生态系统的物质循环
课程论文
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题目：生态系统的物质循环
课程：环境生态学
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时间：2014年6月1日
生态系统的物质循环
一、引言
生命的维持不但需要能量，而且也依赖于各种化学元素的供应。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，在归入环境中，这个过程称之为物质循环或生物地球化学循环。在生态系统中，能量不断流动而物质不断循环，这两者是生态系统中两个基本过程。正是这两个过程，使生态系统的非生物和生物成分组成了一个完整的功能单位。
二、摘要
生态系统中表征物质循环的两个概念是库和流通率，他们分别体现了生态系统中物质循环物质的量和物质循环的快慢。生物化学循环是指化学物质在生物圈中的生物部分与非生命环境之间的转移、转化等往返过程。可分为三大类型，即水循环、气体型循环和沉积型循环。其中水循环、碳循环、氮循环和有毒物质的循环是生态系统中典型的物质循环。
三、关键词
库，流通率，水循环，碳循环，氮循环，有毒物质循环
四、正文
（一）物质循环在生态系统中的重要性
在生态系统中不仅随时随地的进行着能量的转换和流动，而且无时无刻不在进行着物质的循环。生态系统中的一切生物，无论植物、
动物、还是微生物，都是有运动中的物质构成。这所有的生物都是地球长期演化的产物。根据元素在生物体中的含量将元素分为大量元素和微量元素。大量元素包括（含量超过生物体干重1%以上的）：碳、氧、氢、氮和磷等。（含量占生物体干重0.2～1%之间的）硫、氯、钾、钠、钙、镁、铁和铜等。微量元素包括（含量一般不超过生物体干重的0.2%）：铝、硼、溴、铬、钴、氟、镓、碘、锰、钼、硒、硅、锶、锡、锑、钒和锌等。这些元素在生态系统中的循环使生态系统的物质循环具有以下作用：①完成了生物体及非生命环境的物质更新。②完成生态系统中物质的再聚集与再分布。③为物种的不断进化提供条件。④维持大自然相对的稳态。
（二）物质循环的模式
生物地球化学循环可以用“库”(pools)和“流通”(flux rates)两个概念加以描述。库：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，如在一个湖泊生态系统中，水体中磷的含量可以看成是一个库，浮游植物中的磷含量是第二个库。这些库借助有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系。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就称为流通率。周转率(turnover rates)：就是出入一个库的流通率(单位／天)除以该库中的营养物质总量。周转时间(turnover times) ：就是库中的营养物质总量除以流通率。周转时间表达了移动库中全部营养物质所需要的时间。
生物地球化学循环在受人类干扰以前，一般是处于一种稳定的平
衡状态，这就意味着对主要库的物质输入必须与输出达到平衡。这种平衡是通过全球的物质循环，也就是生物地化循环来实现的。影响物质循环速率的最重要因素：①循环元素的性质：循环速率不同由循环元素的化学特性和被生物有机体利用的方式不同所致。②生物的生长速率：这一因素影响着生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度。③有机物分解的速率：适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解，迅速将生物体内的物质释放出来，重新进入循环（三）物质循环的类型
生物地化循环可分为三大类型，即水循环，气体型循环(gaseous.cycles)和沉积型循环(sedimentary cycles)。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，也就么有生态系统的功能，生命也就难以维持。气体型循环：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，属于这类的物质有氧，二氧化碳、氮、氯、溴和氟等。沉积型循环：参与沉积型循环的物质主要是通过岩石的风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个缓慢的、单向的物质移动过程，时间要以数千年计。这些沉积型循环物质的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，而无气体形态，因此这类物质循环的全球性不如气体型循环表现得那么明显，循环性能一般也很不完善。属于沉积型循环的物质有磷、钙、钾、钠、镁、铁、锰、碘、铜、硅
等，其中磷是较典型的，沉积型循环物质，它从岩石中释放出来，最终又沉积在海底并转化为新的岩石。气体型循环和沉积型循环虽然各有特点，但都受到能流的驱动，并都依赖于水的循环。
（四）四种典型的物质循环
地球表面的总水量大约为14亿km3, 其中大约有97%包含在海洋库中。淡水中：两极冰盖29000 km3、地下水8000 km3、湖泊河流100 km3、土壤水分100 km3、大气中水13 km3、生物体中水1km3。水循环是水分子从水体和陆地表面通过蒸发进入到大气，然后遇冷凝结，以雨、雪等形式又回到地球表面的运动。水循环的生态学意义在于通
过它的循环为陆地生物、淡水生物和人类提供淡水来源。水还是很好的溶剂，绝大多数物质都是先溶于水，才能迁移并被生物利用。因此其他物质的循环都是与水循环结合在一起进行的。可以说，水循环是地球上太阳能所推动的各种循环中的一个中心循环。没有水循环，生命就不能维持，生态系统也无法开动起来。
整个地球碳的储存数量约为26×1015吨。其中有90%以上以碳酸盐形式禁锢在岩石圈中，而只有7500×109吨是以有机态埋藏在地下(如煤、石油)。这些成为碳循环中的储存库。只有极少量碳参与经常性流动和圈层间的交换。其中大气圈中(二氧化碳状态)约700×109吨，水圈中(多为碳酸盐态或二氧化碳状态)约为35250×109吨。而构成现有生物量的有机碳仅为1120×109吨。水圈、大气圈和生物圈
扮演着碳循环中活
动库的作用。碳循环
从大气中二氧化碳
储库开始，通过绿色
植物的光合作用，将
大气中的碳，转移到
植物体中形成碳水
化合物，然后被各级
消费者利用，其生物残体经过微生物分解还原以及生物的呼吸作用，再把碳回归到大气中。碳的另一个储存库是海洋：在水体中，同样由水生植物将大气中扩散到水上层的二氧化碳固定转化为糖类，通过食物链经消化合成，各种水生动植物呼吸释放出二氧化碳。岩石圈和化石燃料：岩石圈中的碳借助于岩石的风化和溶解、火山爆发等重返大气圈；化石燃料在燃烧过程中是大气中的二氧化碳含量增加。
氮循环是一个复杂的过程，包括有许多种类的微生物参加： 1、
固氮作用 (1)高能固氮
(如闪电)8.9kg/hm2.a
(2)工业固氮 (3)生物固
氮100~200kg/hm2.a
2、氨化作用：氨化作用
是蛋白质通过水解降解
为氨基酸，然后氨基酸中
的碳被氧化而释放出氨
（NH3）的过程。3、硝化
作用：硝化作用是氨的氧化过程，最终氨转化为硝酸盐。4、反硝化作用：反硝化作用是指反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮，回到大气库中的过程。
有毒物质，按化学性质分两类。无机有毒物质主要指重金属、氟化物、和氰化物；有机有毒物质主要有酚类、有机氯药等。按有毒污染物的作用分一次污染物和二次污染物。前者由污染源直接排入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物，又称原发性污染物；后者是由前者转化而成，排入环境中的一次性污染物在外界因素作用下发生变化，或与环境中其它物质发生反应形成新的物理化学性状的污染物，又称继发性污染物。有毒物质的循环是通过食物链进行和实现的，并具有如下特点：①有毒物质进入生态系统的途径是多种多样的。
②大多数有毒物质在生物体内具有富集现象，在代谢过程中不能被排除，而被生物体同化，易长期停留在生物体内，造成有机体中毒、畸
形或死亡。③一般情况下，有毒物质进入环境后都会经历迁移和转化的过程，从而使一些有毒物质毒性可能降低，而另一些物质的毒性则可能增加（例如汞的生物甲基化等）。
五、参考文献
《环境生态学导论》第二版盛连喜主编冯江王娓副主编P155：生态系统的物质循环
《环境与人类》作者：曹广才，王俊英，乌艳红等主编出版日期：2013.01 P31：生态平衡
《奥妙的物质循环》作者：徐文玉，丁朝玉编出版日期：1982
P4：碳循环 P64：氮循环
《生物农林科学通论》作者：管康林编著出版日期：2013.04 P88：生物固氮 P110：碳素同化
《环境微生物学》作者：张小凡主编出版日期：2013.04 P268：光合作用 P271：微生物的固氮作用 P330：碳循环 P331：氮循环《“生态目的性”与环境伦理》作者：原华荣著出版日期：2013.04 P41：能连流传和物质循环
《生命科学与社会发展》作者：余超波，王忆娟著出版日期：2012.06 P145：生物圈的物质循环
《环境科学概论》作者：成岳主编出版日期：2012.06 P43：物质循环 P64：大气污染源
《环境科学与人类文明》作者：陈英旭主编出版日期：2012.03 P35：生态系统的物质循环 P66：环境污染物类型
《生态学简明教程》作者：沈显生编著出版日期：2012.01 P225：物质循环的类型及一般特征
《农业生态学原理》作者：曹林奎著出版日期：2011.03 P129：物质循环的基本规律 P136：几种重要物质循环概述
《有毒有害物质及污染物在畜牧生态系统的循环与影响》作者：廖新俤刊名：中国家禽出版日期：2009
生态系统的物质循环教学设计讲课教案
生态系统的物质循环 教学设计
《生态系统的物质循环》 一、学习目标分析 1.知识目标 （1）理解生态系统物质循环的概念； （2）识记、应用碳循环的过程； （3）比较得出能量流动与物质循环的关系 2.能力目标 （1）学会分析生态系统中碳循环的方法，并且可以运用于其他元素循环的分析； （2）通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力； （3）利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养学生比较，归纳以及对自己所持观点的总结表达能力 3.情感目标 （1）通过学习人类对碳循环的影响以及温室效应的危害，培养学生环境保护意识 （2）积累生态学知识，形成科学的世界观 二、教学内容分析 学生已学习了生态系统结构和能量流动的知识，对这部分的内容有了初步的了解。学生对于生态系统功能的认识容易停留在简单识记水平，难以建立起结
构功能间的联系，通过本节学习，可以深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相适应观点。 本课的内容来自人教版《生物》第3册第5章“生态系统及其稳定性”第3节“生态系统的物质循环”。有碳循环过程让学生探讨生态系统物质循环的特点形式等内容，并且与能量流动作比较探究两者的区别和联系。并且加入了温室效应的知识，让学生知道温室效应的产生、危害以及如何缓解，让学生重视环境保护。 教材第5章是以生态系统为框架，主要讲述了生态系统的结构，生态系统的能量流动物质循环、信息传递及稳定性等知识，主要体现宏观的生态学的内容。本节课内容是第5章的一个重点，是衔接生态系统稳定性与能量流动的重要环节，并为生态系统的稳定性实现提供了一个平台，埋下了一个伏笔。 三、教学重难点分析 （一）教学重点 碳循环的过程 （二）教学难点 能量流动和物质循环的关系 四、教学活动过程 1.用导言引入新课 同学们都知道我们人和其他动物每天都在进行着呼吸作用消耗氧气，每天也要饮水，但是为什么氧气和水一直都没有被我们消耗完呢？同学们可以思考一下这个问题。其实这就牵扯到了我们今天要讲的内容—生态系统的物质循环。 2.描述定义 让学生回忆生态系统的定义，生态系统中有物质交流，这个物质交流是循环的过程，描述生态系统物质循环的定义。 3.思考与讨论 （1）C在无机环境中的存在形式？ CO2、碳酸盐 （2）碳在生物体内的存在形式？含碳有机物
生态系统中的物质循环
《生态系统的物质循环》巩固练习 1.下列有关物质循环的叙述中错误的是（ ） A.碳在无机环境中主要以CO 2和碳酸盐的形式形式存在 B.碳循环发生在生物群落与无机环境之间 C.碳在生物群落内部是以CO 2的形式进行循环的 D.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器是叶绿体和线粒体 C 【解析】本题考查生命观念和科学思维。碳在无机环境中的形式有CO 2、碳酸盐和单质碳等，但主要以CO 2和碳酸盐的形式形式存在，A 项正确；物质循环的途径是在生物群落与无机环境之间进行的，B 项正确；碳在生物群落与无机环境之间是以CO 2的形式进行循环的，而在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动的，C 项错误；叶绿体光合作用固定二氧化碳，线粒体呼吸作用释放二氧化碳， D 项正确。 2.右图是生态系统的碳循环图解。图中A ～D 代表生态系统的4种成分，①～⑦代表碳元素在生态系统中循环的途径。据图分 析下列叙述错误的是( ) A.图中A 是生产者，碳在B 中以有机物形式存在 B.图中③是光合作用，②和⑤是呼吸作用 C.温室效应与大气中D 的增多有关 D.图中C 是分解者，主要是腐生的细菌和真菌 D 【解析】本题考查生命观念、科学思维和社会责任等核心素养。图中A 是生产者，B 是分解者，C 是消费者，D 是CO 2，碳在生物体内主要是以含碳有机物的形式存在，A 项正确；①、⑥是生产者和消费者的遗体及排出物，③是光合作用，②、⑤是呼吸作用，④是消费者的摄食，⑦是微生物的分解作用，B 项正确；温室效应产生的主要原因是化石燃料的大量燃烧，使大气的CO 2增加，C 项正确；图中C 是消费者，B 是分解者，D 项错误。 3.对生态系统中能量流动和物质循环的解释错误的是（ ） A.能量流动和物质循环是分不开的 B.能量流动是物质循环的动力 C.能量流动和物质循环都是单向进行的 D.生物体内的能量储存在有机物中 C 【解析】本题考查生命观念和科学思维。能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。能量流动是单向的，而物质是循环的。 4.下图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析正确的是（ ） A.乙主要是绿色植物，丁所含的能量最少 B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向 C.碳在丙与丁之间以CO 2形式循环 D.无机环境中的CO 2只能来自细胞呼吸 B 【解析】本题考查生命观念和科学思维。生态系统中的碳循环中，无机环境中的CO 2与生产者之间存在双向箭头，甲应为绿色植物，丁为分解者，所含的能量不一定最少，A 项错误；图中箭头可以表示碳元素的流动方向，B 项正确；碳在丙与丁之间以含碳有机物的形式流动， C 项错误；无机环境中的CO 2来自细胞呼吸和化石燃料的燃烧， D 项错误。 5.图1是某生态系统碳循环示意图，其中A 、B 、C 、D 是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5表示有关的生理过程，图2 为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况，下列说
生态系统的物质循环(教案)
《生态系统的物质循环》教案 一．教学目标 1. 知识目标： （1）理解生态系统物质循环的概念； （2）识记、应用碳循环的过程； （3）比较得出能量流动与物质循环的关系。 2. 能力目标： （1）学会分析生态系统中碳循环的方法； （2）通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力； （3）利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养学生比较，归纳以及对自己所持观点的总结表达能力。 3. 情感目标： （1）通过学习人类对碳循环的影响，培养学生环境保护意识 （2）积累生态学知识，形成科学的世界观 二．教学重点：碳循环的过程 三．教学难点：能量流动和物质循环的关系 四. 教法与学法 教法：课前导学、启发式讲解、分析与归纳 学法：课前预习、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新 五. 课时安排: 1课时 六．教学过程 1. 复习提问 (1)地球上最大的生态系统是什么？ (2)生态系统的组成成分？ (3)输入生态系统的总能量是什么？ (4)能量流动的特点？
2. 引入新课 生态系统依靠太阳不断提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。讨论：生物为维持生命每天都要消耗大量的物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物质，为什么这些物质亿万年来没有被生命活动所耗尽？（因为这些物质可以 被循环利用） 碳是构成生命有机体的重要元素之一，没有碳就没有生命。——碳循环 3. 碳循环 出示“碳循环模式图”投影片。 (1)知识背景：光合作用 )(22 O CH CO ???→?光合作用 呼吸作用 22)(CO O CH ?? ?→?有氧呼吸 (2)分析碳循环模式图，思考如下问题： ①碳在无机环境中的存在形式？ CO2和碳酸盐 ②碳由无机环境进入生物群落的途径？ 绿色植物的光合作用（主要），化能合成作用 ③碳由无机环境进入生物群落的形式？ CO2 ④碳在生物群落内部的传递形式？ 含碳有机物； 传递渠道? 食物链（网） ⑤碳返回无机环境的途径：a.生产者、消费者的呼吸作用 b.微生物的分解作用 c.化石燃料的燃烧 ⑥碳由生物群落回到无机环境的形式？ CO2 ⑦碳在无机环境和生物群落间循环的主要形式？ CO2 [师生归纳] 4. 物质循环 （1）提问：①我们所讲的碳循环是指在什么之间进行循环？（生物群落与无机环境之间） ②除了碳以外，还有没有其他物质能在生物群落与无机环境之间循环？（了解氮循环和水循环，理解物质循环发生在生物群落和无机环境之间） 动物、植物、微生物呼吸作用 光合作用、化能合成作用 无机环境（CO 2） 生物群落（有机物）
“生态系统的物质循环”的教学设计
“生态系统的物质循环”的教学设计 本节课可以参考课本中本小节的引言所提供的思路进行：一是注意与上节课所讲的生态系统能量流动的衔接，承上启下，温故知新；二是体现从感性到理性的原则，联系学生比较熟悉的现象，由现象提出问题。除了可以引用课本中列举的现象和提出的问题外，还可以多举一些实例。 1 教材分析 在《课程标准》的具体内容标准中，与本节内容相对应的条目是“分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用”。由此可见，学生对本节内容的掌握需达到应用水平。 本小节内容包括四部分：一是碳循环；二是物质循环的概念；三是能量流动和物质循环的关系；四是探究“土壤微生物的分解作用”。 关于物质循环的概念，教材首先通过一个讨论题：为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来都没有被生命活动所耗尽？把主题带入课堂，接着通过碳循环过程总结出物质循环的概念。 关于碳循环，这是本小节的重点内容。教材首先用碳循环模式图形象、生动地描述了碳循环的过程，紧接着，精辟地讲述了碳循环的形式和范围，教材用较长的篇幅，用“温室效应”的形成与危害讲述了人类对碳循环的影响。关于能量流动与物质循环的关系，教材首先站在生态系统的角度概括地指出；二者是生态系统的主要功能，接着辩论地分析了二者的关系， 关于探究性实验，课本中分步骤进行了详细的引导并设计了两个案例供参考，帮助学生突破这个难点。 本小节内容是以“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及第三章中新陈代谢特别是绿色植物“光合作用”和“细胞呼吸”等为基础，本小节是第九章《人与生物圈》的基础，本小节对生态系统的内容具有承上启下的作用。 2 学情分析 学生对于这节课的学习，重难点是在碳循环的过程以及能量流动与物质循环的关系，学生对这块内容可能会较难掌握，根据这一情况，对于这部分内容，可以多通过练习看学生的掌握情况。 对于探究性实验的设计是学生的一个弱点，也是学生难掌握的地方，通过案例分析加以指导，建立良好的评价机制，总结出实验设计的一般方法。 3 教学目标 3．1 知识目标： （1）理解生态系统物质循环的概念； （2）识记、应用碳循环的过程； （3）比较得出能量流动与物质循环的关系。 3．2 能力目标： （1）学会分析生态系统中碳循环的方法； （2）通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力。 （3）利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养学生比较，归纳以及对自己所持观点的总结表达能力。 （4）通过探究性实验，培养学生实验设计能力与实验操作能力。 3．3 情感目标： （1）通过学习人类对碳循环的影响，培养学生环境保护意识 （2）积累生态学知识，形成科学的世界观 4 教学重点与难点及突破 4．1 重点：碳循环的过程 突破策略：（1）复习巩固生态系统的成分和营养结构，明确碳循环过程中碳的载体及转化者，传递者在循环过程中的作用。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环 【学习目标】 1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2．尝试探究土壤微生物的分解作用。 3．说明能量流动和物质循环的关系。 4．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。 【学习重、难点】 重点难点：1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2说明能量流动和物质循环的关系 【自主学习】 一、回顾旧知 一、能量流动的过程 1．能量流动的含义 生态系统中能量的、、和散失的过程。 2．能量流动的过程 (1)输入生产者通过把太阳能转化为，固定在中。 二、基础感知 一、碳循环1．循环形式 在生物群落与无机环境间主要以的形式进行。 2．过程图解 3．特点：具有、循环性。 4．温室效应 (1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气 中，打破了的平衡。 (2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面，进而对人类和其他生物的生存构成威胁。 二、生态系统的物质循环 1．概念(1)物质：组成生物体的等元素。
(2)循环途径：无机环境① ②。 (3)范围：。 2．特点 (1)循环流动。(2)具有全球性，因此又称循环。 三、能量流动与物质循环的关系 1．二者是，彼此相互依存，不可分割。 2．相互关系 四探究土壤微生物的分解作用 1．案例1 (1)实验假设：微生物能分解落叶使之腐烂。 (2)实验设计：实验组：______；对照组：对土壤不做任何处理。 2．案例2 (1)实验假设：_________________________________________。 (2)实验设计：实验组：A烧杯中加入30 mL________； 对照组：B烧杯中加入________。 三、问题探究碳循环 1．碳循环过程及特点 (1)碳循环过程图解 (1)大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分 解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化学燃料的燃 烧。 大气中CO2的去路有两个：一是绿色植物的光合作用，这是主要去路，二是化能合成细菌的化能合成作用。 (2)碳在生物群落中主要是以含碳有机物的形式存在，在无机自然界中是以CO2、碳酸盐等形式存在。 (3)碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环的。碳元素在生物群落中的
《生态系统的物质循环》教学设计
第三节生态系统的物质循环 一．教学目标 （一）知识与技能 1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环； 2．构建碳循环的模型； 3．说明能量流动和物质循环的关系； （二）过程与方法 关于碳循环过程的学习，可以让学生构建模型，使学生对以前学习的知识有所回忆，并对生态系统的物质循环有形象的认识； （三）情感态度与价值观 关注由物质循环失调而引起的环境问题，增强环境保护的意识。 二．教学重点、难点 1．教学重点及解决办法 生态系统中的物质循环是本节的重点，对于物质循环我们以碳循环为例，通过构建模型的方法让学生充分理解它的过程及特点。 2．教学难点及解决办法 如何说明物质循环和能量流动的关系是本节的难点，本节通过图表的方式进行归纳比较，帮助学生明确其中的关系。 三．课时安排 1课时 四．教学过程 导入：上节课我们学习了生态系统的能量流动，能量沿食物链进行流动，从一个营养级到下一个营养级，在这个过程中，能量流动表现出什么特点？ （学生回答） 生态系统中的能量流动是单向的、逐级递减的。也就是说能量并不能重复循环的利用，生态系统需要保持稳定、不断运转，就要不断有能量输入，对于生物圈来说，源源不断的太阳能为它提供了能量。但是生物圈中的物质却只能来自地球，生态系统运转过程中，亿万年来生物圈中的物质并没有减少或耗尽，这是为什么呢？ （学生回答：物质是循环的） 如果物质是循环利用的，那它就会不断的消耗和再生，从而实现生态系统的正常运转，例如绿色植物光合作用过程中从空气中吸收二氧化碳，从土壤中吸收水分，把它们变成了有机物和氧气，动物和其它生物的呼吸作用又把有机物和氧气转化成二氧化碳和水，供给植物进行光合作用。