生态系统中的能量流动和物质循环

特点：硫循环有一个长期的沉积阶段和一个较 短的气体阶段，既属沉积型又是气体型。
人类对硫循环的影响
大面积种植农作物而促使硫从 无机环境进入生产者 过多地抛弃有机垃圾而促使硫 进入分解者 大量开发冶炼硫铁矿，燃烧煤、 石油等矿物能源而促使硫从沉 积型转化为气体型
全球SO2释放
2010年全国降水酸度分布
第七节 群落或生态系统的稳定性
• 一、稳定性的概念 • 1、抵抗力(resistance)和恢复力 (resilience)稳定性：恢复力描述群落在受 到外界干扰后回到原来状态的能力；抵抗 力描述群落免受外界干扰而保持原状的能 力。
• 2、局域稳定性(local stability)和全域稳定 性：局域稳定性描述群落在经受一小干扰 后回到原来状态的能力；全域稳定性描述 群落在经受一大干扰后回到原来状态的能 力。据此有图示的四种情况：
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
水循环
水循环的概念
水循环是指自然界的水周而复始连续运动的过程。
水循环是自然界的水在气、液、固三态之间不断转化 的过程。
水 的 三 相 转 化
液态
气态
固态
水循环示意图
凝结
植 物 蒸 腾
凝结
水汽输送
凝结 蒸 发 降 水
跨流域调水
引黄济青 引滦入津 南水北调
不利影响
A
水库建成后，侵占陆地面积
减少了进入河口湾和下游的水量，使海水逆河而上， 从而改变了河口湾的生物群落
B
C
河口湾的营养物来源减少，影响渔业收入
碳循环
碳循环 存在形式： CO2 、碳酸盐 循环形式： CO2 循环过程： 大气中CO2通过光合 作用进入生物群落； 生物群落中的碳通过 呼吸、燃烧、微生物 分解(降解、呼吸) 作 用返回大气
硫循环的主要过程
硫的释放 大部分硫将进入水体并在海里永远沉 积无法连续循环 ②岩石圈、水圈→生物群落 和氮循环类似，植物根系吸收硫酸盐 硫元素就开始在生物群落循环，最后 尸体和排泄物脱离，大部分此类物质 被分解者分解，少部分形成化石燃料。 ③重新沉积 分解者将含硫有机物分解为硫酸盐和 硫化物后，这些硫化物将按①过程重 新开始循环
磷过多引起的环境问题
●一是使水源污染，造成人们
生活用水的短缺，并因饮用被 污染的水源而致健康损害。二 是导致河川、湖泊、内海的富 营养化。
●二是由于水中氮、磷含量增
赤潮的严重危害
加，使藻类等水生植物生长过 多。
●三是使土壤酸化以及物理性
质恶化，一旦土壤中某种营养 元素过剩，还会造成土壤对其 他元素的吸收性能下降，从而 破坏了土壤的内在平衡，导致 土壤板结
•自身呼吸作用消耗 呼吸 •分解者利用 122.6
96.3
生产者 464.6
7.5 •暂未利用 18.8 10%～20% 能量传递效率 13.5% 20%
62.8
植食性动物 62.8
2.1
12.6 29.3
肉食性动物 12.6
5.0
微量
293
12.5
未 固
单向流动: 不可逆向，不可循环
分解者 14.6
低 能 量 高
高Biblioteka Baidu
营 养 级
低
说一说
能量金字塔可以说明什么问题？
在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程 中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。
生态系统的能量流动
2
不同生态系统
1
淡水生态系统
森林生态系统 草地生态系统
2
3
4
海洋生态系统
请计算能量传递效率（输入后一营养级的
能量与输入前一营养级的能量的比）
关注社会
在自然状态下，植物光合作用的速率 与生物的呼吸作用和分解者的分解作用速 率大致相等，大气中的CO2 含量处于稳定 状态。
在我们生活中，生态系统的碳循环平 衡吗?如果不平衡的话，导致了什么结果？ 怎么造成的？有没有解决方法呢?
全球变暖致北极熊同类相残
全球变暖致北极熊同类相残
阿德雷企鹅在浮冰上漂流
2011年2月1日的卫星图片展示美国的大部分地区都被冬 季暴风雪笼罩
美国冬季暴风雪
日本暴雪致50人死 局地积雪超 5米 2012-02-02 11:19
欧洲强烈寒流已致163人冻死
2012年1月30日，乌克兰基辅，教堂和树木被大雪覆盖。据乌克兰媒体30日报道，乌 克兰近期遭遇严寒，导致在过去的一周内18人死亡，其中12人冻死在街头。过去一周， 由于持续降雪和随之而来的大幅降温，乌克兰境内气温骤降，其东部和北部地区甚至 出现了零下18摄氏度的低温。
生产者固定 的太阳能
分解者
用于生长、 发育、繁殖 初级消费者摄食
能量流经第一营养级示意图
兔子的能量到哪里去了
兔子的摄入量就是兔 子的同化量吗？
(同化量=摄入量—粪便量）
粪便
初级消费者 摄入
初级消费者 同化
分 解 者 利 用
遗体
呼 吸
用于生长 发育和繁殖
残骸
吸 呼 散失
散 失
次级消费者 摄入
能 量 流 经 第 二 营 养 级 示 意 图
蒸 发
a.是地球上最活跃的物质
流和能量流，联系了地球
的各圈层；也是海陆间联 系的主要纽带。
b.是重要的外力作用，塑造地
表形态。
水循环的 意义
c.调节高低纬度间的热量，影
响全球的气候 和生态。
d.维护全球水量平衡，使淡水
资源不断更新。
水循环
人类对水循环的影响
1.空气污染和降水
2.改变地面，增加径流
2.碳循环与温室效应的原因
森林被砍伐
碳循环受阻，二氧化碳含量增加
二氧化碳含量增加
大量燃烧煤和石油等燃料 3. 解决温室效应办法
温室 效应
低 碳！！！
1.保护好森林和海洋（一次性筷、节约纸张、不践踏草坪、不砍伐树木） 2.节约能源，开发新能源（节约用电、少开汽车、风能、太阳能 ）。
生物 固氮
高能 固氮
工业 固氮
氮循环
有机氮 合成
亚硝 酸盐 反硝化细菌 O2不足 反硝化作用 氨化作用 硝化作用
硝化细菌
沉积型循环
1、简介
沉积型循环(sedimentary cycle)的蓄库主要是岩石圈和土壤圈。 属于沉积型循环的营养元素主要有磷、硫、钾、钠、钙等。保 存在岩石圈中的这些元素只有当地壳抬升变为陆地后，才有可 能因岩石风化、侵蚀和人工采矿等形式释放出来被生产者植物 所利用。因此，循环周期很长，常常还会造成局部性的匮乏。
北方: 北京，天津，秦皇岛和承德，山西侯马，辽宁大连、丹东、锦州、阜新、铁岭、
危酸 雨 对 河 流 害的
解决办法：1、用煤气或天然气代替烧煤； 2、处处节约用电（因为大部分的电厂是燃煤发电）； 3、支持公共交通（减少车辆就可以减少汽车尾气排放）；
4、购买包装简单的商品
为了地球上的生命请保护生态环境
第十章生态系统
假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一 个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎 没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母 鸡、5Kg玉米。
你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时 间来等待救援： A、先吃鸡，再吃玉米 B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂 鸡， 吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
第五节 生态系统的能量流动
能量流动：生态系统中能 量的输入、传递﹑散失。
第一营养级 生产者
第三营养级
第二营养级 初级消费者
次级消费者
草的能量是怎样得来的
光合作用 (太阳能
化学能)
草的能量的去向
呼吸消耗
供下一营养级摄入
分解者分解
生产者固定的太阳能有那些去向?
太阳
呼吸散失 遗体、 残枝败叶
黑龙江现罕见干冷冬季 1月平均气温为近十年最低 【字体：大 中 小】2012-02-03 10:09:05 来源： 新华网
新华网哈尔滨2月2日电（记者程子龙）由于去年12月和今年1月连续两个 月持续少雪低温天气，我国最北省份黑龙江出现了罕见的干冷冬季气候， 今年1月平均气温为近10年来最低位。
据介绍，今年1月，黑龙江省的干冷气候依然持续。当月全省平均降水 量仅为0.8毫米，比常年少76％，为1961年以来历史第4低位。松嫩平原 东部、哈尔滨大部、牡丹江大部、北安、萝北、桦南、勃利、鸡西市区 等地几乎没有有效降水。 今年1月，黑龙江省平均气温为零下22.3℃，比常年低2.1℃，为1961年 以来历史第10低位，近10年来历史第1低位。截至1月末，全省平均最大 积雪深度为4.7厘米，比常年偏少6.1厘米。 1月31日，黑龙江省五大连池日最低气温为零下42.7℃，达到极端气候 事件标准。
单向流动，不可逆的，逐级递减。
生态系统中的物质循环
（一）物质循环的概念
生物圈
无机环境
以无机物的形式 具有全球性和循环性
生物群落
生物地球化学循环
生物地球化学循环的类型
水循环
•
水的全球循环过程 生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推动
沉积型 循环
气体型 循环
•
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
3.过度利用地下水
4.水的再分布
空气污染和降水
• 空气污染影响降水的质和 量。空气中水汽的凝结出 现在颗粒表面。污染引起 细微颗粒的增加，刺激了 水汽凝结过程而影响降水。 近年来，化石燃料所产生 的空气污染使城市处于下 风位的地区降水量明显增 加。
改变地面，增加径流
• 城市和市郊的发展，使地表变硬而不透水，增加径流，减 少浸润入土壤的水分。径流的增加带走一路上的颗粒物、 污染物，使江河湖泊的沉积量加大，带来大量的污染物和 沉积物，使河流和湖泊变浅，水流减少，交通受阻。
.. .
生态系统中能量流动的一般过程
呼吸 呼吸 呼吸 呼吸
太阳
生产者 (植物)
初级消费者
(草食动物)
次级消费者
（肉食动物)
三级消费者
(肉食动物 )
分解者(细菌、真菌等）
呼吸
能量金字塔
由单位时间内各营养级所得到的能量 数值由低到高绘制的图形.
生产者 464.6
植食性动物 62.8
肉食性动物 12.6
2012年2月1日，在大连市旅顺口区北海码头，一艘渔船被涌上岸边的海水冻 成冰船。近日，随着气温大幅下降，渤海大连北部海域大范围结冰，海冰最厚 达30多厘米，大批船只被困在港口码头不能出海作业。新华社发（吕文正 摄）
碳循环与温室效应
1. 温室效应的危害
1)地球上的病虫害增加；加大人的疾病危险和死亡率; 2) 南北极地冰山将大幅度融化,海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。
1、对大多数生态系统，净初级生产量都是通过分解者亚系统 渠道的，因而呼吸失能也是分解者明显高于消费者；
2、在浮游生物为主的生态系统里(如海洋或湖泊),消费者作 用最大，因而净初级生产量通过牧食链量大，同化效率也高；
3、溪流或小池塘通过消费者亚系统的能流很少。
能量流动的过程
源头：阳光
流动总能量：
生产者固定的全部太阳能 流动途径：沿食物链（网）逐级流动 能量流动的特点
未利用 327.3
不同生态系统的能流特点
R
C
（a）森林
（b）草地 R D R R
C
D
NPP
DOM
NPP
DOM
（c）湖泊海洋生物群落
（d）河流群落
R R R D
R
C D
C NPP DOM
NPP DOM
NPP：净初级生产量；DOM：死有机物质；C：消费者亚系统 D：分解者亚系统；R：呼吸
不同生态系统的能流特点
赛达伯格湖的能量流动图解
96.3 18.8
呼吸 122.6
7.5
13.5%
生产者 464.6
62.8
植食性动物 62.8
2.1
20%
12.6 29.3
肉食性动物 12.6
微量 5.0
293 12.5
未 分解者 2· 单位（焦 / 厘米 年） 固 14.6 定
未利用 327.3
能量流动的特点:
逐级递减:
2004年降水年均pH值小于5.6（酸雨）的城市主要分布在华中、西南、华东和华南地区 华中最严重，降水年均pH（≤5.6）酸雨城市占58.3%: 湖南和江西最严重 华南酸雨区: 主要分布在广东以珠江三角洲为中心的东南部和广西东部
华南地区酸雨污染加重
西南酸雨区以四川的宜宾、南充、贵州的遵义和重庆为中心 华东酸雨区分布范围较广，覆盖江苏省南部、浙江全省、福建沿海地区和上海 葫芦岛，吉林图们，陕西渭南和商洛，甘肃金昌
●磷循环过程
这类物质的循环都是起自岩石的风化，终于水中的沉积。岩石风化后，溶解在 水中的盐便随着水流经土壤进入溪、河、湖、海并沉积在海底，其中一些长期留 在海里，另一些可形成新的地壳，风化后又再次进入循环圈。动植物从溶盐中或 其他生物中获得这些物质，死后又通过分解和腐败过程而使这些物质重新回到水 中和土壤中 。
开矿、农业耕作、森林砍伐等都会使水土流失增加，河流湖 泊变浅。
改变地面，增加径流
黄 土 高 原 水 土 流 失
黄 河 水 土 流 失
过度利用地下水
过度利用地下水
中国19省份50余城市出现地面下降 过度利用地下水引起地面沉降
水的再分布
南水北调东线枢纽工程－江都抽水站
修筑水库、水坝不仅可以具有防止水灾的功效，还能提供电力。