生态系统生态学.ppt

2020/5/20,生态系统生态学,第一节生态系统的一般特征第二节生态系统的能量流动第三节生态系统的物质循环第四节自然生态系统,内容提要单元测试,2020/5/20,第三节生态系统的物质循环,1生物地化循环的概念2水循环3气体型循环4沉积型循环5有毒物质的迁移和转化6放射性核素循环7生物地化循环与人体健康,2020/5/20,1生物地化循环的概念,生物地化循环生物地化循环的特点生物地化循环的类型,2020/5/20,生物地化循环(biogeochemicalcycle),矿物元素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)。,2020/5/20,生物地化循环的特点,物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动是循环的；生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。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学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。前者的特点是库容量大，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。物质在生态系统单位面积(或单位体积)和单位时间的移动量称流通率。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。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。,2020/5/20,生物积累、生物浓缩和生物放大,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。,2020/5/20,生物地化循环的类型,水循环气体型循环沉积型循环,2020/5/20,水循环示意图,西德地区的水循环示意图（ClodiusandKeller,1951）,2020/5/20,氧循环(oxygencycle),H2O+CO2H2CO3HCO3-+H+,CO2,HCO3-CO32-,Ca2+,CaCO3,O2,水体,臭氧层,沉积物,火山作用,4FeO+O2,2FeO3,CO2,CO,O2+2COCO2,O2,O3,O2,O,O2,H,OH,H2O,H2O,O,CO2,高能紫外辐射,2020/5/20,碳循环(carboncycle),化,泥碳,煤,大气中CO2,CO2,碳化作用,石油,水生植物光合作用,腐烂,燃料,呼吸作用,光合作用,腐烂,扩散,2020/5/20,氮循环(nitrogencycle),陆地陆地,其它动植物,蓝藻,浅层死有机物,溶解死有机物,土壤中无机氮库,丢失于深层沉积中,动植物活体,共生或自由生活的固氮微生物,死有机体,陆地,河流带走,生物固氮,大气库N2,大气库HN3,NO,NO2,N2O，,工业固氮（汽车,化肥,电厂）,脱氮,闪电,化学反应,海洋,火山作用,降水,大气,2020/5/20,磷循环（phosphoruscycle）,沉积型循环,沉积物中的磷（约为土壤和海洋中千倍以上）,陆地,海洋,死有机物,土壤中的无机磷,活有机物,死有机物,深海的磷,活有机物,捕鱼,鸟粪,悬浮在水中随河水带走,摄取,排泄死亡,下,沉,分解,沉积,溶解于水,上升风化,开采,摄取,排泄死亡,上涌,2020/5/20,硫循环（sulfurcycle）,陆地,海洋,沉积物（CaSO4,FeS2）,溶解的SO42-,SO2,H2S,S,CaSO4,FeS2,死有机物,活有机物,SO42-,降水SO2,SO42-,扩散,海浪SO42-,大气,上升，分化,SO2,FeS2,死有机物,活有机物,SO42-,H