生态系统的物质循环
《生态系统的物质循环》 知识清单
《生态系统的物质循环》知识清单一、什么是生态系统的物质循环生态系统的物质循环，简单来说，就是各种化学元素在生态系统中的生物群落与无机环境之间不断循环往复的过程。
这些化学元素包括碳、氮、磷、硫等，它们对于维持生命活动和生态平衡起着至关重要的作用。
物质循环不是单向的，而是一个闭合的回路。
在这个回路中，生物通过摄取、利用和排出物质，与周围的环境不断进行着物质交换。
二、生态系统物质循环的类型1、水循环水是生命之源，水循环是生态系统中最重要的物质循环之一。
地球上的水通过蒸发、降水、地表径流等过程不断循环。
水从海洋、湖泊、河流等水体蒸发形成水蒸气，上升到大气中，遇冷凝结形成云，再通过降水回到地面，一部分形成地表径流，流入海洋，另一部分渗入地下，成为地下水。
2、碳循环碳是构成生物体的基本元素之一。
碳在大气中的主要存在形式是二氧化碳。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，同时释放氧气。
动物通过摄取植物或其他动物获取碳，并在呼吸作用中释放二氧化碳回到大气。
此外，碳还可以在海洋、土壤等中以不同的形式储存和循环。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸的重要组成成分。
氮循环相对复杂，包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
大气中的氮气不能被大多数生物直接利用，需要通过固氮微生物将其转化为含氮化合物。
动植物遗体中的含氮有机物在微生物的作用下分解产生氨，这一过程称为氨化。
氨经过硝化细菌的作用转化为硝酸盐，硝酸盐又可以被反硝化细菌还原为氮气回到大气中。
4、磷循环磷主要存在于岩石和土壤中。
磷通过风化和雨水的冲刷进入水体，被植物吸收利用，然后沿着食物链传递。
动植物遗体和排泄物中的磷最终回到土壤和岩石中。
三、生态系统物质循环的特点1、全球性物质循环不受地域和空间的限制，具有全球性。
例如，二氧化碳在全球范围内循环，影响着全球的气候和生态系统。
2、反复利用物质在生态系统中被反复利用，减少了对外部输入的依赖。
3、物质不灭在物质循环过程中，物质的总量保持不变，只是在不同的形态和位置之间转换。
生态系统的物质循环例题和知识点总结
生态系统的物质循环例题和知识点总结生态系统是由生物群落和它们所生活的环境共同组成的一个相互关联的整体。
在生态系统中，物质不断地在生物与环境之间循环流动，这一过程对于维持生态系统的平衡和稳定至关重要。
下面我们将通过一些例题来加深对生态系统物质循环的理解，并对相关知识点进行总结。
一、生态系统物质循环的概念生态系统的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
这里的物质循环具有全球性，也被称为生物地球化学循环。
二、生态系统物质循环的类型1、水循环水是生命之源，在生态系统中，水通过蒸发、降水、地表径流等过程不断循环。
例如，海洋中的水蒸发形成水蒸气，上升到大气中，通过大气环流输送到陆地上空，遇冷凝结形成降水，一部分降水渗入地下形成地下水，一部分形成地表径流，最终汇入海洋。
2、碳循环碳在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，消费者通过摄取植物获取含碳有机物，动植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及燃烧等过程又将有机物中的碳以二氧化碳的形式释放回大气中。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸等重要生物大分子的组成元素。
氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
固氮作用将大气中的氮气转化为氨或硝酸盐，被植物吸收利用；动植物遗体中的含氮有机物经微生物的氨化作用转化为氨；氨经过硝化细菌的硝化作用转化为硝酸盐，可被植物吸收；硝酸盐在反硝化细菌的作用下又转化为氮气返回大气。
三、物质循环的特点1、全球性物质循环不受地域和空间的限制，在整个地球范围内进行。
2、反复循环利用物质在生态系统中被反复利用，不会因参与循环而减少。
四、例题分析例题 1：在一个草原生态系统中，植物通过光合作用固定了 1000 克碳。
在这个生态系统中，这些碳最终通过呼吸作用和分解作用以二氧化碳的形式释放回大气中的量是（）A 1000 克B 大于 1000 克C 小于 1000 克D 无法确定解析：植物通过光合作用固定的碳，一部分用于自身的生长、发育和繁殖，一部分通过呼吸作用以二氧化碳的形式释放回大气中；植物死亡后，其遗体中的含碳有机物经微生物分解作用也会以二氧化碳的形式释放回大气中。
生态系统的物质循环
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5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生产者 乙代表__________, 消费者 分解者 （3）甲代表________, 丙代表__________
硝化细菌等 （4）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_______________ 真菌 和_______ 蚯蚓 等生物。这些生物 （5）丙成分除了有图中所示生物外，还有_______ 有核膜包围的细胞核 与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是______________________
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 C.核糖体和叶绿体 B.叶绿体和线粒体 D.核糖体和高尔基体
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3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表（ A ）
A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
• 温室有两个特点：温度较室外高、不散热。
• 由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会使地球 上的病虫害增加，土地干旱，沙漠化面积增大，海平面上升，气候 异常，海洋风暴增多。 • 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到 2050年全球温度将上升2-4摄氏度，南北极地冰川将大幅度融化， 导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中 ks5u精品课件 包括纽约、上海、东京和悉尼几个国际大城市。
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5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环生态系统的物质循环是指在生物圈中，各种物质的循环利用过程。
这些物质包括水、氧气、二氧化碳、氮、磷等，它们在生态系统中相互流动和转化，起到维持生命平衡和促进各种生物活动的重要作用。
下面将从水循环、碳循环和氮循环三个方面来探讨生态系统的物质循环。
一、水循环水循环是生态系统中最基本的物质循环之一，也是维持生命活动和生态平衡的重要环节。
水循环包括蒸发、降水、地下水、地表水和湿地等环节。
首先，水蒸发是水从地表转化为水蒸气的过程。
蒸发主要通过植物的蒸腾作用和水体的蒸发来实现。
水蒸气在大气中上升，形成云层。
其次，降水是水从大气中以形式变为液态的过程。
大气中的水蒸气凝结成雨、雪、露、霜等降落到地表。
同时，地下水也是生态系统中的重要水源之一。
降水通过渗透和下渗进入地下成为地下水，地下水通过泉眼、河流等方式重新回到地表。
湿地作为自然的水过滤器，是生态系统中的重要部分，具有调节降水和净化水质的功能。
二、碳循环碳循环是地球上重要的生物地球化学循环之一，对维持生物圈的稳定具有重要作用。
首先，碳循环的起点是植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，同时释放出氧气。
其次，动物通过呼吸作用将氧气与有机物反应，生成二氧化碳和水，并释放出能量。
此外，植物和动物的生死过程中也参与了碳循环。
植物的死亡会将有机物释放到土壤中，进而以土壤有机质的形式长期储存。
而动物的尸体也会通过分解作用将有机物转化为二氧化碳和水。
最后，碳循环的结果是将二氧化碳在大气和生物圈之间持续地转化和交换，维持着生态系统中生物的生长和活动。
三、氮循环氮循环是生态系统中重要的元素循环过程，它对维持生态平衡和生物多样性具有重要的作用。
首先，氮的固氮是氮循环的起点。
固氮指的是将大气中的氮气转化为植物可以利用的氨或硝酸盐等无机形式的氮。
其次，植物通过吸收土壤中的氮养分来合成蛋白质等有机物。
动物则通过食物链摄取植物的有机物来获取氮养分。
同时，氮的歧化是氮循环的重要环节。
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。
生态系统的物质循环类型
生态系统的物质循环类型
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
生态系统的物质循环可分为三大类型：水循环、气体型循环、沉积型循环。
1、水循环
水循环是指在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气，水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面的这个周而复始的过程。
水循环过程的三个最主要环节是降水、蒸发和径流，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡。
水循环对于生态系统具有非常重要的意义，生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的，因此，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。
2、气体型循环
气体型循环主要包括氮、碳和氧等元素的循环。
在气体循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切联系，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的形式参与循环过程。
气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。
3、沉积型循环
沉积型循环包括磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等物质的循环。
这些沉积型循环物质的主要储存库在土壤、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。
沉积型循环的速度比较慢，参与沉积型循环的物质，其分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程，时间要以千年来计。
气体循环和沉积型循环虽然各有特点，但都能受能量的驱动，并能依赖于水循环。
生态系统的物质循环生物教案(精选10篇)
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生态系统的物质循环生物教案1一、碳循环1、物质循环的概念2、碳循环⑴碳在无机环境与生物群落之间的物质循环主要是以co2的形式进行的。
⑴⑴循环过程3、物质循环的特点：具有全球性、反复出现、循环流动4、温室效应⑴形成原因⑴影响⑴措施二、能量流动和物质循环的关系1、区别能量流动物质循环形式主要以有机物形式流动在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环，在群落内部主要以有机物形式传递特点单向流动、逐级递减往复循环、反复利用范围各种生态系统都可进行生物圈（全球性）2、联系：两者同时进行，相互依存，不可分割。
第2课时复习提问：1、生态系统中碳循环的过程如何？2、物质循环与能量流动的关系是什么？今天我们来探究一下土壤微生物的分解作用。
1、引入探究内容“土壤微生物的分解作用”由于学生缺乏微生物方面的知识，在指导学生进行该课题的探究时，教师可以先介绍有关知识背景，比如可以用卡逊《寂静的'春天》中如下一段话：土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。
它们有着庞大的天文学似的统计数学，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。
纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。
长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总质量仍和细菌差不多。
被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。
假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环生态系统是由生物和非生物相互作用，形成一个生命体系。
生物体内的元素在生态系统中通过物质循环，加速了自然界的物质代谢。
物质循环包括能量的流动和物质的储存和再利用，是生态系统的一个重要特征。
本文将重点介绍生态系统中的物质循环。
一、水的循环水的循环是生态系统当中最为重要和广泛的循环。
地球上的水大部分都被海洋、湖泊和河流覆盖着，它们占有人类使用的所有水的99%。
雨水、雪水和冰川等其他形式的水占据着地球上少量的水。
自然界中的水循环可以分为两类，即静态水循环和动态水循环。
静态水循环是指存在于海洋、湖泊等静止或缓慢流动环境中的水的循环。
静态水循环非常缓慢，但至关重要，因为它影响了大气的水蒸气、海洋生态系统和全球温度变化。
动态水循环是指存在于河流、地下水和降水中等活动状态的水的循环。
动态水循环非常快，因为它直接地影响了植物和动物的生存。
二、碳的循环碳是生态系统中最重要的元素之一，它存在于大气中的二氧化碳、有机物和无机物中。
植物通过光合作用吸收二氧化碳的同时，将其转化成有机物，使其可以被动物摄取。
动物在呼吸过程中，将有机物与氧反应，产生二氧化碳，放回到大气中。
这种过程叫做碳的循环。
此外，化石燃料的燃烧和部分植物和动物的分解，也会释放二氧化碳，加速碳的循环。
随着人类经济的快速发展，化石燃料的利用率不断提高，这导致大气中的二氧化碳含量成倍增加，引起了全球变暖和气象极端事件。
三、氮的循环氮是植物和动物生命活动的必需元素。
大多数植物无法直接利用大气中的氮，它们需要从土壤中吸收养分。
土壤中氮的来源可以是氮化合物、有机物质、人类和动物遗物。
氮通过无机化作用转化成氨，作为植物的养分；通过硝化作用转化成硝酸盐，使土壤含氮化合物丰富，有利于植物生长。
氮还可以在动物体内进行吸收和生产。
当生物死亡或者粪便过期时，体内的氮会被释放回到环境中，这样就形成了氮的循环。
四、磷的循环磷是生命中必需的元素之一，对植物和动物的发育和免疫系统建立很重要。
5.3生态系统的物质循环
6、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生物群落与无机环境 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在_____________________之间不断循环的过程
c （在a~c中选择）中合成有机物； （2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ b 和_______ a （在a~c中选择）可以分解为CO2 含碳有机物在_______
CO2 形式从生物群落进入无机环境 6、 碳以________
CO2 的形式进 7、 碳在无机环境与生物群落之间主要是以_______ 行循环
思考：
如果大量的森林被乱砍滥伐，对碳循环有何影响？ 森林通过光合作用，能吸收大量的CO2、释放大
量的O2，维持大气的碳氧平衡有重要作用。
若大量的森林被砍伐，碳循环过程受阻，大气中
向流动
生态系统各营养级间
单向流动，逐级递减
范围
特点
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
联系
合成与分解 1、能量流动的过程离不开物质的_______ ； 载体； 2、物质是能量的_____ 3、能量是物质循环的____ 动力。
1、在生态系统碳循环中，既能使CO 2进入生物群落， 又能将其释放到大气中的生物是（ ） A.分解者 C.肉食动物 B.植食动物 D.绿色植物
呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 呼 吸 作 用
生产者（有机物）
捕食 食物链
消费者（有机物）
燃 烧
分解者 （有机物）
煤、石油
D
2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞 器是（ ）
A.内质网和高尔基体
C.核糖体和叶绿体
B
B.叶绿体和线粒体
D.核糖体和高尔基体
生态系统的物质循环
2.沉积型 沉积型(sedimentary type) 沉积型
许多矿物元素其贮存库在地壳里. 许多矿物元素其贮存库在地壳里. 过程:经过自然风化和人类的开采冶炼, 过程:经过自然风化和人类的开采冶炼,从陆地岩石中释放出 为植物所吸收,参与生命物质的形成,并沿食物链转移. 来,为植物所吸收,参与生命物质的形成,并沿食物链转移. 然后,由动植物残体或排泄物经微生物的分解作用, 然后,由动植物残体或排泄物经微生物的分解作用,将元素 返回环境. 返回环境. 一部分保留在土壤中供植物吸收利用; 一部分保留在土壤中供植物吸收利用; 一部分以溶液或沉积物状态随流水进入江河,汇入海洋, 一部分以溶液或沉积物状态随流水进入江河,汇入海洋,经过 沉降,淀积和成岩作用变成岩石, 沉降,淀积和成岩作用变成岩石, 当岩石被抬升并遭受风化作用时,该循环才算完成. 当岩石被抬升并遭受风化作用时,该循环才算完成.
进入生态系统的途径: 进入生态系统的途径: 途径
被人们直接抛弃到环境; 被人们直接抛弃到环境; 通过冶炼,加工制造, 通过冶炼,加工制造,化学品的贮存与运输进入生态 系统; 系统; 通过日常生活,农事操作等过程进入生态系统. 通过日常生活,农事操作等过程进入生态系统. 有毒物质进入生态系统后,就会沿着食物链在生 有毒物质进入生态系统后, 物体内富集浓缩 愈是上面的营养级, 富集浓缩, 物体内富集浓缩,愈是上面的营养级,生物体内有毒 物质的残留浓度愈高. 物质的残留浓度愈高.
有毒物质的循环
某种物质进入生态系统后, 某种物质进入生态系统后,在一定时间内直接 有毒物质或 或间接地有害于人或生物时,就称为有毒物质 或间接地有害于人或生物时,就称为有毒物质或污 染物. 染物. 有毒物质种类主要包括: 有毒物质种类主要包括: 有机物: 酚类和有机氯农药等 农药等; 有机物:如酚类和有机氯农药等; 无机物: 重金属,氟化物,氰化物等 无机物:如重金属,氟化物,氰化物等.
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环生态系统是由生物体和无生物环境相互作用形成的复杂系统。
在这个系统中，物质循环是至关重要的过程。
物质循环指的是自然界中各种物质在生物和环境之间不断转移和循环利用的过程。
本文将探讨生态系统中的物质循环以及其在维持生态平衡方面的重要性。
一、物质循环的概念物质循环是指生物体的生存所需的物质（如水、碳、氮、磷等）在生物圈和地球大气圈、地壳圈之间不断转移和循环利用的过程。
物质循环可以分为生物圈内部的循环和与地球环境之间的交换循环两部分。
1. 生物圈内部的循环生物圈内部的循环是指物质在生物体之间不断转移和循环利用。
在生物圈内部的循环过程中，物质被生物体摄取、利用后，通过代谢作用产生废物，这些废物又成为其他生物体的营养物质，形成一个循环的过程。
2. 与地球环境之间的交换循环生物圈与地球环境之间的交换循环是指物质通过自然界的各种环境过程（如沉降、蒸发、降水等）在地球大气圈、地壳圈之间不断转移和循环利用的过程。
例如，大气中的水蒸气通过蒸发变为云雾，再经过降水的过程，回归到地表并重新进入生物圈。
二、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，对于维持生态平衡具有重要意义。
1. 营养循环物质循环使得生物体能够获得所需的营养物质。
例如，植物通过吸收土壤中的养分和水分来生长和存活，而动物则通过食物链的形式摄取其他生物的营养物质。
物质循环使得生态系统中的各种生物能够平衡地获取营养，从而维持正常的生长和繁衍。
2. 能量流动物质循环不仅涉及到物质的转移和循环利用，还伴随着能量的流动。
能量在生物圈中通过食物链的形式逐级转移，并在每个层级中逐渐减少。
这种能量的流动维持了生态系统中能量的平衡，保持了生态系统的稳定运行。
3. 生态平衡物质循环在维持生态平衡方面起着重要作用。
通过物质的循环利用，生态系统中的各种物质得以合理分配和再利用，避免了某一种物质过量积累或缺乏的问题。
这使得生态系统能够保持相对稳定的状态，不易受到外界干扰而导致生态环境的破坏。
生态系统中的物质循环
14.7 有毒有害物质循环
第14章 生态系统中的物质循环
• • • • • • 14.1 物质循环的一般特征 14.2 全球水循环 14.3 碳循环 14.4 氮循环 14.5 磷循环 14.6 硫循环
14.1 物质循环的一般特征
• 生物地球化学循环：生态系统从大气、水体和土 壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收， 进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归 还于环境中的过程。这一过程包括生物与非生物 二者的参与, 同时也包含一些地质与地理作用在內, 因此称为生物地球化学循环 • 生物小循环：环境中元素经生物吸收，在生态系 统中被相继利用，然后经过分解者的作用再为生 产者吸收、利用
本章小结
• 物质循环的一般特征及影响因素 • 物质循环与能量流动的联系与区别 • 生物地化循环的类型：气体型、沉积型、 水循环 • 几种物质的循环：碳循环、氮循环、磷循 环、硫循环 • 有毒有害物质的循环
本章主要概念
• 生物地球化学循环、生物小循环、物质循 环的源、库、流，周转率，气体型循环、 沉积型循环、温室效应、生物富集、生物 放大，酸雨
（4）影响物质循环速率的因素
• 有机物质腐烂的速率：适宜的环境有利于 分解者的生存，并使有机体很快分解，供 生物重新利用 • 人类活动的影响：
– 开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失， 影响物质循环速率
– 化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中
（5）生物地球化学循环的类型
• 气体型循环
– 贮存库是大气和海洋 – 有气体形式的分子参与循环过程 – 循环速度快，例如CO2、N2、O2等 – 贮存库是岩石、土壤和沉积物 – 没有气体形式的分子参与循环过程 – 循环速度慢，时间以千年计算，例如P、Ca、Mg等
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。
生态系统的物质循环
C
8．施用农药DDT的地区，虽然只占 陆地面积的一小部分，可是远离施 药地区的南极，动植物内也发现了 DDT，该现象说明了： （ ） A．DDT使挥发性物质 B．DDT已加入全球性的生物地化 循环 C．科考队将DDT带到了南极 D．南极动物也偶尔到施药地区觅 食
B
9、目前地球大气的二氧化碳浓度增 高，导致温室效应，主要原因是 （ ） A.人口剧增，呼出的二氧化碳增多 B.化石燃料的燃烧和自然资源的不 合理利用 C. 大量生物遭灭绝 D.自然因素破坏了生态稳定
3．在生态系统中，碳元素参 与物质循环的主要形式是：
A．二氧化碳 B．碳酸盐
C．碳酸
D．碳水化合物
4．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 A.分解者 B.植食动物 C.肉食动物 D.绿色植物
5．与自然界的碳循环关系最 为密切的两种细胞器是 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
6. 以单位面积计，热带雨林中残枝 落叶较温带森林的多，土壤中有机 物的积累量一般是 A．热带雨林小于温带森林
B．热带雨林大于温带森林
C．热带雨林等于温带森林 D．热带雨林与温带森林无法比较
7．下列关于物质循环和能量流动的 关系叙述不正确的是： （ ） A．物质为能量的载体，使能量在 生态系统中流动 B．能量作为动力，使物质在生物 群落与无机环境之间循环往复 C．先进行物质循环，后发生能量 流动 D．二者相互依存，不可分割
关注社会
如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生 态系统的碳循环及生态环境有何影响？ 破坏碳循环 的平衡 大气中CO2 含量增加
温室效应
温室效应：大气中对长波辐射具 有屏蔽作用的温室气体浓度增加 使较多的辐射能被截留在地球表 层而导致温度上升。
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酸度
酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm)
SO4213.29 13.11
地点
重庆 北京 瑞典 美国
PH
4.12 6-7
NO31.39 3.12
Ca2+
1.53 3.63
NH4+
1.21 2.54
4.3
3.92
3.4
6.0
1.9Biblioteka 2.40.280.30
0.56
0.20
D、我国北京SO2和NO2的排放量比美国和瑞 典分别高近4倍和2倍，但从总体情况分析，美 国和瑞典的雨水PH值比我国低得多，这与这 些国家空气中碱性物质相对减少有一定的关系
碳的循环过程 碳元素约占生物 体干重的49％，碳是 有机化合物的“骨 架”，没有碳就没有 生命。碳在无机环境 与生物群落之间是以 CO2的形式进行循环 的。
循环的图解
化石燃料
形成石油、 天然气等 燃 烧 作 用 摄食作用
生产者
呼 吸 作 用
光 合 作 用
形成石油、 天然气等。
无机环境 呼 呼
吸 作 用 吸 作 用
生态系统的功能
引言：
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。前面讲的能量流动与 物质循环是不同的，能量在流经生态系统 各个营养级时，是逐级递减、单向不循环 的。而物质循环是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？
蛋白质
⑤
硝酸盐
⑥ ②
大气中的N2
③
①
尿素
氨
思考：
1、从生物类型来看，完成过程①②③的分别是 __________菌、________菌、__________菌
蛋白质
⑤
④
硝酸盐
⑥ ②
大气中的N2
①
尿素
③
氨
2、从生态系统成分的角度看，完成④过 程的生物代表_________，完成⑤过程 的生物代表________。它们的新陈代谢 类型分别是__________、___________ 3、从新陈代谢的角度看，④代表_____作用， ⑤代表____作用
通过捕食
各级消费者 消化作用 吸收作用 合成作用
同 化 作 用
交换吸附 主动运输 大气闪电固氮 人工合成固氮 生物固氮 反硝化作用
土壤中 （NH4+, NO3-)
微生物 的分解 作用 含氮废物
生物体组成
脱氨基作用 含氮部分
通过泌尿 系统排出
如图为氮循环的部分示意图①～⑥分别代表不 同的生理过程 ④
课堂练习：
识图作答：
（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。 呼吸作用 ③____ ①____ 微生物分解作用 光合作用 ②____ 呼吸作用 ⑤____ 燃烧 ④____ （2）碳在无机环境与生物群落之间以____ CO2 形式进行循环。 （3）碳循环中最简单的循环途径是在
绿色植物 和大气之间的循环。 ____
4 3 4
重庆 北京 瑞典 美国
4.12 6-7 4.3
13.29 13.11 3.4
1.39 3.12 1.9
1.53 3.63 0.28
1.21 2.54 0.56
3.92
6.0
2.4
0.30
0.20
酸度
酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm)
SO4213.29 13.11
地点
重庆 北京 瑞典 美国
(四)生态系统碳循环、氮循环、硫循环的比较
进入生态系统的途径
进入生态系统的形式
返回无机环境的形式
返回途径 三、特点
思考：根据生态系统物质循环的特点，试举例
说明为什么治理环境污染要加强国际合作？
物质循环的主要特点： 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。
生态系统的物质循环
1、物质循环的概念
• 物质循环是指组成生物体的C、H、O、N 等基本元素在生态系统的生物群落和无机环 境之间形成的反复循环运动。 • 由于生物圈内的物质循环带有全球性， 所以这种物质循环又叫生物地球化学循环 简称生物地化循环。
物质循环的特点水循环 水循环： 水是组成生物体的重要成分，约占体 重的60％～95％，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
(三)硫循环
大气中的SO2
① ② ⑧ A B ⑤ ⑥ D ④ ③
C ⑦
⑨
化石燃料
1、SO2对植物伤害的主要器官是_____ 2、 SO2造成大气污染的根本原因是________ 3、图中表示产生SO2的主要途径是序号____
4、影响酸雨形成的因素很多，除大气污染程 度外，还与土壤地带性差异、大气和降水以及 大气的缓冲能力等因素有关。下表是不同国家 和地区雨水酸度与酸碱成分 酸度 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) 地点 PH SO 2NO Ca2+ NH +
例、右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据 图回答： C （1）此生态系统的能量流动是从 [ ] 固定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C 之间的流动是以 形式进行的， D 在生态系统各成分中A为 ，B A B 为 。 （3）图中D C过程是通过 作用实现的， C D过程是通过 作用实现的，B D过程是通 过 作用实现的。碳循环始终与 结合在一起。 （4）生物群落中有一部分碳以 形式储藏在地层中。 碳在无机环境中以 形式存在。
能量流动
形式 主要以有机物形式
物质循环
组成生物体的基本元素在生物 群落与无机环境间反复循环 特点 单向流动逐级递减 反复循环维持生态平衡 生态系统的各营养级 具全球生物圈 范围
联系 能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相承， 物质为能量流动提供载体；能量为物质循环提供动力。
蛋白质
⑤
④
硝酸盐
⑥ ②
大气中的N2
①
尿素
4、老百姓有“雷雨发庄稼”之说，你能 解释其中的道理吗？ 5、很显然，图中的[ ]过程对农业生产不 利，为什么？ 6、如果地球上没有反硝化细菌这类生物， 你预测空气的成分会出现什么变化？
③
氨
蛋白质
⑤
④
硝酸盐
⑥ ②
大气中的N2
①
尿素
③
氨
7、据以上知识，你认为养鸡场可以利用什么微 生物除臭？ 8、据统计，全世界每年施用的氮素化肥大约 有8×107t，这样做对环境可能带来什么负面 影响？
能量流动和物质循环的关系
• 生态系统的能量流动是随着物质循环而进行 的。能量的固定、转移和释放，离不开物质的 合成与分解等过程，反之亦然。 • 能量流动和物质循环之间互为因果、相辅相 成，具有不可分割的关系。 • 总而言之,物质为能量流动提供载体；能量为 物质循环提供动力。
能量流动和物质循环的相互关系
氮循环： 氮是组成蛋白质和核酸的主要成 分。氮占大气成分的79％，必须经过 生物固氮作用、硝化作用、反硝化作 用等才能在生物群落与无机环境间反 复循环。
大气中的N2 ① ② ③
⑨
④
⑤
尿素及动 ⑦ 植物遗体 NH3 ⑥ 土壤中的微生物
⑧ NO3
NO3-
氮素化肥
氮循环
空 气 中 的 氮 气
生产者
SO42NO3Ca2+ NH4+
地点
PH
1.21 重庆 4.12 13.29 1.39 1.53 2.54 北京 6-7 13.11 3.12 3.63 3.4 1.9 0.28 0.56 瑞典 4.3 6.0 2.4 0.30 0.20 美国 3.92 B、重庆与北京相比，SO2和NO2的排放总量 差不多，但雨水的PH值却远远低于北京地区， 其原因可能是西南地区土壤呈酸性有关 C、在我国排放的工业废气中，SO2排放量远远 大于NO2的排放量，所以适合我国国情的治理 酸雨的措施中，最主要的是控制SO2的排放量
PH
4.12 6-7
NO31.39 3.12
Ca2+
1.53 3.63
NH4+
1.21 2.54
4.3
3.92
3.4
6.0
1.9
2.4
0.28
0.30
0.56
0.20
据表中数据分析，下列叙述正确与否？ A、由于北方的土壤一般呈碱性，空气中的 尘粒主要来自土壤，所以北京地区的酸雨相 对较少
酸度
酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm)
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。
能量流动和物质循环的因果关系 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，又相辅相承， 密不可分的统一整体。
分 解 作 用
消费者
分解作用
分解者
要点
（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