农业生态系统的结构与功能.ppt

地质大循环是指物质或化学元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体，然后生物有机体又以死体、残体和排泄物等形式返回环境，进入大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈等五大自然圈层的物质循环。生物小循环是指环境中的化学元素经生物体吸收并在生态系统中被相继利用，然后经分解者的作用，再被生产者吸收、利用的物质循环。生物地球化学循环根据路径不同，可分为气相型循环和沉积型循环气相型循环的贮存库在大气圈或水圈中，元素或者化合物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散，弥漫在陆地或海洋上空，在较短的时间内又可为植物所利用，循环速度比较快。沉积型循环发生在岩石圈，元素以沉积物的形式通过岩石的风化作用和沉积物本身的分解作用转变成生态系统可用的物质，沉积循环是缓慢的、非全球的、不显著的循环。010302几种重要物质的循环碳循环氮循环水循环磷循环有毒物质的富集010302040506碳是构成有机体的基本成分，生物体的碳来自于空气或水中溶解的二氧化碳通过植物的光合作用，二氧化碳被固定在有机物质中，并在食物链中传递，在生态系统进行循环，这是碳的生物小循环远古时期的生物有机体深埋于地下，经过地质作用和地质变迁，形成化石燃料（煤、石油、天然气），在人类开采利用这些化石燃料时，再以二氧化碳的形式进入大气，从而形成碳的地质大循环碳循环碳的生物小循环的3条途径*细胞水平上的循环：光合作用和呼吸作用01个体水平的循环：大气二氧化碳与植物之间的循环01食物链水平上的循环01海洋中的浮游植物每年固定的碳的总量与陆地上大约相等地球表面和近地表面的碳贮存量巨大，主要以无机沉积物和有机沉积物的形式存在，无机沉积物中磷酸盐最多，90%左右，有机沉积物主要是以油页岩、煤、石油等形式存在。碳的总贮存量只有千分之几在生物圈进行循环。农业生态系统的碳流动:碳通过作物光合作用从大气进入作物；作物与土壤的碳交换（作物从土壤吸收有机质，根系向土壤分泌有机物）；碳随有机物沿着食物链流动；作物、动物、人类的呼吸将碳返还大气；碳随着植物残体、人畜粪便及其遗体等重新进入土壤环境；人为施入土壤中的碳；作物收获移出农业生态系统的碳温室效应*由于二氧化碳可吸收太阳辐射中的红外线，二氧化碳浓度的升高将会提高地面温度，导致全球气候变暖，这就是所谓的温室效应温室效应虽然有利于增强植物的光合作用，但将导致：大气环流减弱，从海洋到大陆的水汽输送减少，陆地降水量减少而蒸发量增加，干旱加重，直接影响农业生产使极地冰盖层融化，导致海平面上升，陆地面积将受到威胁，粮田将会被大量淹没温室作用对作物生长造成不良影响，谷类作物株高降低，不育小穗增加，干物质产量和经济产量降低植物从土壤中吸收硝酸盐、铵盐等含氮化合物，与体内的含碳化合物生成氨基酸，氨基酸再构成蛋白质，再与其它化合物一起建造生物有机体，氮进入生产者体内，有机氮通过动物取食进入食物链，在不同营养级之间进行转化，动植物残体和排泄物等含氮有机物经土壤微生物分解为二氧化碳、水和氨返回环境，氨又可被植物再利用，进入新的循环，这就是氮的生物小循环。氮循环大气中的氮通过三个途径进入生态系统由植物吸收利用：自然固氮（闪电、宇宙射线等大气因素将氮转化为硝酸盐或铵盐等）、生物固氮（固氮菌、蓝绿藻等的生物固氮）、工业固氮（氮肥厂生产的铵盐、硝酸盐和尿素等）1进入生物圈的有机态氮有三个途径离开生态系统2因有机物的燃烧而挥发3因土壤通气不良，硝态氮经反硝化作用而变成游离氮或氮氧化物挥发4灌溉，水蚀、风蚀、雨水淋洗等造成流失，进入水体或大气。5氮在全球范围内的循环就构成了氮的地质大循环氨化作用：动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程就叫做氨化作用硝化作用：在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐反硝化作用：氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回大气中大气中的氮只有被固定为无机氮化合物（主要是硝酸盐和氨）以后，才能被生物利用。而生物固氮消耗低能源，开发生物固氮的资源对农业生态系统的氮素输入，提高生物产量具有重要意义。工业固氮需要耗费大量的能源，极高的温度、压力，还可能造成环境污染生态系统中的水循环是水的循环途径，生态系统的水循环包括截取、渗透、蒸发、蒸腾和地表径流。在循环中植物吸收的水分大部分通过叶片蒸腾返回大气参与再循环。水从进入生命系统到离开生命系统回到环境的循环构成生物小循环；水从水域开始，再回到水域而终止构成水的地质大循环1水循环2降至地表的水，径流量多少，渗透量多少，视植被、土壤性质、降