物，在不同层次、不同大小的生态系统中，沿着特 定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境，不断地进行着 反复循环变化的过程。
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二 物质循环的模式
❖ 生态系统中的物质循环可以用库(pool)和流通 (flow)两个概念来加以概括。
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四 物质循环的特点
❖ 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 ❖ 物质循环中生物的作用
生物不但是物质循环的动力，也调节着物质 在生态系统内的分配。 ❖ 各物质循环过程相互联系，不可分割
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第二节 几种重要循环的概述
❖ 一：水循环 水循环过程图
水循环特点
1 受太阳能推动 2 降水和蒸发形式,总 量相等 3 营养物质的搬运作用
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生态系统中的水循环
降雨 截留
地表蒸发
穿透雨
渗透
地下径流
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蒸腾
地表 径流
二 碳循环
❖ 碳循环的途径
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❖ 物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼 此流通的。在单位时间或单位体积的转移量就称为 流通量。
❖ 影响物质循环速率最重要的因素有：①循环元素的 性质：即循环速率由循环元素的化学特性和被生物 有机体利用的方式不同所致；②生物的生长速率： 这一因素影响着生物对物质的吸收速度和物质在食 物链中的运动速度；③有机物分解的速率：适宜的 环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解， 迅速将生物体内的物质释放出来，重新进入循环。
第一节 物质循环的一般特点
❖ 一 物质循环的有关概念 ❖ （一）生态系统的生命与元素 ❖ 1. 基本元素： >1% ： C 、 O 、 H 、 N 、 K ❖ 2. 大量元素： 0.1-1%: Ca 、 Mg 、 P 、 S 、 Cl 、 Fe 、 Cu ❖ 3. 微量元素： <0.1% : Al 、 B 、 Br 、 F 、 I 、 Mn 、 Mo 、
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农药 DDT
有毒物质循环举例
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两种途径通过 食物链进行富 集
富集或生物放大作用 是指有毒物质沿食物 链各营养级传递时， 在生物体内的残留浓 度不断升高，愈是上 面的营养级，生物体 内有毒物质的残留浓 度愈高的现象。
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汞循环(mercury cycle)
C
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磷循环
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全球硫循环
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生态系 统的硫 循环
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能量流动和物质循环关系
❖ 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链和 食物网的渠道实现的，二者相互伴随进行，又相辅 相成，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。
火山活动
化石 燃烧
降水
挥发
挥发
农药喷洒
水鸟
农田风 化和淋
径流 工厂 捕鱼 汞的废物
鱼
Hg2＋
溶作用
水生植物
(中性pH) (CH3)2Hg
由河水带走
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(酸CH性3HpHg) 沉积物
第四节 物质循环与环境问题
人类干预水循环引起环境问题
1. 植被破坏：水土流失、河流洪涝 或干枯
2. 兴建大型水利工程：改变流域的 水平衡，造成 流域不同部位盐碱 化、沼泽化和干旱化 .
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三 物质循环的类型
❖ 主要蓄库与岩石、土壤和水相联系的是沉积型循环， 如磷、硫循环。沉积型循环速度比较慢 .这些沉积 型循环物质的主要储库在土壤、沉积物和岩石中， 而无气体状态，因此这类物质循环的全球性不如气 体型循环、循环性能也很不完善。属于沉积型循环 的物质有：磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅 等，其中磷是较典型的沉积型循环物质，它从岩石 中释放出来，最终又沉积在海底，转化为新的岩石。
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三 物质循环的类型
❖ 生态系统的物质循环可分为三大类型，即水循环 (water cycle)，气体型循环(gaseous cycle)和沉 积型循环(sedimentary c系统的功能，生命也将难以维持。
❖ 气体循环中物质的主要储存库是大气和海洋，循环 与大气和海洋密切相联，具有明显的全球性，循环 性能最为完善。属于这一类的物质有氧、二氧化碳、 氮、氯、溴、氟等。气体循环速度比较快，物质来 源充沛，不会枯竭。