生态系统中的物质循环课件.ppt

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1、13生态系统中的物质循环13.1物质循环的一般特征13.2全球水循环13.3碳循环13.4氮循环13.5磷循环13.6硫循环13.7有毒有害物质循环小结主要概念思考题结束13.1物质循环的一般特征物质循环与能量流动能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大基本功能。物质循环和能量流动总是相伴而发生。能量流过生态系统只有一次，并且逐渐地以热的形式耗散；而物质在生态系统中能被反复地利用。能量一旦转化为热，它就不能再被有机体用于作功或作为合成生物量的燃料了。热耗散到大气中以后就不能再循环。营养物则与太阳辐射的能量不同，其供应则不是不改变的。分解者

2、系统在营养物循环中是起主要作用的。13.1物质循环的一般特征生物地球化学循环对生物元素循环研究通常从两个尺度上进行，即全球循环和局域循环。全球循环，即全球生物地球化学循环(globalbiogeochemicalcycles)，代表了各种生态系统局域事件的总和。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，最后再归还于环境中的过程。这一过程包括生物与非生物二者的参与,同时也包含一些地质与地理作用在內,因此称为生物地球化学循环。Basicsofnutrientcycling13.1物质循环的

3、一般特征生物小循环生物小循环(smallbiologicalcycle):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产者吸收、利用生物小循环（1）物质循环的基本概念库（pool:quantityofenergyormaterialinanecosystemcompartmentsuchasplantsorsoil.）：贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素的库（pool）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、水体库等流通率（flowrate）：物质在单位时间、单位面积（体积）的转移量。周转

4、率（velocity）：流通率/库中营养物质总量周转时间（turnaroundcycle）：库中营养物质总量/流通率（2）物质在库间的流通流通量、周转率与周转时间是相对于库而言的生产者库流通率：4单位/天周转率：4/100=4%周转时间：100/4=25天消费者库流通率：4单位/天周转率：4/50=8%周转时间：50/4=12.5天100单位生产者5000单位沉积层50单位消费者1000单位水体4单位/d4单位/d16单位/d20单位/d20单位/d在一个面积为4英亩的池塘生态系统中，库与流通率的模式图（3）影响物质循环速率的因素元素的性质：

5、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机体利用的方式不同所决定的。如CO21年,N100万年生物的生长速率：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（3）影响物质循环速率的因素有机物质腐烂的速率：适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解，供生物重新利用人类活动的影响：开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失，影响物质循环速率化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中（4）生物地球化学循环的类型全球生物地球化学循环分为水循环、气体型循环和沉积型循环三大类型。气体型循环贮存库是大气和海洋有气体形式的分子参与循环过

6、程循环速度快，例如CO2、N2、O2等沉积型循环贮存库是岩石、土壤和沉积物没有气体形式的分子参与循环过程循环速度慢，时间以千年计算，例如P、Ca、Mg等水循环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13.2全球水循环水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间循环地表总水量：1.4×109km3，海洋约占97%水的循环：陆地：蒸发(蒸腾)71,000km3，降水111,000km3，径流40,000km3海洋：蒸发425,000km3，降水385,000km3全球水循环生态系统中的水循环13.3碳循环碳的重要性：生命元素、能量

7、流动、人类活动如化石燃料的大规模使用造成了碳循环的重大失衡，从而引起当代气候变化。碳库：海洋和大气、生物体最大的碳库是海洋（38000×1015gC）,它大约是大气（750×1015gC）中的56倍，而陆地植物的含碳量略低于大气（560×1015gC）。碳在大气中的平均滞留时间大约是5年。碳的存在形式：CO2，无机盐中的无机碳，有机碳主要循环过程：生物的同化和异化过程大气和海洋间的CO2交换碳酸盐的沉淀作用大气二氧化碳含量,长期看呈上升趋势；短期看，呈季节性变化：夏季下降，冬季上升。释放二氧化碳的库称为源（source），吸收二氧化碳的库称为

8、汇（sink）。CO2浓度CarbonaccumulationCO2hasincreasedfromitspre-industrialleveldata:recen