生态系统中的物质循环过程.ppt

第七章 生态系统中的物质循环 第一节 物质循环的基本原理 第二节 几种重要循环的概述 第三节 物质循环与环境问题 第一节 物质循环的基本原理 一、物质循环的有关概念 二、物质循环的基本形式 三、物质循环的类型 四、物质循环的特点 一、物质循环的有关概念 1、生物地球化学循环 指各种化学元素和化合物，在不同层次、不同大小的生态系统中，沿着特定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境，不断地进行着反复循环变化的过程。 2、库与流 (1)库：物质在循环过程中被暂时固定、贮存的场所。 储存库：即环境库，容积较大，物质交换活动缓慢。如大气库、土壤库、水体库等。 交换库：即生物库，容积较小，与外界物质交换活跃。如植物库、动物库、微生物库等。 (2)流：物质在库与库之间的转移运动状态。 3、周转率与周转期 周转率(R)：指系统达到稳定状态后，某一组分(库)中的物质在单位时间内所流出的量或流入的量占库存总量的分数值。 周转期(T)：是库中物质全部更换平均需要的时间，也是周转率的倒数。 例证： 如某一森林的现存量为324 t/hm2，年净生产量为28.6 t/hm2，其更新率= 28.6 / 324=0.088，更新期约11.3年. 如某一水体中浮游生物的现存量为0.07 t/hm2，年净生产量为4.1 t/hm2，其更新率= 4.1 / 0.07 =59，更新期为6.23天。 流通率=16单位/天，对于生产者的输出库的周转率=16/100=0.16； 对于生产者的周转时间为6.25天。 大气圈中二氧化碳的周转时间大约是1年； 大气圈中分子氮的周转时间大约是100万年； 大气圈中水的周转时间大约是10.5天。 在海洋中，硅的周转时间最短，约800年；钠最长，约2.06亿年。 二、物质循环的基本形式 1、地球化学循环（地质大循环） (1)定义：指化合物或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物有机体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，经过五大自然圈循环后，再被生物利用的过程。 (2)特征：时间长、范围广，是闭合式的循环。 2、生物循环（生物小循环） (1)定义：指环境中的元素经生物体吸收，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。 (2)特征：时间短、范围小，是开放式的循环。 水的地质大循环 三、物质循环的类型 四、物质循环的特点 1、物质不灭，循环往复 2、物质循环与能量流动不可分割，相辅相成 3、物质循环的生物富集 4、生态系统对物质循环有一定调节能力 5、物质循环中生物的作用 6、各物质循环过程相互联系，不可分割 五、影响物质循环速率的因素 （1）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周转时间为1年左右，而大气圈中氮周转时间为100万年。 （2）生物的生长速率 它决定生物对该物质吸收的速率以及该物质在食物网中运动的速度。 （3）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。 （4）人类活动的影响 如开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失，从而影响物质循环的速率。再如，化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中。 第二节 几种重要循环的概述 一、水循环 二、碳循环 三、氮循环 四、磷循环 五、硫循环 六、养分循环 一、水循环 1、全球水循环 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋形成全球水循环系统。 水分循环平衡： 降雨=植被水+土壤水+地下水+地表水+蒸发腾水 2、人类对水循环的影响及水问题 (1)改变地面及植被状况 (2)过度开发局部地区的地表水和地下水 (3)干旱、半干旱地区大面积的植被被破坏 (4)环境污染恶化水质 生态系统中的水循环 围湖造田的恶果 20世纪50年代以来；我国湖泊在迅速减少，仅面积在1平方千米以上的湖泊就减少了543个。据长江中下游的湖南、湖北、江西、安徽、江苏五省湖泊资料的统计，解放初原有湖泊面积达2.9万平方千米，到了20世纪80年代，保留的面积仅为1.9万平方千米，消亡了1万多平方千米的湖泊面积，素有“千湖之省”美称的湖北省，20世纪50年代有1066个湖泊，目前仅剩309个湖泊。被誉为“水乡泽国”的江苏省境内水网密布，湖荡众多，自1957年以来，因围湖造田所削减的湖泊达 1500多平方千米，消亡的湖泊已有40多个。 从20世纪50年代后期起，我国不少地区曾出现大面积围垦湖泊，与河争地的热潮。据统计，全国被开垦的湖泊至少有100多万公顷，损失淡水资源调节量350亿立方米。近些年来，随着各地经济建设的发展，流域用水量剧增，湖泊来水量减少，入不敷出，水位下降，面积缩小，致使一些湖泊消失，一些大湖面积也大为缩小。 围湖造田首先是加