生态系统的养分循环

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几种主要 元素的循环
磷循环
然而，一旦江河、湖泊中磷含量提高，会 引起藻类暴长。出现“富营养化”。
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几种主要 元素的循环
磷循环
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几种主要 元素的循环
硫循环
硫的主要储库：硫酸盐如石膏，也有少量 存在于大气，主要是SO2和H2S。 硫的来源：沉积岩石的风化、化石燃料（ 特别是煤）的燃烧、火山喷发和有机物的分 解。
气象途径：如空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运的输出 （生长在极贫瘠土壤上的森林，化学沉降物的输入有可能使其达到较 高的生产量。） 生物途径：动物的活动及人们从事农林经营活动可使养分在生态系统 之间发生再分配。 例如：不合理的经营活动导致水土流失。
地质水文途径：如来自于岩石、溪水中的养分输入。以及土壤水或地 表水溶解的6养分、土粒和有机物质从系统的输出。
第三章 生态系统的养分循环
内容
Nutrient Cycle
植物体内的养分元素 地球化学循环生物地球化学循环 生物化学循环 三种主要元素的循环 森林生态系统生物地球化学循环的效能 森林经营对森林生物地球化学循环的影响 小结
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Sun 能量流动与物 质循环的关系
空气 水 无机盐
热
热
热
生产者 食草动物 食肉动物
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氮.
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地球化学循环
是指不同生态系统之间化学元素的交 换，空间范围大。
库：化学元素交换过程中，暂时停留的某一空间或物质形 态。如CO2的库有：大气、植被、海洋、煤矿、碳酸盐等。
流：化学元素在各个库之间交换过程。如碳以CO2形式从大 气进入植物体内，以有机物形式储存。
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地球化学循环
是指不同生态系统之间化学元素的交 换，空间范围大。
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氮循环
几种主要 元素的循环
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大气是主要的氮库，大气体积的78%为分 子态氮。 生态系统氮的来源： 雷电：把大气中的氮，氧化成硝酸盐及其 它含氮的氧化物，再由降水带入土壤，参与 氮的循环。 生物固氮：固氮细菌从土壤和大气中吸收 氮素。 工业固氮：如化肥厂。
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几种主要 元素的循环
氮循环
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1、气态循环
C、N、O等主要以气态形式输入输出，往返于各个生态系 统。
为什么气态循环引起人们极大的重视？
人类的活动每天都有大量CO、CO2、硫和氮的氧化物，以及各种 有机物质和农药进入气态循环。从而改变了这些物质在各个库中的数量 或浓度，造成严重后果。
典型后果：
酸雨
温室效应
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地球化学循环
2、沉积循环 地球化学循环中，大部分属于沉积循环类型。
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生物地球 化学循环
生态系统内部化学元素的交换。空间 范围不大。
植物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同 一地方。绝大多数的养分可以有效地保留，积累在 本系统之内。
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生物地球化学循环包括：
（一）植物对养分的吸收
大部分养分从土壤溶液中吸收； 菌根营养
（二）植物体内养分的分配 （三）植物养分的损失
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几种主要 元素的循环
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磷循环
磷的主要来源：磷酸盐岩石和沉积物、鸟 粪、动物骨骼等。 磷在生物中含量少，但绝不可缺少。由于 磷的难溶性，往往是植物生产力的主要限制 因素。如果适当增加土壤中可利用的磷肥， 大多数陆地生态系统的生产力，便可能明显 增加。 磷在江河及湖泊中的含量是有限的，我国 南方红黄壤地区土壤中普遍缺磷。在生物圈 中磷的数量正在减少，很多磷进入海洋沉积 起来。
氮循环
小常识：用鱼缸养鱼为什么要定期换水？ 食物的残渣、鱼的粪便等含有有机氮，分解过程中 产生氨，使鱼儿中毒死亡，因此要定期换水。 能够实现内部水循环过滤的水族箱，由于过滤系统 培养了大量的硝化细菌，能够将氨最终转变为无毒 的硝酸盐，从而可以推迟换水期限。 因此，把鱼养好的关键就是在过滤系统中培养出足 够量的硝化细菌。
热
第二级食肉动物
物质流
分解者
能量流
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热
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植物体内的养 分元素
重要元素：植物正常生长和代谢所必需的 元素。其中，其浓度仅有若干ppm的称作 微量元素，而浓度可用百分数表示的可称 为大量元素;
大量元素：氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁 、磷、硫;
微量元素：氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼
生物体中主要的化学元素：氢、碳、氧、
雨水的淋失 草食动物的取食 生殖器官的消耗 凋落物损失的养分
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（四）凋落物的分解 凋落物分解和养分的释放是森林生物地球化学循环中最重 要的一环。分解过快或过慢对森林生长都不利。 思考：热带雨林生产力高，生长快，但也最脆弱，为什么 ？
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生物化学循环
指养分在生物体内的再分配，也是植 物保存养分的重要途径。
一般在老叶枯落之前，叶内的大部分养分转移到 新生叶中。
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碳循环
几种主要 元素的循环
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从大气中的CO2储库开始，绿色植物（生产 者）在光合作用时，把碳从大气中取出，结 合到碳水化合物中的分子中，然后，经过消 费者和分解者，在呼吸和残体腐烂分解时， 再回到大气。
全球储存碳的数量约26×1018吨，但绝大 部分以碳酸盐形式禁锢在岩石圈中。只有极 少量碳参与经常性流动和圈层间的交换。
氮循环
几种主要 元素的循环
蛋白质等的形成离不开氮，人类通过生产 施用氮肥，大大提高了农业产量。
即使大气中CO2浓度升高促进了植物生长， 最终也会由于土壤中氮素的耗竭而失去其促 进作用。
硝化细菌把铵盐氧化成亚硝酸盐，再进一 步氧化成硝酸盐，可能是生物圈中最有生态 意义的生物－氮循环作用。
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几种主要 元素的循环
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几种主要 元素的循环
碳循环
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碳循环
几种主要 元素的循环
北方林土壤储存了大量的有机碳，但在气 候升高后，有机碳分解加快，可能导致森林 碳汇碳源角色的转变。但据研究报道在广东 这样的高温地区，成熟林的土壤却一直在积 累有机碳（周国逸）。
思考一下：大气中CO2含量增加对植物生长 有多大的促进作用？
各类生态系统固定碳的速率差别很大。
全世界森林的储碳量为4000-5000亿吨。
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几种主要 元素的循环
碳循环
全球的植被和海洋是大气中CO2两个重要的 调节器。大气中CO2浓度增加时，会有更多 气体溶于海水，相反，大气CO2减少，海水 中CO2又返回大气。 然而由于人类活动大量排放CO2 ，森林植 被的严重破坏和减少，大气中CO2浓度正逐 步提高，并产生“温室效应”。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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硫循环
几种主要 元素的循环