归纳陆地生态系统氮循环.ppt
氮循环PPT课件
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。
《生态系统氮循环》PPT课件
小组小结
1、各个生态系统中氮的循环和转化都可分为氮的输入、转 化和输出三个部分。
2、各个生态系统氮循环的主要反应都是固氮作用、氨化作 用、硝化作用和反硝化作用。
3、不同生态系统中氮循环的主导反应不同。
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参考文献
[1]胡晓霞,丁洪等。菜地氮素循环及其环境效应研究进展[J].中国农学通报. 2010,26(10):287-294. [2]刘淼,梁正伟.草地生态系统氮循环研究进展[J].中国草地学报. 2010,32(5):91-95. [3]王晓姗,刘杰.于建生.海洋氮循环细菌研究进展[J].科学技术与工程. 2009,9(17):5057-5062. [4]张玉树,丁洪,秦胜金.农业生态系统中氮素反硝化作用与N2O排放研究进展[J]. 中国农学通报.2010,26(6):253-259. [5]陈伏生,曾德慧,何兴元.森林土壤氮素的转化与循环[J].生态学杂志. 2004,23(5):126-133. [6]周念清,王燕,钱家忠等.湿地氮循环及其对环境变化影响研究进展[J]. 同济大学学报.2010,38(6):865-869.
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18
结束
《生态系统氮循环》PPT 课件
主要内容
氮循环的定义及意义 生态系统中的氮循环 各生态系统氮循环及其特征
小组小结
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氮是构成蛋白质和核酸的主要元素，在生物学上具有重
要意义。正是由于地球上存在氮和其他生命必需元素的循环 ，才使地球上生命生生不息，成为太阳系中一个生机勃勃的 星球。
氮素循环：氮在大气、土壤和生物体中迁移和转化 的往返过程。
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森林生态系统中的氮循环
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森林生态系统中氮循环的特征
生态系统中的物质循环(共18张PPT)
硫进入大气有几条途径，燃烧矿石燃料、火山爆发、海面散布和分解 过程释放气体。
生物地化循环可分为三大类型，即水循环、气体型循环
和沉积型循环。
在气体型循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海 洋密切相联，具有明显的全球性，循环性能最为完善。凡属于气体型循 环的物质，其分子或某些化合物常以气体形式参与循环过程。
在一个自然的未受人类影响的生态系统，氮的输入和输出往往是平衡的。 氮也往往易于成为限制因子。
三、沉积型循环
（一）磷循环
通常没有气态磷，磷是随着水循环，由陆地到海洋。但是，磷从海 洋返回陆地则是比较困难的，因此磷循环是不完全的循环。
磷的主要贮存库是岩石和天然的磷酸盐沉积。岩石和沉积通过风化、侵蚀、 淋洗而释放出磷。人类为农业需要也要开采磷酸盐。植物从环境中吸收磷， 合成原生质，通过食草动物、食肉动物、寄生生物等在水体或陆地生态系 统中循环，然后通过排泄物和尸体分解再回到环境中。在陆地生态系统中， 有机磷被细菌还原为无机磷，其中某些被植物吸收而再循环，某些则变成 植物所不能利用的化合物，还有的组成了微生物的身体。陆地生态系统中 的一部分磷，进入湖泊和海洋
END
一、水循环
二、气体型循环
三、沉积型循环
一、水循环
水是生态系统中生命必需元素得以无限运动的介 质，没有水循环也就没有生物地化循环。水是地 质侵蚀的动因，一个地方侵蚀，另一个地方沉积， 都要通过水循环，因此，了解水循环是生态系统 物质循环的基础。
（一）水的分布
资源
地球水资源(引自Smith，1980)
磷循环是不完全的循环，很多磷进入海洋沉积起来，而重新返回的 磷，不足以补偿其损失。沉积磷酸盐的地层，并没有此起彼伏地上 升，使天然风化和侵蚀得以补偿每年进入海洋沉积起来的磷。人类 捕捞海鱼，使一部分磷重返大陆，但人类开采磷矿，大多最后被冲 洗和流失掉。因此，人类如果想避免因磷循环不完全而造成的“饥 荒”，他们就必须使这个不完全循环变成完全。这个问题到将来可能 显得更加重要。
生态系统中氮循环的过程
生态系统中氮循环的过程氮呀，这可是个在生态系统里超级重要的元素呢！就好像我们生活中离不开水和空气一样，生态系统也离不开氮的循环。
你看啊，氮循环就像是一场奇妙的旅程。
首先呢，大气中的氮气，那可是氮的大仓库。
不过呀，大多数生物可没办法直接利用这些氮气，这就好比你面前有一座金山，但是你却没办法直接把金子拿过来用。
这时候，一些特殊的微生物就登场啦！就像勇敢的开拓者一样，它们能把氮气转化为可以被生物利用的形式，这就是所谓的固氮作用。
这些微生物可真是厉害呀，它们就像是变魔术一样，把不能用的氮气变成了宝贝。
然后呢，这些被固定的氮就会在生物体内流转啦。
植物吸收了这些氮，长得绿油油的。
动物吃了植物，氮也就进入了动物的身体。
这就好像是一个传递的链条，一环扣一环。
但是呢，生物也会死亡呀。
当它们死亡后，身体里的氮又会通过分解者的作用，重新回到土壤或者水中。
这就像是一个轮回，氮在其中不断地循环着。
这其中还有一个很有趣的过程呢，叫做硝化作用。
就像是给氮进行了一次加工，让它变得更加适合生物利用。
还有反硝化作用，能把氮又送回大气中。
氮循环的过程是不是很神奇呀？它就像是一个无声的舞者，在生态系统的舞台上默默地跳着自己的舞步，维持着整个生态系统的平衡。
如果氮循环出了问题，那可不得了啦！就好像一部机器的某个零件坏了，整个机器都可能运转不顺畅。
想想看，如果没有氮循环，植物怎么能长得好呢？动物又靠什么来生存呢？我们的地球不就会变得很糟糕吗？所以啊，我们一定要好好保护这个神奇的氮循环过程，就像保护我们自己的家一样。
氮循环可不只是书本上的知识哦，它就在我们身边，时时刻刻都在发挥着作用呢！我们每天呼吸的空气，脚下的土地，周围的花草树木，都和氮循环有着密切的关系。
我们应该对大自然的这种奇妙安排感到惊叹和敬畏呀！我们不能随意去破坏它，而是要和它和谐相处。
总之呀，氮循环是生态系统中非常重要的一部分，它让我们的地球充满了生机和活力。
让我们一起珍惜和保护它吧，这样我们才能一直享受大自然的恩赐呀！。
简述陆地生态系统氮的循环过程
《简述陆地生态系统氮的循环过程》
氮循环是指陆地生态系统中氮的转化和迁移过程,包括氮在生物体内的吸收、固定、分解、合成及排出等一系列复杂的生理生化反应。
主要通过以下三种方式进行:(1)植物从土壤中吸收大量的氮,其中有机氮约占95%,无机氮仅占5%左右;
(2)微生物能够将空气中的氮还原为氨,但是只有少部分被植物所利用;
(3)动物的肠道细菌可以把氨氧化成亚硝酸盐和硝酸盐,这些都不是植物所需要的营养元素,而且也会对人类产生危害。
氮循环是生命过程中重要的化学过程之一,它使生物圈保持着良好的生态平衡状态。
如果没有氮循环,就不能维持生物圈中碳、氢、氧、氮四者间的正常比例关系,各种生物就难以生存。
氮循环是一个极其复杂的过程,目前尚未完全阐明。
据估计,地球上每年有50亿吨N2转变为NOx 排入大气,同时有20亿吨N2被还原为NH3返回到地表。
因此,在生物圈中氮的损失率达30～50%,其中40%以上的氮被生物固定或释放到大气中去了。
生态系统生态学 ppt课件
、
生
• 2、生态系统的生物生产
态
系
• 3、生态系统的能量流动
统
生
• 4、生态系统的物质循环
态
学
• 5、自然生态系统功能
—Department of Enviropnpmt课e件ntal Science and Engineering— 2
5.1 生态系统的概述
5.1.1 生态系统的定义 指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质 循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生 态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。 （英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出）
—Department of Enviropnpmt课e件ntal Science and Engineering— 20
5.1 生态系统的概述
（2）生态锥体
• 是表示生态系统中能流量、生物量和生物个体数量在 各营养级分布比例的图形。以方框长度代表各级能流 量、生物量或个体数量的大小，并按营养级顺序由下 而上叠置在一起。 也称为生态金字塔。
5.1 生态系统的概述
（3）食物链的特征
食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的 4—5个营养级，因为能量沿食物链流动时不断流 失；
食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。 因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损 耗也就越大；
食物链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性 直接相关；
1 大型浮游植物
2 大型浮 游植物
大型浮 游动物
鯷鱼 以浮游生物为食
鲸 以浮游生物为食
微型浮游植物 ( 小鞭毛藻 )
小型浮游动物 (植食性原生动物)
中型浮游动物 (肉食性甲壳动物)
环境科学中的陆地生态系统氮磷循环
环境科学中的陆地生态系统氮磷循环陆地生态系统氮磷循环是自然界中一个重要的循环系统，为生态环境的健康发展提供了保障。
随着工业和城市化进程的加速，人类活动对生态环境的影响也日益明显，对陆地生态系统氮磷循环的研究变得尤为重要。
本文将围绕陆地生态系统氮磷循环展开阐述，分别从概念、特征、影响因素和保护措施几个方面加以分析。
一、概述氮磷循环是指生态系统中氮、磷元素的赋存、运移、转换和利用的过程。
氮循环包括氮固定、氨化、硝化、反硝化等环节；磷循环包括磷礁溶解、有机磷矿物化、生物矿化等过程。
这些过程在生态系统中构成了一个循环系统，使氮磷元素在不同生物体之间进行了有规律的转移和循环，保证了生态系统中各生态物种的繁衍和生态系统的健康稳定。
二、特征1、氮磷元素在陆地生态系统中分布广泛，并经过复杂的相互作用和循环。
2、生态系统中土壤中氮磷元素的赋存和变化对气候、地貌、植被和生态环境变化等具有重要影响。
3、生态系统中氮磷元素的循环是一个复杂的生物地球化学过程，需要多个生物过程和环境因素共同影响。
三、影响因素1、生态系统中植物和微生物数量和种类对氮磷元素的循环有着重要的影响，其中植物又是影响因素中最重要的因素之一。
2、气候和土壤类型都对氮磷元素的循环有着重要的影响，其中气候因素中降水量和温度是影响因素中的两个重要因素之一。
3、地表流水和地下水对氮磷元素的运移和循环也具有一定的影响，它们可以在不同空间范围和时间尺度内对生态系统氮磷循环产生影响。
四、保护措施1、加强对生物多样性的保护，促进土壤有机质的增加和土壤不良状态的改善。
2、采用生态工程的方法提高土壤肥力，避免过度耕作对土壤造成的伤害。
3、加强生态环境监测，分析土地演变和不同生态系统之间的关系。
4、改善氮磷元素循环的结构和功能，提高土壤养分利用率和生态系统养分稳定性。
通过对陆地生态系统氮磷循环的了解，我们不仅可以更好地把握自然界的规律和变化，也能够更好地预防和应对各种环境问题和生态危机。
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
自然界的氮循环 PPT
缺磷肥，作物矮小瘦弱，分枝少，叶片暗绿色，叶 缘、叶柄出现紫色。
磷肥促进作物提早成熟，穗粒增多，子粒饱满。
钾肥
缺钾的大豆
缺钾的甘蓝
钾肥能促使作物生长健壮，茎杆粗硬，增强对虫 害和倒伏的抵抗能力。
复合肥料
复合肥料是含有 两种或两种以上营养 元素的化肥，如磷酸 二氢铵、硝酸钾等。
微量元素
微量元素肥料主要有 硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、 钼肥等，施用的量很少。 植物缺乏这些微量元素， 就会影响生长发育，减弱 抗病能力。
液态化肥：氨水（氨气的水溶液）化学式：NH3·H2O 气态肥料：CO2
水体富营养化污染
试一试
A 1、能够促使作物的茎、叶生长茂盛的是（ ）
A、 氮肥 B、 磷肥 C、 钾肥 D、微量元素肥料
B 2、下列肥料不能跟草木灰混合使用的是（ ）
A、尿素 B、硫酸铵 C、硝酸钾 D、磷酸钙
CD 3、下列肥料属于复合肥料的是（ ）
D. KNO3
D 7. 下列化肥与熟石灰混合研磨,能闻到氨气的是( )
A. 氯化钾
B. 硫酸钾
B. C. 过磷酸钙
D. 硫酸铵
C. 8.某同学家中种植的植物比正常的植株矮小瘦弱，
叶片发黄，严重时叶脉呈淡棕色,你认为应该施加下
D 列哪一种化肥(
)
A. A.氯化钾 B. 硫酸钾 C. 过磷酸钙 D. 尿素
A、碳酸氢铵 B、磷酸二氢钙 C、硝酸钾 D、磷酸氢二铵
4、含氮量最高的氮肥是（ CO(NH2)2 ）， 含氮量最高的铵盐是（ NH4NO3 ）
5、铵盐不能跟（ K2CO3 ) 等碱性物质混合施用，
否则会 降低肥效。
CD 6. 下列化肥属于复合肥料的是: (
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。
自然界中氮的循环生物课件
自然界中氮的循环生物课件一、教学目标1、以氮循环为例理解掌握物质循环的过程，以及物质循环在生态系统中的重要意义。
2、通过对资料的观察、对比，提高综合分析能力。
3、通过对生态系统功能的学习，形成保护生态系统的观念，热爱大自然。
二、教学重难点重点：氮循环的过程。
难点：氮循环的过程和生态系统物质循环的特点。
三、教学过程（一）联系已有知识基础，导入新课提出问题：之前学习了生态系统的能量流动的功能，能量流动有什么特点呢？（单向流动、逐级递减。
）生态系统的物质循环也是顺着生态系统的营养结构即食物链和食物网这个主渠道进行循环流动的。
而物质在生态系统的生物群落与无机环境之间可以反复出现，是循环流动的。
那么，生态系统中物质到底是怎样循环的呢？以氮循环为例进行学习。
（二）新课讲授氮循环的过程1、生物体内的蛋白质和核酸等都含有氮元素，氮的气体形式在空气中的含量非常高，约为79%，但植物不能够直接利用它。
氮是如何进入到生物体中的呢？出示根瘤菌的图片，结合课本及资料，引导学生观察、分析固氮过程，小组讨论发言，教师总结。
（有些植物，如大豆、豌豆、花生、苜蓿和三叶草等，它们的根上有根瘤菌形成的根瘤。
根瘤菌将处于游离状态的氮气转变成为无机氮的.化合物（主要是硝酸盐和氨），供给植物直接利用，这一过程称为固氮。
） 2、除了根瘤菌的固氮，还有哪些方式可以使氮进入到生物体内呢？教师出示氨化细菌、亚硝酸盐细菌、硝酸盐细菌等的功能图示，引导学生观察总结。
（多种细菌也能够以不同的方式，将植物不能直接利用的含氮化合物转变成能被植物体直接利用的氨或硝酸盐，进入生物体中的循环。
）3、以氮循环为例的物质循环说明物质循环有什么特点呢？教师通过引导学生总结，得出物质循环的特点：物质循环具有全球性，物质在生物群落与无机环境间可以反复出现，循环运动。
之前所学的能量流动与本节课所学的物质循环之间有什么联系呢？教师引导学生回答。
教师总结：生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。
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演示课件
氮损失的途径
• 以气体形式丧失 • 以溶液形式丧失 • 侵蚀丧失
演示课件
氮以气体形式的丧失
• 主要途径：氮挥发、硝化作用和反硝化作用
• 氨气能从土壤和叶片中散发。 农田使用的铵肥和尿素一般会有20%~30%
液的净积累。
土壤溶液是土壤中水分及所含溶质的总称， 是土壤的液相部分，主要包括无机离子、有机离 子和聚合离子以及他们的盐类。 • 铵的产生：矿化作用、反硝化作用 • 微生物通过矿化作用将DON中的氮变为NH4+ ，微 生物维持自身生长需要消耗氮，所以关于微生物 对NH4+ 的吸收和释放存在着一定的机制。
演示课件
氮以溶液形式的丧失（淋溶）
• 大多数生态系统中，以溶液形式丧失的氮 主要是硝酸盐和溶解有机氮。
• 硝酸盐淋溶的上升是氮饱和的特征之一。
演示课件
森林对阻止土壤中氮等营养物质流失的作用
无植被期，营 养物质大量流失。
随着植被逐渐 恢复，营养物质的流 失也得到了逐步缓解， 并最终基本达到初始 水平。
含硝基类（亚硝酸盐 硝酸盐） 硝
化
细
菌 异养型 —— 从有机质中获得能量进行硝化作用
使用硝化作用产 生的能量固定 CO2，从而获得 碳
演示课件
硝化作用的控制因素
演示课件
由上图可知： 1、 NH4+ 的可利用性是决定硝化作用速率最重
要的直接因素。 肥料输入和铵沉降是铵输入到许多生态系统的
额外来源。 2、氧是控制硝化作用的另一重要因素，因为大
演示课件
铵的归宿
• 1、被植物或微生物吸收 • 2、吸附到土壤矿物和带负电的有机体表面 • 3、固定到某些铝-硅酸盐黏土或络合到稳定
土壤有机质中（很难利用） • 4、挥发出氨气 • 5、硝化作用
演示课件
硝酸盐的产生和归宿
• 硝酸盐的产生：硝化作用
演示课件
硝化作用
自养型
含亚硝基类（铵 亚硝酸盐）
氮的系统内循环
• 矿化作用概况 • 溶解有机氮的产生和归宿 • 铵的产生和归宿 • 硝酸盐的产生和归宿
演示课件
矿化作用概况
在自然生态系统中，大部分（>99%）土壤氮来源于植 物、动物和微生物死的有机体。
溶解有机氮（DON）：微生物分解死的有机物时，在胞外酶的作用下释放出来 的氮。
死有机体中的大部分氮分配在复杂聚合体(如蛋白质、核酸）中的，但是 他们太大而不能穿过微生物膜，因此微生物必须分泌胞外酶(蛋白酶等)去裂 解聚合体变成小的水溶性的亚单位(如氨基酸和核酸)才能被微生物细胞吸收。 固持作用：无机氮（NH4+ 或NO3-）被微生物吸收和化学固定的过程。 氮素矿化作用：微生物裂解DON，同时释放NH4+ 到土壤的过程。
演示课件
土壤反硝化作用的主要控制因素
演示课件
• 火灾也会造成大量气态氮的丧失
• 氮素气体在大气中的角色 NH3 => NH4+ 与空气中的酸（硫酸）发生反
应，中和空气酸度。 生对N流O层X可光作化为学C烟O+雾O2的=>重O3要的成催分化。剂，而O3是产
N20活性较低，在大气中具有150年的“寿 命”，同时也是温室气体，对红外线的吸收， 是CO2的200倍。
演示课件
铵化作用过程
• 通过微生物的铵是净吸收（净固持作用） 还是净释放（净矿化作用）取决于碳的状 态。
• 当微生物生长是碳限制时，微生物主要利 用DON中的碳，同时释放铵，即发生净矿化 作用。
• 当微生物生长是氮限制时，微生物则主要 利用DON中的氮，就没有了铵的释放，即发 生净固持作用。
演示课件
氨化作用的控制因素
演示课件
微生物生物量的 C ：N
• 微生物生物量的C:N约为10:1. • 微生物分解有机物时，底物中约40%的碳转化为
微生物的生物量，并通过呼吸作用将另外60%的 碳以CO2的形式返回大气。 • 在这种40%生长效率的情况下，微生物需要的C:N 约为25:1。 • 25:1常被认为临界C:N。高于这个值，为氮限制， 没有净氮释放；低于这个值，则为碳限制。 • 实际上，微生物生长过程中， C:N总是变化的—— 细菌为5~10，真菌为8~15。
的氮以氨气形式丧失。
• 硝化作用中，会产生NO和N2O等副产品，他 们占得比率为10%~20%。
演示课件
反硝化作用
• 反硝化作用需要三个条件： 低氧、高硝酸盐浓度和可以用的有机碳
NO3- 还原的序列为： NO3- ==> NO2- ==>NO==>N2O ==>N2
最后三个产物，会以气体形式释放到大气中
演示课件
• 硝酸盐进入地下水，被还原会形成亚硝酸 盐，人和动物饮用后，会减弱体内血红蛋 白运输氧的能力，导致贫血。
• 大量的硝酸盐进入河流，会增加河流的生 产力和碎屑累积，同时分解作用又导致氧 气浓度下降，会大量杀死鱼虾。
• 氮的侵蚀丧失——氮素丧失的自然 途径
• 在那些不稳定的边坡和暴露于大风中的区 域尤为明显。
多数硝化细菌需要有氧才能氧化NH4+ 。
演示课件
• 不同生态系统间矿化作用中氧化成硝酸盐 部分的比例变化很大。
演示课件
硝酸盐的归宿
• 1、植物和微生物的吸收 • 2、与土壤中阴离子交换点位发生交换 • 3、反硝化作用 • 4、通过淋溶丧失尺度上的生态控制会导致氮循环的 巨大时间和空间变异性。
也称氮素铵化作用，铵是直接产物。 硝化作用：从铵到硝酸盐的转化过程。 反硝化作用：从硝酸盐到铵的转化过程。
演示课件
陆地氮循环简化示意图
演示课件
溶解有机氮的产生和归宿
• 从不溶解的有机氮到溶解的有机氮(DON)的转化是 氮素矿化作用最初的一步，也通常是限速步骤。 因为所有的有机氮在它能被微生物吸收和矿化前 ，首先必须变成溶解态的。所以就生态系统的氮 通量而言，通过DON的氮通量应该是很大的。
• 产生机理前面DON定义时有介绍。 尿素经尿素酶作用生成氨气和二氧化碳。
• 归宿： 1、被微生物吸收利用
2、微生物矿化作用（DON => NH4+ ）
3、吸附到土壤交换复合体 4、淋溶进入地下水
演示课件
铵的产生和归宿
• 总矿化作用：通过矿化作用释放的氮总量。 • 净矿化作用：在特定时间内，无机氮进入土壤溶