生态系统中的物质循环课件.ppt

chapter12 生态系统中的物质循环 物质循环的一般特征 全球水循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环 物质循环与能量流动 物质循环 cycling of material 的一般特征 生物地球化学循环：生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归还于环境中的过程。这一过程包括生物与非生物二者的参与, 同时也包含一些地质与地理作用在內, 因此称为生物地球化学循环。属于闭合式循环 生物小循环：环境中元素经生物吸收，在生态系统中被相继利用，然后经过分解者的作用再为生产者吸收、利用。属于开放式循环 Basics of nutrient cycling 生物小循环 物质循环一般可分为两类 短循环 short cycle ：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 long cycle ：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 物质循环的基本概念 库：贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素的库 生态系统中各组分都是物质循环的库 植物库、动物库、土壤库、水体库等；库可以分为： 储存库: 容积大，物质交换活动缓慢 一般为环境成分 交换库: 容积小，交换快 一般为生物成分 流:　物质在库与库之间的转移运动状态 流通率：单位时间、单位面积/体积的物质转移量 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 物质在库间的流通 流通量、周转率与周转时间是相对于库而言的 生产者库 流通率：20单位/天 周转率：20/100 20% 周转时间：100/20 5天 消费者库 流通率：4单位/天 周转率：4/50 8% 周转时间：50/4 12.5天 影响物质循环速率的因素 元素的性质：有的元素循环的速率快，而有的则比较慢，这是元素化学特性和被生物有机体利用的方式不同所决定的。如CO2 1年；N 100万年 生物的生长速率：决定生物对物质吸收的速率以及物质在食物网中运动的速度 影响物质循环速率的因素 有机物质腐烂的速率：适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解，供生物重新利用 人类活动的影响： 开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失，影响物质循环速率 化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中 生物地球化学循环的类型 气体型循环 贮存库是大气和海洋 有气体形式的分子参与循环过程 循环速度快，例如CO2、N2、O2等 沉积型循环 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 循环速度慢，时间以千年计算，例如P、Ca、Mg等 水循环 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 气相型循环和沉积型循环的区别 全球水循环 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间循环 地表总水量：1.4×109km3，海洋约占97% 水的循环： 陆地：蒸发 蒸腾 71,000km3，降水111,000km3，径流40,000km3 海洋：蒸发425,000km3，降水385,000km3 淡水中：两极冰盖29 000 km3、地下水8 000 km3、湖泊河流100 km3、土壤水分100 km3、大气中水13 km3、生物体中水1 km3 The Hydrologic Cycle 生态系统中的水循环 水循环 aquatic cycle 水循环的意义 水是所有营养物质的介质 水对物质是很好的溶剂 水是地质变化的动因之一 人类活动对水循环的影响 空气污染和降水；改变地面，增加径流 水的再分布；修筑水库、塘堰 围湖造田又使自然蓄水容积减小 地下水的过度开采利用，使某些人口集中的地区出现了地下水位和水质量的下降 碳 循 环 碳的重要性：生命元素、能量流动 碳库：海洋和大气、生物体 碳的存在形式：CO2，无机盐，有机碳 主要循环过程 生物的同化和异化过程 大气和海洋间的CO2交换 碳酸盐的沉淀作用 人类活动对碳循环造成严重影响，引起气候变化的主要原因 碳 循 环 途 径 在光合作用和呼吸作用之间的细胞水平上的循环 大气CO2和植物体之间的个体水平上的循环； 大气CO2─植物─动物─微生物之间的食物链水平上的循环 碳以动植物有机体形式深埋地下，在还原条件下，形成化石燃料，于是碳便进入了地质大循环 当人们开采利用这些化石燃料时， CO2被再次释放进入大气 海洋和大气CO2调节 The Carbon Cycle The Carbon Cycle 碳循环 carbon cycle 图解 温 室