农业生态系统的物质循环

第五章农业生态系统的物质循环Chapter5NutrientCycleinAgroecosystem,主要介绍农业生态系统物质循环的基本概念、几种重要物质的循环过程、养分循环及其特点、污染物对农业生态系统的影响及其利用。,农业生态系统的物质循环,物质循环:指生态系统的一切物质，包括有机物、无机物、化学元素和水（作为介质）在生物与环境不同组分之间的频繁转移和循环流动。物质循环和能量流动一样，是生态系统的基本功能之一。有机体和生态系统为了生存与发展，除了不断输入能量外，还须不断输入物质，因此物质既是生命活动的物质基础，又是能量和信息的载体，起着双重作用。能量和物质是同时沿着食物链流动和传递的。但能量流动是单方向，是一个不断耗散的过程；而物质流动则是循环。生态系统中的生产者通过根系从土壤中吸收矿物质和水分，由叶片吸收CO2，以太阳能为动力合成有机物质，然后沿着食物链移动。在每次物质转移中都有物质丢失，但丢失的部分都将回到环境，被植物重新吸收、利用。因此物质是可以循环的，并且是周而复始地被利用。,第一节生态系统物流的一般特点,一、生命活动中的营养元素1.基本元素1%：C、O、H、N、K2.大量元素0.1-1%:Ca、Mg、P、S、Cl、Fe、Cu3.微量元素4.5g/cm22.农药污染（pesticidepollution)危害植物：三种情况高浓度污染物影响下产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑（坏死斑），或直接使叶片枯萎脱落；在低浓度污染物长期影响下产生慢性危害，植物叶片褪绿；还有一种为不可见危害，在低浓度污染物影响下，植物外表不出现受害症状，但植物的生理机能已受影响，使植物品质变坏和产量下降。产生间接影响，表现为植物生长发育减弱，降低对病虫害的抵抗能力，在大气污染严重的地区，植物受病害、虫害也较严重。对植物生长危害较大的大气污染物主要是二氧化硫、氟化物和光化学烟雾。,三、作物生态系统物质循环的环境问题1）工业“三废”危害：工业“三废”即是指工业生产过程中排放的废气，废水和废渣的总称。其中：,工业废气对农业生态环境的危害主要是二氧化硫，氟化氢、臭氧及铅、镉等毒物，直接危害农业生物或通过污染土壤和水源间接危害；工业废水主要是镉，铅，汞，以及氰化物和氟化物等直接危害渔类或通过污染土壤并经食物链富集，间接危害农产品质量和人类健康；工业废渣对农业生态环境的危害主要是灰渣，垃圾和污泥直接占用农业生物生活空间，或进入土壤和水体危害农作物和鱼类的生长发育。,2）农药污染与防治,农药污染方式包括A、使有害生物产生抗性；B、长期积累环境污染；C、伤害天敌和危害其它农业生物。,防治农药污染的方法包括：开展生物防治；研制使用高效低毒低残；合理使用现有农药；配套其他农艺措施。,3）化肥污染与防治,化肥污染的途径主要是对农业产品质量污染、土壤污染、水体污染。,化肥污染的防治主要是合理施用化肥；增施有机肥；限制劣质化肥施用。,（3）土壤污染概念：人类活动所产生的物质（污染物），通过多种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤容纳的能力和土壤净化速度的现象。土壤污染物质的来源:人为污染源，土壤污染物主要来自工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体及大气沉降物等；自然污染源：在自然界中某些矿床或物质的富集中心周围，经常形成自然扩散晕，而使其附近土壤中某些物质的含量超出土壤正常含量范围，而造成的土壤污染。土壤污染物的种类：化学污染：为无机污染物（重金属、放射性物质、营养物质和其他无机物质等）和有机污染物（化学农药、石油、多环芳烃、多氯朕苯、甲烷等）两大类。物理污染、生物污染（肠细菌、炭疽杆菌、蠕虫类等侵入土壤）和放射污染等。土壤污染的主要发生途径A大气污染型：B水污染型：C固体废弃物污染型：D农业污染型：,世界的水资源危机,美国干旱西部土壤龟裂,健康何以保证？,严重干旱小船无法下水,四、有毒有害物质循环的实例,（一）DDT人工合成的有机氯杀虫剂。1.危害：（1）消灭害虫的同时，无选择地将益虫、益鸟和害虫的天敌杀死。如美国加利福尼亚州，由于滥用DDT，1967年有19%的蜜蜂被杀死，导致水果和蜜糖急剧减产。（2）DDT不溶于水，而溶于脂肪，极易通过食物链而浓集。（3）DDT通过食物链进入动物体后，使钙代谢功能丧失，从而使鸟类蛋壳变薄，雌鸟附卵时将蛋压破，从而使禽类的数量减少。（二）汞日本一家工厂把含汞的未加处理的废气废渣排入水俣湾，汞进入鱼虾体内，经食物链传递到人体内积存，引起甲基汞慢性中毒。1953年开始发病，病人手脚麻木，听觉失灵，运动失调，严重时呈疯癫状，直至死亡，人称水俣病。（水俣湾中螃蟹体中含汞24ppm，受害人肾中含14ppm，而鱼体0.5ppm）。,思考题,1.生态系统的物质循环的主要类型有哪些？2.