生态系统的物质交换ppt(鄂教版九上)
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11
（3）有机物质分解的速率 • 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。
12
（4）人类活动的影响 • 如开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的
流失，从而影响物质循环的速率。 • 化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中。
13
3、生物地球化学循环的类型
根据物质在循环时所经历的路径不同，从 整个生物圈的观点出发，并根据物质循环过程 中是否有气相的存在，生物地球化学循环可分 为三大类型：水循环、气体循环、沉积型循环
5
• 流通率：物质在生态系统单位面积(或单 位体积)和单位时间的移动量。(单位mg/d)
6
生
态
系
有
统
机 态
中 元
素
循
环
的
普
无
适
机 态
分 室
模
型
7
（3）物质循环在受人类干扰以前一般是处于 一种稳定的平衡状态；
（4）元素和难分解的化合物常发生生物积累、 生物浓缩和生物放大现象。
8
• 生物浓缩(bioconcentration): 指生态系统中同一营养 级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄 积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质 的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。
3
当能量流经生态系统时，元素在同化转换 和异化间交替进行，如此循环
4
（2）物质循环可用库和流通率两个概念来 描述；
库（分室）：是由存在于生态系统某 些生物或非生物成分中一定数量的某种化学 物质所构成的，可分为贮存库和交换库。贮 存库的特点是库容量大，元素在库中滞留的 时间长，流动速率小，多属于非生物成分； 交换库则容量较小，元素滞留的时间短，流 速较大。
• 生物积累(bioaccumlation): 指生态系统中生物不断 进行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难 分解的化合物的浓缩系数不断增加的现象。
• 生物放大(biomagnification): 指生态系统的食物链上， 高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难 分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐 步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养 级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。
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2、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。
• 如CO2周转时间为1年左右，而大气圈中氮 周转时间为100万年。
10
（2）生物的生长速率 • 它决定生物对该物质吸收的速率以及该物
质在食物网中运动的速度。
第三节 生态系统的物质循环
1
物质循环（生物地化循环）：
• 矿物元素在生态系统之间的输入和 输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间 以及生物间的流动和交换称物质循环 (cycling of material)，即生物地球化学循 环。
2
一、 物质循环的一般特征
1、物质循环的特征
（1）物质循环和能量流动总是相伴发生， 但生物固定的日光能量流过生态系统通常只 有一次，并且逐渐以热的形式耗散，而物质 在生态系统的生物成员中能被反复利用；
• 我国有丰富的生物质资源，仅农产品的秸 杆产量就达到5.6亿T以上，历年垃圾堆存 量也高达60亿T，年产垃圾近1.4亿T。据 统计，我国现有668个城市，其中2／3被 垃圾环带包围，城市垃圾造成的损失每年 高达250-300亿元。
14
（ 1）气体型循环（gaseous type)：其贮 存库是大气和海洋。气相循环把大气和海 洋相联系，具有明显的全球性，循环性能 最为完善。元素或化合物可以转化为气体 形式参与循环过程。气体循环速度比较快， 例如CO2、N2、O2等。物质来源充沛，不 会枯竭。
15
（2）沉积型循环(sedimentary type)：
24
地 球 上 大 多 数 碳 被 固 定 在 沉 积 岩 中
25
26
GT-
全 球 碳 循 环 （ 10 亿 吨 ）
27
• 在元素循环研究中，例如碳循环，我们 把释放二氧化碳的库称为源，吸收二氧 化碳的库称为汇。
• 在仅考虑中国植被生态系统的CO2收支 平衡时，中国陆地生态系统起着一个大 气CO2汇的作用，如果考虑化石燃料燃 烧和生产以及生物质燃烧等人为因素， 中国陆地生态系统则起着CO2源的作用。
中的无机碳和生物机体中的有机碳 A、生物的同化过程和异化过程； B、大气和海洋之间的二氧化碳交换； C、碳酸盐的沉淀作用。
22
海洋和大气CO2调节
CO2
CO2溶 于海水
H2CO3
H++CO3 2-
CaCO3
水体中生物
海底沉积物
23
珊瑚藻的骨架由碳酸钙构成
珊许 瑚多 藻藻 和类 建将 礁体 藻内 将碳 其酸 结钙 合排 入入 身水 体中 构， 造但
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生物质能
• 生物质包括树木、农作物、水生植物、 农林产品加工残余物、有机废弃物、人 畜粪便、城市生活垃圾等。
• 生物质能是绿色植物通过光合作用将太 阳辐射的能量转化为储存的化学能，以 生物质的形式固定下来的能源，是一种 可再生能源。
29
• 据估算，地球上的绿色植物储存的总能量 大约相当于8*1012T标准煤，比目前地壳 内已知可供开采的煤炭总储量还多11 倍。
19
2、生态系统中的水循环
降雨 截留
地表蒸发
穿透雨
渗透
地下径流
蒸腾
地表 径流
20
三、碳循环
1、研究碳循环的意义： A、碳是一切生物体中最基本的成分。 B、人类活动通过化石燃料的大规模使用， 造成了对于碳循环的重大影响，可能是当代 气候变化的重要原因。
21Hale Waihona Puke Baidu
2、碳循环包括的主要过程： • 碳库主要包括大气中的二氧化碳、海洋
16
（3）水循环：
• 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。
17
二、 水循环
1、全球水循环 • 水循环的意义： 水是所有营养物质的介质； 水对物质是很好的溶剂； 水是地质变化的动因之一。
18
全 环 水 循 环
这类循环速度比较慢，参与沉积循环的物质，其分 子或化合物主要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，如磷、钙、钠、镁等。而海 底沉积物转化为岩石圈成分则是相当长的、缓慢的、单 向的物质转移过程，时间要以千年计算。主要储库在土 壤、沉积物和岩石，而无气体状态。因此沉积循环的全 球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。
（3）有机物质分解的速率 • 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。
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（4）人类活动的影响 • 如开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的
流失，从而影响物质循环的速率。 • 化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中。
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3、生物地球化学循环的类型
根据物质在循环时所经历的路径不同，从 整个生物圈的观点出发，并根据物质循环过程 中是否有气相的存在，生物地球化学循环可分 为三大类型：水循环、气体循环、沉积型循环
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• 流通率：物质在生态系统单位面积(或单 位体积)和单位时间的移动量。(单位mg/d)
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生
态
系
有
统
机 态
中 元
素
循
环
的
普
无
适
机 态
分 室
模
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（3）物质循环在受人类干扰以前一般是处于 一种稳定的平衡状态；
（4）元素和难分解的化合物常发生生物积累、 生物浓缩和生物放大现象。
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• 生物浓缩(bioconcentration): 指生态系统中同一营养 级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄 积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质 的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。
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当能量流经生态系统时，元素在同化转换 和异化间交替进行，如此循环
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（2）物质循环可用库和流通率两个概念来 描述；
库（分室）：是由存在于生态系统某 些生物或非生物成分中一定数量的某种化学 物质所构成的，可分为贮存库和交换库。贮 存库的特点是库容量大，元素在库中滞留的 时间长，流动速率小，多属于非生物成分； 交换库则容量较小，元素滞留的时间短，流 速较大。
• 生物积累(bioaccumlation): 指生态系统中生物不断 进行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难 分解的化合物的浓缩系数不断增加的现象。
• 生物放大(biomagnification): 指生态系统的食物链上， 高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难 分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐 步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养 级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。
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2、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。
• 如CO2周转时间为1年左右，而大气圈中氮 周转时间为100万年。
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（2）生物的生长速率 • 它决定生物对该物质吸收的速率以及该物
质在食物网中运动的速度。
第三节 生态系统的物质循环
1
物质循环（生物地化循环）：
• 矿物元素在生态系统之间的输入和 输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间 以及生物间的流动和交换称物质循环 (cycling of material)，即生物地球化学循 环。
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一、 物质循环的一般特征
1、物质循环的特征
（1）物质循环和能量流动总是相伴发生， 但生物固定的日光能量流过生态系统通常只 有一次，并且逐渐以热的形式耗散，而物质 在生态系统的生物成员中能被反复利用；
• 我国有丰富的生物质资源，仅农产品的秸 杆产量就达到5.6亿T以上，历年垃圾堆存 量也高达60亿T，年产垃圾近1.4亿T。据 统计，我国现有668个城市，其中2／3被 垃圾环带包围，城市垃圾造成的损失每年 高达250-300亿元。
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（ 1）气体型循环（gaseous type)：其贮 存库是大气和海洋。气相循环把大气和海 洋相联系，具有明显的全球性，循环性能 最为完善。元素或化合物可以转化为气体 形式参与循环过程。气体循环速度比较快， 例如CO2、N2、O2等。物质来源充沛，不 会枯竭。
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（2）沉积型循环(sedimentary type)：
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地 球 上 大 多 数 碳 被 固 定 在 沉 积 岩 中
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GT-
全 球 碳 循 环 （ 10 亿 吨 ）
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• 在元素循环研究中，例如碳循环，我们 把释放二氧化碳的库称为源，吸收二氧 化碳的库称为汇。
• 在仅考虑中国植被生态系统的CO2收支 平衡时，中国陆地生态系统起着一个大 气CO2汇的作用，如果考虑化石燃料燃 烧和生产以及生物质燃烧等人为因素， 中国陆地生态系统则起着CO2源的作用。
中的无机碳和生物机体中的有机碳 A、生物的同化过程和异化过程； B、大气和海洋之间的二氧化碳交换； C、碳酸盐的沉淀作用。
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海洋和大气CO2调节
CO2
CO2溶 于海水
H2CO3
H++CO3 2-
CaCO3
水体中生物
海底沉积物
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珊瑚藻的骨架由碳酸钙构成
珊许 瑚多 藻藻 和类 建将 礁体 藻内 将碳 其酸 结钙 合排 入入 身水 体中 构， 造但
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生物质能
• 生物质包括树木、农作物、水生植物、 农林产品加工残余物、有机废弃物、人 畜粪便、城市生活垃圾等。
• 生物质能是绿色植物通过光合作用将太 阳辐射的能量转化为储存的化学能，以 生物质的形式固定下来的能源，是一种 可再生能源。
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• 据估算，地球上的绿色植物储存的总能量 大约相当于8*1012T标准煤，比目前地壳 内已知可供开采的煤炭总储量还多11 倍。
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2、生态系统中的水循环
降雨 截留
地表蒸发
穿透雨
渗透
地下径流
蒸腾
地表 径流
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三、碳循环
1、研究碳循环的意义： A、碳是一切生物体中最基本的成分。 B、人类活动通过化石燃料的大规模使用， 造成了对于碳循环的重大影响，可能是当代 气候变化的重要原因。
21Hale Waihona Puke Baidu
2、碳循环包括的主要过程： • 碳库主要包括大气中的二氧化碳、海洋
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（3）水循环：
• 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。
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二、 水循环
1、全球水循环 • 水循环的意义： 水是所有营养物质的介质； 水对物质是很好的溶剂； 水是地质变化的动因之一。
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全 环 水 循 环
这类循环速度比较慢，参与沉积循环的物质，其分 子或化合物主要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，如磷、钙、钠、镁等。而海 底沉积物转化为岩石圈成分则是相当长的、缓慢的、单 向的物质转移过程，时间要以千年计算。主要储库在土 壤、沉积物和岩石，而无气体状态。因此沉积循环的全 球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。