物质的循环

1、英英释义 假如一个人一天平均吸入假如一个人一天平均吸入2525千克的千克的空气，消耗其中约空气，消耗其中约1 1千克的氧。算千克的氧。算一算：我国一算：我国1313亿人，每天消耗多少氧气？亿人，每天消耗多少氧气？那一个月、一年呢？那一个月、一年呢？英英释义 那么大气中氧气的含量会因此而减那么大气中氧气的含量会因此而减少吗少吗? ?为什么？为什么？不会，那是因为植物进行光合作用不会，那是因为植物进行光合作用吸收二氧化碳，释放氧气。吸收二氧化碳，释放氧气。 第十三章 生态系统的物质循环 小组成员：小组成员：指导老师：指导老师：梅梅 杰杰讲讲 课：课：田彩红、曹垒田彩红、曹垒李婷、曹垒、杜静、周毅慧

2、、李婷、曹垒、杜静、周毅慧、邓军勇、龙春菊、杨旭瑞、邓军勇、龙春菊、杨旭瑞、田彩红、秦晓宇、田彩红、秦晓宇、 田春春田春春一、物质循环的一般特征一、物质循环的一般特征 生物地球化学循环：生物地球化学循环：指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化循环，即物质循环。 生态系统的存在是靠生态系统的存在是靠物质循环物质循环和和能量流动能量流动来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的，二者相是通过食物链和食物网的渠道实现的，二者相互伴随进行，又相辅相承，密不可分的统一

3、整互伴随进行，又相辅相承，密不可分的统一整体。体。 生态系统的能量来源于生态系统的能量来源于太阳太阳，而生命必，而生命必须物质（各种元素）的最初来源于须物质（各种元素）的最初来源于岩石岩石和和地地壳壳。英英释义环境分解者肉食者植食者生产者能量流动能量流动物质流动物质流动生态系统中的能量流与物质流生态系统中的能量流与物质流特征的比较特征的比较英英释义从上图可以看出能量流动和物质循环本质从上图可以看出能量流动和物质循环本质上的区别：上的区别： 能量流经生态系统各个营养级时是能量流经生态系统各个营养级时是逐逐级递减级递减，而且运动是，而且运动是单向的单向的、不是循环的，、不是循环的，最终在环境中消失

4、。最终在环境中消失。 物质循环是物质循环是循环的、带有、带有全球性的全球性的，在在生物群落生物群落与与无机环境无机环境间物质可以反复出间物质可以反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。现，反复利用，循环运动，不会消失。英英释义生物元素循环通常从两个尺度上进行研生物元素循环通常从两个尺度上进行研究，即究，即全球循环全球循环和和局域循环局域循环。全球循环：即全球生物地球化学循环，全球循环：即全球生物地球化学循环，代表了各种生态系统局域事件的总和。代表了各种生态系统局域事件的总和。 英英释义物质循环的模式：物质循环的模式：生态系统中的物质循环可以生态系统中的物质循环可以用用库库和和流通率流通率两个概

5、念来加以概括。两个概念来加以概括。 库：库：贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素的库。的库。 生态系统中各组分都是物质循环的库，如：植物库、生态系统中各组分都是物质循环的库，如：植物库、动物库、土壤库、水体库等。动物库、土壤库、水体库等。流通率：流通率：物质在生态系统单位面积物质在生态系统单位面积( (或单位体积或单位体积) )和单和单位时间的移动量就称为流通率。位时间的移动量就称为流通率。物质循环的模式物质循环的模式英英释义生物地球化学循环的类型生物地球化学循环的类型n 气体型循环气体型循环 贮存库是大气和海洋贮存库是大气和海洋 有气体形式

6、的分子参与循环过程有气体形式的分子参与循环过程 循环速度快，例如循环速度快，例如COCO2 2、N N2 2、O O2 2等等n 沉积型循环沉积型循环 贮存库是岩石、土壤和沉积物贮存库是岩石、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，例如循环速度慢，时间以千年计算，例如P P、CaCa、MgMg等等n 水循环水循环 水的全球循环过程水的全球循环过程 生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推动生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推动英英释义全球水循环：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

7、球上各种物质循环的中心循环。 水循环的两种方式：降水、蒸发降水、蒸发二、全球水循环二、全球水循环英英释义一、水循环的生态学意义 水是所有营养物质的介质，营养物质的循环和水循环不可分割地联系在一起； 水对物质是很好的溶剂，在生态系统中起着能量传递和利用的作用； 水是地质变化的动因之一，一个地方矿质元素的流失，而另一个地方矿质元素的沉积往往要通过水循环来完成。因此：水循环是生态系统物质循环的基础英英释义 水循环的动态平衡：依靠大气环流和地水循环的动态平衡：依靠大气环流和地表径流维持。表径流维持。 陆地：陆地：蒸发量蒸发量 降水量降水量英英释义人类对水循环的影响有那些？人类对水循环的影响有那些？ 1

8、、植被破坏 2、水利工程 3、水体污染 4、开采地下水 人类活动会影响全球水循环，从而改变局域水人类活动会影响全球水循环，从而改变局域水源。森林砍伐、农业活动、湿地开发、河流、改道、源。森林砍伐、农业活动、湿地开发、河流、改道、建坝，以及影响局域蒸发蒸腾和降水的种种活动，建坝，以及影响局域蒸发蒸腾和降水的种种活动，都可能改变全球的和局域的水循环。都可能改变全球的和局域的水循环。 英英释义三、碳循环三、碳循环 在自然状态下，植物光合作用的速率、在自然状态下，植物光合作用的速率、生物的呼吸作用和分解者的分解作用速率生物的呼吸作用和分解者的分解作用速率大致相等，大气中的大致相等，大气中的COCO2

9、2 含量处于含量处于稳定状稳定状态态。英英释义 (1)碳是构成生物有机体的最主要元素，因此，生态系统碳循环研究成了能量流动的核心问题。 （2）人类活动通过化石燃料的大规模使用，从而造成对于碳循环的重大影响，可能是当代气候变化的重要因素。 碳循环的意义：碳循环的意义：英英释义 （1）生物的同化过程和异化过程，主要是光合作用和呼吸作用。 （2）大气和海洋之间的二氧化碳交换 （3）碳酸盐的沉积作用碳循环的主要过程：碳循环的主要过程：英英释义 碳库碳库主要包括：大气中的主要包括：大气中的二氧化碳二氧化碳、海海洋中的无机碳洋中的无机碳和和生物机体中的有机碳生物机体中的有机碳。 在研究碳循环时，我们把释放

10、的二氧化碳的库称为源源，吸收二氧化碳的库称为汇汇。 当前人类活动通过化石燃烧和植被破坏每年大约像大气释放二氧化碳6.91015gC,除了被海洋吸收和大气二氧化碳体积分数上升以外，尚有25%不知在何处，即著名的失汇现象失汇现象 英英释义如果如果滥伐森林滥伐森林、大量化石燃料燃烧大量化石燃料燃烧，对生态系，对生态系统的统的碳循环碳循环及生态环境有何影响？及生态环境有何影响？关注社会关注社会破坏碳循破坏碳循环的平衡环的平衡大气中大气中CO2含量增加含量增加温室效应温室效应英英释义英英释义英英释义英英释义英英释义英英释义保持碳循环相对平衡的生态对策保持碳循环相对平衡的生态对策 一、一、 减少减少COC

11、O2 2 的排放的排放 二、大力开展对二、大力开展对COCO2 2的吸收，固定和利用的吸收，固定和利用 植植 树种草、保护森林树种草、保护森林 三、开发新型能源三、开发新型能源英英释义四、氮循环四、氮循环 氮是蛋白质的基本组成成分，一切氮是蛋白质的基本组成成分，一切生物结构的原料。虽然大气中有生物结构的原料。虽然大气中有79%的的氮，但一般生物不能直接利用，必须通氮，但一般生物不能直接利用，必须通过固氮作用将氮与氧结合成为硝酸盐和过固氮作用将氮与氧结合成为硝酸盐和亚硝酸盐，或者与氢结合形成氨以后，亚硝酸盐，或者与氢结合形成氨以后，植物才能利用。植物才能利用。英英释义氮循环图氮循环图陆地陆地陆地

12、陆地其它其它动植物动植物蓝藻蓝藻浅层死有机物浅层死有机物溶解死溶解死有机物有机物土壤土壤中无中无机氮机氮库库丢失于深丢失于深层沉积中层沉积中动植物动植物活体活体共生或共生或自由生活自由生活的固氮的固氮微生物微生物死有机体死有机体陆地陆地河流带走河流带走生物固氮生物固氮大气库大气库N2大气库大气库HN3,NO,NO2, N2O ，工业固氮工业固氮（汽车（汽车,化肥化肥,电厂）电厂）脱氮脱氮闪电闪电化学反应化学反应海洋海洋火火山山作作用用降降水水大气大气英英释义氮循环中的主要作用途径氮循环中的主要作用途径 氮循环的作用主要有氮循环的作用主要有4条，即条，即固碳作用、氨化作用、硝化作用固碳作用、氨化

13、作用、硝化作用和反硝化作用（请给位同学下来和反硝化作用（请给位同学下来具体学习）具体学习）英英释义 固氮作用的三条途径：固氮作用的三条途径： （1 1）高能固氮高能固氮 形成氨或硝酸盐，随形成氨或硝酸盐，随降降 雨到达地面雨到达地面 （2 2）工业固氮工业固氮（化肥制造），目前全世（化肥制造），目前全世界已达界已达1 110108 8t t （3 3）生物固氮生物固氮（最重要途径）（最重要途径） 固固氮作用的意义氮作用的意义：A.A.在全球尺度上平衡反硝化作用在全球尺度上平衡反硝化作用 B.B.大气中的氮只有通过固氮作用才能进大气中的氮只有通过固氮作用才能进入生循入生循英英释义氮循环四大途径的

14、关系图氮循环四大途径的关系图英英释义 1.1.与同温层氧反应，破坏臭氧层，从而与同温层氧反应，破坏臭氧层，从而增加大气中的紫外辐射。增加大气中的紫外辐射。 2.2.它在对流层作为温室气体，促进气候它在对流层作为温室气体，促进气候变暖变暖 3.3.大气中的含氮化合物在日光作用下，大气中的含氮化合物在日光作用下，会促使光化学污染的形成。会促使光化学污染的形成。 4.4.含氮化合物还与二氧化硫在一起形成含氮化合物还与二氧化硫在一起形成酸雨酸雨一氧化氮和含氮化合物的危害一氧化氮和含氮化合物的危害英英释义 生物有机体的磷含量仅占体重生物有机体的磷含量仅占体重的的1%1%左右，但磷是构成核酸细胞膜左右，但

15、磷是构成核酸细胞膜能量传递系统和骨骼的重要成分。能量传递系统和骨骼的重要成分。因为磷在水体中通常下沉，所以它因为磷在水体中通常下沉，所以它也是限制水体生态系统生产力的重也是限制水体生态系统生产力的重要因素。要因素。 五、五、 磷循环磷循环英英释义 （1 1）磷无任何形式的气体化合物，）磷无任何形式的气体化合物，是典型的沉积型循环物质是典型的沉积型循环物质（2 2）具有两种存在相：）具有两种存在相： 岩石相岩石相 溶盐相溶盐相 （3 3）循环：起始于岩石风化，终止）循环：起始于岩石风化，终止于于 水中沉积水中沉积特点：特点：英英释义磷酸盐岩磷酸盐岩溶解的磷酸盐溶解的磷酸盐海洋沉积海洋沉积磷酸盐化细菌磷酸盐化细菌动物动物植物植物风化风化开矿开矿磷磷的全球循环示意图的全球循环示意图英英释义 硫是蛋白质和氨基酸的基本成分，对大多数生物的生命至关重要，人类使用化石燃料大大改变了硫循环，其影响远大于碳和氮，最明显的就是酸雨。硫在自然界中有8中状态，从-2到+6价。其中，元素硫、+4价的亚硫酸盐和+6价的硫酸盐最重要。 六、硫循环六、硫循环 硫循环的特点：硫循环的特点： （1 1）主要蓄库是岩石圈，但有时）主要蓄库是岩石圈，但有时可自由移动于大气圈（有气态化合可自由移动于大气圈（有气态化合物物SO2SO2） （2