海洋生态学第8章海洋生态系统的分解作用与生物地化循环资料.ppt

三、硫循环 （一）硫循环的基本过程 硫是生物体内蛋白质和氨基酸的基本组分 硫的主要蓄库是岩石圈、有机和无机沉积物，沉积物的硫酸盐主要通过自然侵蚀和风化或生物的分解以盐溶液形式进入陆地和海洋生态系统。 人类燃烧化石燃料、火山爆发 硫循环是在全球规模上进行的，有一个长期的沉积阶段和一个短期的气体型阶段。 吸收（SO42－）与分解形式（SO42－、H2S）。 （二）海洋二甲基硫的产生过程及其与气候关系 1．海水中DMS的产生过程及分布 海藻摄取环境中的硫合成半胱氨酸、胱氨酸或直接合成高半胱氨酸；经高半胱氨酸进一步合成蛋氨酸。蛋氨酸经脱氨和甲基化作用形成二甲基硫丙酸（DMSP），这是DMS的前体。DMSP再经酶分解就产生DMS和丙烯酸（最近发现紫外辐射也会促进DMSP的分解）： DMS广泛分布于海洋水体中，其含量与初级生产力和浮游植物的分布有关大洋水体DMS主要分布在真光层，真光层下方的含量极微 2．海水中DMS的去向 海洋中DMS的消除主要有三个去向 （1）光化学氧化 海洋表层DMS可通过光氧化形成SO42－； （2）向大气排放 （3）微生物降解 DMS可通过细菌消化降解最后也形成SO42－。 3．DMS与气候的关系 DMS进入大气后，主要被OH自由基氧化生成非海盐硫酸盐（NSS-SO42－）和甲基磺酸盐（MSA）。这些化合物容易吸收水分，可以充当云的凝结核（CCN）。形成更多的云层，从而增加太阳辐射的云反射，使地球表面温度降低，这是与温室效应相反的过程。 第八章 海洋生态系统的分解作用 与生物地化循环 学习目的：学习本章应掌握生态系统分解作用的概念及意义，海洋主要分解者类群和微型生物食物环在有机质分解过程中的贡献，沉积物中有机质的有氧和缺氧分解，海洋生物泵概念及其作用以及DMS的来源、去向与作用，了解大洋和近岸水层颗粒有机物的沉降分解过程的差异及原因以及氮、磷、硫等营养物质生物地化循环的基本过程。 第一节 海洋生态系统的分解作用 一、有机物质的分解作用及其意义 （一）什么叫分解作用 分解：有机物逐步降解； 矿化：无机物的释放 碎裂：在物理的和生物作用下，尸体分解为颗粒状的碎屑 异化：有机物质在酶的作用下分解 淋溶：可溶性物质被水所淋洗出来 （二）有机物质的分解过程 （1）沥滤阶段（leaching phase）： （2）分解阶段（decomposition phase）： （3）耐蚀阶段（refractory phase）： （三）分解作用的意义 ①促使营养物质循环，维持平衡； ②维持大气氧气与二氧化碳浓度比例； ③分解过程中产生的有机颗粒物为食碎屑的各种生物提供 食物来源，对维持生态系统物种多样性有重要意义 ； ④陆地：改善土壤物理性状，改造地球表面惰性物质。 二、主要分解者生物类别 （一）细菌 1. 重要的分解者，特别是对一些难分解物质 2. 复杂性： 分解有机物释出营养盐，同时从介质中吸收无机营养物质。 ①底物化学组成：C：N比值 ②底物氨基酸含量 ③也有的研究表明，异养细菌的自然群落同化与产生NH4+ 是同时进行的 ④海洋细菌常因受病毒感染而死亡，其主要溶解产物是营 养物质的一种重要的潜在来源。 （二）微型食植者（micro-grazers） 1. 重要的营养物质再生者 ①数量丰富；②代谢速率很高；③不吸收NH4+。 2. 影响原生动物氮再生速率的因素 ①食物的营养质量 ②生长状态 3.与细菌相比谁更重要? 细菌和微型异养食植者都是重要的营养盐再生者，但微型摄食者对自然海区的营养盐再生可能起更重要的作用。 其次，尽管微型摄食者是重要的营养盐再生者，但其再生效率很少能超过50％。 第三，由于再生效率不超过50％，那么开阔大洋区氮再生效率能达到90％这样高的数值，就必定要由比较复杂的、多营养级的微型生物食物网结构来完成。 （三）有机凝聚体(the organic aggregates) 生物活性中心，较大颗粒可存在小群落 下沉的速度非常缓慢，可长时间停留在海洋表层。 （四）后生动物(metazoans) 浮游动物比较重要、与其食物丰盛度有关，与原生动 物和细菌等相比较为次要。 第二节 海洋水层有机颗粒物 的沉降与分解 一、水层中颗粒有机物的沉降与分布 1. 来源： 浮游生物的粪粒、皮壳、尸体等，细菌、浮游植物、原生动物和浮游动物等可视为活的颗粒有机物。 2. POM的沉降速率与粒径大小有关 3. 具有垂直洄游的浮游动物可能通过昼夜垂直移动而将