生态学物质循环.pptx

物质循环的一般特征物质循环的一般特征生物地生物地球化学循环：生态系统从大气、水体和土球化学循环：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，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，最后再归进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归还于环境中的过程。这一过程还于环境中的过程。这一过程包括生物包括生物与非与非生物生物二者二者的参与的参与,同同时时也包含一些地也包含一些地质与质与地理作用在地理作用在內內,因此因此称为称为生物地生物地球化学循环球化学循环生物小循环：环境中元素经生物吸收，在生态系生物小循环：环境中元素经生物吸收，在生态系统中被相继利用，然后经过分解者的作用再为生统中被相继利用，然后经过分解者的作用再为生产者吸收、利用产者吸收、利用物质循环的基本概念物质循环的基本概念库：库：贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素的库元素的库生态系统中各组分都是物质循环的库生态系统中各组分都是物质循环的库植物库、动物库、土壤库、水体库等植物库、动物库、土壤库、水体库等流通率流通率：单位时间、单位面积：单位时间、单位面积/体积的物质转移量体积的物质转移量周转率周转率：流通率流通率/库库中中营养物质总量营养物质总量周转时间周转时间：库：库中中营养物质总量营养物质总量/流通率流通率物质在库间的流通物质在库间的流通v流通量、周转率与周转时流通量、周转率与周转时间是相对于库而言的间是相对于库而言的v生产者库生产者库流通率：流通率：2020单位单位/天天周转率：周转率：20/100=20%20/100=20%周转时间：周转时间：100/20=5100/20=5天天v消费者库消费者库流通率：流通率：4 4单位单位/天天周转率：周转率：4/50=8%4/50=8%周转时间：周转时间：50/4=12.550/4=12.5天天影响物质循环速率的因素影响物质循环速率的因素元素的性质元素的性质：有的元素循环的速率快，而有：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。如机体利用的方式不同所决定的。如COCO2 2 1 1年年,N,N 100100万年万年生物的生长速率生物的生长速率：决定生物对物质吸收的：决定生物对物质吸收的速率以及物质在食物网中运动的速度速率以及物质在食物网中运动的速度影响物质循环速率的因素影响物质循环速率的因素有机物质腐烂的速率有机物质腐烂的速率：适宜的环境有利于分：适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解，供生物重解者的生存，并使有机体很快分解，供生物重新利用新利用人类活动的影响人类活动的影响：开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失，开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失，影响物质循环速率影响物质循环速率化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中生物地球化学循环的类型生物地球化学循环的类型气体型循环气体型循环贮存库是大气和海洋贮存库是大气和海洋有气体形式的分子参与循环过程有气体形式的分子参与循环过程循环速度快，例如循环速度快，例如COCO2 2、N N2 2、O O2 2等等沉积型循环沉积型循环贮存库是岩石、土壤和沉积物贮存库是岩石、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，例如循环速度慢，时间以千年计算，例如P P、CaCa、MgMg等等水循环水循环水的全球循环过程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生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推动全球水循环全球水循环水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间循环间循环地表总水量：地表总水量：1.4101.4109 9kmkm3 3，海洋约占，海洋约占97%97%水的循环：水的循环：陆地：蒸发陆地：蒸发(蒸腾蒸腾)71,000km)71,000km3 3，降水，降水111,000km111,000km3 3，径流径流40,000km40,000km3 3海洋：蒸发海洋：蒸发425,000km425,000km3 3，降水，降水385,000km385,000km3 3碳循环碳循环碳的重要性碳的重要性：生命元素、能量流动：生命元素、能量流动碳库碳库：海洋和大气、生物体：海洋和大气、生物体碳的存在形式碳的存在形式：COCO2 2，无机盐，有机碳，无机盐，有机碳主要循环过程主要循环过程生物的同化和异化过程生物的同化和异化过程大气和海洋间的大气和海洋间的COCO2 2交换交换碳酸盐的沉淀作用碳酸盐的沉淀作用人类活动对碳循环造成严重影响，引起气候变人类活动对碳循环造成严重影响，引起气候变化的主要原因化的主要原因（1）海洋和大气CO2调节CO2CO2溶于海水H2CO3水体中生物H+CO32-CaCO3海底沉积物温室效应温室效应v温室效应（温室效应（Greenhouse effects Greenhouse effects）：大气：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升v温室气体温室气体：二氧化碳：二氧化碳(CO(CO2 2)、甲烷、甲烷(CH(CH4 4)、氧化亚氮、氧化亚氮(N(N2 2O)O)、六氟化碳、六氟化碳(SF(SF6 6)、氟氯碳化物、氟氯碳化物 (CFCs)(CFCs)、氢氟、氢氟碳化物碳化物(HFCs)(HFCs)等等v温室效应的影响温室效应的影响海平面上升，淹沒陆地海平面上升，淹沒陆地全球气候经常发生暴雨或干旱全球气候经常发生暴雨或干旱土地沙漠化，生态环境改变土地沙漠化，生态环境改变氮循环氮循环氮的重要性氮的重要性氮库：大气、土壤、陆地植被氮库：大气、土壤、陆地植被生物可利用的氮的形式：生物可利用的氮的形式：NONO3 32-2-、NONO2 22-2-、NHNH4 4+氮循环的主要过程氮循环的主要过程固氮作用固氮作用氨化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用反硝化作用氨化作用、硝化作用和反硝化作用氨化作用、硝化作用和反硝化作用氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨和氨化合物，氨溶水成为分解成为氨和氨化合物，氨溶水成为NHNH4 4+，为，为植物利用植物利用硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用硝酸盐，供植物吸收利用反硝化作用：反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮反硝化作用：反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮气，回到大气库中气，回到大气库中磷循环磷循环磷循环属典型的沉积循环磷循环属典型的沉积循环磷以不活跃的地壳作为主要贮存库磷以不活跃的地壳作为主要贮存库磷的循环过程磷的循环过程岩石经土壤风化释放的磷酸盐和农田中施用的磷岩石经土壤风化释放的磷酸盐和农田中施用的磷肥，被植物吸收进入植物体内肥，被植物吸收进入植物体内沿食物链传递，并以粪便、残体或直接以枯枝落沿食物链传递，并以粪便、残体或直接以枯枝落叶、秸秆归还土壤叶、秸秆归还土壤含磷有机化合物经土壤微生物的分解，转变为可含磷有机化合物经土壤微生物的分解，转变为可溶性的磷酸盐，可再次供给植物吸收利用，这是溶性的磷酸盐，可再次供给植物吸收利用，这是磷的生物小循环。磷的生物小循环。一部分磷脱离生物小循环进入地质大循环一部分磷脱离生物小循环进入地质大循环动植物遗体在陆地表面的磷矿化动植物遗体在陆地表面的磷矿化磷受水的冲蚀进入江河，流入海洋磷受水的冲蚀进入江河，流入海洋 一个池塘生态系统的磷循环一个池塘生态系统的磷循环生态系统的磷循环硫循环硫循环