基础生态学 13物质循环ppt课件.ppt

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1、基础生态学郑州大学生物工程系黄河首曲第13章生态系统中的物质循环第一节物质循环(cyclingofmaterial)的一般特点生态系统的物质循环——又称生物地球化学循环(biogeo-chemicalcycle)：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）硫、磷等沉积型循环（六）有毒有害物质循环——无机化合物和单质在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称生物地(球)化(学)循环，即物质循环(cyclingofmaterial)。物质循环不同于能量流动，

2、前者在生态系统中的运动是循环的；（一）物质循环的模式生态系统中的物质循环可以用库（Pool）和流（flow）两个概念概括——库：是由存在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：——单位时间、单位面积内通过的营养物质的绝对值。表示方法：周转率（turnoverrate）与周转时间（turnovertime）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/流通率大气圈中几种物质的周转时间CO2约1年N2100万年H2O10.5d（年更新34次）全球生物地球化学循环分为

3、三大类型，即水循环、气体型循环和沉积型循环。物质循环一般可分为两类：短循环(shortcycle)：即生态系统中的生产者，除一少部分被消费者吃掉外，绝大部分掉落在土壤表面，而被分解者分解还原为二氧化碳、水和矿盐分等。长循环(longcycle)：指绿色植物逐级经过各级消费者如食草动物、食肉动物和其他杂食动物以及寄生生物的采食、消化和排泄以及动植物的遗体进入土壤，经过食腐动物的啃食(如豺、秃鹫等)，而最后被微生物分解，物质再回到环境中去，又一次参与生态系统的物质循环。生物地化循环的特点①物质在生态系统中的运动是循环的；②生物地化循环可以用库和流通率两个概念来

4、描述。库分为贮存库和交换库。贮存库特点是库容量大，元素在库中滞留的时间长，流动速率小，多属于非生物成分；交换库则容量较小，元素滞留的时间短，流速较大。③生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态。④元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和生物放大现象。生物积累(bioaccumlation):指生态系统中生物不断进行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数不断增加的现象。生物浓缩(bioconcentration):指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体

5、内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。生物放大(biomagnification):指生态系统的食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。（二）生物地球化学循环的类型三大类型：水循环（watercycle）(aquaticcycle)气体型循环（gaseouscycle）——物质分子或其化合物以气体的形式参与循环过程，循环快。有CO2、氮、氧、氯、氟等（全球性较强）沉积型循环（sedimentary

6、cycle）——物质分子或其化合主要通过岩石风化和沉积物溶解转变为可被生物利用的营养物质参与循环过程，循环速度极为缓慢。如硫、磷循环第二节水循环（一）全球水循环——由太阳能推动，大气、海洋和陆地共同形成的一个全球性水循环系统，是地球上各种物质循环的中心循环水循环的两种方式：——降水、蒸发特点：（1）地球降水和蒸发量总体相等（但不同地表和地区降水及蒸发量不同）蒸发量占总蒸发量%降水占总降水%海洋8477陆地1623（2）水循环可实现营养物质在生态系统间的搬运(aquaticcycle)数字单位:103km3/a西德地区的水循环示意图（ClodiusandKe

7、ller,1951）地球表面的总水量大约为14亿km397%包含在海洋库中淡水中：两极冰盖29000km3地下水8000km3湖泊河流100km3土壤水分100km3大气中水13km3生物体中水1km3其中大约有生态循环生态循环（二）生态系统中的水循环——生态系统水循环包括：截取、渗透、蒸发、蒸腾和地表径流大气圈0.15海洋陆地降水1.08蒸发0.71降水4.12蒸发4.49地表径流0.37岩石圈含水250000冰盖冰川255沉积岩含水2000地下水76.5海水13800地表水2.04单位：107kg全球水循环的储存和流动全球水循环的储存和流动全球水循环的

8、储存和流动全球水循环的储存和流动第三节气体型循环(gaseousc