下载文档原格式
生物地球化学循环的机制生物地球化学循环是指在地球上生物体与环境之间进行物质和能量交换的过程。
它是维持生态系统稳定运行的重要机制，包括碳循环、氮循环和磷循环等。
下面将逐一介绍这些循环的机制。
一、碳循环碳是生物体中最重要的元素之一，它以有机物的形式存在于地球上的各种生物体中。
碳循环通过光合作用和呼吸过程，将二氧化碳转化为有机物，然后再通过呼吸作用将有机物中的碳释放为二氧化碳，完成了有机碳的循环。
光合作用是碳循环的关键过程之一。
在光合作用中，植物通过吸收二氧化碳和太阳能，合成有机物，同时释放氧气。
这些有机物可以成为植物生长和发育的能量来源，也可以被其他生物摄入，构成食物链。
当植物和其他生物呼吸时，有机物中的碳会被氧化成二氧化碳，释放到大气中，从而形成了碳循环的闭合。
二、氮循环氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素，但大气中的氮以氮气（N2）的形式存在，无法被绝大多数生物直接利用。
因此，氮循环主要是通过一系列复杂的转化过程来完成。
主要的转化包括氮固定、氨化、硝化和反硝化等。
氮固定是将大气中的氮转化为可供生物利用的氮化合物的过程。
某些特定的细菌（如根瘤菌和蓝藻）能够进行氮固定，将氮气转化为氨或亚硝酸盐等化合物。
其他生物则通过摄入植物或其他含有氮化合物的生物来获得可利用的氮。
氨化是将有机氮转化为无机氮的过程，由分解细菌负责。
它们将有机物中的氮分解为氨或氨离子，并释放到土壤中。
硝化是将氨和亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程，由氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌共同完成。
反硝化是将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程，通过反硝化细菌来完成。
这样，氮的循环就完成了闭合。
三、磷循环磷是构成生物体核酸、ATP和磷脂等生物分子的重要元素，但磷在环境中的含量较少。
磷循环主要通过地球表层的溶解态磷和颗粒态磷之间的相互转化来完成。
溶解态磷主要来自于植物和动物的排泄物、腐殖物和溶解氧化物等。
溶解态磷可以被植物摄取利用，通过食物链传递给其他生物。
而颗粒态磷主要来自于岩石和土壤中的矿物质。
生物地球化学循环知识点总结生物地球化学循环是指地球上生物体内元素的循环过程，包括碳循环、氮循环、磷循环等。
这些元素在生态系统中的循环起着至关重要的作用。
本文将对生物地球化学循环的相关知识点进行总结。
一、碳循环1. 植物吸收二氧化碳：植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，将其转化为有机物并释放氧气。
2. 呼吸作用：植物和动物进行呼吸作用，将有机物氧化成二氧化碳，释放能量。
3. 死亡和分解：生物死亡后，其体内的有机物经过分解作用释放出二氧化碳。
4. 化石燃料燃烧：煤、石油等化石燃料的燃烧会释放大量二氧化碳，导致大气中二氧化碳浓度上升。
5. 海洋吸收二氧化碳：海洋中的浮游植物吸收二氧化碳，海洋也是碳库之一。
6. 碳储存：植物通过光合作用将碳储存在地下或水体中，形成碳储库。
二、氮循环1. 氮固定：部分细菌能够将空气中的氮气转化为植物可利用的形式，即氨或硝酸盐。
2. 植物吸收氮：植物通过根系吸收土壤中的含氮化合物，作为生长的营养源。
3. 食物链传递：植物被动物摄食后，氮元素通过食物链传递到更高级别的消费者体内。
4. 生物死亡和分解：生物死亡后，分解细菌将蛋白质分解为氨，返回到环境中。
5. 脱氮作用：一些细菌能够将硝酸盐还原为氮气，从而释放到大气中。
6. 氮沉积：氮通过大气和降水进入土壤、水体中，形成氮的沉积物。
三、磷循环1. 磷吸收：植物通过根系吸收土壤中的磷酸盐，作为生长的重要营养源。
2. 食物链传递：磷元素经由食物链传递到更高级别的消费者体内。
3. 生物死亡和分解：生物死亡后，分解细菌将有机磷化合物分解成磷酸盐，并返回到环境中。
4. 沉积和矿化：部分磷酸盐会在水体中沉积形成矿物质，经过矿化作用再次释放出可利用的磷酸盐。
5. 土壤侵蚀：土壤侵蚀会导致磷酸盐从陆地流入水体，造成水体富营养化。
四、其他地球化学循环除了碳循环、氮循环和磷循环以外，地球上还存在着其他重要的地球化学循环。
1. 水循环：地球上的水在大气、陆地和海洋之间进行循环，包括蒸发、降水、地表径流等。
生态学中的生物地球化学循环生态学是研究自然生态系统的科学，它研究的是非人类生态系统，以及人类与自然生态系统之间的相互作用。
生态学中的生物地球化学循环是指生物体内或生物体外的能量、物质在生物体和自然界之间循环的过程。
一、生物地球化学循环的定义生物地球化学循环是指生物体和自然界中地球化学元素之间的相互转移、湿降转化和物质循环过程。
它包括生物的吸收、转化和释放物质，以及物质循环的能量来源和重要环节等。
在生物地球化学循环中，生物体把化学元素和水分从环境中吸收、积累和利用，并将水和化学元素的剩余部分释放到环境中；同时，在湿降过程中，生物和非生物的湿降的化学元素也进入土壤和水体，形成循环。
可以说，生物地球化学循环是维持生态系统稳态的重要基础。
二、生物地球化学循环的类型1.碳循环碳是生物体的重要元素，所有生物都需要它来合成有机物。
碳循环涉及到大气中的二氧化碳的吸收和释放，以及生物体和土壤中碳的转移和湿降过程。
在生态系统中，植物通过光合作用将CO2转化为有机碳、蛋白质和核酸等化合物，同时释放氧气。
而在地球化学循环中，碳是由生物和非生物过程制造。
生态系统中的碳循环是维持生态系统的一个重要过程。
生物固定、储存和释放碳的能力对生态系统的稳定性、功能和适应性起着支配性的作用。
2.氮循环氮是蛋白质、核酸和其他有机化合物的组成元素。
氮循环涉及到在环境中和生物体内氮的形态转化和利用。
氮循环包括氮的固定、硝化、脱硝和氨化等过程，在其中生物和非生物过程共同作用。
氮循环是生态系统中最重要的基本公共服务之一。
氮的利用率是衡量生态功能的重要指标之一。
3.磷循环磷是细胞和细胞核酸等有机化合物的不可或缺的组成元素。
磷循环涉及到在土壤和水体中磷的溶解和固定、生物体内的吸收、利用和释放等过程。
磷循环是一种非常缓慢的过程，由于磷不易被氧化、还原和湿降，所以磷循环过程比氮和碳都显得更为重要。
三、生态学中生物地球化学循环的影响生物地球化学循环是维持生态系统平衡和稳定的基础，也是环境和生物地理学研究的重要内容之一。
地球化学解析生物地球化学循环过程地球上的生物地球化学循环是一种重要的生态过程，它通过不断循环的能量和元素转化，维持着地球生态系统的平衡。
本文将通过地球化学的角度，解析生物地球化学循环的过程和机制。
一、碳循环碳循环是生物地球化学循环中最重要的一个环节。
地球上的生物体通过光合作用吸收二氧化碳转化成有机物，释放出氧气。
植物通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳，同时释放能量。
动物通过食物链摄取植物产生的有机物，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放能量。
生物体死亡后，有机物会经过分解作用，将碳元素重新释放到环境中。
而某些有机物则会沉积在地下或海洋中，形成石油和石煤等化石燃料。
二、氮循环氮循环是生物地球化学循环中另一个重要的过程。
大气中的氮气不能被生物直接利用，但通过闪电和微生物固氮作用，将氮气转化成氨、硝酸盐等可供生物利用的形式。
植物通过根系吸收土壤中的氨、硝酸盐等形式的氮，合成氨基酸等有机物，然后通过食物链传递给动物。
动物排泄的尿液和粪便中含有氮，经过分解作用可再次还原成氨，供应给植物继续利用。
此外，在海洋中还存在氮沉降和浮游植物吸收等机制，使氮循环在陆地和海洋之间实现平衡。
三、水循环水循环是生物地球化学循环中不可或缺的一环。
太阳的热量使得地表水蒸发形成水蒸气，升至高空形成云，随后降雨或降雪回到地面，形成河流、湖泊和地下水。
植物通过根系吸收地下水，将其中的水分蒸散到大气中，同时释放氧气。
动物则通过饮水和饮食摄取水分，将其中的水分通过新陈代谢排出。
水循环不仅维持着生物体的生存，也将养分输送到各个地区，促进了生物地球化学过程的进行。
四、矿物元素循环除了碳和氮，其他的关键元素如磷、硫、铁等也在生物地球化学循环中发挥着重要作用。
这些元素在土壤、岩石、海洋中以无机盐的形式存在，被生物体通过摄取和吸收利用。
植物通过根系吸收土壤中的矿物盐，动物通过食物链摄取植物中的矿物元素。
当生物体死亡后，分解作用会将这些矿物元素重新释放到环境中，形成一个循环。
生物地球化学循环生物地球化学循环（Biogeochemical Cycles）指的是生物和物理过程在物质的交流中的相互作用，它控制着地球的各种物质循环，使地球保持着恒定的状态，即太阳能、气体供应、陆地、海洋和风。
生物地球化学循环由几大部分构成：水循环、氮循环、磷循环、硫循环及碳循环。
水循环是其中最重要的一部分，它描述了水在地球上的不断变化，大气回路使水从地表上的水体（湖泊、河流和海洋）变化到空气中的水汽，并又从空气中富集到地表上去。
其中参与的主要物质是水，其他物质包括由生物体排泄到地表上的汞、氟等重金属元素。
氮循环主要是将氮元素从大气中运送到植物体内，再从植物体释放到土壤中，从而促进植物和微生物的生长，从而实现土壤和水体中氮元素的重复循环，其中参与的物质包括氮气、氨气、硝酸根和亚硝酸根及氮化合物等。
硫循环是将硫元素从大气中运输到地壤，从而实现硫元素的重复循环，参与的主要物质有硫氧化物、氯气、亚硫酸盐、溶解性硫硫氧化物、叶绿素等。
碳循环是将碳从地球表面的气体和有机物（植物、生物、碳化合物）中运送到海洋、大气和地壤，并又从这些系统中返回，其中参与的主要物质有二氧化碳、甲烷、氧化碳和有机物等。
以上提到的五大生物地球化学循环（水循环、氮循环、磷循环、硫循环和碳循环）既有着相似之处，也有着不同之处，它们在控制地球气候和环境中扮演着非常重要的角色。
从宏观上讲，这五大循环之间具有互相联系的关系，如磷循环除向土壤供应磷元素外，还为水循环提供磷元素，使其在水体和泥沙中进行循环；而硫循环中的硫元素可在空气和水体中形成硫化物，从而大大减少大气中温室气体含量，减少对地球气候的影响。
因此，这五大循环的功能和结构非常复杂，通过深入地研究，可以更好地理解、掌握和利用它们，从而更有效地维护地球与人类健康环境的生态稳定性。
生物地球化学循环地球是一个复杂的生态系统，在这个系统中，生物地球化学循环起着至关重要的作用。
生物地球化学循环是指生物体内的各种元素和物质在地球上循环移动的过程。
这个过程包括了氮循环、碳循环、硫循环、磷循环等。
氮循环是生物体内循环的重要过程之一。
氮是生物体中构成蛋白质、核酸等生物大分子的重要元素，也是空气中最主要的成分之一。
氮的循环包括固氮、氮化作用、硝化作用和脱氮作用四个阶段。
固氮是指氮气以生物体不能直接利用的形式存在，通过一系列特定的生物过程转化为有机氮的过程。
氮化作用是指将氮固定为无机化合物的过程，如将氮气转化为氨。
硝化作用是指将氨或氨基化合物氧化为亚硝酸盐或硝酸盐。
脱氮作用是指将有机物中的氮还原为氮气释放到大气中的过程。
碳循环是生物地球化学循环中最重要的循环之一。
碳是构成有机物的基础元素，通过光合作用和呼吸作用在生物体和大气、水体之间交换。
光合作用是指植物和一些蓝藻利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
有机物通过食物链和食物网的形式在生物体之间循环转移。
呼吸作用是指生物体内有机物氧化为二氧化碳和水的过程，释放能量。
碳循环还包括有机质分解、矿化等过程，将有机物转化为溶解态无机碳或气态无机碳，再进一步循环。
硫循环是生物地球化学循环中关键的循环之一。
硫是构成细胞内许多重要分子的必需元素，也是矿物质和能量存储的重要成分。
硫的循环包括硫化作用、硫氧化和硫还原等过程。
硫化作用是指将无机硫转化为有机硫化合物的过程。
硫氧化是指将无机硫化合物氧化为硫酸盐的过程，这个过程多由一些细菌进行。
硫还原是指利用无机硫酸盐作为电子受体还原有机硫化合物或硫氧化物，最终将硫还原为硫化物。
磷循环是生物地球化学循环中不可或缺的循环。
磷是构成核酸、脑磷脂等生物分子的重要成分，是能量传递和储存的关键。
磷的循环主要包括磷酸盐的摄取和释放过程。
植物通过根系吸收土壤中的磷酸盐，然后在食物链中被转运到其他生物体。
生物体死亡后，这些磷酸盐最终会通过生物分解和溶解作用释放回环境中。
生物地球化学循环生物地球化学循环是指地球上生物和地球化学之间的相互作用和相互转化过程。
它包括了水循环、碳循环、氮循环、磷循环等各种循环过程。
这些循环是地球上生物生存和地球系统运作的重要组成部分。
下面将详细介绍这些生物地球化学循环的具体过程和意义。
一、水循环水循环是地球上最基本、最重要的循环过程之一。
它涉及了水在地球大气圈、水域和陆地之间的循环和转化。
水循环包括蒸发、降水、地表径流、地下水和冰雪融化等过程。
通过水循环，地球上的水资源得以再生和重新分配，维持了地球上生物的生存条件。
二、碳循环碳循环是地球上生物体内碳元素与大气中二氧化碳的相互转化过程。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，释放氧气。
而动物则通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳释放到大气中。
此外，碳循环还涉及到有机物的分解和石化等过程。
碳循环在维持地球大气中的气候稳定和调节生态系统中的能量流动方面起到了重要的作用。
三、氮循环氮循环是指地球上氮元素在大气、水域和陆地之间的转化过程。
氮气通过闪电和大气氮固定细菌的作用转化为氨或亚硝酸盐等化合物，再通过植物吸收和动物食物链的传递进入生物体内。
细菌还可以将有机废物中的氮转化为氨和硝酸盐。
氮循环对维持生物体内蛋白质的合成和生态系统的稳定发挥着重要作用。
四、磷循环磷循环是磷元素在地球上的循环过程。
磷主要以矿物形式存在于地壳中，在岩石的风化过程中逐渐释放出来，进入水体和土壤。
植物通过吸收土壤中的磷元素转化为有机磷，再通过食物链进入动物体内。
磷循环在维持植物的生长和调节水体中的营养元素平衡方面起着重要作用。
生物地球化学循环的重要性不言而喻。
它们通过协调地物质的转化和分配，维持了地球上生物的生存条件，调节了生态系统的稳定，并在气候变化、营养循环等方面起到了重要作用。
未来，我们应该加强对生物地球化学循环的研究，确保地球上的生物多样性和生态平衡能够持续存在。
只有深入理解和认识到生物地球化学循环的重要性，我们才能更好地保护和利用地球资源，实现可持续发展的目标。
生物地球化学循环的机制和作用地球上所有生命形式存在的前提是大气、水、土壤以及其他自然资源的存在。
但是这些自然资源并不是不耗不减的，它们是一个系统中相互交换、相互影响的生物地球化学循环的一部分。
生物地球化学循环包括了如何物质循环、能量传递以及生命在地球上的不断变化。
生物地球化学循环的机制在生物地球化学循环中，物质、能量和生命体之间存在一种相互依存关系，它们互相作用并在大自然中产生化学和生物作用。
化学元素通过气体、水和土壤的循环在地球上进行传输。
生命的作用会将这些元素转化和交换。
生物地球化学循环包括不同层次的循环。
其中一个层次就是大气层的氧气和二氧化碳的循环。
氧气通过植物的绿色色素合成产生，而二氧化碳则透过呼吸被释放出来。
这些气体通过地球上的风向进行传输。
同时，土壤中的生物和微生物也会将这些元素吸收并将其转化为有机物，从而影响着生物地球化学循环的其他层次。
海洋层的生物地球化学循环的机制主要是通过海洋中的各种生物和微生物之间的互动。
海洋中的浮游植物通过光合作用获取能量，并将其转化为有机物。
这些有机物再通过食物链转移到海洋生物体内。
同时，海洋中的一些物质如二氧化碳和氮气也会通过生物体间的循环被转化和释放出来。
土壤层的生物地球化学循环的机制则是通过植株、微生物和动物之间的互动来完成。
植株通过光合作用吸收二氧化碳和水，并产生含糖的核酸和蛋白质等大分子有机物，将我们注意力吸引到太阳光的能量来源而且把阳光转化为生命体得到食物。
土壤中的微生物和动物则会将这些物质转化为有机物，并促进了土壤的受精和空气的流通。
生物地球化学循环的作用生物地球化学循环有许多作用，包括了影响气候、维护生态平衡、为生命体提供养分等等。
首先，生物地球化学循环正是形成了我们所熟悉的地球生态系统，这个系统中的星球上的物质都是相互循环的。
生物地球化学循环维持着环境中物质的平衡，使得生态系统象一个开放的系统一样，保持其健康和可持续性，这样,在生命的历程中，产生更多更适合的环境。
生物地球化学循环生物地球化学循环是指地球上各种生物元素在生物圈和非生物圈之间的相互转化和循环过程。
它包括碳循环、氮循环、磷循环等循环过程。
这些循环过程对于维持地球上的生命和生态系统的平衡至关重要。
碳循环是生物地球化学循环中最为重要的循环之一。
碳是生物体中最丰富的元素，也是有机物的基础。
碳循环涉及生物体的光合作用和呼吸作用。
在光合作用中，植物通过吸收二氧化碳和光合作用产生氧气和有机化合物，其中的碳被用于构建植物体内的有机物。
而在呼吸作用中，生物体将有机物和氧气反应，产生能量、二氧化碳和水。
碳循环还包括生物体的分解和矿化过程，其中有机物被分解为二氧化碳释放到大气中，成为下一个循环的起点。
氮循环也是生物地球化学循环的一个重要组成部分。
氮是构成蛋白质和核酸等生物大分子的元素，对维持生物体正常的生长和发育至关重要。
氮循环包括氮的固定、氮的硝化、氮的还原和氮的脱氮等过程。
在固定过程中，植物通过与一些固氮细菌共生，将大气中的氮气转化为植物能够利用的氨或硝酸盐。
在硝化过程中，氨被氨氧化细菌氧化为硝酸盐。
在还原和脱氮过程中，一些还原细菌和脱氮细菌将硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
氮循环中的这些过程既与生物体的能量代谢相关，又与大气和土壤中的氮相互转化相关。
磷循环是指磷在生物圈和非生物圈之间的循环。
磷是构成核酸、ATP等高能化合物的重要元素，也是细胞膜和骨骼等结构的组成部分。
磷循环包括磷的生物固定、磷的矿物转化和磷的循环等过程。
在磷的生物固定过程中，植物通过吸收土壤中的无机磷转化为有机磷，进而进入食物链。
在磷的矿物转化过程中，磷矿物被风化和溶解，并进入水体和土壤中。
在磷的循环过程中，磷在生物体内部和土壤中不断地转化、吸附和释放。
除了碳循环、氮循环和磷循环外，生物地球化学循环还包括其他元素的循环，如硫循环、氧循环、铁循环等。
这些循环过程共同构成了地球上生物体、大气和地壳的相互作用网络，维持了地球生态系统的平衡。
生物地球化学循环不仅是地球生态系统正常运转的基础，也是人类活动对环境的影响和其他环境问题的解决所必须了解的基础知识。
生物地球化学循环: 非生物界的各种化学元素在不同层次，不同大小的生态系统内，乃至整个生物圈内，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断地进行着流动和循环，构成生物地球化学循环。
气相型循环：贮存库为大气圈和水圈，循环速度快，抗干扰性强，是完全循环沉积型循环：贮存库为岩石圈和土壤圈，循环速度慢，看干扰性弱，是不完全循环。
氮循环养分循环的特点：1养分循环有较高的养分输出率与输入率2养分循环的养分库存量较低，但流量大，周转快3养分循环的养分库养分保持能力较弱，流失率较高4养分供求同步机制较弱保持农田生态系统养分循环平衡的途径：1.种植制度中合理安排归还率较高的作物及其类型2.建立合理的轮作制度3.农、林、牧结合，发展沼气，解决农村生活能源问题，促使秸秆还田4.农产品就地加工，提高物质的归还率5.充分利用区域性富集养分生物放大作用：各种有毒物质一旦进入生态系统后，便立即参与物质循环，那些性质稳定、易被生物体吸收的有毒物质在沿着食物链各营养级传递时，在生物体内的残留浓度不断升高，愈是上面的营养级，生物体内有毒物质的残留浓度愈高的现象，称为生物放大作用，也叫做有毒物质在食物链上的浓集作用。
生态学中的景观：指一定空间范围内，由不同生态系统所组成的，具有重复性格局的异质性地域单元。
广义的景观是指出现在从微观到宏观不同尺度上的，具有异质性或缀块性的空间单元。
它强调空间异质性和尺度，并突出了生态学系统中多尺度和等级结构的特征。
景观功能：即景观结构于生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用景观要素：组成景观的单元斑块：与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的非线性的空间区域斑块类型：干扰斑块，残余斑块，环境资源斑块，引入斑块廊道：景观中与相邻两边的环境不同的线状或带状结构。
基底：范围最广、连接度最高并且在景观功能上起着优势作用的景观要素。
物种数量与生境面积之间的关系可用下式表示：S=cAz岛屿生物地理学理论：dS/dt=I-E一般来说，灭绝率随面积的增加而减小，迁入率随隔离程度的增加而减小，岛屿面积越大，物种数越多，称为岛屿效应。
生物地球化学循环在地球上，生物、化学和地质过程紧密相连，构成了生物地球化学循环，其作用是将生物体内、社会经验和地球学过程互相联系起来。
生物地球化学循环指的是生物体与地球化学元素之间不断进行的物质循环和能量转换，包括碳循环、氮循环、水循环、磷循环等。
碳循环碳循环是生态系统和大气之间的碳交换，主要通过生物过程、生物地质过程和化学天体过程来实现。
在生物过程中，光合作用是最主要的碳循环过程。
光合作用将二氧化碳转化为有机质，同时释放氧气。
另一种生物过程是呼吸作用，将有机质氧化成二氧化碳和水，释放出能量。
在生物地质过程中，矿物化作用释放出的二氧化碳反应与碳酸盐形成石灰岩，将碳永久保存在地球的岩石层中。
化石燃料的燃烧是碳循环中最主要的人类活动，释放出大量二氧化碳进入大气，导致全球气候变暖。
氮循环氮循环是生物体内氮的循环和地球氮的循环，涉及生态系统、生物地质过程和大气化学过程。
在生物系统中，大部分生物细胞构成氨基酸，而氨基酸又是蛋白质的主要组成部分。
氨基酸通过蛋白质合成，向上一级转化为动植物的组织中的有机物。
细菌是氮循环过程中最重要的生物种类，不同类型的细菌可将氮逐渐转化为亚硝酸盐、硝酸盐等化合物。
氮通过细菌的氮化和反硝化作用在生物地质过程中循环。
氮的大气化学过程是氮气通过自然地闪电形成氮氧化物从而被固定在土壤中。
水循环水循环描述了水在地球上从一种状态到另一种状态的移动。
水循环是地球生物体对水的重要控制机制，包括蒸发、降雨、沉降和地下水循环等过程。
在水循环的过程中，水从海洋、湖泊、河流和植物等地方蒸发，成为大气中的水蒸气。
当温度变低时，这些水蒸气形成云，进一步导致降水。
雨水收集在地表水体（如河流、湖泊和海洋）或渗入地下水层。
在此期间，水还会吸收溶解在其中的营养物和污染物。
河流或地下水层将被污染的水排放到海洋中。
磷循环磷循环是生物体内磷的循环和地球磷的循环，这是一种非常慢的周期过程。
植物和动物消耗食物并利用其中的磷，将它们转化为能量和生物体组织。
生物地球化学循环的探究生物地球化学循环是指生物圈、大气圈和地球圈之间通过生物和物理化学过程所发生的循环作用。
生物地球化学循环的过程包括水循环、碳循环、氮循环和磷循环等。
这些循环不仅维持着地球的生态平衡，而且对人类的生存发展也具有重要的影响。
一、水循环水循环是自然界中最为常见、最为基本的循环之一。
水循环包括了水的蒸发、降水、地下水、河流、湖泊和海洋等许多环节，是生物生存所必需的。
全球有近70%的水是海水，水循环可以把海水中的盐分分离，将淡水分布到需要的地方，同时也能带走热量和养分，养分的迁移和分布对生态系统是至关重要的。
二、碳循环碳循环是描述碳在自然界中的循环过程，包括生物的光合作用和呼吸作用对碳的影响。
碳是所有生命的基础，也是温室气体，对大气层的影响十分显著。
碳还参与了矿物质的形成和分解，是地质学研究中的重要组成部分。
三、氮循环氮循环是指氮在地球生物圈、大气圈、水圈和地球圈之间的循环过程。
氮气占据了大气成分的80%以上，但是生命不能直接利用大气中的氮气，必须通过一系列化学反应，转换为固定态的氮元素，向生命提供足够的氮源。
四、磷循环磷循环是生物地球化学循环的重要环节之一，磷对于细胞的组成和能量代谢起着十分重要的作用。
磷的循环很大程度上是由土壤和岩石中的磷来维持，磷的输出包括土地侵蚀、化肥和人类排泄物的处理等。
生物地球化学循环的研究，不仅有助于深入理解地球的生态系统，促进环保工作的开展，还有助于理解地球不同区域的环境状况。
同时，生物地球化学循环的探究还有助于揭示人类与自然界的关系，开展环保和生态文明建设，为可持续发展提供科学依据。
因此，加强对生物地球化学循环的研究尤为重要。
生物地球化学循环生命与地球的相互影响生物地球化学循环：生命与地球的相互影响生物地球化学循环是指地球上生物体与地球环境之间进行的物质和能量交换过程。
这一过程对于维持地球生态系统的平衡和生命的延续至关重要。
生物地球化学循环包括水循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环等多个环节，这些循环之间相互联系、相互影响，共同构成了地球的生命支撑系统。
一、水循环水循环是生物地球化学循环中最为基本的环节之一。
它描述了水在地球大气、陆地和海洋之间的循环过程。
太阳能使水蒸发成水蒸气，随后在大气中形成云，并通过降水的形式返回地面。
这其中，水通过与植物根系的交互作用进入生物圈，成为生物体生存所需的水分，同时也承担着植物光合作用和动物新陈代谢等生命活动中的重要角色。
二、碳循环碳循环是指地球上碳元素在大气、海洋、陆地生物圈和岩石圈之间的相互转化过程。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物质，并释放出氧气。
这些有机物质经由食物链传递给其他生物，进而进入动物体内。
当生物体死亡或者被分解时，有机物质会释放出二氧化碳，再次回到大气中。
此外，地球的化石燃料也是碳循环的重要组成部分。
三、氮循环氮循环是指氮元素在大气、陆地和水域之间的转化和迁移过程。
大气中的氮气经过闪电和化学作用以及生物固氮作用转化成氨，然后进入植物通过土壤和水吸收。
植物通过吸收氮化合物合成蛋白质和核酸等生命必需物质，动物通过食物链摄取植物中的氮化合物。
氮元素在生物体内经过代谢过程产生的尿素和粪便又通过腐解和硝化作用转化为无机氮化合物，进一步参与氮循环。
四、磷循环磷循环是指磷元素在地球上的迁移和转化过程。
磷是构成核酸和能量分子ATP的基本成分之一，对生命活动至关重要。
磷存在于陆地和水域中的岩石、土壤、矿物和有机物中，通过风化和冲刷等作用进入水体和土壤中，然后植物通过根系吸收。
随后，磷元素通过动物摄取进入食物链，最终通过生物体和有机物分解释放到环境中。
五、硫循环硫循环是指硫元素在大气、陆地和水域之间的循环过程。
生物地球化学循环过程生物地球化学循环过程，听上去是不是有点高深莫测？其实啊，这就像我们生活中的大循环，没错，就是那种“什么都能变成什么”的神奇过程。
想象一下，我们每天吃的食物，喝的水，还有呼吸的空气，都是经过了无数个循环而来的。
这些循环把自然界的各种元素，比如碳、氮、氧，像打麻将一样在环境中轮流上场。
听起来是不是有点意思？来，咱们慢慢聊聊。
先说说碳循环。
这可是个大人物，生活中处处可见。
植物吸收二氧化碳，进行光合作用，把这个气体转化为糖分，真是个勤快的家伙。
然后我们这些吃货把植物吃掉，获得能量。
再往后，我们呼出的二氧化碳又回到了大气中，继续被植物吸收。
简直就像是个无穷无尽的循环，来来回回，年复一年，真是个老黄历。
而碳还跟天气有关系哦，太多的二氧化碳会让地球变得像蒸锅一样，热得让人受不了。
再来聊聊水循环，这个就更厉害了。
想想看，雨水、河流、湖泊、海洋，它们的关系就像是家里的一大家子，时而亲密无间，时而吵吵闹闹。
水蒸发成水蒸气，升到空中，形成云，然后又下雨，真是个调皮的孩子。
雨水滋润大地，滋养植物，植物又把水分转给动物，最后我们再喝水，真是相辅相成。
可别小看这水循环，缺了它，我们的生活可就大大不妙了。
接下来是氮循环，听起来是不是有点神秘？氮是空气中最多的成分，但大多数生物根本无法直接利用它。
植物要想吃到氮，得先通过一些微生物的“中介”帮忙，才能转化为可用的形式。
然后，动物再通过吃植物的方式获得氮。
这一来一去，就像是传话游戏，谁传错了可就麻烦了。
氮的过量还可能造成水体污染，鱼虾都活不成，那可就尴尬了。
循环不仅仅局限于这些元素。
咱们生活的土壤中，也有无数的小生命在忙碌，比如各种细菌、真菌，它们像勤劳的小蜜蜂，把有机物分解，转化为植物所需的养分。
土壤的健康直接影响到植物的生长，真是一环扣一环。
想象一下，如果土壤变成了“沙漠”，那植物、动物，还有我们人类的日子可就没法过了。
讲到这里，可能有人会觉得这些循环听起来挺无趣，实际上，这些过程都在默默地影响着我们的生活。
生物地球化学元素循环《生物地球化学元素循环》同学们，今天咱们来聊一聊生物地球化学元素循环这个特别有趣的话题，这里面可涉及到不少化学知识呢，不过别担心，老师会用很简单的方式给大家讲清楚。
咱们先从元素说起，就像盖房子需要各种各样的砖头一样，地球上的生物和非生物物质都是由不同的化学元素组成的。
这些元素在地球的各个圈层，比如大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间不断地循环着，就像旅行一样。
那这些元素在不同物质之间是怎么转换的呢？这就涉及到各种各样的化学反应啦。
咱们先来说说化学键这个概念。
化学键就像是原子之间的小钩子，把原子们连接在一起组成分子或者化合物。
比如说离子键吧，它就像带正电和负电的原子像超强磁铁般吸在一起。
就好比是正电荷的原子是正极的小磁铁，负电荷的原子是负极的小磁铁，异性相吸，一下就牢牢地结合在一起了。
再说说共价键，这就像是原子们共用小钩子连接起来。
就好像两个人共同拿着一个东西，通过这个共享的连接方式，原子们组成了分子。
化学反应有时候会达到一种很特殊的状态，叫化学平衡。
这就好比是一场拔河比赛，反应物和生成物像两队人。
一开始的时候，比如说反应物这边人多力量大（浓度高），反应就朝着生成物的方向进行得比较快，就像反应物这边的队伍在把绳子往自己这边拉。
但是随着反应的进行，生成物这边的“力量”（浓度）也慢慢变大了，到最后呢，达到正逆反应速率相等的状态，就像两队人拉绳子的力量一样大了，这时候整个体系看起来就稳定了，浓度不再变化，这就是化学平衡啦。
在这些循环过程中，分子的极性也很重要哦。
分子的极性就类似小磁针。
比如说水是极性分子，氧一端像磁针南极带负电，氢一端像北极带正电。
你可以想象水就像一个小小的指南针，有正负两极。
而二氧化碳呢，是直线对称的非极性分子，就像是一个两边完全一样的东西，没有这种像小磁针一样的极性。
还有一种比较特殊的化合物叫配位化合物。
这里面有个中心离子就像是聚会的主角，周围的配体呢，是提供孤对电子共享的小伙伴。
第7章生物地球化学循环第1节土壤的组成第2节土壤的性质第3节物质循环与土壤形成第4节土壤分类与土壤类型第4节生态系统的组成与结构第6节生态系统的能量流动第7节生态系统的物质循环第8节地球上的生态系统引子：生物地球化学循环概述一、何谓生物地球化学循环？1.概念：生命有机体及其产物与周围环境之间反复不断进行的物质和能量的交换过程。
2.过程：物能的吸收-同化-排放-分解-归还-流失3.性质：非封闭的循环（进入土壤、岩层、海底）4.主体：生物和土壤5.循环的介质：水和大气二、人类对生物地球化学循环的影响1.大气、水体、土壤的污染2.污染物质的迁移、转化和集散3.对人类健康的威胁第1节土壤的组成引言：土壤与土壤肥力1. 土壤：在陆地表层和浅水域底部、由有机和无机物质组成、具有肥力、能生长植物的疏松层。
2.土壤的本质是肥力，指土壤中水、热、气、肥（养分）周期性动态达到稳、匀、足、适地满足植物需求的能力。
3. 土壤是一种类生物体代谢和调节功能比生物弱（如温度）不具有生长、发育和繁殖的功能不具有功能各异的器官一、土壤的无机组成1. 原生矿物：在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物。
土壤中各种化学元素的最初来源；土壤矿物质的粗质部分；经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。
2. 次生矿物：岩石在化学风化过程中新生成的土壤矿物，如粘土矿物。
土壤矿物质中最细小的部分；具有吸附保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。
二、土壤的有机组成1.原始组织：包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物分解原始植物组织，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。
土壤有机部分的最初来源2.腐殖质：有机组织经由微生物合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的、比较稳定的分解产物，呈黑色或棕色，性质上为胶体状（颗粒直径<1μm）。
具有极强的吸持水分和养分离子的能力，少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。
土壤中生活的重要生物类群三、土壤水分1.土壤水分通常是以溶液的形式存在的。
2.土壤溶液通过与土壤固体和植物的养分交换，为植物提供养料。
四、土壤空气性质与大气圈中的空气明显不同:1.分布不连续，组分各处不同；2.一般含水量高于大气；3.CO2含量明显高于大气，O2的含量略低于大气。
一般来讲，稳温必然稳水，稳水必然稳气，稳气必然稳肥。
第2节土壤的性质一、土壤的垂直分层（一）枯枝落叶层由地表植物的枯枝落叶堆积而成。
（二）腐殖质层由土壤有机质在土壤动物和微生物的作用下经腐烂、分解和再合成的产物，呈黑色。
（三）淋溶层在水分下渗作用下，水溶性物质和细小土粒向下层移动，留下的由砂粒组成的土层。
（四)淀积层淀积了上层淋溶下来的物质的土层，质地较粘重，土体紧实。
（五）母质层尚未经过成土作用的残积物或冲积物。
自然土壤剖面二、土壤的物理性质（一）土壤质地指土壤颗粒的粗细程度，即砂、粉砂和粘粒的相对比例。
土壤粒级：砂粒、粉砂、粘粒土壤质地的分类（二）土壤结构土壤颗粒相互胶结在一起而形成的团聚体。
1.按形态分为球状（腐殖质层）、板状（淋溶层）、块状和棱柱状（淀积层）。
2.球状团粒结构是肥沃土壤的重要标志之一：协调土壤水分和空气的关系；解决养分供给与保存的矛盾；具有抗旱与防涝性能。
（三）土壤孔隙土壤的总体积包括固体和孔隙两部分，各占体积的约50％。
在孔隙中水和空气各占体积的25％。
砂土的容重较大，孔隙度较小，多为大孔隙；（四）土壤温度1.能量输入与输出（1）土壤所吸收的能量主要来源于太阳辐射，以长波辐射、水分蒸发、加热土壤以上的空气和加热土壤层等途径散失。
（2）土壤温度直接影响土壤动物、植物和微生物的活动，以及粘土矿物形成的化学过程强度。
（3）土壤温度日变幅在表层最大，随深度的增加而减小。
（4）土壤温度季节变幅在表层最大，中、下层变幅小。
在土壤深层，温度的变化具有明显的滞后性。
近地表大气温度和土壤温度的日变化2.土壤热性质（1）土壤比热容：单位质量土壤的温度升降1K 所吸收或放出的热量（J/g·K）。
受水分含量、质地和孔隙度影响。
含水量越高，比热越大；砂土孔隙度小，比热也小，粘土孔隙度大，比热也大。
（2）土壤导热率：单位截面（1cm2）、单位距离（1cm）相差1K时，单位时间内传导通过的热量，单位是J/（cm·s·K），土壤固体>土壤水分>土壤空气。
受土壤孔隙度（-）、松紧度（+）和含水量（+）影响。
三、土壤的化学性质（一）土壤胶体性质1.概念：土壤胶体颗粒的直径通常小于1μm，是一种液-固体系。
胶体含量越高的土壤，其表面能也越高，从而养分的物理吸收性能便越强。
2.类型：有机胶体（腐殖质）、无机胶体（黏土矿物）和有机-无机复合胶体。
3.性质：土壤胶体带有负电荷，也可以带正电荷。
带负电荷的胶粒吸附阳离子，带正电荷的胶粒吸附阴离子。
4.养分吸收：通过物理化学吸收作用将对植物生长重要的金属阳离子保存在土壤中，避免其流失。
5.离子交换：胶体吸附的离子可与土壤溶液中其他电荷符号相同的离子相交换。
一种阳离子将另一种阳离子从胶粒上交换下来的能力称为阳离子的交换能力。
Fe3＋>Al3＋>H＋>Ca2＋>Mg2＋>NH4＋>K＋>Na＋6.离子交换作用的度量（1）土壤阳离子交换量：指每千克干土中所含交换性阳离子的总量，以mmol(＋)·kg-1表示。
土壤的阳离子交换量大，说明土壤胶体从土壤溶液中吸附或交换的阳离子多，养分状况好。
（2）土壤盐基饱和度：指土壤胶体吸附交换性盐基离子（指除了H＋和Al3＋之外的其他阳离子）多少的程度，用所吸附的交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的百分比表示：（二）土壤酸碱度1.概念：土壤盐基状况的一种综合反映。
土壤酸度是由H ＋引起的，而土壤碱度则与OH －的数量有关。
交换性氢离子和铝离子可以增加土壤溶液中H ＋的浓度；金属阳离子对土壤溶液中OH －浓度有直接的影响。
+++→++H 2Al(OH)O 2H 3Al [][]−+++⇔+OH 22Ca HH O 2H 2Ca 土壤胶体土壤胶体2.类型（1）活性酸度：由土壤溶液中游离的H＋造成的，通常用pH值（土壤溶液中氢离子浓度的负对数）表示，据此，可将土壤分为若干的酸碱度等级。
（2）潜在酸度：土壤胶体所吸附的H ＋和Al 3＋被交换出来进入土壤溶液中所显示的酸度。
活性酸度和潜在酸度在本质上并没有截然的区别，二者保持着动态平衡的关系：潜在酸度活性酸度3.土壤的缓冲作用：土壤对酸化和碱化的自动协调能力，它使得土壤pH值具有稳定性，给高等植物和微生物提供比较稳定的化学环境。
++⇔++3Al H3Al H 和土壤溶液中的和吸附的4.土壤酸碱度的影响（1）影响土壤养分的有效性：土壤pH值与微生物活动和植物营养元素的有效性（如溶解度）之间存在着相关性。
（2）影响植物的性状：一些植物对于土壤酸碱度的适应范围比较狭窄，成为不同酸碱度土壤的指示植物：酸性土植物（pH＜6.5）：马尾松、铁芒箕中性土植物（pH6.5～7.5）：多数农作物碱性土植物（pH＞7.5）：蜈蚣草、铁线蕨（三）氧化还原反应1.概念：土壤中某些无机物质的电子得失过程。
2.氧化作用：一个原子或离子失去电子的过程。
易得到电子的物质，称为氧化剂。
土壤中的氧化作用主要由游离氧、少量的NO3－和高价金属离子如Mn4＋、Fe3＋等引起，它们是土壤溶液中的氧化剂。
非渍水土壤中，最重要的氧化剂是氧气。
氧在氧化有机质时，本身被还原为水：O 2+4H＋+4e→2H2O存在于非渍水土壤中的氧化态物质有利于植物的吸收利用。
如果土壤中缺氧，则其他氧化态较高的离子或分子成为氧化剂。
3.还原作用：一个原子或离子得到电子的过程，易失掉电子的物质，称为还原剂。
土壤中的还原作用是由有机质的分解、嫌气微生物的活动，以及低价铁和其它低价化合物所引起的，其中最重要的还原剂是有机质。
存在于有机质累积层或渍水条件下的还原态物质不但有效性降低，甚至会对植物产生毒害。
4.氧化还原电位（E h ）：氧化还原反应强度的度量。
单位：V 影响因素：土壤通气状况和有机质 通常将E h ＝0.3V 作为氧化性和还原性的分界线。
砂质土壤，孔隙大，通气良好，氧化态物质多，氧化还原电位高； 粘性土壤，孔隙小，通气不良，还原态物质多，氧化还原电位低。
2. 土壤养分子系统（1）土壤养分：指植物可利用的、对植物的生长发育起重要作用的营养成分。
（2）基本组分养分的储存是系统分析的中心；来自风化的养分输入和养分循环提高土壤养分含量；淋溶流失和取走收获物降低土壤养分含量； 降水既促进养分随排水流失，也将大气中的化学物质和养分带入土壤养分系统；养分的输入、输出和循环强度与速度受到地方性和区域性水分、温度、生物等自然条件的控制；土壤养分状况是三者达到平衡的结果。
二、成土因素1. 土壤形成因素学说：土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果。
S = f（cl,o,r,p,t…）2. 单一因素对土壤影响的分析S = f（cl）o, r, p, t,（气候函数）S = f（o）cl, r, p, t,（生物函数）S = f（r）cl, o, p, t,（地形函数）S = f（p）cl, o, r, t,（岩石函数）S = f（t）cl, o, r, p,（时间函数）S = f（…）cl, o, r, p, t,（其他成土因素函数）3. 土壤系统状态因素分析：S=f（L0,P x,t）三、土壤形成过程（一）土壤形成的一般过程土壤肥力的发生与发展是自然界物质的地质大循环与生物小循环相互作用的结果。
1.地质大循环：矿物质养分在陆地和海洋之间循环变化的过程，周期大约在106～108年。
对于土壤形成起关键作用的过程为：风化过程：在土壤形成中的作用表现为原生矿物的分解和次生粘土矿物的合成。
淋溶过程：使有效养分向土壤下层和土体以外移动，促进土壤物质更新和土壤剖面发育。
2.生物小循环：营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程，周期一般为1～102年。
对于土壤形成起关键作用的过程为：有机质的累积、分解和腐殖质的合成：促进植物营养元素在土壤表层的集中和积累。
3.养分的发展方向与平衡状态有机质累积强，风化和淋溶弱：养分保存多，肥力高（如温带草原地区）；有机质累积弱，风化和淋溶强：养分保存少，肥力低（如热带劣地）。
4.人类活动对物质循环和土壤形成的干扰砍伐森林、耕垦草原、围湖围海造田；开采矿山、城市建设；向土壤中排放各种污染物。
5.气候变化影响土壤发育的方向改变风化、淋溶和有机质积累过程；导致一些土壤的消亡，形成古土壤的埋藏。
（二）土壤的主要成土过程1.原始土壤形成过程（高山区、陡坡）2.盐渍化过程（干旱、半干旱地区和滨海地区）3.钙积过程（干旱、半干旱地区）4.黏化过程（温暖、湿润的暖温带和北亚热带气候）5.白浆化过程（冷湿的气候，季节性还原淋溶）6.富铝化过程（热带、亚热带高温多雨的气候）7.有机质积累过程（普遍的成土过程）8.潜育化过程（长期渍水的条件）9.灰化过程（寒带或寒温带针叶林植被）10.土壤熟化过程（耕作条件，定向培肥）第4节土壤分类与土壤类型一、土壤分类1.定义：将自然界的各种土壤按照其基本性质、形成条件、形成过程等的相似性加以归纳，组织成一定的分类系统，并给各种土壤命名的方法。
