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庖丁巧解牛知识·巧学一、碳循环组成生物体的C、H、O、N、S、P等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
生物圈中的物质是循环流动的，并且具有全球性。
我们所熟知的碳元素是如何从无机环境进入到生物群落又是如何返回到 无机 环境的。
以二氧化碳为例，通过绿色植物的光合作用和某些化能自养型生物的作用，二氧化碳被转变为有机物进入生物群落，在生物群落内经过各种复杂的变化后，最终还是通过呼吸作用以二氧化碳的形式返回无机环境，实现碳循环。
深化升华碳以二氧化碳的形式参与光合作用的暗反应，最终被还原为有机物，进入生物群落，然后在生物群落中的捕食等各种关系的作用下沿着食物链流动，在整个过程中通过各种生物的呼吸作用（包括微生物的分解作用）不断以二氧化碳的形式返回无机环境。
典题·热题知识点一：生态系统物质循环的概念及特点例1生物地化循环是指组成生物的基本元素（）A.在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程B.在能量流经生态系统各营养级时的逐级递减的过程C.在组成生态系统的生物群落的生物体内的反复循环运动D.在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动解析：生物地化循环是生物地球化学循环的简称。
指的是地球是最大的生态系统（生物圈）中的物质循环，是组成生物体的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动。
这种运动带有全球性，它不局限于陆地生态系统之中和生态系统的生物群落的生物体内，也不同于能量在流经各营养级时逐级递减的过程。
答案：D例2在下列实例中，通过食物链而引起生态危机的是（）A.酸雨B.汞、镉等有毒物质的积累和浓缩C.温室效应D.臭氧减少、臭氧层出现空洞解析：根据环境污染对生物的危害的原因和原理分析，能通过食物链引起生态危机的是汞、镉等有毒物质的积累和浓缩。
答案：B误区警示本题中A项也易被误选，主要原因是错误地认为酸雨中主要含有硫等元素也会参与物质循环，但其并不会通过食物链而引起生态危机，所以在解题时要特别注意题目所要表达的意思。
生物地球化学元素的生物地球化学循环与生态效应分析生物地球化学元素是指在地球上存在的各种元素，其广泛存在于生物界、岩石圈、水文圈和大气圈之中。
生物地球化学元素的生物地球化学循环较为复杂，包括了元素的输入和输出过程、生物地球化学循环、矿物质化学风化、岩浆活动和生物地球化学标记以及大气圈和水文圈之间的联系等。
本文将从生物地球化学元素的循环和生态效应两个方面对其进行详细分析。
一、生物地球化学元素的生物地球化学循环生物地球化学元素通过生物地球化学循环与不同组成物质相互转换、交换和储存。
生物地球化学循环主要包括了生物转化、水生环境和地球化学循环三个方面。
其中生物转化是指生物体在对元素进行代谢过程中产生的能量和物质转换，而水生环境和地球化学循环则主要是指土壤、岩石圈、水域和大气圈之间的物质交换以及元素循环。
其中生物转化和水生环境的循环是生物地球化学循环的核心部分。
1.生物转化生物转化是生物地球化学循环的核心。
生物元素循环过程主要分为生产者、消费者和分解者三个阶段。
其中，生产者是指那些利用光合作用或化学合成的自养细胞生产有机物质，并从无机盐中得到所需元素的生物；而消费者和分解者则是指那些依赖于有机物质为食物的生物，而有机物质的来源是其它生物，包括属性越来越高的消费者和分解者。
其中，生产者在光合作用或化学合成中大量利用了二氧化碳和水进行光合作用，产生氧和有机物质，再由有机物质供给上层生物的生存。
同时，土壤也有其它能力较强的细菌，与生产者和分解者一起进行元素循环，保持了地球上各种生物的生态平衡。
2.水生环境的循环水生环境是生物地球化学循环的一个重要部分，包括了水域、水系、河道、湖泊和大海等。
水生环境中的生物往往是居住在其中的一种特殊的生物体系，它们在水中往往作为食物链的一部分存在，并参与到生物地球化学元素的循环之中。
生物体通过食物链的方式将水生环境的生物地球化学元素转化为它所需要的元素。
而水生环境中的细菌、微生物或发酵物等则能够通过代谢作用将一些化合物中的元素进行化学转化和分解，从而生态地维持着水生环境中生物地球化学元素的平衡。
第19卷第5期2004年10月地球科学进展A DVAN CE S I N E AR TH S C I E N C EV o l.19 N o.5O c t.，2004文章编号：1001-8166（2004）05-0774-08潮滩生态系统中生源要素氮的生物地球化学过程研究综述侯立军1，2，刘 敏2，许世远2，欧冬妮2，刘巧梅2，刘华林2，蒋海燕2（1．华东师范大学河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室，上海 200062；2．华东师范大学地理系，上海 200062）摘 要：海岸带潮滩生源要素生物地球化学循环过程是国际地圈生物圈计划（I G B P）、海岸带陆海交互作用（L O I C Z）研究的重要内容，也是全球变化区域响应研究中的重要组成部分。
在过去的10～20年之间，潮滩生源要素氮的生物地球化学循环研究得到了长足的发展。
基于此，较为全面、系统地总结和分析了有关潮滩氮营养盐的来源、潮滩氮素的物理、化学和生物迁移转化过程及氮素地球化学循环过程中底栖生物效应等一系列研究成果，并提出了今后潮滩生源要素氮的生物地球化学循环研究重点和发展趋向。
关 键 词：潮滩；生态系统；生源要素；生物地球化学循环；硝化—反硝化耦合作用中图分类号：X142 文献标识码：A 滨岸潮滩是海陆作用的重要地带，是一个多功能的复杂生态系统［1～3］，具有独特的生态价值和资源潜力。
由于受海陆交互作用影响，滨岸潮滩各种物理、化学、生物因素变化剧烈，是一个典型的环境脆弱带和敏感区［4］，易受各种自然和人为活动的干扰和破坏。
尤其随着人口的不断增长和经济的快速发展，大量的人为污染物如营养盐、微量重金属、多环芳烃和多氯联苯等污染物质输入到滨岸地区［5］，给滨岸环境质量造成不同程度的威胁，对潮滩复杂环境的初级生产力、生物多样性以及生态系统功能产生深刻的负面效应［6］。
其中富营养化对滨岸潮滩生态环境产生的潜在危害日益严重，已成为当前国际环境研究的热点和重点问题之一［7］，而潮滩富营养化现象的研究在很大程度上依赖于对营养盐的生物地球化学过程的了解和认识［8～10］。
第3节生态系统的物质循环[学习目标] 1.举例说明生态系统的物质循环的过程及其特点。
2.理解生态系统的碳循环。
3.理解生态系统的物质循环和能量流动的关系。
知识点一碳循环知识梳理1.物质循环(1)物质循环的概念：组成生物体的□01C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从□02无机环境到□03生物群落，又从□04生物群落到□05无机环境的循环过程。
(2)物质循环的范围：□06生物圈。
(3)渠道：□07食物链和食物网。
(4)特点①□08全球性——因此物质循环又称为生物地球化学循环。
②□09循环性——物质可被生物群落反复利用。
2．碳循环(1)碳循环的存在形式①在无机环境中：主要以□14CO2和碳酸盐的形式存在。
②在生物群落内部：以□15含碳有机物的形式传递。
③在生物群落和无机环境之间：以□16CO 2的形式循环。
(2)碳出入生物群落的途径①碳进入生物群落的途径生产者的□17光合作用或化能合成作用。
②碳返回无机环境的途径⎩⎪⎨⎪⎧ 生产者、消费者的□18呼吸作用分解者的□19分解作用化石燃料的□20燃烧3．碳循环的失衡——温室效应(1)产生原因⎩⎨⎧ ①化石燃料的大量燃烧，产生大量CO 2②植被破坏，降低了对大气中CO 2的调节能力(2)危害：气温升高加快□21极地和高山冰川的融化，导致□22海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
[问题思考] 1.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”可以是一个草原生态系统或森林生态系统吗？提示：不可以。
“生态系统”是指最大生态系统——生物圈。
2．生态系统的物质循环中所说的“物质”可以是化合物吗？与自然界的碳循环关系最密切的细胞器是什么？提示：不可以。
“物质”是指化学元素。
线粒体和叶绿体。
典题分析题型一 物质循环过程相关图解中各成分的判断[例1] 如图表示某生态系统的碳循环过程中4种成分之间的关系。
以下相关叙述中正确的是( )A．1和2包含着所有种群构成的群落B．3代表的一定是原核生物C．①代表光合作用，②代表呼吸作用D．4可以表示大气中的CO2库[解题分析]据图分析，1是生产者，2是消费者，3是分解者，4是非生物的物质和能量，而群落是指一定区域内的全部生物，A错误；3是分解者，主要指腐生的细菌和真菌，另外也包括一些动物，如蚯蚓，真菌、动物不是原核生物，B 错误；①代表1被2捕食，②代表2进行呼吸作用向大气中释放CO2，C错误；生态系统中，通过生物的呼吸作用向大气中释放CO2，同时又通过光合作用将CO2转化成有机物进入生物群落，所以4可以表示大气中的CO2库，D正确。
