生态学课件第十一章_生态系统中的物质循环(1)

能量与物质是密不可分的， 但在性质上又有存在着差异： 能量：流经生态系统中的能量，沿食物链个营养 级向顶级单向流动，最终以热的形式而耗损，并且 能量在生态系统中只能被一定的生物体使用一次。 能量的供给者：太阳
物质：流经生态系统中的物质总是处于周而复始 的循环中，各种物质最终经过还原者分解成可被植 物吸收的形式重返环境中进行再循环，构成“物质 流”。供给者：地球
生物
植物
土壤
动物
微生物
物质循环（Cycle of materials）： 生物所需要的元素多以无机形式存在于 空气、水、土壤与岩石中。被植物吸收之后， 在植物体内结合成有机形式，并通过食物链 从一个营养级位传递到下一个营养级位，最 后所有生物残体被分解，把这些元素释放到 环境中，又被植物重新吸收利用。 这样，矿物养分在生态系统内一次又一 次的循环利用，从系统的非生物部分流入生 物部分，然后，又回到非生物部分，这个过 程就被称为生态系统中的物质循环。
简言之，生态系统从大气、水体或土壤中 通过绿色植物的吸收获得营养物质，进入生态 系统的营养物质被其他生物重复利用，最后再 归还到环境中被植物重新利用，这个过程被叫 做物质循环。又称生物地球化学循环(biogeo-
chemical cycle)。 自然界中的物质是有限的，营养物质的多 次利用和循环再生是生态系统长期生存的基本 对策。生态系统内部形成了一套完整的营养物 质循环网络，各类物质循环往复、充分利用， 各种生物各司其职，各得其所。
生态系统能量流动图解
能流：能量在生态系统中的流动是以绿色植物的 光合作用把太阳能转化成化学能并固定在植物有机 体内的生物学过程为开端，进入生态系统。被固定 的太阳能沿食物链各营养级向顶级单向流动，最终 以热的形式而耗损。因此，能量在生态系统中只能 被一定的生物体使用一次。
物质与能量的关系：
地质大循环：大陆与海洋之间物质循环、变化的
学说。即：露出陆地表面的岩石，由风化作用变 成细碎颗粒并释放出可溶性物质，这些碎粒和可 溶性物质经雨水冲刷和淋溶，随水流入江河到海 洋，沉积于海洋底层，形成各种沉积岩。在漫长 的地质年代中遇到地壳运动，海洋底层岩石又上 升为陆地，海底岩石所含物质又回到大陆，再次 受风化作用被释放的过程。地质大循环是生物小 循环的基础。
宇宙是物质构成的，运动是物质存 在的形式。生态系统中流动着的物质 是储存化学能的载体，又是维持生命 活动的物质基础。研究物质在不同生 态系统中循环途径、特点以及转化和 影响因素，有助于我们更好的理解和 正确处理人类当前面临的生态问题。
第十一章 生态系统中的物质循环 第一节 物质循环的一般特征
第二节 水循环
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。
物质在生态系统内流通的测定方法
直接测量 间接测量 利用放射性示踪元素测量

二.生命与元素 能量元素：C,H,O,N等； 大量营养元素：Ca,Mg,P,K,S,Na等； 微量营养元素： Cu,Zn,B,Mn,Mo,Co,Fe,Ai,Cr,F,I,Se,Sr,Si,Ti 三.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。
生态系统是由运动着的物质构成的，没有不运动 的物质。也没有离开物质的运动。运动是物质存在 的形式。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一切物质都是作为能量的载体出现。没有物质， 能量将自由散失，生态系统也不存在。 物质不灭，生态系统中的物质总是处于周而复始 的循环中构成“物质流”。
自然界中，各类物质——从生物到环境循环往复， 或从一个生态系统消失，又在另一个生态系统中出 现。各类生物 —— 各司其能，各得其所。
生物小循环（植物营养元素的生物小循环）：
植物营养元素在生物体与土壤间循环、变化 的学说。
即：植物从土壤中吸收养分构成有机体，动
物以植物为食，动植物死亡后其残体回到土
壤，经微生物和化学作用再分解，运输而供
生物吸收。
物质循环又可分为：
短循环(short cycle)：即生态系统中的生产者， 除一少部分被消费者吃掉外，绝大部分掉落在土 壤表面，而被分解者分解还原为二氧化碳、水和 矿盐分等。 长循环(long cycle)：指绿色植物逐级经过各级 消费者如食草动物、食肉动物和其他杂食动物以及 寄生生物的采食、消化和排泄以及动植物的遗体进 入土壤，经过食腐动物的啃食(如豺、秃鹫等)，而 最后被微生物分解，物质再回到环境中去，又一次 参与生态系统的物质循环。
生态系统中的物质：
生态系统中以分子或离子的形式存在、
并能循环使用的部分
能量储存的场所，化学能运载的工具 有机体内生物化学反应的天然结构 物质与能量对生物的生存具有同等重
要意义，但二者性质不同。
2.物质循环（cycle of material）
物质进入生态系统的起点：植物的吸收。 其过程：环境
注意掌握的概念：
地球化学循环、生物地球化学循环； 水循环、气体型循环、沉积型循环 ；
地质大循环、生物小循环；
短循环、长循环；
内循环、外循环；
生物元素循环通常从两个尺度上进行研究，即全 球循环和局域循环。
全球循环，即全球生物地球化学循环(global biogeochemical cycles)，代表了各种生态系统局 域事件的总和。 全球生物地球化学循环分为三大类型，即水循环、 气体型循环和沉积型循环。
第三节 气体循环
第四节 沉积型循环
第五节 有毒有害物质的循环
第六节 生态系统的营养物质循环
参考书：生物地球化学概论，韩兴国，李凌浩，黄
建辉 主编，高等教育、施普林格出版社，1999。
第一节 物质循环的一般特征
一、物质循环的概念
1.对物质的理解 物质存在的形式：分子、原子、带电的离子或化合物 哲学范畴中的物质概念：…… 自然科学中的物质概念：…… 物质的共性： 受地心引力所吸引 转移：从一地转移到另一地 物质的三种形态：固态 - 岩石圈 - 土壤圈 物质环境：液态 - 水圈 气态 - 大气圈