5.3生态系统的物质循环

绿色植物 和大气之间的循环。
碳在无机自然环境中存在的形式即以CO2 和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）的形式存 在。
碳在生物体内的存在形式是含碳有机物
碳是地球上储量最丰富的元素之一。 它广泛地分布于大气、海洋、地壳沉积岩 和生物体中，并随地球的运动循环不止。 同时碳又是有机化合物的基本成分，是构 成生命体的基本元素。碳循环还与生命活 动紧密相联。亿万年来，在地球的生物圈 和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢，往 复循环、生生不息。
碳的作用： 糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生 物体的基本物质，在它们的分子中都含有 碳元素。碳元素大约占生物体干重的49％ ，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有 生命。
气体型循环
• 包括碳、氮和氧等元素的循环。在气 体型循环中，物质的主要储存库是大 气和海洋，循环过程具有明显的全球 性，循环性能也最为完善。属于气体 循环的物质，其分子或某些化合物常 以气体形式参与循环过程。
氮循环： 氮是组成蛋白质和核酸的主要成 分。氮占大气成分的79％，必须经过 生物固氮作用、硝化作用、反硝化作 用等才能在生物群落与无机环境间反 复循环。
• 1、组成成分？
• 2、放在光线良好的地 方，原因是什么？
生态系统的物质循环
教学目标
• • • • • • • • • 知识与能力： １、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循 环。 ２、尝试探究土壤微生物的分解作用。 ３、说明能量流动和物质循环的关系。 ４、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。 教学重点 ： 分析生态系统的物质循环。 教学难点 ： 说明能量流动和物质循环的关系。
物质循环的主要特点： 物质循环是带有全球性的，生物群落 和无机环境之间的物质可以反复出现反复 利用，周而复始进行循环，不会消失。
能量流动和物质循环的因果关系
生态系统的存在是靠物质循环和能量 流动来维持的。生态系统的能量流动 和物质循环都是通过食物键和食物网 的渠道实现的，二者相互伴随进行， 又相辅相承，密不可分的统一整体。
生态系统的物质循环
• 1．这里的物质指什么? • 2．循环过程是怎样的? • 3．循环的范围有多大?
生态系统的物质循环
物质循环的概念
是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等基本元素在生态系统的生物群落 与无机环境之间反复循环运动叫生态系 统的物质循环。
生物圈是地球上最大的生态系统，其 中的物质循环带有全球性，这种物质循环 又叫生物地球化学循环。
北京大兴区留民营生态农场
十万只规模的蛋鸡场
绿色食品生产基地
留民营大型生态沼气站
课堂练习：
识图作答：
（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生CO2 的方式。 ①____ 光合作用 ④____ 呼吸作用 ②____ 微生物分解作用 呼吸作用 ③____ ⑤____ 燃烧
（2）碳在无机环境与生物群落之间以___ CO2 形式进行循环。 （3）碳循环中最简单的循环途径是在
三.碳循环
分组讨论
• 合作探究：构建碳循环的模型
燃烧
光合作用 呼吸作用
分解作用
化石燃料
说明：碳在无机环境和生物群落之间是以CO2 的形式进行循环。
大气中的CO2
呼 吸 作 用
呼 吸 作 用 捕食 光 合 作 用
燃
分 解 作 用
消费者
生产者
烧
动植物的遗体和排出物
分解者
化学燃料
碳的循环形式：碳在无机环境与生物群 落间是以CO2的形式进行循环的。大气中 的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植 物的光合作用，使CO2中的“C”变成为有 机物中的“C”，再通过食物链进入动物 和其他生物体中，因此从“C”的循环可 见绿色植物是生态系统的基石。除此之 外，还有化能合成作用的微生物也能把 CO2合成为有机物。
还有一部分生物遗体没有被分解者 分解，转变成为地下的石油和煤，这部 分“C”暂时脱离循环，一经开采运到地面 燃烧，仍可产生CO2再返回碳循环。
特点：
（1）碳循环的形式： CO2； （2）碳在自然界中的存在形式： CO2和碳酸盐； （3）碳在生物体内的存在形式： 含碳有机物； （4）碳进入生物体的途径： 绿色植物的光合作用； （5）碳在生物体之间传递途径： 食物链； （6）碳进入大气的途径：①生物的呼吸作用 ②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧
但是，能量流动和物质循环又有本质 上的区别：能量流经生态系统各个营养级 时是逐级递减，而且运动是单向的、不是 循环的，最终在环境中消失。物质循环是 带有全球性的，在生物群落与无机环境间 物质可以反复出现，反复利用，循环运动 ，不会消失。
能量流动和物质循环的相互关系
能量流动
形式 主要以有机物形式 特点 单向流动逐级递减 范围 生态系统的各营养级
北京大兴区留民营生态农场
留民营是联合国授予的全球环保500佳之一， 是著名的中国生态农业第一村，开展旅游观光已 有20年的历史，吸引了世界138个国家和地区的 游客。 留民营已形成了以沼气为中心，串联各业 良性循环的生态体系, 。一种、二养、三加工， 产、供、销一体化的生产模式，取得了良好的经 济效益、社会效益和经济效益，工农业总产值达 1.42亿元，人均收入98000元，是京郊乃至全国的 涉外窗口 。
生态系统的物质循环反复出现，循环 流动，不会消失，生物可反复利用。
农田
DDT杀虫剂
南极的企鹅
二.物质循环的类型
生态系统的物质循环可以分 为水循环、沉积型循环和气 体型循环
水循环： 水是组成生物体的重要成分，约占体 重的60％～95％，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
分解者
化学燃料
•
增加植被
植树造林、封山育林、退耕还林、 节约纸张、不践踏草坪、 不使用烧
开发新能源，鼓励使用太阳能
节约用电
提倡公交出行（无车日）
图1
图2
图3
生态农业：
生态农业是指利用人、生物与环境之 间的能量流动规律和生态系统物质循环规律， 结合本地资源结构，建立一个或多个“一业 为主、综合发展、多级转换、良性循环”的 高效无废料的综合农业生产体系。
水 循 环
意义：为生态系统中物质和能量的转换 提供了基础，同时还调节了气候，净化 了环境。另外，全球降雨格局决定了主 要生态系统在地球上的分布。
沉积型循环
• 主要包括磷、硫、钙、钠、镁、铁、铜 等物质的循环。这些物质主要是通过岩 石的风化和沉积物的分解，转变为可以 被生物利用的营养物质，由于这些物质 不是以气体形式参与循环的，因此，循 环的全球性不像气体循环表现得那么明 显。
物质循环
组成生物体的基本元素在生物 群落与无机环境间反复循环 反复循环维持生态平衡 具全球生物圈
联系 能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相承， 是不可分割的统一整体。
四.关注社会
分组讨论
• 1、温室效应 • 2、循环经济
冰
川
融
化
热带风暴
土地干旱
大气中的CO2
光 合 作 用 燃
消费者
生产者
烧