生态系统氮循环..共20页文档
生态系统氮循环特征及其环境效应解析
生态系统氮循环特征及其环境效应解析氮是生态系统中最重要的营养元素之一，它在自然界中的循环过程中起着至关重要的作用。
生态系统的氮循环分为生物固氮、尿素氮转化、硝化和反硝化等环节。
氮循环的特征与环境效应对于生态系统的稳定和氮素的利用率具有重要意义。
首先，生物固氮是生态系统中氮循环的重要环节之一。
许多微生物通过固氮过程将大气中的氮气转化为可供植物摄取的形态。
这些微生物可以存在于土壤中，也可以与植物建立共生关系，如豆科植物与根瘤菌的共生。
通过生物固氮，生态系统能够有效地利用空气中的氮气资源，提供植物所需的氮源，从而维持生态系统的生物多样性和生产力。
其次，尿素氮转化是生态系统中氮循环的另一个重要过程。
尿液中含有丰富的尿素氮，通过微生物的作用，尿素可以分解为氨氮和硝酸盐氮。
这些被分解出来的氮化合物能够被植物吸收利用，而不会造成氮的损失。
尿素氮转化过程在自然界中广泛存在，并且对于农田的氮素管理和养分循环具有重要意义。
此外，硝化和反硝化过程也是生态系统中氮循环的重要组成部分。
硝化是将氨氮氧化为硝酸盐氮的过程，可以通过硝化细菌和古菌来完成。
反硝化是将硝酸盐氮还原为氮气的过程，同样需要特定的微生物参与。
硝化和反硝化过程的平衡对于维持土壤和水体中氮的循环非常重要。
过多的硝化会导致土壤酸化和养分的流失，而过多的反硝化则会释放出温室气体，对气候变化产生负面影响。
除了上述的氮循环特征，生态系统中氮的环境效应也是需要考虑的。
过度的氮输入是生态系统中的一个常见问题。
主要来源包括农业活动、化肥使用、工业废水排放等。
过度的氮输入会导致氮浓度过高，进而引发水体富营养化问题。
水体富营养化会导致藻类大量繁殖，消耗水体中的氧气，形成缺氧环境，严重影响水生生物的生存。
此外，氮也可能通过大气沉降的方式进入土壤，造成土壤酸化和土壤质量下降。
生态系统中氮循环的研究对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
了解不同环节的氮转化过程，有助于优化农业管理措施，降低氮的损失和污染风险。
氮循环在生态系统中的作用与影响
氮循环在生态系统中的作用与影响在自然界中，生态系统中元素的循环变换是一个复杂的过程。
其中，氮循环是一种至关重要的元素循环。
氮元素在生态系统中存在于不同物种和环境中，并通过氮循环在这些不同的环境之间转移。
氮循环影响着许多生态系统过程，包括能量流动、植物生长、有机物分解、土壤侵蚀以及水体中营养物的含量。
本文将探讨氮循环在生态系统中的作用及其影响。
氮的生态角色氮是生命必须的元素之一，是许多生物体内关键的成分。
氮存在于物质的形态有许多不同形式，包括氨气（NH3）、氨基酸、硝酸盐和尿素等化合物。
氮在自然界中的四种主要形式包括氮气（N2）、氨（NH3）、硝酸盐(NO3-)和亚硝酸盐 (NO2-)。
其中，氮气是大气中最大的氮来源，而氨被广泛用于农业和工业生产中。
氮化物在水体中的存在（如硝酸盐和亚硝酸盐）是由自然过程和人类活动共同贡献的。
氮元素主要进入生态系统中的方式是通过植物根吸收，有机质分解，以及土地和水体的化学反应和降雨。
在形式上，氮元素的循环在生态系统中主要分为两个关键的过程，即硝化和脱硝。
硝化是一种转化氨基为硝化盐的过程，而脱硝是一种氧化硝酸盐或亚硝酸盐，产生氮气的过程。
氮循环对生态系统的影响氮循环对生态系统有着广泛的影响，这些影响包括:1. 植物生长氮是植物生长所必须的元素之一。
通过氮循环，氮元素被转换为植物所需的形式，并进入植物生长过程中。
缺少氮元素会影响生物的生产力和生态系统的稳定性。
2. 有机物分解氮循环对有机物分解也起着重要作用。
很多物质含有不同形式的氮，在分解过程中，硝化作用将氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐，并被用于植物生长和给其他微生物作为食物。
但如果这些物质放置时间过长，就会分解不彻底，残留的有机物会成为环境污染源。
3. 活动的土壤生态系统氮在土壤中的循环及转化过程对土壤生态系统有着重要的作用。
不同的微生物可以协同合作进行氮循环，从而保证生态系统的稳定和可持续性。
4. 行为氮元素形式的变化过程还会影响多种形式的氮污染和防治工作。
农业生态系统与氮循环
农业生态系统与氮循环农业生态系统是一个复杂的生态系统，由土壤、植物和微生物等多个组成部分组合而成。
其中，氮素是构成生命体系必不可少的元素之一。
氮素在农业生产中起着重要作用，但同时也会对环境造成影响。
因此，对农业生态系统的氮素循环过程的研究和优化，对于实现可持续农业发展，保护生态环境具有重要意义。
一、氮素在农业生态系统中的作用氮素对于农业生态系统的发展和农作物生长发育具有重要作用。
氮素是构成蛋白质和核酸的主要元素之一，也是合成植物叶绿素和其他生物活性物质所必需的重要元素。
在氮素充足的情况下，作物的生长会得到更好的保障。
此外，氮素还促进了农作物的免疫和抗病能力。
缺乏氮素会导致作物生长发育不良，容易被病虫害侵害。
因此，在农业生态系统中，氮素是不可或缺的元素。
二、氮素的循环过程氮素是大气中最主要的成分之一，然而，也是我们所知道的最不稳定的元素之一。
氮素的形态非常多样，化学性质也有很大的差异。
为了更好地了解氮素在农业生态系统中的循环过程，我们需要先了解氮素的形态。
1. 氮元素的形态氮元素的形态主要包括：氨、亚硝酸盐、硝酸盐和有机氮等。
氨：主要存在于有机物分解的过程中，它可以由动物排泄物和死亡的植物和动物遗体产生。
亚硝酸盐：主要由氨氧化而来，也可以通过微生物的氧化作用产生。
硝酸盐：是氮元素中最稳定的一种形态，主要建立在硝化的基础上。
有机氮：存在于有机物中，例如蛋白质、核酸和多肽等。
2. 氮素的循环过程氮素在农业生态系统中经历了多个环节的循环：a. 固氮：微生物利用水中或土壤中氮气将其固定为氨。
这一过程对于细菌、真菌、青苔和其他氨单用菌来说是很重要的。
b. 内生菌根：植物的内生菌根可以吸收土壤中的有机氮物质，并将其转化为植物可用氨。
这可以帮助植物从土壤中吸收更多的氮素。
c. 物解作用：通过这种作用，有机物可以被分解为亚硝酸盐、硝酸盐和氨等无机化合物。
d. 同化作用：植物和微生物将硝酸盐和氨转化为有机物，这个过程需要能量的支持。
湖泊生态系统氮循环途径及发生条件分析
湖泊生态系统氮循环途径及发生条件分析湖泊是地球上重要的淡水资源，同时也是生态系统的重要组成部分。
湖泊生态系统氮循环是湖泊生态系统中一个至关重要的过程，对湖泊的健康和生态平衡起着重要的调节作用。
本文将对湖泊生态系统氮循环的途径及发生条件进行分析，以期加深对湖泊氮循环过程的理解，促进湖泊生态系统的保护和管理。
一、氮循环途径1. 氮的输入途径氮在湖泊生态系统中主要通过大气沉降和流域径流的方式输入到湖泊中。
大气中的氮气、氨、氮氧化物等可以通过降雨、降尘等方式输入到湖泊水体中。
来自流域的径流中也携带着大量的氮物质输入到湖泊中，其中包括来自农田和城市的污染物质。
2. 氮的固定途径氮的固定是指将大气中的氮气转化为有机氮的过程，主要通过湖泊生态系统中的植物和微生物来完成。
湖泊中的浮游植物和底栖植物能够利用水中的无机氮物质进行光合作用，将无机氮转化为有机氮，进而被食物链中的其它生物吸收利用。
3. 氮的循环途径湖泊中的氮物质主要通过湖水和底泥中的微生物进行氨氧化、硝化、反硝化等过程，完成氮的转化和循环。
在湖泊水体中，一部分氨通过氨氧化细菌氧化为硝酸盐，另一部分氨在缺氧条件下通过反硝化作用还原为氮气排放到大气中。
湖泊底泥中的微生物也能够将有机氮转化为无机氮，进一步参与湖泊生态系统的氮循环过程。
二、氮循环发生条件分析1. 水体中氮的浓度湖泊水体中的氮浓度是影响湖泊氮循环的重要因素之一。
若湖泊水体中氮的浓度较高，则有利于湖泊中的浮游植物和底栖植物的生长，从而促进氮的固定和循环过程。
但当氮浓度过高时，容易引起水体富营养化，产生水华等问题，对水质和生态环境造成危害。
2. 底泥氮的储量湖泊底泥中氮的储量对湖泊氮循环过程也有重要影响。
丰富的底泥氮资源可以成为湖泊生态系统中维持氮循环的重要来源，同时也为湖泊中的微生物提供了适宜的生长环境。
若底泥氮的储量不足，会限制湖泊中氮的循环和固定过程，影响湖泊的生态平衡。
3. 氧气的含量氮的氧化和还原过程是氮循环的核心环节，而这一过程需要充足的氧气作为辅助条件。
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1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
生态系统氮循环
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
氮循环
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。
氮在自然界中的循环转化过程。
是生物圈内基本的物质循环之一。
如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反覆循环，以至无穷。
基本概念空气中含有大约78%的氮气，占有绝大部分的氮元素。
氮是许多生物过程的基本元素；它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中，是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一。
在植物中，大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子。
加工，或者固定，是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程。
一部分氮素由闪电所固定，同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定。
这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶，生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分。
某一些固氮细菌，例如根瘤菌，寄生在豆科植物（例如豌豆或蚕豆）的根瘤中。
这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系，为植物生产氨以换取糖类。
因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃。
还有一些其它的植物可供建立这种共生关系。
其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素。
动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得。
氨氨来源于腐生生物对死亡动植物器官的分解，被用作制造铵离子(NH4+)。
在富含氧气的土壤中，这些离子将会首先被亚硝化细菌转化为亚硝酸根离子(NO2-)，然后被硝化细菌转化为硝酸根离子(NO3-)。
铵的两步转化过程被叫做氨化作用。
铵对于鱼类来说有剧毒，因此必须对废水处理植物排放到水中的铵的浓度进行严密的监控。
为避免鱼类死亡的损失，应在排放前对水中的铵进行硝化处理，在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝化作用成为一个充满吸引力的解决办法。
铵离子很容易被固定在土壤尤其是腐殖质和粘土中。
而硝酸根离子和亚硝酸根离子则因它们自身的负电性而更不容易被固定在正离子的交换点（主要是腐殖质）多于负离子的土壤中。
氮的循环完整ppt课件
NH3在纯氧中点燃即可燃烧，通常产物是N2和水
4NH3＋3O2＝2N2＋6H2O
氨在纯氧中燃烧 氨氧化炉（中间是铂铑合金网）
4、氨的实验室制法
1. 原理：
2NH4Cl+Ca(O△H)2==
3NO2＋H2O
2HNO3＋NO
上述两个反应可多次循环，综合两式，整理得总反应式
4NO ＋3O2 ＋2H2O
4HNO3
NO 和O2的体积比为4:3，等体积混和，剩余O2 ¼
体积，为原混合气体的 1/8
迁移
将NO2和O2混和气体同时通入水中发生的反应？
3NO2＋H2O
2HNO3＋NO
①
2NO ＋O2
法是
。
3.浓硝酸都有氧化性的原因是
。
4.将浓硝酸分解的气体收集在一支试管中,再
将试管到插在水中,可能出现的现象
是
,原因是：
化学方程式为
。
5.向FeCl2溶液中,滴加KSCN溶液,产生的现象
是
,再滴加几滴硝酸的现象
是
,原因是
,离子方
程式为
。
N2＋O2 放电 2NO ＋O2 3NO2＋H2O
2NO （无色，难溶于水） 2NO2 （红棕色，有刺激性气味） 2HNO3＋NO
练习
一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置 于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后，
剩余气体的体积约为原体积的多少？
分析： 2NO ＋O2
2NO2
答案：1/8
稀硝酸中，有无色气体， 溶液变黄或浅绿；浓硝酸 中，无明显现象
农业生态系统中氮循环与固氮过程研究
农业生态系统中氮循环与固氮过程研究氮是生命活动中必不可少的元素。
在大气、土地、水体、植物和动物中都有氮的存在。
特别是在农业生态系统中，氮是植物生长、食物产出和优质作物的关键因素。
氮的循环和固氮是维持农业生态系统中氮素平衡的重要过程。
一、氮在农业生态系统中的循环氮在农业生态系统中通过多个循环路径实现循环。
通常，氮从空气中通过大气固氮作用进入土壤和水体。
在土壤中，氮发生第一次转化，包括氨化作用、硝化作用和亚硝化作用。
在后续过程中，土地中的植物吸收土壤中的氮转化为有机氮或蛋白质，这些植物剩余的氮在植物死亡后或通过动物粪便和残骸降解进入土壤中。
它们的氮继续被土地中的微生物转化，形成稳定的有机氮，并通过土壤水分的流动进入地下水和其他水体。
显然，这是一个非常复杂的过程，影响和控制农业生态系统中的氮循环成为生态农业和气候变化方面的重要研究课题。
二、氮固定过程及其在农业生态系统中的应用氮固定是让氮从空气中转化为可利用的植物营养素的过程。
氮气不能直接被植物利用，但是，许多植物根际中的微生物可以在气体转化过程中将大气中的氮转化为植物所需的氮。
这个过程称为固氮作用。
固氮作用是氮素生物循环中的重要过程。
生物固氮通常有两个来源，一个是自由生活固氮菌，主要栖息在土壤中，另一个是共生固氮菌，会与植物根系形成共生关系。
在这些植物中，固氮作用通常通过其根系中的共生菌完成。
共生固氮菌与宿主植物协同进化，共同进化为生态共同体，其中共生关系非常紧密。
通过共生反应，共生固氮菌吸收植物根系中提供的碳源并在空气中固定氮，产生氨和其他化合物。
它们通过植物根系将固定的氮释放为植物可以利用的形式，并参与到植物生长、蛋白质和其他有用代谢物的合成中。
固氮是确保农业生态系统氮平衡的重要因素。
生物固氮也被认为是一种可持续农业发展的方法，通过利用农业生态系统中现有的固氮生物，可以支持提高农作物产量的实践和方法。
三、农业生态系统中氮循环与固氮过程的应用与管理农业生态系统中氮循环及固氮过程的应用与管理具有极其重要的作用。
氮的循环课件
氮的循环课件氮的循环课件氮是地球上最常见的元素之一，它在自然界中以多种形式存在。
氮的循环是指氮在大气、陆地和水体之间的转化过程，它对生态系统的功能和稳定性起着重要作用。
本文将介绍氮的循环过程和其在生态系统中的重要性。
一、氮的循环过程1. 大气氮固定：大气中的氮气（N2）通过闪电、太阳辐射和一些特定的细菌作用，转化为可被植物吸收利用的氮化合物。
这个过程被称为大气氮固定。
2. 生物固氮：一些细菌和蓝藻能够将大气中的氮气转化为氨（NH3）或氮酸盐（NO3-），这个过程被称为生物固氮。
这些细菌和蓝藻通常与植物共生，提供植物所需的氮源。
3. 植物吸收：植物通过根系吸收土壤中的氨和氮酸盐，将其转化为氨基酸和其他氮化合物。
这些氮化合物是构成植物细胞和组织的重要组成部分。
4. 动物摄食：动物通过食物链摄食植物，吸收植物组织中的氮化合物。
这些氮化合物被用于动物体内的生长和维持生命活动。
5. 动植物死亡和分解：当动植物死亡或排泄物分解时，其中的有机氮化合物被分解为氨和氮酸盐，进入土壤中。
6. 腐殖化：土壤中的氨和氮酸盐经过微生物的作用，转化为有机氮化合物，形成腐殖质。
腐殖质能够长期储存氮，并为植物提供养分。
7. 氮沉积：大气中的氮化合物通过降水或干沉积的方式进入土壤和水体中，为生态系统提供额外的氮源。
二、氮的生态功能氮在生态系统中起着重要的调节和支持作用。
1. 植物生长和生产力：氮是植物生长的关键元素之一。
植物吸收氮化合物后，能够合成氨基酸、蛋白质和核酸等生物分子，促进植物的生长和发育。
氮的充足供应可以提高植物的生产力。
2. 生物多样性维持：氮的循环对维持生态系统的物种多样性至关重要。
不同植物对氮的利用能力不同，一些植物对氮的需求较高，而另一些植物可以适应低氮环境。
氮的循环过程可以影响植物群落的结构和物种组成。
3. 水体富营养化：过多的氮进入水体会导致水体富营养化，引发藻类过度生长。
藻类过度生长会消耗水体中的氧气，导致水体缺氧，对水生生物造成危害。
氮的循环生态系统中的氮元素
氮的循环生态系统中的氮元素氮是地球上最常见的元素之一，它在生态系统中扮演着重要的角色。
氮的循环是一种复杂的过程，涉及到氮的转化和利用。
了解氮的循环对于我们理解生态系统的健康和平衡具有重要意义。
氮元素的不同形式氮在自然界中存在着不同的形式，包括氮气（N2）、氨（NH3）、亚硝酸盐（NO2-）和硝酸盐（NO3-）等。
氮气是大气中最主要的形式，占据了大气氮的绝大部分，但它对大多数生物来说是不可利用的。
氨是一种在土壤和水中广泛存在的形式，它可以被植物和微生物利用。
亚硝酸盐和硝酸盐是土壤中的重要形式，它们是植物的主要氮源。
氮的转化过程氮的转化过程涉及到氮的不同形式之间的相互转化。
这些转化包括氮的固氮、氨化、硝化、反硝化和氮化等过程。
固氮是指将大气中的氮气转化为氨或亚硝酸盐的过程，这个过程主要由一些细菌和蓝藻完成。
氨化是将氮气或亚硝酸盐转化为氨的过程，这个过程由一些细菌和真菌负责。
硝化是将氨或亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程，这个过程由一些细菌完成。
反硝化是将硝酸盐还原为氮气的过程，这个过程由一些细菌完成。
氮化是指将氮气转化为氮化合物的过程，这个过程主要发生在工业生产中。
氮的利用过程氮的利用是指氮被生物体吸收和利用的过程。
植物通过根系吸收土壤中的氮元素，然后利用它们合成蛋白质和其他有机物。
动物通过摄食植物或其他动物来获取氮元素，并将其合成为自己的蛋白质和DNA 等。
微生物在土壤和水中利用氮元素进行生物合成和能量产生。
氮的利用过程是氮循环中至关重要的一部分，它可以维持生态系统的稳定和平衡。
氮的流失和污染氮的循环过程中，可能会发生氮的流失和污染。
流失是指氮元素从一个环境转移到另一个环境的过程，这可能会导致氮在某些环境中过量积累或在其他环境中不足。
氮的流失通常发生在土壤和水体中，可以通过冲刷和渗漏等途径发生。
氮的污染是指环境中氮浓度过高，超出了生态系统的承受能力。
氮污染常常来自农业排放和工业废水等，会对水体和土壤造成污染，并对附近的生物体产生负面影响。
氮循环
氮污染的危害
（1）由氮转化的氨在微生物的作用下，会形成硝酸盐和酸性氢离子，造成土壤和水体生态系统酸化从而使 生物多样性下降。另外，铵对于鱼类来说有剧毒，因此必须对废水处理且植物排放到水中的铵的浓度进行严密的 监控。为避免鱼类死亡的损失，应在排放前对水中的铵进行硝化处理，在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝 化作用成为一个充满吸引力的解决办法。
氮循环
生态系统物质循环
01 定义
03 人为干预
目录
02 基本内容 04 污染防治
基本信息
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。 氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分，全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环 严重失衡，并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。
人为干预
人为干预
人为的固氮作用，即化学氮肥的生产和应用，大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物,以及燃烧矿物 燃料生成NO和NO2。人为的固氮量是很大的，估计约占全球年总固氮量的20～30%。随着世界人口的增多，这一比 例将会继续上升。
农田大量施用氮肥,使排入大气的N2O不断增多。在没有人为干预的自然条件下，反硝化作用产生并排入大气 的N2和N2O,与生物固氮作用吸收的N2和平流层中被破坏的N2O是相平衡的。N2O是一种惰性气体,在大气中可存留 数年之久。它进入平流层大气中以后，会消耗其中的臭氧，从而增加到达地面的紫外线辐射量。这可能会给人体 健康带来有害影响，对此还不很清楚。施用氮肥的农田排出的地面径流，城市和农村的生活污水都把大量的氮排 入河流、湖泊和海洋，常常造成这些水体的富营养化现象。
定义
定义
氮循环(2张)氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经 微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。
氮循环和生态系统的氮限制
氮循环和生态系统的氮限制氮循环被誉为地球化学循环的最强循环之一，同时也是生态系统中最重要的物质转化过程之一。
氮元素是构成生命体的重要元素，它在大气中的含量相对较低，因此在生态系统中的氮循环显得尤为重要。
氮循环对人类的影响也十分巨大，包括农业、污染控制、气候变化等等。
氮循环是生态系统中的一个耗能过程，它主要包括氮的分解、转化、吸收和释放四个阶段。
首先，有机氮被分解为无机氮的过程称为氮的分解。
然后，无机氮被转化为有机氮的过程称为氮的转化。
其中，硝化作用和固氮作用是最重要的两种转化过程。
硝化作用是指将氨或尿素转化为硝酸盐，固氮作用是细菌和植物为获取氮而将大气中的氮转化为无机化合物。
吸收过程指的是植物通过根系吸收无机氮的过程。
最后，氮化合物被释放到生态系统中，可能会进入大气、水体或者生物体内。
然而，氮循环也存在着生态系统的氮限制问题。
这种问题主要来自生态系统氮元素的供应不足或者生态系统的自我稳定机制。
由于氮元素是构成生命体的重要元素，因此生态系统中的氮元素供应情况对生态系统所承载的生物种群和生态功能有着重要的影响。
若生态系统中的氮元素供应相对不足，那么生态系统所能承载的生物种群和生态功能也会受到阻碍。
除了氮元素供应的不足，另一个导致生态系统氮限制的因素是自我稳定机制。
生态系统中的氮元素不仅通过植物和生物体的吸收和利用，还会通过植物和微生物的固氮和硝化过程得到补充。
然而当生态系统中氮元素的纳入过程过于发达，生态系统的自我稳定机制就会被激发。
这时，氮元素的输入和输出就会趋向平衡，为生态系统的氮元素补给带来困难。
在生态系统中，氮元素限制的发展机制是极为复杂的。
氮元素的供应不足和生态系统的自我稳定机制之间缺乏合理的平衡，因此生态系统氮限制的研究也是极为复杂的。
只有逐渐发展出一套适合生态系统需求的稳态生态学理论，才能为生态系统氮限制问题的解决提供一个完全可行的解决方案。
氮循环
氮循环在自然界，氮元素以分子态（氮气）、无机结合氮和有机结合氮三种形式存在。
大气中含有大量的分子态氮。
但是绝大多数生物都不能够利用分子态的氮，只有象豆科植物的根瘤菌一类的细菌和某些蓝绿藻能够将大气中的氮气转变为硝态氮（硝酸盐）加以利用。
植物只能从土壤中吸收无机态的铵态氮（铵盐）和硝态氮（硝酸盐），用来合成氨基酸，再进一步合成各种蛋白质。
动物则只能直接或间接利用植物合成的有机氮（蛋白质），经分解为氨基酸后再合成自身的蛋白质。
在动物的代谢过程中，一部分蛋白质被分解为氨、尿酸和尿素等排出体外，最终进入土壤。
动植物的残体中的有机氮则被微生物转化为无机氮（氨态氮和硝态氮），从而完成生态系统的氮循环。
氮循环的定义氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。
氮在自然界中的循环转化过程。
是生物圈内基本的物质循环之一。
如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反覆循环，以至无穷。
构成陆地生态系统氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。
动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。
这一过程为生物体内有机氮的合成。
动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程是氨化作用。
在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。
氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。
在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程被称作反硝化作用。
由此可见，由于微生物的活动，土壤已成为氮循环中最活跃的区域。
基本概念空气中含有大约78%的氮气，占有绝大部分的氮元素。
氮的循环完整课件
氮元素除了以氮气旳形式存在空气中外， 还以哪些形式存在于自然界中
一、氮在自然界中旳循环
图1 氮在自然界中旳循环示意图
二、氮循环中旳主要物质及其变化
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）氮气与氮旳固定 1、氮气旳性质
结构
化学性质 稳定，极难与其他物质反应
用途
2、氮旳氧化物 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
液氨
氨水
一水合氨
一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红 氨水是弱碱，对吗？ 氨水呈弱碱性
氨水旳密度都不大于1g/cm3 氨水越浓，密度越小
氨气是唯一旳碱性气体，能使湿润 旳红色石蕊试纸变蓝（检验氨气）
产生喷泉旳原理：
两个容器经过连接管构成连通 器，装有液体旳容器压强远不 小于另一种容器旳压强(即产生 较大旳压强差），就会产生喷 泉
2HNO3＋NO
①
2NO ＋O2
2NO2
②
上述两个反应屡次循环，综合① ②可得总反应关系式
4NO2 ＋O2 ＋2H2O
4HNO3
3、氮旳固定
N2＋3H2
高温、高压 催化剂
2NH3
（1）概念：使空气中游离态旳氮转化为含氮化合物
（2）分类：
高能固氮
自然固氮 生物固氮
氮旳固定
人工固氮 合成氨 仿生固氮
练习
用手轻轻地在瓶口扇动， 使少许旳气体飘进鼻孔。
3、NH3具有还原性
-3
催化剂 +2
4NH3+5O2=高=温= 4NO+6H2O
注①意反：应条（件NH：3催在化空剂气、中加反热应） ②是工业制硝酸中旳关键一步，
也叫氨旳催化氧化 ③C阐l2明、氨C有uO一等定氧旳化还原性，可被O2、
氮循环
氮循环的基本原理介绍氮循环的基本原理，以及如何利用氮循环保证水族生态环境的稳定“物质既不会被创造，也不会被消灭，只能从一种形式转换成另一种形式。
”——拉瓦锡对于一个新建的水族箱来说，头几个星期至关重要，因为这是其水体生态建立的过程。
在把鱼放入水族箱之前，我们一定首先为它们准备好居住环境。
建立起良好的氮循环，是其中一个重要的工作。
鱼的废物、吃剩的食物，以及其他累积的有机物不会自己消失，它们会被微生物分解，产生有毒的物质。
不过大自然是聪明的，一些生物会把这些分解物转变成能被其它生物利用的新物质。
这些分解物中最主要的是氮基物质，这个逐渐分解的过程称为氮循环。
能够造成这种变化的是一种微生物—硝化细菌（nitrifying bacteria），在自然界中它会分解氮化合物。
在水族箱刚建好时会有少量的硝化细菌存在（可能来自水或底砂等，也有专门的硝化细菌出售），这就是后期培养的基础。
在头几个星期里，我们要让这种细菌大量繁殖直到它们能够分解处理水中的废物，就是我们常说的“养水”。
只有在水养好后，才能将鱼放到缸中。
这个过程大概需要2－6个星期。
氮（N）对生物来说是非常重要的化学元素，因为它可以形成生物必不可少的两种有机物：蛋白质和核酸。
自然界的氮主要以氮气（N2）的形式存在于空气中，虽然空气中氮气的含量很多，但大多数生物无法直接利用它，只有一些特殊的菌类，主要是蓝、绿藻类（cyanobacteria），能够吸收N2，用以合成氮基化合物。
这个过程叫氮固定。
藻类被其他生物吃掉，这些生物又再被生物链中更高级别的生物吃掉，最后氮化合物在整个生态系统中传播开来。
当这些氮化合物被释放（生物死亡，或通过其脱落物、排泄物）时，它们被细菌分解，分解的主要产物之一是氨（NH3）。
氨在水中与水结合，形成氢氧化铵（NH4OH）。
这是毒性比较大的物质，能使鱼类血液中的蛋白质变性而失去生理功能，当水体中氨浓度超过0.2ppm时就会造成鱼类急性死亡。
农业生态系统中的氮素营养循环及调节
农业生态系统中的氮素营养循环及调节营养循环和物质循环是任何一个生态系统的两个基本过程，对它们的研究具有重要的作用。
对农业生态系统中的营养循环的研究，不仅可以使我们了解各种矿质营养的流动过程，对指导我们在农业实践生产过程中的化肥合理施用具有非常重要作用；同时又可以在保持原有产量下，减少资源成本投入、保护环境等等重要意义。
动植物及人类生长发育所必需的营养元素称为营养元素[1]，营养循环即为营养元素的循环，包括了大量元素的循环、微量元素的循环和痕量元素的循环。
农业生态系统中的循环则是这些元素在人工农业系统如：农田、牧场、草地等和自然系统中的土壤、水、植物等等之间的循环。
可见农业系统中的养分循环是联系土壤、作物、人、畜禽的纽带，是维持农业系统时空上的联系的重要手段，使农业系统具有稳定性和自调力的基础[2]。
氮、磷、钾是肥料的三要素，是农业生产过程中作物极易缺乏的三种营养元素，也是化肥施用量最多的元素；故一直以来，对它们在农业系统中的循环研究也是最多。
本文就农业生态系统中的氮营养元素的循环及其调控方法为主作了综述。
1.氮素的循环氮素是植物的必须营养元素，也是作物产量最重要的养分限制因子。
农业生态系统中的氮素循环是指，氮素通过不同途径进入农业生态系统，再经过许多相互联系的转化和移动过程后，又不同程度地离开这一系统，这一循环是开放性的，它与大气和水体等外界环境进行着复杂的交换[3]。
2.氮素在农业生态系统的输入2.1化肥（有机肥和无机肥）氮素的输入施肥方式输入氮素营养是农业生态系统中氮素输入的最主要的方式之一；它对增加农田中氮素营养的总量的效果也是最为明显。
故农业生产遇到氮素不足时，常以施肥方式来解决。
可见，施肥还是调节农业生态系统中氮素平衡的一个重要方式，也是人为进行调控方式之一。
1998 年我国化肥平均施用量氮肥中的N已超过225 kg/hm2；而北欧等国家施用要相对低一些，挪威东南农田氮肥施用量为N 110 kg/hm2[4]。
植物生态系统中氮循环机制的研究
植物生态系统中氮循环机制的研究氮是地球上重要的元素之一，它是植物生长必需的营养元素。
植物通常从土壤中吸收氮，主要形式为硝酸盐和铵盐。
但是，土壤中氮存在很多形式，如有机氮、无机氮、铵态氮、硝态氮等，这些氮的形式和转化对于植物的生长和环境的稳定有很大的影响。
为了更好地了解植物生态系统中氮的循环机制，科学家们进行了广泛的研究。
因为氮在生态系统中的循环涉及到多个环节，因此研究其循环机制需要从不同的角度进行分析。
一、植物吸收氮的方式植物通过根系吸收氮，其吸收方式可以分为两种：主动吸收和被动吸收。
主动吸收主要指植物根系通过自身代谢活动产生的需要氮源的能量，吸收土壤中的氮元素。
被动吸收则在植物与某些微生物或真菌存在共生关系时发生。
这些共生体提供给植物的氮源在很大程度上是由它们自身代谢过程所产生的。
二、植物氮的吸收与利用在植物内部，吸收到的氮元素分为硝酸铵型和氨态氮型二种。
硝酸铵型氮元素主要被转化为植物体内的硫酸基团的形式，然后参与到蛋白质、核酸以及其他有机化合物的合成中。
而氨态氮元素则是直接与α-酮戊二酸反应，形成谷氨酸和天冬氨酸等α-氨基酸，然后通过转运蛋白质导入质壁体内，进行蛋白质合成。
三、植物氮的转运和贮存根据氮的形态和植物的生长阶段的不同，植物的氮有不同的转运和贮存方式。
在植物生长的过程中，氮通常出现在两个不同的组织中：植物的根和叶片。
对于大多数植物而言，氮可以从根部逐步向上转运，直到被导入叶片，然后被利用进行光合作用等代谢活动。
而一些植物则存在一定的氮贮存机制，例如豆科植物的根瘤和根系发生共生关系后，可以将大量铵态氮转化为蛋白质等有机物，存储于植物体内。
这种氮转运和储存机制有着重要的生态意义，因为它对土壤中的氮素平衡和植物生长的稳定都有着很大的作用。
四、土壤中氮的循环和转化除了植物内部的氮循环以外，土壤中氮的循环和转化也是研究的关键。
氮在循环过程中会经历不同的化学转化，包括氧化和还原等。
土壤中的微生物扮演着重要的角色，因为他们通常能够参与到氮的转化过程中。
生态系统氮循环过程与全球氮素平衡演变趋势分析
生态系统氮循环过程与全球氮素平衡演变趋势分析随着人类社会的发展和全球人口的增加，氮素的循环和平衡对于生态系统的可持续发展变得越来越重要。
氮素是生物体生长和发育所必需的营养元素之一，而过度的氮素排放对生态系统造成了许多负面影响。
本文将就生态系统氮循环过程以及全球氮素平衡演变趋势进行详细的分析。
首先，我们来了解生态系统氮循环的过程。
氮循环主要包括氮的生物固定、氮的矿质化、氮的硝化和脱硝以及氮的氨化和反硝化等。
生物固定是指植物通过共生菌根、自由生活菌根和植物叶片上的固氮酶将大气中的氮气转化为植物可吸收的氨基化合物。
矿质化是指有机物中的氮被细菌分解为无机形式，如氨、铵离子和硝酸盐等。
氮的硝化是指氨和铵通过一系列细菌作用转化为硝酸盐。
脱硝是指一些细菌将硝酸盐还原为氮气或氮氧化物的过程。
氨化是指氨氧化细菌将氨转化为硝酸盐的过程。
反硝化是指反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气的过程。
通过这些过程，氮在生态系统中的转化和循环得以完成。
其次，我们要关注全球氮素平衡演变趋势。
全球氮素平衡涉及到氮素的输入、输出和储量。
氮素的输入主要包括大气固氮、化肥施用、农业活动以及河流和湖泊的径流等。
氮素的输出主要包括作物收获、氨挥发、河流和湖泊的流失以及大气中的氨和氮氧化物排放等。
氮素的储量分布在土壤和植物体内。
然而，随着工业化和农业发展的加速，全球氮素平衡出现了一些变化。
一方面，氮素输入的增加对生态系统造成了一定的压力。
化肥的大规模使用导致土壤中氮素浓度的增加，从而影响了土壤的生态化学性质和微生物的代谢活动。
农业活动中的氨挥发和农田径流也大量释放了氮素。
此外，工业活动和交通运输中的氮氧化物排放以及污水处理厂的废水排放都增加了大气中氮素的含量。
这些因素共同导致了生态系统中氮素的过量积累，引发了许多环境问题，如水体富营养化和大气污染等。
另一方面，氮素输出的增加也威胁着全球的氮素平衡。
由于生物固氮的能力有限，大气中的固态氮循环时间长，导致全球氮素固定速率相对较慢。