《森林生态学》课件第五章生态系统

第五章

生态系统第五章

生态系统第一节生态系统一、概念

在一定空间范围内，各生物成分（包括人类在内）和非生物成分（环境中物理和化学因子），通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个功能单位。第一节生态系统一、概念第一节生态系统二、生态系统基本特征（一）结构特征生态系统

非生物环境生命系统生产者消费者分解者第一节生态系统二、生态系统基本特征生态系统生命系统生产者消《森林生态学》课件第五章生态系统《森林生态学》课件第五章生态系统第一节生态系统第一节生态系统第一节生态系统

（二）功能特征生态系统的生产者、消费者和分解者与它们的生存环境相互作用，不断进行着能量和物质的交换，产生能量流动和物质循环，从而保持生态系统的运转。第一节生态系统（二）功能特征第一节生态系统

（三）动态特征生态系统是不断变化的系统。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。（四）相互作用和相互联系的特征生态系统内各生物和非生物成分的关系是紧密相连不可分割的整体。第一节生态系统（三）动态特征第一节生态系统

（五）稳定平衡的特征

自然界生态系统总是趋向于保持一定的内部平衡关系，使系统内各成分间完全处于相互协调的稳定状态。生态系统内的负反馈机制是达到和维持平衡或稳定的重要途径。第一节生态系统（五）稳定平衡的特征第一节生态系统

（六）对外开放的特征生态系统之间都存在着能量和物质的交换。如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自太阳的能量。第一节生态系统（六）对外开放的特征第二节生态系统的能量流动为什么要研究生态系统的能量流动？

能量是生态系统的驱动力。林业、农业、渔业、牧业等工作者对森林、农田、渔场、草原等的经营管理，应掌握能量的输入和输出途径及其限制因素，以达到高产目的，设法调整生态系统的能量分配关系，使能量流向对人类最有益的部分。第二节生态系统的能量流动为什么要研究生态系第二节生态系统的能量流动一、牛顿的热力学定律

热力学第一定律：（能量守恒与转化原理）

能量可从一种形式转换成另一种形式，但能量即不能增加也不会减少。如太阳辐射能，通过绿色植物的光合作用转变为存在于有机物质化学键中的化学潜能；动物通过消耗自身体内贮存的化学潜能变成爬、跳、飞、游的机械能。第二节生态系统的能量流动一、牛顿的热力学定律第二节生态系统的能量流动热力学第二定律(熵律entropylaw)

自然界中任何形式的能最终归宿是热能，且不可逆。在能量的转换过程中，总有一些能量损失掉，一种形式的能不会全部转换成另一种形式的能。第二节生态系统的能量流动热力学第二定律(熵律entro第二节生态系统的能量流动二、生物能量的来源我们能利用的能量来自：太阳辐射、核能、地热……太阳辐射能是生态系统中的能量的最主要来源。三、生态系统的能量流动（一）食物链食物链：植物所固定的能量通过一系列的取食与被食关系在生态系统中进行传递，生物之间存在的这种能量传递关系，称为食物链。第二节生态系统的能量流动二、生物能量的来源第二节生态系统的能量流动食物链类型：草牧食物链（捕食食物链）:是以绿色植物为基础，从草食动物开始的食物链。草原和水体生态系统是以草牧食物链为主的生态系统。腐生食物链（分解食物链）:指以死有机物质为基础，从腐生生物物开始的食物链。森林是以腐生食物链为优势的生态系统。在森林中，有90%的净生产是被腐生生物所分解消耗的。第二节生态系统的能量流动食物链类型：第二节生态系统的能量流动寄生性食物链:由宿主和寄生生物物构成。它以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒。后者与前者是寄生性关系。如，黄鼠跳蚤鼠疫细菌；树叶尺蠖寄蝇寄生蜂第二节生态系统的能量流动寄生性食物链:由宿主和寄生生物物构第二节生态系统的能量流动（二）食物网(foodwebs)

生态系统中的多条食物链相互交织、相互连接形成的网状结构，称为食物网。生态系统通过食物网维持着生态系统的相对稳定和平衡。生态系统通过食物链推动着生物的进化，成为自然界发展演变的动力。第二节生态系统的能量流动（二）食物网(foodwebs)第二节生态系统的能量流动这种以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统的营养结构。第二节生态系统的能量流动这种以营养为纽带，第二节生态系统的能量流动（三）生态系统中的营养级在生态系统中，如果某些有机体的食物取自食物链的同一层次，则这些有机体属于同一营养级。杂食动物往往在不同的食物链中处于不同的营养级，比如人。第二节生态系统的能量流动（三）生态系统中的营养级第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中能量的流动

1.

能量流动的过程：第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中能量的流动第二节生态系统的能量流动2.能量流动特点：“越流越细”，能量在流动过程中逐渐减少。所以一般营养级不超过5个。能量单向流动，不可逆。绿色植物固定的能量最后都以热量的形式散发出去。

3.生态系统中的三种能流：第一种能流：沿草牧食物链进行的能流。通过捕食过程实现。第二种能流：沿腐生食物链进行的能流。通过微生物的分解过程来实现。是还原和腐化过程第三种能流：贮存和矿化过程。第二节生态系统的能量流动2.能量流动特点：第二节生态系统的能量流动（五）生态金字塔(ecologicalpyramid)1.概念：把每个营养级有机体的数量、能量或生物量，按营养级的顺序依次排列，绘制成图，所得到的图形就称为生态金字塔。第二节生态系统的能量流动（五）生态金字塔(ecologic第二节生态系统的能量流动

2.分类：生物量金字塔以各营养级的生物量为基础构建的生态金字塔，一般为正三角形。数量金字塔以各营养级的生物个体数量为基础构建的生态金字塔，有时为正三角形，有时为倒三角形，有时不能确切的体现各营养级的能量变化关系。能量金字塔以各营养级所包含的能量为基础构建的生态金字塔，为正三角形。第二节生态系统的能量流动2.分类：第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储存（一）名词解释

1.与生产量有关的概念：初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的有机物质。净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的部分。总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的有机物质总量。次级生产量：消费者的生产量。第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储存

1.与生产量有关的概念：初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的有机物质。净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的部分。总初级生产量：在初级生产过程中，合成的有机物质总量。次级生产量：消费者的生产量。第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储存2.与生物量有关的概念：

生物量(biomass)：任一时间某一地方某一种群、营养级或某一生态系统有机物质的总重量。一般以干重表示(kg/ha、g/m2)。

现存量(standingcrop)：单位面积上当时所测得的生物体的总重量。一般将现存量看成生物量的同义词。第一节种群的基本概念2.与生物量有关的概念：第一节种群的基本概念第二节生态系统的能量流动3.有生产力有关的概念：

生产力(productivity)：指单位时间单位面积的生产量，即生产的速率。

总初级生产力(GPP)

：指单位时间和单位面积内绿色植物通过光合作用所制造的有机物的总量（包括植物呼吸消耗掉的部分）。

净初级生产力(NPP)

：指绿色植物除去呼吸消耗之后的有机物的积累速率。地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净生产力。第二节生态系统的能量流动3.有生产力有关的概念：第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动（二）初级生产者（绿色植物）营养级

1.能量输入——光合作用

光合效能：太阳能量进入生态系统的效能。

光合效能＝×100％测定值：1％－5％。第二节生态系统的能量流动（二）初级生产者（绿色植物）营养级第二节生态系统的能量流动2.能量消耗呼吸的消耗植物群落呼吸损失掉的能量变化幅度在15％－90％以上。损失量从极地到热带逐次提高。原因：温度增高，尤其是夜晚温度高。从而影响植物产量。草食动物的消耗因生态系统类型不同而有很大变化。草地损失量约28％－60%之间；森林为1.5%－2.5%；水体生态系统浮游植物群落60％－99％。第二节生态系统的能量流动2.能量消耗第二节生态系统的能量流动凋落物的消耗除去草食动物危害以外，净生产量的另一个损失是凋落物量。尤其是森林中，凋落物消耗占有很大的比例，而草原相对较小。森林内凋落物量从极地到赤道不断增加，与生物量和净初级生产力的变化规律相似。但，赤道地区的凋落物的积累量是最低的。第二节生态系统的能量流动凋落物的消耗第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动3.净生产力和生物量生态系统生产力的变化森林的总生产力一般在中年达到高峰，然后稍微下降达到一个稳定值；但呼吸作用随年龄的增加成逐渐增加的趋势；因此，净生产力在中年达到最高值。第二节生态系统的能量流动3.净生产力和生物量第二节生态系统的能量流动

各种生态系统的生产力比较：奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于0.50.1g/m2•天。较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕地、半干旱草原、深湖和大陆架0.5-3.0g/m2•天。较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10g/m2•天。最高：少数特殊的生态系统（农业高产田、河漫滩、三角洲、珊瑚礁、红树林），10-20g/m2•天。第二节生态系统的能量流动各种生态系统的生产力比较：第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动影响生产力的因素：

光照、温度、水分（降水）、养分、生长期和生物因子都会影响生态系统的生产力。生态系统的结构也会影响生态系统的生产力。通过改善上述的各种生态因子，可以提高森林生态系统的生产力。第二节生态系统的能量流动影响生产力的因素：第二节生态系统的能量流动4.能量流周转期表明生态系统中能量流转的快慢。转换时间（年）=(凋落物）转换时间（年）=陆地森林生态系统一般为20年，水体浮游生物群落则少于20天。第二节生态系统的能量流动4.能量流周转期第二节生态系统的能量流动（三）能量流动的生态效率（1）利用效率＝食物摄入量/被食者生产量（2）同化效率＝同化的能量/食物摄取量（3）净生产效率＝净生产量/同化的能量（4）总生产效率＝（2）×（3）＝生产量/食物摄入量（5）生态效率＝（1）×（2）×（3）＝消费者生产量/被食者生产量第二节生态系统的能量流动（三）能量流动的生态效率第二节生态系统的能量流动陆地生态系统中植物净生产量转换成食草动物净生产量的效率很低，多数均少于1％。第二节生态系统的能量流动陆地生态系统中植物净生产量第二节生态系统的能量流动（6）林德曼效率：生态系统中，一个营养级同化的能量与前一营养级可利用能量的比大约为10％，这一规律称为林德曼定律，又称为1/10定律。这一规律是由林德曼发现的，因此这一比值又称为林德曼效率。第二节生态系统的能量流动（6）林德曼效率：第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中的分解

1.概念：死有机物质的逐步降解过程。还原为无机物，释放能量。

2.意义：在建立和维持全球生态系统的动态平衡中，资源分解的主要作用是，通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生产者提供营养物质；维持大气中CO2浓度；稳定和提高土壤有机质的含量，为腐生食物链以后各级生物生产食物；改善土壤物理性状。第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中的分解第二节生态系统的能量流动3.分解作用的三个过程碎裂：把尸体分解为颗粒状的碎屑。异化：有机物在酶的作用下，进行生物化学的分解，从聚合体变成单体（如纤维素降解为葡萄糖）进而成为矿物成分（如葡萄糖降为CO2和H2O）。淋溶：可溶性物质被水淋洗出，完全是物理过程。

第二节生态系统的能量流动3.分解作用的三个过程第二节生态系统的能量流动4.影响分解过程的因素（1）分解者

微生物：微生物中细菌和真菌是主要的分解者。动植物尸体的分解过程，在细菌体内和真菌菌丝体内酶系统作用下，利用可溶性物质，主要是氨基酸和糖类的分解产物作为细菌和真菌的食物而被吸收，另一些继续保留在环境中。

动物类群：陆地分解者中的动物主要是食碎屑的无脊椎动物。按机体大小可分为小型、中型和大型动物

第二节生态系统的能量流动4.影响分解过程的因素第二节生态系统的能量流动（2）资源质量与分解作用的关系资源的物理、化学性质影响分解速率。资源的物理性质包括表面特性和机械结构，资源的化学性质则随其化学组成而不同。单糖分解快，1年失重99%>半纤维>纤维素>木质素。第二节生态系统的能量流动（2）资源质量与分解作用的关系第二节生态系统的能量流动

（3）理化环境对分解作用的影响温度高、湿度大的地带，有机质分解速率高，低温干燥地带，分解速率低。分解速度随纬度增高而降低（热带雨林—温带森林—寒冷的冻原）；分解生物的相对作用：无脊椎动物在地球上的分布随纬度的变化呈现地带性的变化规律。低纬度热带地区起作用的主要是大型土壤动物，其分解作用明显高于温带和寒带；高纬度寒温带和冻原地区多为中、小型动物，它们对物质分解起的作用很小。第二节生态系统的能量流动（3）理化环境对分解作用的影响第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动六、森林经营对生态系统中能量的影响

森林生物量的再分配森林的采伐使森林失去绿色光合带，导致进入生态系统的太阳辐射减少；腐生食物网的能量流大量增加。

腐生食物网能量流的变化采伐后，腐生食物链的能流加强原因有二：供分解的有机物增多；环境条件改善。

草牧食物网能量流的变化刚采伐后，草牧食物链不复存在，随着时间的延长，植被逐渐恢复，草牧食物链也逐渐得以恢复。第二节生态系统的能量流动六、森林经营对生态系统中能量的影第三节生态系统的物质循环一、植物体内的养分元素重要元素：植物正常生长和代谢所必需的元素。其中，其浓度仅有若干ppm的称作微量元素，而浓度可用百分数表示的可称为大量元素;大量元素：氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫;微量元素：氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼生物体中主要的化学元素：氢、碳、氧、氮第三节生态系统的物质循环一、植物体内的养分元素第三节生态系统的物质循环二、生态系统养分循环的分类根据发生的途径和范围，生态系统养分循环可分为三类：地球化学循环：不同生态系统之间的化学物质的交换。生物地球化学循环：生态系统内化学物质的交换。生物化学循环：生物个体体内化学物质的再分配。第三节生态系统的物质循环二、生态系统养分循环的分类第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环三、地球化学循环是指不同生态系统之间化学元素的交换，空间范围大。（一）气态循环物质的主要存贮库是大气和海洋，具有明显的全球性，循环性能最为完善。属于气态循环的物质，其分子或某些化合物常以气态形式参与循环过程。属于这类的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。第三节生态系统的物质循环三、地球化学循环第三节生态系统的物质循环

为什么气态循环引起人们极大的重视？人类的活动每天都有大量CO、CO2、硫和氮的氧化物，以及各种有机物质和农药进入气态循环。典型后果：酸雨温室效应第三节生态系统的物质循环为什么气态循环引第三节生态系统的物质循环（二）沉积循环1.物质的存贮库主要是土壤、沉积物和岩石。循环的全球性不明显，循环性能一般也很不完善。参与沉积循环的物质，其分子和化合物一般没有气体形式，这些物质主要通过岩石的风化和沉积物的分解转变为生态系统利用的营养物质。有些元素既参与气态循环也参与沉积循环。第三节生态系统的物质循环（二）沉积循环第三节生态系统的物质循环2.沉积循环的途径：气象途径：如空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运的输出。通过天气过程来实现。陆地尘土、海洋的盐渍可随风携带到很远的距离的生态系统中。

干沉降（尘埃、烟尘在无风、干旱的天气里从大气中沉降）和湿沉降（雨、雾和雪中的尘埃以及溶解的化学物质）不断将养分输入生态系统。生长在极贫瘠土壤上的森林，化学沉降物的输入有可能使其达到较高的生产量。第三节生态系统的物质循环2.沉积循环的途径：第三节生态系统的物质循环生物途径：动物的活动及人们从事农林经营活动可使养分在生态系统之间发生再分配。动物在不同生态系统之间的转移，可以进行养分元素的传递和交换。如鸟类农田中取食，在林中排泄；海鸟海中取食，陆地排泄等。人类从事农业和林业经营活动，对生态系统养分的输入和输出产生影响。施用化肥等活动。第三节生态系统的物质循环生物途径：动物的活动及人们从事农第三节生态系统的物质循环地质水文途径：通过地质、水文过程进行的养分的输入和输出。如来自于岩石、土壤的风化和土壤水分及溪水溶解的养分对系统的输入，以及土壤水或地表水溶解的养分从系统的输出。第三节生态系统的物质循环地质水文途径：第三节生态系统的物质循环四、生物地球化学循环（一）概念：

在生态系统中，生物所需的养分从非生物部分流入到生物部分，并在不同营养级之间进行传递，然后又回到非生物部分，供生物的再次利用，养分元素在生态系统中的这种循环传递过程称为生物地球化学循环。植物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同一地方。绝大多数的养分可以有效地保留，积累在本系统之内。第三节生态系统的物质循环四、生物地球化学循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环（二）森林生态系统生物地球化学循环过程：1.植物对养分的吸收根系、叶片都可以吸收养分。大部分养分从土壤溶液中吸收；菌根营养：形成菌套，并与大量的菌丝相连，扩大与土壤的接触面和吸收面；林木的吸收根系主要是细根，它们主要分布于表层。大根只起到支持和运输的作用。第三节生态系统的物质循环（二）森林生态系统生物地球化学循第三节生态系统的物质循环2.植物体内养分的分配

3.植物养分的损失：养分的损失有时是必要的，防止有毒物质的过度积累。(1)雨水的淋失：因雨水的作用使各种化学元素由叶部、树皮和根部淋洗掉。淋洗的养分可供根系再次吸收，尤其有利于贫瘠土地上植物的生长。特别是体内不易转移的元素，如N、P、K。有些淋洗的有机物影响凋落物的分解、土壤化学性质，以及种子的发芽和成活。第三节生态系统的物质循环2.植物体内养分的分第三节生态系统的物质循环

(2)草食动物的取食：一般情况下损失较小，但昆虫大发生时，会造成很大损失。

(3)生殖器官的消耗：花和种子的形成比营养生长需要更多的养分。无柄花橡的雄花凋落量只占4％，但其所含N、P、K占总凋落量的11％、14％、12％和6％。第三节生态系统的物质循环(2)草食动物的取食：第三节生态系统的物质循环

(4)凋落物损失的养分凋落物的多少与气候、立地条件、植物种类有密切关系。包括地上的枯落物及地下细根的大量死亡，有时地下的损失大于地上的损失。如美国田纳西州的橡—山核桃林通过地下细根损失的N为67.5kg/ha•y，而地上仅为34kg/ha•y。第三节生态系统的物质循环(4)凋落物损失的养分第三节生态系统的物质循环4.凋落物的分解凋落物分解和养分的释放是森林生物地球化学循环中最重要的一环,分解过快或过慢对森林生长都不利。分解过慢：林分得不到充足的养分。过厚的死地被物导致土壤湿度和酸度过大，地温过低，不利于林木的生长。分解过快：养分释放过快，植物和土壤难以将其保持住，造成养分淋失。有机质减少，导致土壤的理化性质恶化，土壤肥力和侵蚀能力减低。第三节生态系统的物质循环4.凋落物的分解第三节生态系统的物质循环五、生物化学循环(biochemicalcycles)

指养分在生物体内的再分配，也是植物保存养分的重要途径。植物不止靠根和叶吸收养分满足其生长的需要，同时还会将贮存在体内的养分转移到需要养分的部位。比如，将即将脱落的叶片中的养分移向幼嫩的生长点或将其贮存在树皮或体内某处。养分在体内的再分配，对植物有多方面的作用。如，植物养分不足的时候维持植物的生长；养分充足时吸收，不足时利用。植物叶片养分的回收和再分配的效能与土壤养分的可利用程度有关。越是瘠薄，回收利用率越高。第三节生态系统的物质循环五、生物化学循环(biochem第三节生态系统的物质循环六、几种主要元素的循环

（一）碳循环

（二）氮循环

（三）磷循环

（四）硫循环第三节生态系统的物质循环六、几种主要元素的循环第三节生态系统的物质循环（一）碳循环(Carboncycles)碳元素一方面是构成生物体的主要元素；另一方面碳元素的循环影响到地球大气环境的变化。

大气碳库的含碳量为750PgC；

生物圈碳库的含碳量为2477PgC；

海洋碳库的含碳量为39973PgC；

岩石圈碳库含碳量为75004130PgC；第三节生态系统的物质循环（一）碳循环(Carboncy第三节生态系统的物质循环1.全球碳循环过程

第三节生态系统的物质循环1.全球碳循环过程

第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环

2.有关碳循环的一些数据：全球森林中存贮的碳为482×109t，约占大气碳含量的2/3。森林每年吸收的碳为3.6×109t，相当于其他植被的2倍。全球植物每年同化的碳为105×109t，其中32×109t因呼吸作用返回大气和海洋，其余的7.3×109t则以进入草牧食物链和腐生食物链，用于各种生物的呼吸和构成本身的生物量。第三节生态系统的物质循环2.有关碳循环的一些数第三节生态系统的物质循环3.海洋对CO2的调控作用：大气中的碳总量为750×109t；海洋中存贮的碳约为大气的50倍。海洋是大气CO2的重要的调控器。

CO2⇌CO2⇌H2CO3⇌H+＋HCO3⇌CaCO3大气中CO2浓度增加时，会有更多气体溶于海水,相反，大气CO2减少，海水中CO2又返回大气。海洋每年从大气中吸收的碳约为105×109t，向大气释放102×109t。第三节生态系统的物质循环3.海洋对CO2的调控作用：第三节生态系统的物质循环4.人类活动对碳循环的影响森林破坏:10~20×108t;

森林存贮的总碳为482×109t。化石燃料燃烧:55×108t

农业、畜牧业生产。造林成本法：260元/tC;瑞典碳税率：150美元/tC.

碳失汇问题？第三节生态系统的物质循环4.人类活动对碳循环的影响森林第三节生态系统的物质循环（二）氮循环(Nitrogencycles)氮是蛋白质和核酸的的组成物质。

大气是主要的氮库，大气体积的78%为分子态氮。但，生物难以直接利用。陆地生态系统中的氮素主要贮存于死有机物残体中；水体生态系统中的氮主要是水中的硝酸盐和存贮在动植物残体中的氮。第三节生态系统的物质循环（二）氮循环(Nitrogen第三节生态系统的物质循环1.氮元素的循环过程第三节生态系统的物质循环1.氮元素的循环过程第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环（1）固氮过程：生物固氮：豆科及某些植物的根瘤（固氮细菌与植物根系共生），蓝藻。豆科植物：200kg/ha.a；红桤木：320kg/ha.a。陆地生态系统：9800万t/a；海洋：2.8万t/a。

工业固氮：通过工业手段合成氮肥,化肥生产。高能固氮：火山爆发时，岩浆固氮；或雷电将大气中的氮氧合成为硝酸盐。第三节生态系统的物质循环（1）固氮过程：第三节生态系统的物质循环（2）氨化过程：有机氮通过微生物降解为氨的过程。NH2－

NH3NH4－（3）硝化过程：通过微生物的作用，将氨转化为硝酸根的过程。

硝化过程在氮循环过程中占有非常重要的地位,它最终决定着绿色植物所需要的硝酸根的转化速率，从而影响着生态系统的生产力。第三节生态系统的物质循环（2）氨化过程：有机氮通过微生物第三节生态系统的物质循环（4）反硝化过程：通过微生物的作用，将硝酸根转化为氮的过程。

反硝化过程是氮元素从有效态转化为无效态的过程。第三节生态系统的物质循环（4）反硝化过程：通过微生物的作第三节生态系统的物质循环2.

人类活动对氮循环的影响：（1）在过去的一个世纪中，人类活动使陆地生态系统和大气间的氮循环量增加了约一倍。（2）多数由陆地排向大气的含氮痕量气体由人类产生。主要是农业、畜牧业和化石燃料的燃烧。

NO、NO2、N2O和NH3。（3）氮输入的增加影响生态系统过程。（4）人类活动增加了陆地生态系统中氮元素的流失,也增加了转移到水生生态系统的氮量。密西西比河硝酸盐浓度从20世纪60年代到现在增加了一倍。美国其他一些河流增加了3～10倍。第三节生态系统的物质循环2.人类活动对氮循环的影响：第三节生态系统的物质循环（三）磷循环(Phosphoruscycles)

磷的主要来源：磷酸盐岩石、沉积物、鸟粪、动物骨骼磷的等。

磷在生物中含量少，但绝不可缺少。由于磷的难溶性，往往是植物生产力的主要限制因素。

磷在江河及湖泊中的含量是有限的，我国南方红黄壤地区土壤中普遍缺磷。在生物圈中磷的数量正在减少，很多磷进入海洋沉积起来。然而，一旦江河、湖泊中磷含量提高，会引起藻类暴长。出现“富营养化”。

第三节生态系统的物质循环（三）磷循环(Phosphoru第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环2.磷元素循环过程中的重要环节：（1）磷元素的损失：可溶性的磷酸盐随地表径流的损失。每年损失的磷约为200万吨。由人类捕鱼和海鸟可返回6万吨。

Wells，1929年，“在决定人类生存的一系列元素中，磷是一个薄弱环节”。由于人类使用含磷的各种清洁剂，加速了磷从陆地的损失。第三节生态系统的物质循环2.磷元素循环过程中的重要环节：第三节生态系统的物质循环2.有效磷的固定：有效磷极易转化为无效磷，某些细菌可释放有机酸将其转化为有效态。第三节生态系统的物质循环2.有效磷的固定：第三节生态系统的物质循环（四）硫循环(Sulfurcycles)

硫的主要储库：硫酸盐如石膏，也有少量存在于大气，主要是SO2和H2S。

硫的来源：沉积岩石的风化、化石燃料（特别是煤）的燃烧、火山喷发和有机物的分解。硫的沉积循环：硫酸盐的侵蚀和风化，土壤中的硫酸盐被淋溶掉或被微生物还原。

硫的气态循环：大气中的硫主要是SO2和H2S。前者产生于火山喷发和细菌的还原，后者产生于化石燃料的燃烧。大气中硫的化合物通常很快氧化成亚硫酸盐和硫酸盐，与雨水结合形成硫酸，造成酸雨危害。

第三节生态系统的物质循环（四）硫循环(Sulfurcy第三节生态系统的物质循环酸雨第三节生态系统的物质循环酸第三节生态系统的物质循环六、森林生态系统生物地球化学循环的效能未经干扰的天然森林生态系统内，养分能够有效地积累和保存。贫瘠土地上森林对养分的保持能力可以补充养分不足的问题。森林生物地球化学循环的效能，为当前的环境问题提供一种可能的解决办法。如城市污水处理。第三节生态系统的物质循环六、森林生态系统生物地球化学循环第三节生态系统的物质循环七、森林经营对森林生物地球化学循环的影响经营措施可以有利于养分循环和增加养分的有效性,或者造成养分的损失。森林采伐所造成的养分损失与采伐强度、树种、林分密度、林分年龄及经营措施有关。“全树利用”会造成林地养分的巨大损失，破坏森林的生物地球化学循环。为了维持森林生态系统的生产力，需要保护生态系统内的生物地球化学循环，有效保留已有的养分。林业中养分的管理与农业不同，林业主要依靠森林的自肥和永续利用。第三节生态系统的物质循环七、森林经营对森林生物地球化学循《森林生态学》课件第五章生态系统第五章

生态系统第五章

生态系统第一节生态系统一、概念

在一定空间范围内，各生物成分（包括人类在内）和非生物成分（环境中物理和化学因子），通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个功能单位。第一节生态系统一、概念第一节生态系统二、生态系统基本特征（一）结构特征生态系统

非生物环境生命系统生产者消费者分解者第一节生态系统二、生态系统基本特征生态系统生命系统生产者消《森林生态学》课件第五章生态系统《森林生态学》课件第五章生态系统第一节生态系统第一节生态系统第一节生态系统

（二）功能特征生态系统的生产者、消费者和分解者与它们的生存环境相互作用，不断进行着能量和物质的交换，产生能量流动和物质循环，从而保持生态系统的运转。第一节生态系统（二）功能特征第一节生态系统

（三）动态特征生态系统是不断变化的系统。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。（四）相互作用和相互联系的特征生态系统内各生物和非生物成分的关系是紧密相连不可分割的整体。第一节生态系统（三）动态特征第一节生态系统

（五）稳定平衡的特征

自然界生态系统总是趋向于保持一定的内部平衡关系，使系统内各成分间完全处于相互协调的稳定状态。生态系统内的负反馈机制是达到和维持平衡或稳定的重要途径。第一节生态系统（五）稳定平衡的特征第一节生态系统

（六）对外开放的特征生态系统之间都存在着能量和物质的交换。如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自太阳的能量。第一节生态系统（六）对外开放的特征第二节生态系统的能量流动为什么要研究生态系统的能量流动？

能量是生态系统的驱动力。林业、农业、渔业、牧业等工作者对森林、农田、渔场、草原等的经营管理，应掌握能量的输入和输出途径及其限制因素，以达到高产目的，设法调整生态系统的能量分配关系，使能量流向对人类最有益的部分。第二节生态系统的能量流动为什么要研究生态系第二节生态系统的能量流动一、牛顿的热力学定律

热力学第一定律：（能量守恒与转化原理）

能量可从一种形式转换成另一种形式，但能量即不能增加也不会减少。如太阳辐射能，通过绿色植物的光合作用转变为存在于有机物质化学键中的化学潜能；动物通过消耗自身体内贮存的化学潜能变成爬、跳、飞、游的机械能。第二节生态系统的能量流动一、牛顿的热力学定律第二节生态系统的能量流动热力学第二定律(熵律entropylaw)

自然界中任何形式的能最终归宿是热能，且不可逆。在能量的转换过程中，总有一些能量损失掉，一种形式的能不会全部转换成另一种形式的能。第二节生态系统的能量流动热力学第二定律(熵律entro第二节生态系统的能量流动二、生物能量的来源我们能利用的能量来自：太阳辐射、核能、地热……太阳辐射能是生态系统中的能量的最主要来源。三、生态系统的能量流动（一）食物链食物链：植物所固定的能量通过一系列的取食与被食关系在生态系统中进行传递，生物之间存在的这种能量传递关系，称为食物链。第二节生态系统的能量流动二、生物能量的来源第二节生态系统的能量流动食物链类型：草牧食物链（捕食食物链）:是以绿色植物为基础，从草食动物开始的食物链。草原和水体生态系统是以草牧食物链为主的生态系统。腐生食物链（分解食物链）:指以死有机物质为基础，从腐生生物物开始的食物链。森林是以腐生食物链为优势的生态系统。在森林中，有90%的净生产是被腐生生物所分解消耗的。第二节生态系统的能量流动食物链类型：第二节生态系统的能量流动寄生性食物链:由宿主和寄生生物物构成。它以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒。后者与前者是寄生性关系。如，黄鼠跳蚤鼠疫细菌；树叶尺蠖寄蝇寄生蜂第二节生态系统的能量流动寄生性食物链:由宿主和寄生生物物构第二节生态系统的能量流动（二）食物网(foodwebs)

生态系统中的多条食物链相互交织、相互连接形成的网状结构，称为食物网。生态系统通过食物网维持着生态系统的相对稳定和平衡。生态系统通过食物链推动着生物的进化，成为自然界发展演变的动力。第二节生态系统的能量流动（二）食物网(foodwebs)第二节生态系统的能量流动这种以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统的营养结构。第二节生态系统的能量流动这种以营养为纽带，第二节生态系统的能量流动（三）生态系统中的营养级在生态系统中，如果某些有机体的食物取自食物链的同一层次，则这些有机体属于同一营养级。杂食动物往往在不同的食物链中处于不同的营养级，比如人。第二节生态系统的能量流动（三）生态系统中的营养级第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中能量的流动

1.

能量流动的过程：第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中能量的流动第二节生态系统的能量流动2.能量流动特点：“越流越细”，能量在流动过程中逐渐减少。所以一般营养级不超过5个。能量单向流动，不可逆。绿色植物固定的能量最后都以热量的形式散发出去。

3.生态系统中的三种能流：第一种能流：沿草牧食物链进行的能流。通过捕食过程实现。第二种能流：沿腐生食物链进行的能流。通过微生物的分解过程来实现。是还原和腐化过程第三种能流：贮存和矿化过程。第二节生态系统的能量流动2.能量流动特点：第二节生态系统的能量流动（五）生态金字塔(ecologicalpyramid)1.概念：把每个营养级有机体的数量、能量或生物量，按营养级的顺序依次排列，绘制成图，所得到的图形就称为生态金字塔。第二节生态系统的能量流动（五）生态金字塔(ecologic第二节生态系统的能量流动

2.分类：生物量金字塔以各营养级的生物量为基础构建的生态金字塔，一般为正三角形。数量金字塔以各营养级的生物个体数量为基础构建的生态金字塔，有时为正三角形，有时为倒三角形，有时不能确切的体现各营养级的能量变化关系。能量金字塔以各营养级所包含的能量为基础构建的生态金字塔，为正三角形。第二节生态系统的能量流动2.分类：第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储存（一）名词解释

1.与生产量有关的概念：初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的有机物质。净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的部分。总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的有机物质总量。次级生产量：消费者的生产量。第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储存

1.与生产量有关的概念：初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的有机物质。净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的部分。总初级生产量：在初级生产过程中，合成的有机物质总量。次级生产量：消费者的生产量。第二节生态系统的能量流动四、生态系统的能量动态和储存2.与生物量有关的概念：

生物量(biomass)：任一时间某一地方某一种群、营养级或某一生态系统有机物质的总重量。一般以干重表示(kg/ha、g/m2)。

现存量(standingcrop)：单位面积上当时所测得的生物体的总重量。一般将现存量看成生物量的同义词。第一节种群的基本概念2.与生物量有关的概念：第一节种群的基本概念第二节生态系统的能量流动3.有生产力有关的概念：

生产力(productivity)：指单位时间单位面积的生产量，即生产的速率。

总初级生产力(GPP)

：指单位时间和单位面积内绿色植物通过光合作用所制造的有机物的总量（包括植物呼吸消耗掉的部分）。

净初级生产力(NPP)

：指绿色植物除去呼吸消耗之后的有机物的积累速率。地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净生产力。第二节生态系统的能量流动3.有生产力有关的概念：第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动（二）初级生产者（绿色植物）营养级

1.能量输入——光合作用

光合效能：太阳能量进入生态系统的效能。

光合效能＝×100％测定值：1％－5％。第二节生态系统的能量流动（二）初级生产者（绿色植物）营养级第二节生态系统的能量流动2.能量消耗呼吸的消耗植物群落呼吸损失掉的能量变化幅度在15％－90％以上。损失量从极地到热带逐次提高。原因：温度增高，尤其是夜晚温度高。从而影响植物产量。草食动物的消耗因生态系统类型不同而有很大变化。草地损失量约28％－60%之间；森林为1.5%－2.5%；水体生态系统浮游植物群落60％－99％。第二节生态系统的能量流动2.能量消耗第二节生态系统的能量流动凋落物的消耗除去草食动物危害以外，净生产量的另一个损失是凋落物量。尤其是森林中，凋落物消耗占有很大的比例，而草原相对较小。森林内凋落物量从极地到赤道不断增加，与生物量和净初级生产力的变化规律相似。但，赤道地区的凋落物的积累量是最低的。第二节生态系统的能量流动凋落物的消耗第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动3.净生产力和生物量生态系统生产力的变化森林的总生产力一般在中年达到高峰，然后稍微下降达到一个稳定值；但呼吸作用随年龄的增加成逐渐增加的趋势；因此，净生产力在中年达到最高值。第二节生态系统的能量流动3.净生产力和生物量第二节生态系统的能量流动

各种生态系统的生产力比较：奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于0.50.1g/m2•天。较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕地、半干旱草原、深湖和大陆架0.5-3.0g/m2•天。较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10g/m2•天。最高：少数特殊的生态系统（农业高产田、河漫滩、三角洲、珊瑚礁、红树林），10-20g/m2•天。第二节生态系统的能量流动各种生态系统的生产力比较：第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动影响生产力的因素：

光照、温度、水分（降水）、养分、生长期和生物因子都会影响生态系统的生产力。生态系统的结构也会影响生态系统的生产力。通过改善上述的各种生态因子，可以提高森林生态系统的生产力。第二节生态系统的能量流动影响生产力的因素：第二节生态系统的能量流动4.能量流周转期表明生态系统中能量流转的快慢。转换时间（年）=(凋落物）转换时间（年）=陆地森林生态系统一般为20年，水体浮游生物群落则少于20天。第二节生态系统的能量流动4.能量流周转期第二节生态系统的能量流动（三）能量流动的生态效率（1）利用效率＝食物摄入量/被食者生产量（2）同化效率＝同化的能量/食物摄取量（3）净生产效率＝净生产量/同化的能量（4）总生产效率＝（2）×（3）＝生产量/食物摄入量（5）生态效率＝（1）×（2）×（3）＝消费者生产量/被食者生产量第二节生态系统的能量流动（三）能量流动的生态效率第二节生态系统的能量流动陆地生态系统中植物净生产量转换成食草动物净生产量的效率很低，多数均少于1％。第二节生态系统的能量流动陆地生态系统中植物净生产量第二节生态系统的能量流动（6）林德曼效率：生态系统中，一个营养级同化的能量与前一营养级可利用能量的比大约为10％，这一规律称为林德曼定律，又称为1/10定律。这一规律是由林德曼发现的，因此这一比值又称为林德曼效率。第二节生态系统的能量流动（6）林德曼效率：第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中的分解

1.概念：死有机物质的逐步降解过程。还原为无机物，释放能量。

2.意义：在建立和维持全球生态系统的动态平衡中，资源分解的主要作用是，通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生产者提供营养物质；维持大气中CO2浓度；稳定和提高土壤有机质的含量，为腐生食物链以后各级生物生产食物；改善土壤物理性状。第二节生态系统的能量流动（四）生态系统中的分解第二节生态系统的能量流动3.分解作用的三个过程碎裂：把尸体分解为颗粒状的碎屑。异化：有机物在酶的作用下，进行生物化学的分解，从聚合体变成单体（如纤维素降解为葡萄糖）进而成为矿物成分（如葡萄糖降为CO2和H2O）。淋溶：可溶性物质被水淋洗出，完全是物理过程。

第二节生态系统的能量流动3.分解作用的三个过程第二节生态系统的能量流动4.影响分解过程的因素（1）分解者

微生物：微生物中细菌和真菌是主要的分解者。动植物尸体的分解过程，在细菌体内和真菌菌丝体内酶系统作用下，利用可溶性物质，主要是氨基酸和糖类的分解产物作为细菌和真菌的食物而被吸收，另一些继续保留在环境中。

动物类群：陆地分解者中的动物主要是食碎屑的无脊椎动物。按机体大小可分为小型、中型和大型动物

第二节生态系统的能量流动4.影响分解过程的因素第二节生态系统的能量流动（2）资源质量与分解作用的关系资源的物理、化学性质影响分解速率。资源的物理性质包括表面特性和机械结构，资源的化学性质则随其化学组成而不同。单糖分解快，1年失重99%>半纤维>纤维素>木质素。第二节生态系统的能量流动（2）资源质量与分解作用的关系第二节生态系统的能量流动

（3）理化环境对分解作用的影响温度高、湿度大的地带，有机质分解速率高，低温干燥地带，分解速率低。分解速度随纬度增高而降低（热带雨林—温带森林—寒冷的冻原）；分解生物的相对作用：无脊椎动物在地球上的分布随纬度的变化呈现地带性的变化规律。低纬度热带地区起作用的主要是大型土壤动物，其分解作用明显高于温带和寒带；高纬度寒温带和冻原地区多为中、小型动物，它们对物质分解起的作用很小。第二节生态系统的能量流动（3）理化环境对分解作用的影响第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动第二节生态系统的能量流动六、森林经营对生态系统中能量的影响

森林生物量的再分配森林的采伐使森林失去绿色光合带，导致进入生态系统的太阳辐射减少；腐生食物网的能量流大量增加。

腐生食物网能量流的变化采伐后，腐生食物链的能流加强原因有二：供分解的有机物增多；环境条件改善。

草牧食物网能量流的变化刚采伐后，草牧食物链不复存在，随着时间的延长，植被逐渐恢复，草牧食物链也逐渐得以恢复。第二节生态系统的能量流动六、森林经营对生态系统中能量的影第三节生态系统的物质循环一、植物体内的养分元素重要元素：植物正常生长和代谢所必需的元素。其中，其浓度仅有若干ppm的称作微量元素，而浓度可用百分数表示的可称为大量元素;大量元素：氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫;微量元素：氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼生物体中主要的化学元素：氢、碳、氧、氮第三节生态系统的物质循环一、植物体内的养分元素第三节生态系统的物质循环二、生态系统养分循环的分类根据发生的途径和范围，生态系统养分循环可分为三类：地球化学循环：不同生态系统之间的化学物质的交换。生物地球化学循环：生态系统内化学物质的交换。生物化学循环：生物个体体内化学物质的再分配。第三节生态系统的物质循环二、生态系统养分循环的分类第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环三、地球化学循环是指不同生态系统之间化学元素的交换，空间范围大。（一）气态循环物质的主要存贮库是大气和海洋，具有明显的全球性，循环性能最为完善。属于气态循环的物质，其分子或某些化合物常以气态形式参与循环过程。属于这类的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。第三节生态系统的物质循环三、地球化学循环第三节生态系统的物质循环

为什么气态循环引起人们极大的重视？人类的活动每天都有大量CO、CO2、硫和氮的氧化物，以及各种有机物质和农药进入气态循环。典型后果：酸雨温室效应第三节生态系统的物质循环为什么气态循环引第三节生态系统的物质循环（二）沉积循环1.物质的存贮库主要是土壤、沉积物和岩石。循环的全球性不明显，循环性能一般也很不完善。参与沉积循环的物质，其分子和化合物一般没有气体形式，这些物质主要通过岩石的风化和沉积物的分解转变为生态系统利用的营养物质。有些元素既参与气态循环也参与沉积循环。第三节生态系统的物质循环（二）沉积循环第三节生态系统的物质循环2.沉积循环的途径：气象途径：如空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运的输出。通过天气过程来实现。陆地尘土、海洋的盐渍可随风携带到很远的距离的生态系统中。

干沉降（尘埃、烟尘在无风、干旱的天气里从大气中沉降）和湿沉降（雨、雾和雪中的尘埃以及溶解的化学物质）不断将养分输入生态系统。生长在极贫瘠土壤上的森林，化学沉降物的输入有可能使其达到较高的生产量。第三节生态系统的物质循环2.沉积循环的途径：第三节生态系统的物质循环生物途径：动物的活动及人们从事农林经营活动可使养分在生态系统之间发生再分配。动物在不同生态系统之间的转移，可以进行养分元素的传递和交换。如鸟类农田中取食，在林中排泄；海鸟海中取食，陆地排泄等。人类从事农业和林业经营活动，对生态系统养分的输入和输出产生影响。施用化肥等活动。第三节生态系统的物质循环生物途径：动物的活动及人们从事农第三节生态系统的物质循环地质水文途径：通过地质、水文过程进行的养分的输入和输出。如来自于岩石、土壤的风化和土壤水分及溪水溶解的养分对系统的输入，以及土壤水或地表水溶解的养分从系统的输出。第三节生态系统的物质循环地质水文途径：第三节生态系统的物质循环四、生物地球化学循环（一）概念：

在生态系统中，生物所需的养分从非生物部分流入到生物部分，并在不同营养级之间进行传递，然后又回到非生物部分，供生物的再次利用，养分元素在生态系统中的这种循环传递过程称为生物地球化学循环。植物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同一地方。绝大多数的养分可以有效地保留，积累在本系统之内。第三节生态系统的物质循环四、生物地球化学循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环（二）森林生态系统生物地球化学循环过程：1.植物对养分的吸收根系、叶片都可以吸收养分。大部分养分从土壤溶液中吸收；菌根营养：形成菌套，并与大量的菌丝相连，扩大与土壤的接触面和吸收面；林木的吸收根系主要是细根，它们主要分布于表层。大根只起到支持和运输的作用。第三节生态系统的物质循环（二）森林生态系统生物地球化学循第三节生态系统的物质循环2.植物体内养分的分配

3.植物养分的损失：养分的损失有时是必要的，防止有毒物质的过度积累。(1)雨水的淋失：因雨水的作用使各种化学元素由叶部、树皮和根部淋洗掉。淋洗的养分可供根系再次吸收，尤其有利于贫瘠土地上植物的生长。特别是体内不易转移的元素，如N、P、K。有些淋洗的有机物影响凋落物的分解、土壤化学性质，以及种子的发芽和成活。第三节生态系统的物质循环2.植物体内养分的分第三节生态系统的物质循环

(2)草食动物的取食：一般情况下损失较小，但昆虫大发生时，会造成很大损失。

(3)生殖器官的消耗：花和种子的形成比营养生长需要更多的养分。无柄花橡的雄花凋落量只占4％，但其所含N、P、K占总凋落量的11％、14％、12％和6％。第三节生态系统的物质循环(2)草食动物的取食：第三节生态系统的物质循环

(4)凋落物损失的养分凋落物的多少与气候、立地条件、植物种类有密切关系。包括地上的枯落物及地下细根的大量死亡，有时地下的损失大于地上的损失。如美国田纳西州的橡—山核桃林通过地下细根损失的N为67.5kg/ha•y，而地上仅为34kg/ha•y。第三节生态系统的物质循环(4)凋落物损失的养分第三节生态系统的物质循环4.凋落物的分解凋落物分解和养分的释放是森林生物地球化学循环中最重要的一环,分解过快或过慢对森林生长都不利。分解过慢：林分得不到充足的养分。过厚的死地被物导致土壤湿度和酸度过大，地温过低，不利于林木的生长。分解过快：养分释放过快，植物和土壤难以将其保持住，造成养分淋失。有机质减少，导致土壤的理化性质恶化，土壤肥力和侵蚀能力减低。第三节生态系统的物质循环4.凋落物的分解第三节生态系统的物质循环五、生物化学循环(biochemicalcycles)

指养分在生物体内的再分配，也是植物保存养分的重要途径。植物不止靠根和叶吸收养分满足其生长的需要，同时还会将贮存在体内的养分转移到需要养分的部位。比如，将即将脱落的叶片中的养分移向幼嫩的生长点或将其贮存在树皮或体内某处。养分在体内的再分配，对植物有多方面的作用。如，植物养分不足的时候维持植物的生长；养分充足时吸收，不足时利用。植物叶片养分的回收和再分配的效能与土壤养分的可利用程度有关。越是瘠薄，回收利用率越高。第三节生态系统的物质循环五、生物化学循环(biochem第三节生态系统的物质循环六、几种主要元素的循环

（一）碳循环

（二）氮循环

（三）磷循环

（四）硫循环第三节生态系统的物质循环六、几种主要元素的循环第三节生态系统的物质循环（一）碳循环(Carboncycles)碳元素一方面是构成生物体的主要元素；另一方面碳元素的循环影响到地球大气环境的变化。

大气碳库的含碳量为750PgC；

生物圈碳库的含碳量为2477PgC；

海洋碳库的含碳量为39973PgC；

岩石圈碳库含碳量为75004130PgC；第三节生态系统的物质循环（一）碳循环(Carboncy第三节生态系统的物质循环1.全球碳循环过程

第三节生态系统的物质循环1.全球碳循环过程

第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环第三节生态系统的物质循环

2.有关碳循环的一些数据：全球森林中存贮的碳为482×109t，约占大气碳含量的2/3。森林每年吸收的碳为3.6×109t，相当于其他植被的2倍。全球植物每年同化的碳为105×109t，其中32×109t因呼吸作用返回大气和海洋，其余的7.3×109t则以进入草牧食物链和腐生食物链，用于各种生物的呼吸和构成本身的生物量。第三节生态系统的物质循环2.有关碳循环的一些数第三节生态系统的物质循环3.海洋对CO2的调控作用：大气中的碳总量为750×109t；海洋中存贮的碳约为大气的50倍。海洋是大气CO2的重要的调控器。

CO2⇌CO2⇌H2CO3⇌H+＋HCO3⇌CaCO3大气中CO2浓度增加时，会有更多气体溶于海水,相反，大气CO2减少，海水中CO2又返回大气。海洋每年从大气中吸收的碳约为105×109t，向大气