河南科技大学生态学幻灯片第12章-生态系统的物质循环.ppt

（2）几个重要概念 氨化作用(ammonification)：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨和氨化合物，氨溶水成为NH4+，为植物利用。 硝化作用(nitrification)：在通气良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。 反硝化作用(denitrification)：反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮气，回到大气库中。 12.4 氮循环 生物固氮（biological nitrogen fixation）：大气中的游离态氮分子在微生物体内还原为结合态的氨分子的过程。具有这种能力的微生物称固氮微生物。 12.4 氮循环 12.5 磷循环 （1）磷的重要作用 磷是生物不可缺少的重要元素，生物的代谢过程都需要磷的参与。磷是核酸、细胞膜和骨骼的主要成分，高能磷酸是细胞内一切生化作用的能量。 磷是典型的沉积型循环物质，形式有PO43-, H PO42- and H2PO4- 。 磷库：不活跃的地壳。 据估计，全世界磷蕴藏量只能维持100a左右，在生物圈中，磷参与循环的数量，目前正在减少，磷将成为人类和陆地生物生命活动的限制因子。 （2）磷的循环过程 岩石经土壤风化释放的磷酸盐和农田中施用的磷肥，被植物吸收进入植物体内； 沿食物链传递，并以粪便、残体或直接以枯枝落叶、秸秆归还土壤； 含磷有机化合物经土壤微生物的分解，转变为可溶性的磷酸盐，可再次供给植物吸收利用，这是磷的生物小循环。 一部分磷脱离生物小循环进入地质大循环 动植物遗体在陆地表面的磷矿化 磷受水的冲蚀进入江河，流入海洋 12.5 磷循环 成为入党积极分子已经快要一年了，在这期间，我始终以党员的标准要求自己。在组织的关怀和党员的帮助下，我在思想上和实践上都取得了明显的进步 12 生态系统的物质循环 12.1 物质循环的一般特征 12.2 全球水循环 12.3 碳循环 12.4 氮循环 12.5 磷循环 12.6 硫循环 12.7 有毒有害物质循环 12.1 物质循环的一般特征 （1）生命与元素 生命的维持不仅依赖于能量的供应，而且也依赖于各种化学元素的供应。 对于大多数生物来说，有大约20多种元素(macronutrient)是它们生命活动所不可缺少的。 有大约10种元素(micronutrient)虽然通常只需要很少的数量就够了，但是对某些生物来说却是必不可少的。 （2）物质循环的模式 物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境； 能量流动和物质循环都是借助于生物之间的取食过程而进行，这两个过程密切相关，不可分割。 12.1 物质循环的一般特征 生物地球化学循环（biogeochemical cycle）：环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中，即各种元素运动路线所包含活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的无生命的阶段所组成的循环运动过程。 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。 12.1 物质循环的一般特征 库（pools）：存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化学物质的集合。 流通率（flux rate）：物质在生态系统单位面积（或单位体积）和单位时间的移动量； 周转率（turnover rate）和周转时间（turnover times）； 周转率 = 流通率/库中营养物质总量 周转时间 = 库中营养物质总数/流通率 12.1 物质循环的一般特征 一些物质的周转时间 大气圈中水：10.5 天； 海洋中硅：8000年； 大气圈中分子氮：100 万年； 海洋中钠：2.06亿年。 12.1 物质循环的一般特征 （3）生物地球化学循环的类型 水循环（water cycle） 气体型循环（gaseous cycle） 物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相联，具有明显的全球性。 沉积型循环（sedimentary cycle） 物质的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，而无气体形态，物质主要是通过岩石的风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的营养物质。 12.1 物质循环的一般特征 12.2 全球水循环 （1）全球水循环 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间进行的水分循环。 地表总水量：1.4×109 km3，海洋约占97% 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 全球水循环路线图 （2）水和水循环对生态系统的意义 生物体的大部分（约70％）是由水构成，各种生命活动都离不开水； 水中携带着大量的多种化学物质周而复始地