第五章--农业生态系统的功能.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 农业生态系统的功能-物流,生态系统的物质循环又称生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)。它是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。,（一）物质循环的模式及类型,（二）水循环,（三）碳循环,（四）氮循环,（五）有毒有害物质循环,（六）生态系统物质循环与能量流动的关系,(七)、农业生态系统中的养分循环,（一）物质循环的模式及类型,于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化合物,所构成。,生态系统中的物质循环可以用库（Pool）和流通（flow）两个概念加以概括。,库是由存在,物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。,流通量是指单位时间、单位面积内通过的营养物质的绝对值。用周转率（turnover rate）和周转时间（turnover time）表示有关库的相对重要性。,周转率=流通率/库中营养物质总量；,周转时间=库中营养物质总量/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。,生物地球化学循环分三大类型：水循环（water cycle）、气体型循环（gaseous cycle）和沉积型循环（sedimentary cycle）。,（二）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。,水循环的途径,人类活动对水循环的影响：,空气污染和降水；,改变地面，增加径流；,过度利用地下水；,水的再分布。,（三）碳循环,全球碳贮存量约为261015吨，绝大部分以碳酸盐的形式禁锢在岩石圈中。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以CO2形式存在的碳。,1、碳循环途径,绿色植物通过光合作用，把大气中的CO2固定，转化为碳水化合物；,光合作用产物供各营养级利用、重组、呼吸、分解等，以CO2形式回到大气；,通过燃烧煤炭、天然气、石油等产生的CO2；,脱离循环，被永久禁锢。,（三）碳循环,2、碳在生态系统中循环不平衡引起的生态效应：,CO2增加，引起的温室效应（greenhouse effect），致使全球变暖，将产生对6个生物层次的潜在影响：,生物圈：海平面上升，淹没大片海岸湿地，陆地生物区变化,生态系统：,农业生态系统农作物减产。病虫害加重。影响牲畜食欲。,森林生态系统导致干旱、增加森林大火风险。森林害虫增加，影响森林对物质的吸收。,水生生态系统使海洋静水层和沉淀层的微生物活动加快，水中含氧量减少，影响许多海洋动物的生存；导致藻类繁殖速度加快，使鱼类产量减少。,生物群落：影响生物群落结构，使植物群落中有些优势种竞争能力下降。,物种：加速物种的灭绝；加速某些物种的迁移。,种群：改变某些植食性动物的食性，导致某些种群的互相作用强度增强。,个体：提高水分利用，提高光合作用，促进作物生长，改变植物形态结构,（三）碳循环,3、保持碳循环相对平衡的生态对策,(1)减少CO2 的排放：,提高能源的利用效率发电采用高效先进技术；,大力发展不含碳的能源和低碳能源代替煤炭水力发电、核能发电、充分利用各种再生能源（太阳能、风能、潮汐能等）、天然气、生物能（如沼气利用）等。,(2)大力开展对CO2的吸收，固定和利用海洋交换吸收、陆地植树种草、保护森林植被。,（三）碳循环,化,泥碳,煤,大气中CO,2,CO,2,碳化作用,石油,水生植物,光合作用,腐烂,燃料,呼吸作用,光合作用,腐烂,扩散,（四）氮循环,陆地陆地,其它,动植物,蓝藻,浅层死有机物,溶解死有机物,土壤中无机氮库,丢失于深,层沉积中,动植物,活体,共生或,自由生活,的固氮,微生物,死有机体,陆地,河流带走,生物固氮,大气库,N,2,大气库,HN,3,NO,NO,2,N,2,O,，,工业固氮,（汽车,化肥,电厂）,脱氮,闪电,化学反应,降,水,大气,（五）有毒有害物质循环,2汞（Hg）,汞作为工业用催化剂和电极材料，不断输入生态系统。它以痕量出现在大气、土壤、岩石及动植物组织中，但通过生物浓缩从水中不到1ug/L到海藻中100ug/L，到鱼体中达1122ug/L。,汞的危害：,与神经系统某些酶类结合，产生神经错乱；,与一种,DNA,一起发生作用的蛋白质形成专一性结合，引起汞中毒先天性缺陷。,转化为有机化合物如甲基汞，毒性更强，进入人体可分布全身，尤其进入肝、肾，最后到达脑部，且不易排泄。,（六）生态系统物质循环与能量流动的关系,生态系统中物质与能量流动是互相依存，互相制约，密不可分的。但能量在生态系统中是被消耗、单向循环（流动），不可逆的。而物质循环是可逆的，多向可返回原来的化学形态，并可逃循、脱离生态系统。,（七）,农业生态系统中的养分循环,1、农业生态系统养分循环的特点,（1）农业生态系统有较高的养分输出率与输入率,（2）农业生态系统内部养分的库存量较低，但流量大，周转快。,（3）农业生态系统的养分保持能力弱。,（4）农业生态系统养分供求容易产生不同步。,2、土壤有机质与农田养分循环,（1）有机质在农田中的作用（有机质是各种养分的作用、为土壤微生物提供生活物质、,具有和硅酸盐同样的吸附阳离子的能力）,（2）农田土壤有机质的积累和分解（土壤有机质的来源、有机氮与无机氮的合理配比有利于保持土壤养分平衡、作物产量稳定）,（七）,农业生态系统中的养分循环,1、调节的基本原则,（1）合理输入,（2）建立养分再生机制,（3）强调养分保蓄，供求同步,（4）充实有机库存,（5）提高投入效率,（6）整体优化,2、调节的具体途径,（1）合理安排归还率较高的作物及其类型，建立合理的轮作制度,（2）农林牧结合，发展沼气，解决生活能源问题，促使秸秆直接还田或过腹还田,（3）农产品就地加工，提高物质的归还率,