第九生态系统中的物质循环精要.ppt

陆地生态系统 水域生态系统 第九章 生态系统中的物质循环 第一节 物质循环的一般特点 第二节 水循环 第三节 气体型循环 第四节 沉积型循环 第五节 有毒有害物质循环 第一节 物质循环的一般特点 一、生命与元素 能量元素：需要量最大，占生物总重量的95%（C 、 H 、 O） 大量元素：对于大多数生物来说，有大约20多种元素是它们生命活动所不可缺少的。 微量元素：在生命过程中是必不可少的，尽管通常只需要很少的数量（体重的0.2%），并且并不是在所有生物体内都有。 二、物质循环(cycle of material)的概念 生态系统从大气、水体和土壤等环境中获取营养物质，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；营养物质在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换。又称生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)。 三、物质循环的模式 生态系统中的物质循环可用库和流通两个概念来加以概括，即物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。 库是由存在于生态系统某种生物或非生物成分中一定数量的某种化合物所构成的。对于某种元素，存在一个或多个主要的蓄库；元素在库中的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量。库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。 流通率通常用单位时间、单位面积内(或单位体积)通过的营养物质的绝对值来表达。周转率是出入一个库的流通率除以该库中的营养物质的总量；周转时间就是库中的营养物质总量除以流通率，表达了移动库中全部的营养物质所需要的时间。 在物质循环中，周转率越大，周转时间就越短。如大气圈中CO2、分子氮、水的周转时间分别为一年左右、100万年和10.5天。 四、生物地球化学循环的类型 分为三大类：水循环、气体型循环、沉积型循环。 生态系统中所有的物质循环都是在水的推动下完成的，没有水的循环，也就没有生态系统的功能，生命也将难以维持。 气体型循环：循环物质（氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等）的分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程，循环速度较快，物质来源充沛，不会枯竭。主要蓄库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切相联，具有明显的全球性，循环性能最为完善。 沉积型循环：参与沉积型循环的物质，其分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的（千年计）、缓慢的、单向的物质转移过程。主要蓄库是土壤、沉积物和岩石，无气体状态，沉积型循环的全球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。该类循环物质包括磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等。 气体型循环和沉积型循环都受能量的驱动，并都依赖于水循环。 五、物质循环的特点 (1) 物质不灭，循环往复 (2) 与能量流动不可分割，相辅相成 (3) 物质循环的生物富集（元素和难分解的化合物） 生态系统对物质循环有一定调节能力 物质循环中生物的作用 各物质循环过程相互联系，不可分割 受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态 六、影响物质循环速率的因素 （1）循环元素的化学性质； （2）被生物有机体利用的方式； （3）生物的生长速率； （4）有机物分解的速率。 第二节 水循环 一、水在生态系统中的意义 （1）生物体的主要构成成分；（2）所有的生命活动离不开水；（3）影响各类营养物质的地理分布；（4）对能量的传递和利用有重要影响，有防止环境温度剧烈波动的重要调节作用。 二、全球的水循环 受太阳能、大气环流、洋流和热量交换所影响，通过蒸发冷凝等过程在地球上进行着不断的水循环。降水和蒸发是水循环的两种方式，大气中的水汽以雨雪冰雹等形式落到地面或海洋，而地面上和海洋中的水又通过蒸发进入大气中。通过降水和蒸发，地球上的水分达到平衡状态。但在不同的表面、不同地区的降水量和蒸发量是不同的。水循环是由太阳能推动的，大气、海洋和陆地形成的一个全球性水循环系统，并成为地球上各种物质循环的中心循环。 地表径流能够溶解和携带大量的营养物质，将营养物质从一个生态系统搬运到另外一个生态系统。水循环的这一特点使得沼泽地和大陆架成为地球上生产力最高