第七章 生物地球化学循环(二)
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（2）大气中二氧化碳含量增加使光合作用加强， 并释放出更多的氧
全球氧循环简化图示
（二）碳循环 1.自然界碳的贮库 （1）活动贮库：海洋、大气和生物 （2）固定贮库：沉积岩 2.大气和海洋之间的碳循环 快循环：输入略大于输出
CO2 + H 2O ↔ H 2CO3
H 2CO3
↔
H
+
+
HCO
− 3
小型无脊椎动物如线虫、蚯蚓等将植物残体粉 碎，起着加速有机物在微生物作用下分解和转化 的作用。
二、非生物环境
作为系统能量来源的太阳辐射能；温度、水分、 空气、岩石、土壤和各种元素等物理、化学环境 条件；以及生命物质代谢的原料，如CO2、H2O、O2、 N2、无机盐类、蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等。 （一）光照
（2）北京地区的季相特征
初春草木萌动，仲春万紫千红，晚春绿肥红瘦； 初夏繁花绿叶相映好，仲夏万绿丛中几点红，晚 夏嘉荫蔽日花踪寥；
初秋硕果累累，仲秋叶色斑斓，晚秋落木萧萧； 初冬霜叶凋零，隆冬万木萧疏，晚冬春意初露。
北京小西山山前初夏植物群落的季相
北京小西山山前初夏植物群落的季相
4.植物群落的演替（自组织性）
短日照植物：每天的光照长度短于一定临界长 度并经过一定日数才能开花的植物，如原产于 热带、亚热带的水稻、玉米、高粱、谷子等；
中间性植物：开花不受光照长度影响的植物， 如西红柿和水稻、大豆的一些特早熟品种等。
（二）温度
1.温度的作用：温度与植物生化反应的速率关系 密切，温度每增高10℃，化学反应加快一倍。 因此，温度影响植物的发育速度、各物候期早 晚和生长期的长短。
用，土壤和洋面的吸收与释放，以及人类燃烧 矿物燃料等； 界面：大气、土壤、水体、生物之间
生物地球化学循环过程示意
二、重要元素的生物地球化学循环
生物地球化学循环
气体型循环
沉积型循环
氧循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环
（一）氧循环
1.自由氧的主要贮存库：大气和海洋
2.氧循环的主要过程
（1）大气圈上层水汽的光解作用
CaCO3 + CO2 + H2O ⇔ Ca2+ + 2HCO3−
（4）北半球大气二氧化碳含量的季节波动
夏季为波谷，冬季为波峰。 昼为波谷，夜为波峰。
5.人类活动对碳循环的干扰 每年约有5×109 t的碳通过化石燃料的燃烧排
入大气圈；
砍伐森林造成的土壤裸露以及木材燃烧每年向
大气圈排放1～2×109 t的碳；
（1）概念：由于非生物环境的变化，植物群落 的组成和结构发生质的变化，最终导致一个植物 群落被另一个植物群落所替代。
（2）类型
按照演替的原因：自然演替和人为演替 按照演替的环境条件：原生演替和次生演替 按照演替的方向：顺行演替和逆行演替 顺行演替序列：
裸地→地衣群落→苔藓群落→草本群落→灌木群 落→乔木群落→顶级群落
10～20%的微粒物质沉入洋底 大约15%的碳酸钙被结合成为深海沉积物，归入
缓慢的碳循环过程。
全球碳循环简化图示
4.大气和陆地之间的碳循环 （1）快循环：碳交换量处于大致平衡状态
植物的叶片和动物活体等属于快循环碳库。光 合作用从大气圈移走的碳量略等于呼吸作用和 动、植物残体分解作用所补偿给大气圈的碳量。 （2）慢循环：动、植物残体，土壤腐殖质，新生 泥炭和植物茎干与根属于慢循环碳库，其循环 周期较长。 （3）在陆地上，裸露的地表岩石的风化过程可通 过下述化学反应与大气进行碳的交换：
1.光的作用：太阳能量通过植物的光合作用以化 学能的形式被固定，又以热的形式从系统的许多 部分被散失掉。
2.光周期现象：植物适应光照长度的季节变化， 形成的很有规律的开花和发芽季节现象。
长日照植物：每天的光照长度超过一定临界长 度并经过一定日数才能开花的植物，如原产于 高纬地带的小麦、大麦、油菜、甜菜等；
活食食物链
腐食食物链
食物的非专一性
3. 食物网： 食物链相互 交叉，形成 复杂的摄食 关系网。
一般来说， 一个生态系 统的食物网 结构愈复杂， 该系统的稳 定性程度愈 大。
第6节 生态系统的能量流动
一、光合作用与呼吸作用 1.光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2
和H2O，制造有机物质并释放O2的过程。
2. 三基点温度：植物的每个生命过程都有最适 温度、最低温度和最高温度。
（三）水分
1.水的作用：水是原生质的组成部分，光合作用 的基本条件，水维持植物的挺立，调节植物的 体温。
2.土壤水分的三基点：最低点、最高点、最适范 围；在不同的水分条件下，发育着不同的植被 类型。
（四）气温、降水量与植被分布
生态系统图解模型
（2）结构特征 水平方向：
随机分布 成群分布 规则分布 垂直方向： 乔木层 灌木层 草本层 地被层
3.植物群落的季相（自稳定性）
（1）概念：整个植物群落的外貌以年为周期变化 的特征，表现为植物的萌芽、展叶、开花、结果、 叶变秋色和落叶等物候期的季节性发生，以温带 地区最为明显。
第5节 生态系统的组成与结构
引言：生态系统概述
1. 概念：生物体通过物质和能量的交换与其生 存环境相互联系、相互作用，形成一个自组织 的统一体。
2. 类型
生态系统
自然生态系统 半自然生态系统 人工生态系统
森林生态系统
农田生态系统
城市生态系统
草原生态系统
草场生态系统
工业生态系统
荒漠生态系统
果园生态系统
湖泊生态系统
鱼塘生态系统
3. 组成：生物群落和非生物环境
一、生物群落
个体、种群和群落 生物群落：在一定环境空间内生物种群有规律 的组合，是由多个生物种通过彼此的相互联系与 作用组成的生物群体。
（一）生产者
1.概念：各种绿色植物和化能合成细菌。
2.植物群落的组成和结构
（1）组成：种类组成、数量、优势种（个体多， 生物量大的种）、建群种（优势种中的最优者） 和附属种（次要种）。
植被的水平地带性分布
植被的垂直地带性分布和基带
Holdridge植被-气候分类三角形
三、营养结构
1. 概念：生态系统中的非生物环境与生物群落 之间和生产者、消费者与分解者之间，通过营 养或食物传递形成的一种组织形式。
2. 食物链：生态系统内不同生物之间类似链条 式的食物依存关系，食物链上的每一个环节称 为营养级。
（1）陆地生态系统的能量流动——佛罗里达银泉 植物光合作用所吸收的光能是入射太阳总能量的
24%； 在吸收的光能wk.baidu.com，5%被转化成为群落的总初级生
产量； 净初级生产量是总初级生产量的42.4%； 二级肉食动物所获得的能量仅占净初级生产量的
0.24%； 在每一个营养级上，都有一些生物量流向分解者； 生物量消耗的最主要途径是生物群落的呼吸作用，
2. 呼吸作用：绿色植物中的有机物质被氧化， 释放出CO2、H2O和热能的过程。 呼吸作用是光合过程的逆过程；
呼吸作用是一个耗能反应和熵增加过程。
二、初级生产与次级生产
1.初级生产：绿色植物通过光合作用，吸收和固 定太阳能，将无机物转化成有机物的生产过程；
净初级生产量：总初级生产量减去植物因呼吸 作用的消耗,剩下的有机物质（J·m-2·a-1或g （DW）·m-2·a-1）
6CO2 +6H2O⎯⎯光→C6H12O6 +6O2
光合作用就是CO2被还原和H2O被氧化的作用； 光合作用是吸能反应和熵减少过程，葡萄糖带
有较高的化学能，并且是低熵的。 光合作用中碳水化合物的生成可以满足有机体
获得能量和负熵两方面的需求，对于消费者来 说，它们是低熵、高能的食物，可见，光合作 用维持着生态系统的有序性。
NPP=GPP-R
生物量：指单位面积内植物的总重量，单位是 J·m-2或g（DW）·m-2。
陆地的净初级生产量和植物生物量大于海洋。
2.次级生产: 消费者利用初级生产的产品进行新 陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身物质 的生产过程。
净次级生产量仅仅是净初级生产量的很小一部 分：
- 初级生产量的一部分未能或不能被动物采食与 利用；
1.水平地带性分布
（1）纬向地带性（热量地带性）：随着温度从 高向低的变化，依次产生炎热、温暖、寒冷和极 地等不同植被带的分化；
（2）干湿地带性（水分地带性）：在同一植被 带内，随着降水从多到少的变化，依次出现森林、 草原和荒漠植被类型的分化。
2.垂直地带性分布
在高山区域，随着海拔高度的升高，会出现与 从低纬热带向高纬寒带类似的植被带分化现象。
6.大气、海洋、陆地之间碳循环的调整 大气吸收：3.36×109 t(化石燃料燃烧排放的
56%) 海洋吸收：2×109 t(化石燃料燃烧排放的33％) 碳丢失项: 1.7×109 t
植被吸收：北半球温带植被0.5～0.8×109 t
CO2 + H2O →CH2O+O2
碳酸钙泵：钙化浮游生物在钙化过程中生成碳 酸钙、水和CO2，其中，CO2通过上层海洋释放进 入大气，所产生的碳酸钙被输送到深海沉积， 归入碳的慢循环中。
Ca2+ + 2HCO3 →CaCO3 + H2O + CO2
（3）由于温跃层上下的溶解碳相互交换，导致混 合作用。
凋落物为生。 肉食动物：以植食动物为食。 杂食动物：既食植物又食动物。
（三）分解者
包括细菌、真菌、土壤原生动物和一些小型无 脊椎动物，它们靠分解动、植物残体为生。
细菌和真菌主要靠吸收动、植物残体内的可溶 性有机物来生活，在消化过程中，把无机养分从 有机物中释放出来，归还给环境。
土壤原生动物以细菌、真菌、藻类和死的有机 体为食，并通过消化作用加速有机物的分解。
陆地植物群落演替的成因举例
洪水
森林大火
过度放牧
1980年圣海伦斯火山爆发迹地上的先锋物种
气候变化（CO2含量倍增）导致植物种的迁移 山毛榉
铁杉
湖泊－沼泽－草甸的演替
（二）消费者 1.定义：不能直接利用太阳能来生产食物，只能
通过直接或间接地以绿色植物为食获得能量。
2.类型 植食动物：依赖植物的枝、叶、果实、种子和
- 被采食的部分中，也有相当数量的有机物质通 过呼吸、排泄物（粪便、尿、汗）、脱落物等 形式被消耗掉。
全球净初级 生产力分布
1982－1990年5－9月北半球植被增加的百分数
三、能量传递与能量转化 1. 生态系统内能量流动是单向流： 能量的很大部分被各营养级的生物所利用，通
过呼吸作用以热的形式散失； 热能不能再回到生态系统中参与能量的流动； 用于形成较高营养级生产量的能量占比例很小。
HCO
− 3
↔
H
+
+
CO32−
CO2 + CO32− + H 2O ↔ 2HCO3−
3.海水中碳循环的途径
（1）海流驱动下的物理运动
（2）通过浮游植物的光合作用，海洋中动、植物 的呼吸作用，以及沿食物网的生物化学传递。
生物泵：浮游生物通过光合作用吸收碳并向深 海和海底沉积物输送的过程。
有机生物泵：非钙化浮游生物通过光合作用吸 收CO2和H2O，生成CH2O（糖）和O2，为海洋生态系 统提供能量，其中，部分有机物通过上层海洋的 食物网进行循环，部分沉积到海底，归入碳的慢 循环中。
约占吸收光能的99.5％。
（2）湖泊生态系统的能量传递与转化
十分之一定律：能量从一个营养级流向另一个 营养级的过程中，大约有90%的损失量。
2.生态系统进化过程的热力学解释：
热力学孤立系统的熵总是自发地趋于增大，使 系统有序度降低，最后达到热力学平衡态。
生态系统所经历的是与热力学第二定律相反的 从简单到复杂，从无序到有序的进化过程。
（2）植物的光合作用与呼吸作用
（3）海洋中氧的流失
H 2O + CO2
→
H 2CO3
→
HCO3−
+
H
+
→
2 HCO3−
→ CO32−
+
C
2+ a
→ CaCO3
3.氧循环的失衡：采伐森林和排放污染物减弱光合
作用，化石燃料的燃烧耗氧
4.氧的补充：
（1）厌氧环境化能合成细菌用硫酸根离子产生氧 SO42-+2C→2CO2+S2-
生态系统是开放系统，它通过低熵能量与物质 的输入和高熵能量与物质的排出，维持着高度 有序的状态。
第7节 生态系统的物质循环
一、生物地球化学循环的图解模型 1.物质随水分的迁移与转化 子过程：降水，蒸发、入渗，动、植物的吸收
与排泄，地表径流和地下径流等； 界面：大气、土壤、水体、生物之间 2.物质随气体的迁移与转化 子过程：植物的光合作用，动、植物的呼吸作
全球氧循环简化图示
（二）碳循环 1.自然界碳的贮库 （1）活动贮库：海洋、大气和生物 （2）固定贮库：沉积岩 2.大气和海洋之间的碳循环 快循环：输入略大于输出
CO2 + H 2O ↔ H 2CO3
H 2CO3
↔
H
+
+
HCO
− 3
小型无脊椎动物如线虫、蚯蚓等将植物残体粉 碎，起着加速有机物在微生物作用下分解和转化 的作用。
二、非生物环境
作为系统能量来源的太阳辐射能；温度、水分、 空气、岩石、土壤和各种元素等物理、化学环境 条件；以及生命物质代谢的原料，如CO2、H2O、O2、 N2、无机盐类、蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等。 （一）光照
（2）北京地区的季相特征
初春草木萌动，仲春万紫千红，晚春绿肥红瘦； 初夏繁花绿叶相映好，仲夏万绿丛中几点红，晚 夏嘉荫蔽日花踪寥；
初秋硕果累累，仲秋叶色斑斓，晚秋落木萧萧； 初冬霜叶凋零，隆冬万木萧疏，晚冬春意初露。
北京小西山山前初夏植物群落的季相
北京小西山山前初夏植物群落的季相
4.植物群落的演替（自组织性）
短日照植物：每天的光照长度短于一定临界长 度并经过一定日数才能开花的植物，如原产于 热带、亚热带的水稻、玉米、高粱、谷子等；
中间性植物：开花不受光照长度影响的植物， 如西红柿和水稻、大豆的一些特早熟品种等。
（二）温度
1.温度的作用：温度与植物生化反应的速率关系 密切，温度每增高10℃，化学反应加快一倍。 因此，温度影响植物的发育速度、各物候期早 晚和生长期的长短。
用，土壤和洋面的吸收与释放，以及人类燃烧 矿物燃料等； 界面：大气、土壤、水体、生物之间
生物地球化学循环过程示意
二、重要元素的生物地球化学循环
生物地球化学循环
气体型循环
沉积型循环
氧循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环
（一）氧循环
1.自由氧的主要贮存库：大气和海洋
2.氧循环的主要过程
（1）大气圈上层水汽的光解作用
CaCO3 + CO2 + H2O ⇔ Ca2+ + 2HCO3−
（4）北半球大气二氧化碳含量的季节波动
夏季为波谷，冬季为波峰。 昼为波谷，夜为波峰。
5.人类活动对碳循环的干扰 每年约有5×109 t的碳通过化石燃料的燃烧排
入大气圈；
砍伐森林造成的土壤裸露以及木材燃烧每年向
大气圈排放1～2×109 t的碳；
（1）概念：由于非生物环境的变化，植物群落 的组成和结构发生质的变化，最终导致一个植物 群落被另一个植物群落所替代。
（2）类型
按照演替的原因：自然演替和人为演替 按照演替的环境条件：原生演替和次生演替 按照演替的方向：顺行演替和逆行演替 顺行演替序列：
裸地→地衣群落→苔藓群落→草本群落→灌木群 落→乔木群落→顶级群落
10～20%的微粒物质沉入洋底 大约15%的碳酸钙被结合成为深海沉积物，归入
缓慢的碳循环过程。
全球碳循环简化图示
4.大气和陆地之间的碳循环 （1）快循环：碳交换量处于大致平衡状态
植物的叶片和动物活体等属于快循环碳库。光 合作用从大气圈移走的碳量略等于呼吸作用和 动、植物残体分解作用所补偿给大气圈的碳量。 （2）慢循环：动、植物残体，土壤腐殖质，新生 泥炭和植物茎干与根属于慢循环碳库，其循环 周期较长。 （3）在陆地上，裸露的地表岩石的风化过程可通 过下述化学反应与大气进行碳的交换：
1.光的作用：太阳能量通过植物的光合作用以化 学能的形式被固定，又以热的形式从系统的许多 部分被散失掉。
2.光周期现象：植物适应光照长度的季节变化， 形成的很有规律的开花和发芽季节现象。
长日照植物：每天的光照长度超过一定临界长 度并经过一定日数才能开花的植物，如原产于 高纬地带的小麦、大麦、油菜、甜菜等；
活食食物链
腐食食物链
食物的非专一性
3. 食物网： 食物链相互 交叉，形成 复杂的摄食 关系网。
一般来说， 一个生态系 统的食物网 结构愈复杂， 该系统的稳 定性程度愈 大。
第6节 生态系统的能量流动
一、光合作用与呼吸作用 1.光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2
和H2O，制造有机物质并释放O2的过程。
2. 三基点温度：植物的每个生命过程都有最适 温度、最低温度和最高温度。
（三）水分
1.水的作用：水是原生质的组成部分，光合作用 的基本条件，水维持植物的挺立，调节植物的 体温。
2.土壤水分的三基点：最低点、最高点、最适范 围；在不同的水分条件下，发育着不同的植被 类型。
（四）气温、降水量与植被分布
生态系统图解模型
（2）结构特征 水平方向：
随机分布 成群分布 规则分布 垂直方向： 乔木层 灌木层 草本层 地被层
3.植物群落的季相（自稳定性）
（1）概念：整个植物群落的外貌以年为周期变化 的特征，表现为植物的萌芽、展叶、开花、结果、 叶变秋色和落叶等物候期的季节性发生，以温带 地区最为明显。
第5节 生态系统的组成与结构
引言：生态系统概述
1. 概念：生物体通过物质和能量的交换与其生 存环境相互联系、相互作用，形成一个自组织 的统一体。
2. 类型
生态系统
自然生态系统 半自然生态系统 人工生态系统
森林生态系统
农田生态系统
城市生态系统
草原生态系统
草场生态系统
工业生态系统
荒漠生态系统
果园生态系统
湖泊生态系统
鱼塘生态系统
3. 组成：生物群落和非生物环境
一、生物群落
个体、种群和群落 生物群落：在一定环境空间内生物种群有规律 的组合，是由多个生物种通过彼此的相互联系与 作用组成的生物群体。
（一）生产者
1.概念：各种绿色植物和化能合成细菌。
2.植物群落的组成和结构
（1）组成：种类组成、数量、优势种（个体多， 生物量大的种）、建群种（优势种中的最优者） 和附属种（次要种）。
植被的水平地带性分布
植被的垂直地带性分布和基带
Holdridge植被-气候分类三角形
三、营养结构
1. 概念：生态系统中的非生物环境与生物群落 之间和生产者、消费者与分解者之间，通过营 养或食物传递形成的一种组织形式。
2. 食物链：生态系统内不同生物之间类似链条 式的食物依存关系，食物链上的每一个环节称 为营养级。
（1）陆地生态系统的能量流动——佛罗里达银泉 植物光合作用所吸收的光能是入射太阳总能量的
24%； 在吸收的光能wk.baidu.com，5%被转化成为群落的总初级生
产量； 净初级生产量是总初级生产量的42.4%； 二级肉食动物所获得的能量仅占净初级生产量的
0.24%； 在每一个营养级上，都有一些生物量流向分解者； 生物量消耗的最主要途径是生物群落的呼吸作用，
2. 呼吸作用：绿色植物中的有机物质被氧化， 释放出CO2、H2O和热能的过程。 呼吸作用是光合过程的逆过程；
呼吸作用是一个耗能反应和熵增加过程。
二、初级生产与次级生产
1.初级生产：绿色植物通过光合作用，吸收和固 定太阳能，将无机物转化成有机物的生产过程；
净初级生产量：总初级生产量减去植物因呼吸 作用的消耗,剩下的有机物质（J·m-2·a-1或g （DW）·m-2·a-1）
6CO2 +6H2O⎯⎯光→C6H12O6 +6O2
光合作用就是CO2被还原和H2O被氧化的作用； 光合作用是吸能反应和熵减少过程，葡萄糖带
有较高的化学能，并且是低熵的。 光合作用中碳水化合物的生成可以满足有机体
获得能量和负熵两方面的需求，对于消费者来 说，它们是低熵、高能的食物，可见，光合作 用维持着生态系统的有序性。
NPP=GPP-R
生物量：指单位面积内植物的总重量，单位是 J·m-2或g（DW）·m-2。
陆地的净初级生产量和植物生物量大于海洋。
2.次级生产: 消费者利用初级生产的产品进行新 陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身物质 的生产过程。
净次级生产量仅仅是净初级生产量的很小一部 分：
- 初级生产量的一部分未能或不能被动物采食与 利用；
1.水平地带性分布
（1）纬向地带性（热量地带性）：随着温度从 高向低的变化，依次产生炎热、温暖、寒冷和极 地等不同植被带的分化；
（2）干湿地带性（水分地带性）：在同一植被 带内，随着降水从多到少的变化，依次出现森林、 草原和荒漠植被类型的分化。
2.垂直地带性分布
在高山区域，随着海拔高度的升高，会出现与 从低纬热带向高纬寒带类似的植被带分化现象。
6.大气、海洋、陆地之间碳循环的调整 大气吸收：3.36×109 t(化石燃料燃烧排放的
56%) 海洋吸收：2×109 t(化石燃料燃烧排放的33％) 碳丢失项: 1.7×109 t
植被吸收：北半球温带植被0.5～0.8×109 t
CO2 + H2O →CH2O+O2
碳酸钙泵：钙化浮游生物在钙化过程中生成碳 酸钙、水和CO2，其中，CO2通过上层海洋释放进 入大气，所产生的碳酸钙被输送到深海沉积， 归入碳的慢循环中。
Ca2+ + 2HCO3 →CaCO3 + H2O + CO2
（3）由于温跃层上下的溶解碳相互交换，导致混 合作用。
凋落物为生。 肉食动物：以植食动物为食。 杂食动物：既食植物又食动物。
（三）分解者
包括细菌、真菌、土壤原生动物和一些小型无 脊椎动物，它们靠分解动、植物残体为生。
细菌和真菌主要靠吸收动、植物残体内的可溶 性有机物来生活，在消化过程中，把无机养分从 有机物中释放出来，归还给环境。
土壤原生动物以细菌、真菌、藻类和死的有机 体为食，并通过消化作用加速有机物的分解。
陆地植物群落演替的成因举例
洪水
森林大火
过度放牧
1980年圣海伦斯火山爆发迹地上的先锋物种
气候变化（CO2含量倍增）导致植物种的迁移 山毛榉
铁杉
湖泊－沼泽－草甸的演替
（二）消费者 1.定义：不能直接利用太阳能来生产食物，只能
通过直接或间接地以绿色植物为食获得能量。
2.类型 植食动物：依赖植物的枝、叶、果实、种子和
- 被采食的部分中，也有相当数量的有机物质通 过呼吸、排泄物（粪便、尿、汗）、脱落物等 形式被消耗掉。
全球净初级 生产力分布
1982－1990年5－9月北半球植被增加的百分数
三、能量传递与能量转化 1. 生态系统内能量流动是单向流： 能量的很大部分被各营养级的生物所利用，通
过呼吸作用以热的形式散失； 热能不能再回到生态系统中参与能量的流动； 用于形成较高营养级生产量的能量占比例很小。
HCO
− 3
↔
H
+
+
CO32−
CO2 + CO32− + H 2O ↔ 2HCO3−
3.海水中碳循环的途径
（1）海流驱动下的物理运动
（2）通过浮游植物的光合作用，海洋中动、植物 的呼吸作用，以及沿食物网的生物化学传递。
生物泵：浮游生物通过光合作用吸收碳并向深 海和海底沉积物输送的过程。
有机生物泵：非钙化浮游生物通过光合作用吸 收CO2和H2O，生成CH2O（糖）和O2，为海洋生态系 统提供能量，其中，部分有机物通过上层海洋的 食物网进行循环，部分沉积到海底，归入碳的慢 循环中。
约占吸收光能的99.5％。
（2）湖泊生态系统的能量传递与转化
十分之一定律：能量从一个营养级流向另一个 营养级的过程中，大约有90%的损失量。
2.生态系统进化过程的热力学解释：
热力学孤立系统的熵总是自发地趋于增大，使 系统有序度降低，最后达到热力学平衡态。
生态系统所经历的是与热力学第二定律相反的 从简单到复杂，从无序到有序的进化过程。
（2）植物的光合作用与呼吸作用
（3）海洋中氧的流失
H 2O + CO2
→
H 2CO3
→
HCO3−
+
H
+
→
2 HCO3−
→ CO32−
+
C
2+ a
→ CaCO3
3.氧循环的失衡：采伐森林和排放污染物减弱光合
作用，化石燃料的燃烧耗氧
4.氧的补充：
（1）厌氧环境化能合成细菌用硫酸根离子产生氧 SO42-+2C→2CO2+S2-
生态系统是开放系统，它通过低熵能量与物质 的输入和高熵能量与物质的排出，维持着高度 有序的状态。
第7节 生态系统的物质循环
一、生物地球化学循环的图解模型 1.物质随水分的迁移与转化 子过程：降水，蒸发、入渗，动、植物的吸收
与排泄，地表径流和地下径流等； 界面：大气、土壤、水体、生物之间 2.物质随气体的迁移与转化 子过程：植物的光合作用，动、植物的呼吸作