生态系统的物质循环概念

生态系统的物质循环概念
答：生态系统的物质循环概念：是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。

生态系统中的物质循环可以用库(pool)和流通(flow)两个概念来加以概括。

库是由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合物所构成的。

对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。

在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。

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。

在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量。

生态系统的物质循环一、物质循环的概念及特征（一）物质循环的概念：生物地球化学循环，是指各种化学元素和营养物质在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断进行流动和循环的过程。

几乎所有的化学元素都能在生物体中发现，但在生命活动过程中，大约只需要30～40种化学元素。

这些元素根据生物的需要程度可分为两类：一是大量营养元素，这类元素是生物生命活动所必需的，同时在生物体内含量较多，包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、硫（S）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）。

其中碳、氢、氧、氮、磷五种元素既是生物体的基本组成成分，同时又是构成三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）的主要元素，是食物链中各种营养级之间能量传递的最主要物质形式。

二是微量营养元素，这类元素在生物体内含量较少，如果数量太大可能会造成毒害，但它们又是生物生命活动所必需的，无论缺少哪一种，生命都可能停止发育或发育异常。

这类元素主要有铁、铜、锌、硼、锰、氯、钼、钴、铬、氟、硒、碘、硅、锶、钛、钒、锡、镓等。

（二）物质循环的特性指标：1.库与流的概念：物质在运动过程中被暂时固定、贮存的场所称为库。

库有大小层次之分，从整个地球生态系统看，地球的五大圈层（大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈）均可称为物质循环过程中的库。

而在组成全球生态系统的亚系统中，系统的各个组分也称为物质循环的库，一般包括植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库。

每个库又可继续划分为亚库，如植物库可分为作物、林木、牧草等亚库。

根据物质的输入和输出率，物质循环的库可归为两大类：一为贮存库，其容量相对较大，物质交换活动缓慢，一般为非生物组分的环境库，如岩石库；二为交换库，其容量相对较小，与外界物质交换活跃。

例如，在海洋生态系统中，水体中含有大量的磷，但与外界交换的磷量仅占总库存的很小部分，这时海洋水体库是磷的贮存库；浮游生物与动植物体内含有磷量相对少得多，与水体库交换的磷量占生物库存量比例高，则称生物库是磷的交换库。

生态系统的物质循环类型
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。

生态系统的物质循环可分为三大类型：水循环、气体型循环、沉积型循环。

1、水循环
水循环是指在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气，水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面的这个周而复始的过程。

水循环过程的三个最主要环节是降水、蒸发和径流，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡。

水循环对于生态系统具有非常重要的意义，生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的，因此，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。

2、气体型循环
气体型循环主要包括氮、碳和氧等元素的循环。

在气体循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切联系，具有明显的全球性，循环性能最为完善。

凡属于气体型循环的物质，其分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程。

气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。

3、沉积型循环
沉积型循环包括磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等物质的循环。

这些沉积型循环物质的主要储存库在土壤、沉积物和岩石中，而无气体状态，因此这类物质循环的全球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。

沉积型循环的速度比较慢，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、缓慢的、单向的物质转移过程，时间要以千年来计。

气体循环和沉积型循环虽然各有特点，但都能受能量的驱动，并能依赖于水循环。

生态系统的物质循环（含答案解析）高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆1．物质循环（1）概念：组成生物体的各种元素在无机环境与生物群落间不断循环的过程。

（2）特点：全球性、反复利用、循环流动。

（3）与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。

（4）意义：通过能量流动和物质循环，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。

2．碳循环（1）碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。

（2）碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物。

（3）循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物的分解作用实现的。

3．温室效应（1）形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。

（2）影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。

考向一碳循环的过程及特点分析1．如图为部分碳循环示意图，其中I、II、III、IV、V代表不同生物类群，①②代表相关的生理过程，相关叙述不正确．．．的是A．图中I、II、III、IV、V共同构成生物群落B．该生态系统通过捕食关系构成的联系是I→II→III→IVC．经过②过程释放的能量会重新经过①过程进入生物群落D．碳元素在I、II、III、IV、V之间以含碳有机物的形式传递【参考答案】C【试题解析】分析题图：I是生产者，II是初级消费者，III是次级消费者，IV是三级消费者，V 是分解者，①是光合作用，②是各生物的呼吸作用。

由上分析可知，图中I是生产者，II、III、IV是消费者，V是分解者，共同构成生物群落，A正确；分解者不参与构成捕食链，该生态系统构成的捕食关系是I→II→III→IV，B正确；能量是单向流动的，不能循环重复利用，C错误；碳元素在生物群落之间以含碳有机物的形式传递，D正确。

故选C。

技法提炼对物质循环过程相关图解的识别（1）物质循环过程示意图（2）将上图换成字母，如下面三种变式图，据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。

《生态系统的物质循环》知识清单一、生态系统物质循环的概念生态系统中的物质循环，指的是组成生物体的各种化学元素在生态系统中的生物群落与无机环境之间反复循环的过程。

这些化学元素包括碳、氢、氧、氮、磷、硫等，它们在生物与环境之间不断地流动和交换。

物质循环就像是一个永不停息的“物流系统”，确保了生态系统的正常运转和稳定。

二、生态系统物质循环的特点1、全球性生态系统的物质循环具有全球性的特点。

比如碳循环，二氧化碳在大气中自由流动，被植物通过光合作用吸收，然后通过食物链在生物体内传递，生物的呼吸作用和分解者的分解作用又将碳以二氧化碳的形式释放回大气，这个过程在全球范围内发生，不受地域和国界的限制。

2、循环性物质在生态系统中不是单向流动的，而是不断地循环利用。

以氮循环为例，氮气被固氮微生物转化为氨，氨被植物吸收合成有机氮，动物食用植物获取有机氮，动物的排泄物和动植物遗体中的有机氮经分解者分解又转化为氨，氨进一步转化为氮气回到大气中，如此循环往复。

3、反复性物质在生物群落和无机环境之间反复交换。

例如，水在海洋、大气、陆地之间不断地蒸发、降水、径流，实现了水的循环。

三、生态系统中重要的物质循环类型1、碳循环碳是生命的基本元素之一。

大气中的二氧化碳通过植物的光合作用进入生物群落，合成有机物。

有机物在食物链中传递，经过呼吸作用、分解者的分解作用以及燃烧等过程，又将碳以二氧化碳的形式返回大气。

碳循环的平衡对于维持地球的气候稳定至关重要。

如果碳排放量增加，超过了生态系统吸收和储存的能力，就会导致大气中二氧化碳浓度升高，引发温室效应，进而影响全球气候。

2、氮循环氮是构成蛋白质和核酸等重要生物大分子的必需元素。

氮气在大气中含量丰富，但大多数生物不能直接利用。

固氮微生物将氮气转化为氨，植物吸收氨合成含氮有机物。

动物通过食用植物获取氮，其排泄物和遗体中的氮经分解者分解，产生氨和硝酸盐等，又可被植物重新利用。

人类活动，如工业固氮和农业中氮肥的大量使用，可能会打破氮循环的平衡，导致水体富营养化等环境问题。

第3章第3节生态系统的物质循环【学习目标】1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。

2.通过分析生物富集现象，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。

3.尝试探究土壤微生物的分解作用。

4.说明能量流动和物质循环的关系。

【学习重点】分析生态系统中的物质循环，概述生态系统的物质循环过程。

课前自主探究1．生态系统的物质循环概念：组成生物体的等元素，都不断进行着从非生物环境到，又从生物群落回到的循环过程，叫生态系统的物质循环。

2. 物质循环的特点是一方面具有性，另一方面可以被生物群落利用。

3．生态系统的物质循环实例——碳循环（1）碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以的形式循环的。

（2）碳从非生物环境进入生物群落主要通过作用，从生物群落进入非生物环境的途径有作用、作用和化石燃料的燃烧。

4.生物富集（1）概念：生物体从周围环境中吸收、积蓄某种元素或的化合物，使其在机体内浓度环境浓度的现象，称作生物富集。

（2）原因（以铅为例）：进入体内的铅，能够形成多种比较的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞内，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内。

一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。

6. 能量流动和物质循环的关系：能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行的，彼此，。

物质作为能量的，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为，使物质不断地在生物群落和非生物环境之间循环往复。

【判断正误】（1）沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。

( )（2）参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。

( )（3）碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。

( )（4）化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。

( )（5）物质循环中所说的“生态系统”是指一般的生态系统。

( )（6）碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分间都是单向的。

生态系统中的物质循环和能量流动在我们的地球上，所有生物体都生存在一个庞大而复杂的系统之中——生态系统。

生态系统是由生物和非生物因素组成的，其中包括了生物种群、栖息地、食物链、水循环、氮循环等等。

在这个系统内，对于生物生存来说，物质循环和能量流动是至关重要的。

物质循环是指，在一个生态系统内，各种物质依据不同的途径和方式进行着不断的“传递、转化、再利用”，最终，形成完善的循环。

而能量流动则是指，生物体获得能量的过程，以及能量在食物链中依据一定的规律传递和消耗的过程。

一、物质循环生态系统内的物质循环主要有三种：碳循环、氮循环及水循环。

这些循环保证了生态系统中物质的“孕育—利用—再利用”这个基本循环过程。

（一）碳循环碳元素是生物体中最为重要的化学元素之一，同时，在自然界中，它也是循环最为频繁的元素之一。

碳循环的过程主要包括了生物吸收、利用和排放碳元素、以及向大气中释放二氧化碳。

首先，二氧化碳由大气中的二氧化碳被光合细菌和植物吸收，这些植物利用太阳能将二氧化碳转化为糖分，而糖分再被其他的植物或者动物所摄取。

接着，当这些动植物死亡后，它们体内的碳元素将在腐生作用中释放出来，最终回到了大气中。

此外，由于人类的工业和农业活动，以及一些天然的地理气候变化，大量的二氧化碳被释放到了大气中。

这也导致了碳循环中某些过程的扰动，如太阳辐射的反射，导致了臭氧层的缺失和气候变化。

（二）氮循环氮在生态系统中的作用非常重要，它是组成蛋白质的基本元素。

而地球上大部分的氮元素都是以气态的氮气(N2)存在于空气中的，必须经过困难的过程才能转化为可利用的无机氮(NH4+和NO3-)。

氮循环的过程主要包括氮固定、氮化作用、坏氧菌的反硝化等。

首先，氮固定可分为生物固氮、物理固氮和人工固氮三个类别。

其中，生物固氮是最为普遍的氮循环方式，一些蓝绿藻和其他的细菌有能力将氮气转化为氨或者其他的无机氮。

而其他的氮化作用、腐生作用、分解作用等等，都将有机化合物分解成无机化合物，最终回归于大气和土壤中的氮气。

考点三 生态系统的物质循环【夯实基础】一、物质循环的概念1.概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。

其中的物质循环带有全球性，又叫生物地球化学循环。

如下图2.特点：全球性、反复利用、循环流动。

二、物质循环的实例——碳循环（碳元素的循环）考点解析：1.碳的存在形式 2.碳的循环形式4.碳返回无机环境的途径5.碳在生物之间传递的途径：食物链和食物网。

6.实现碳在生物群落和无机环境之间循环的关键成分：生产者和分解者。

7.碳传递的方向：碳在生物群落者与无机环境之间的传递是双向的；碳在生物群落内部各成分间的传递均是单向的。

三、物质循环与能量流动的关系（生产者、消费者、分解者） 无机环境中：CO 2、碳酸盐 生物群落中：含碳有机物在生物群落与无机环境间：CO 2在生物群落内部：含碳有机物主要通过绿色植物的光合作用 其次是某些微生物(如硝化细菌)的化能合成作用 ①生产者、消费者的呼吸作用 3.碳进入生物群落的途径 ②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧单向传递、逐级递减全球性、循环性二者之间是相互依存、不可分割，并且同时进行的关系(1)能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。

(2)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。

(3)能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。

四、快速确认碳循环的各环节五、生物富集1.概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。

2.实例——铅的富集过程3.途径：食物链（网）4.特点：①食物链中的营养级越高，生物富集的某种物质浓度就越高②生物富集具有全球性。

五、探究土壤微生物的分解作用注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。

【易错辨析】(1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环。

生态系统中的物质循环及其生态价值自然界中，生态系统是由各种生物和非生物组成的，它们之间相互作用、相互依存，共同构成了一个自然整体。

生态系统不仅是可持续发展的基础，更是人类自身生存所必须的生态环境。

其中，物质循环是一个重要的生态过程，它在生态系统中扮演着至关重要的角色，并为维持生物多样性和生态平衡注入新鲜的活力。

本文将探讨生态系统中的物质循环及其生态价值。

一、生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环是指物质在生态系统中的各个生物之间流转，始终保持物质的循环与再生。

生态系统中的物质循环主要包括有机物质循环和无机物质循环两个方面。

其中，有机物质循环是指生物体内的有机物质（例如碳、氮、磷、钾等）在生物间流动的过程。

而无机物质循环则是指无机物质（例如水、土壤等）在生态系统中的循环过程。

生态系统中各种生物间的物质循环是一个复杂的生态过程，其中水、土壤、空气和生物体都扮演着特殊的角色。

例如，植物通过吸收和固定二氧化碳和水，将其转化为有机物，同时通过光合作用将太阳能转化为化学能，然后在细菌、真菌等微生物的帮助下分解成有机物质、二氧化碳和水等物质。

而动物则通过摄食植物和其他动物，将固定在植物体内的有机物质转化为自身的生物体内的有机物质。

总体来说，生态系统中的物质循环是一个复杂而且相对稳定的过程。

各种生物之间通过摄食和分解等手段，将物质流动起来，并不断地更新和再生。

只有当生态系统中物质循环处于稳定状态时，才可以保持生物多样性和生态平衡的状态。

二、生态系统中物质循环的生态价值生态系统中物质循环有诸多生态价值，以下介绍其中主要的几个方面。

1、维持生态平衡生态系统中的物质循环是维持生态平衡的重要因素之一。

生态系统中的每一个生物都有自己的生理需求和物质需求，它们之间通过摄食、分解等过程互相作用，从而使得复杂的生态系统维持在相对稳定的生态平衡状态。

当生态系统中的物质循环受到外部干扰时，就会对生态平衡造成破坏，从而使生态系统陷入不可逆转的破坏状态。