生态系统的养分循环

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1、内容第三章生态系统的养分循环NutrientCycle植物体内的养分元素地球化学循环生物地球化学循环生物化学循环三种主要元素的循环森林生态系统生物地球化学循环的效能森林经营对森林生物地球化学循环的影响小结能量流动与物质循环的关系●空气水无机盐生产者食草动物食肉动物分解者热热热热热第二级食肉动物物质流能量流Sun植物体内的养分元素●重要元素：植物正常生长和代谢所必需的元素。其中，其浓度仅有若干ppm的称作微量元素，而浓度可用百分数表示的可称为大量元素;大量元素：氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫;微量元素：氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼生物体中

2、主要的化学元素：氢、碳、氧、氮.是指不同生态系统之间化学元素的交换，空间范围大。地球化学循环●库：化学元素交换过程中，暂时停留的某一空间或物质形态。如CO2的库有：大气、植被、海洋、煤矿、碳酸盐等。流：化学元素在各个库之间交换过程。如碳以CO2形式从大气进入植物体内，以有机物形式储存。是指不同生态系统之间化学元素的交换，空间范围大。地球化学循环●1、气态循环C、N、O等主要以气态形式输入输出，往返于各个生态系统。为什么气态循环引起人们极大的重视？人类的活动每天都有大量CO、CO2、硫和氮的氧化物，以及各种有机物质和农药进入气态循环。从而改

3、变了这些物质在各个库中的数量或浓度，造成严重后果。典型后果：酸雨温室效应地球化学循环●2、沉积循环地球化学循环中，大部分属于沉积循环类型。气象途径：如空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运的输出（生长在极贫瘠土壤上的森林，化学沉降物的输入有可能使其达到较高的生产量。）生物途径：动物的活动及人们从事农林经营活动可使养分在生态系统之间发生再分配。例如：不合理的经营活动导致水土流失。地质水文途径：如来自于岩石、溪水中的养分输入。以及土壤水或地表水溶解的养分、土粒和有机物质从系统的输出。生物地球化学循环●植物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同

4、一地方。绝大多数的养分可以有效地保留，积累在本系统之内。生态系统内部化学元素的交换。空间范围不大。生物地球化学循环包括：（一）植物对养分的吸收大部分养分从土壤溶液中吸收；菌根营养（二）植物体内养分的分配（三）植物养分的损失雨水的淋失草食动物的取食生殖器官的消耗凋落物损失的养分（四）凋落物的分解凋落物分解和养分的释放是森林生物地球化学循环中最重要的一环。分解过快或过慢对森林生长都不利。思考：热带雨林生产力高，生长快，但也最脆弱，为什么？生物化学循环●指养分在生物体内的再分配，也是植物保存养分的重要途径。一般在老叶枯落之前，叶内的大部分养分转

5、移到新生叶中。几种主要元素的循环●碳循环从大气中的CO2储库开始，绿色植物（生产者）在光合作用时，把碳从大气中取出，结合到碳水化合物中的分子中，然后，经过消费者和分解者，在呼吸和残体腐烂分解时，再回到大气。全球储存碳的数量约26×1018吨，但绝大部分以碳酸盐形式禁锢在岩石圈中。只有极少量碳参与经常性流动和圈层间的交换。各类生态系统固定碳的速率差别很大。全世界森林的储碳量为4000-5000亿吨。几种主要元素的循环●碳循环全球的植被和海洋是大气中CO2两个重要的调节器。大气中CO2浓度增加时，会有更多气体溶于海水，相反，大气CO2减少，海

6、水中CO2又返回大气。然而由于人类活动大量排放CO2，森林植被的严重破坏和减少，大气中CO2浓度正逐步提高，并产生“温室效应”。几种主要元素的循环●碳循环几种主要元素的循环●北方林土壤储存了大量的有机碳，但在气候升高后，有机碳分解加快，可能导致森林碳汇碳源角色的转变。但据研究报道在广东这样的高温地区，成熟林的土壤却一直在积累有机碳（周国逸）。思考一下：大气中CO2含量增加对植物生长有多大的促进作用？碳循环几种主要元素的循环●氮循环大气是主要的氮库，大气体积的78%为分子态氮。生态系统氮的来源：雷电：把大气中的氮，氧化成硝酸盐及其它含氮的氧

7、化物，再由降水带入土壤，参与氮的循环。生物固氮：固氮细菌从土壤和大气中吸收氮素。工业固氮：如化肥厂。几种主要元素的循环●氮循环几种主要元素的循环●氮循环蛋白质等的形成离不开氮，人类通过生产施用氮肥，大大提高了农业产量。即使大气中CO2浓度升高促进了植物生长，最终也会由于土壤中氮素的耗竭而失去其促进作用。硝化细菌把铵盐氧化成亚硝酸盐，再进一步氧化成硝酸盐，可能是生物圈中最有生态意义的生物－氮循环作用。几种主要元素的循环●氮循环小常识：用鱼缸养鱼为什么要定期换水？食物的残渣、鱼的粪便等含有有机氮，分解过程中产生氨，使鱼儿中毒死亡，因此要定期换

8、水。能够实现内部水循环过滤的水族箱，由于过滤系统培养了大量的硝化细菌，能够将氨最终转变为无毒的硝酸盐，从而可以推迟换水期限。因此，把鱼养好的关键就是在过滤系统中培养出足够量的硝化细菌。几种主要