生态系统中物质循环

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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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
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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
❖ 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。
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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。
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。
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。
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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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
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 )
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)
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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。
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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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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 cycle)。
❖ 水循环是物质循环的推动力。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。
❖ 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。