生态系统物质循环-碳氮硫循环基础知识(1)..
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生态系统的物质循环例题和知识点总结在我们生活的这个地球上,生态系统犹如一个复杂而精巧的机器,不停地运转着。
其中,物质循环是生态系统的重要功能之一,它确保了生命的延续和生态的平衡。
接下来,让我们通过一些例题来深入理解生态系统的物质循环,并对相关知识点进行总结。
一、物质循环的概念生态系统的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 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。
例如,空气中的二氧化碳通过植物的光合作用进入生物群落,然后在生物群落内部通过食物链和食物网传递,最终又通过呼吸作用、分解作用等回到无机环境。
二、物质循环的特点1、全球性物质循环不受地域和空间的限制,具有全球性。
比如,大气中的二氧化碳在全球范围内循环,海洋中的物质也会与陆地生态系统进行交换。
2、反复循环利用物质在生态系统中被反复利用,不会因为被消耗而减少。
这使得生态系统能够在相对稳定的物质基础上运行。
三、物质循环的类型1、水循环水是生命之源,水循环是生态系统中最重要的物质循环之一。
水通过蒸发、降水、地表径流等过程在大气、陆地和海洋之间不断循环。
例题:在一个小岛上,年降水量为1000 毫米,蒸发量为800 毫米,地表径流为 100 毫米,那么地下水的补给量是多少?解析:降水量=蒸发量+地表径流+地下水补给量,所以地下水补给量= 1000 800 100 = 100 毫米。
2、碳循环碳在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环。
植物通过光合作用吸收二氧化碳,合成有机物;动物通过摄食获取有机物中的碳,经过呼吸作用将二氧化碳释放到大气中。
例题:如果一个森林生态系统中的植物每年固定的二氧化碳量为1000 吨,而动物和微生物通过呼吸作用释放的二氧化碳量为 800 吨,那么这个生态系统是碳汇还是碳源?解析:植物固定的二氧化碳量大于动物和微生物释放的二氧化碳量,所以这个生态系统是碳汇。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸的重要组成元素。
生态系统中的物质循环生态系统是由生物和非生物因素相互作用而形成的自然系统,物质循环是维持生态系统平衡运转的重要过程。
在生态系统内,物质通过生物和非生物因素之间的相互转化和循环,使得生物体能够获取所需的营养和能量。
本文将探讨生态系统中的物质循环,包括碳循环、氮循环和水循环。
一、碳循环碳是构成生物体有机物的主要元素,碳循环是生态系统中最重要的循环之一。
碳的循环包括两种主要形式:有机碳和无机碳。
在生态系统中,植物通过光合作用吸收二氧化碳(CO2)并将其转化为有机物,这是有机碳的来源。
有机碳可通过食物链传递到其他生物体内,最终被分解成二氧化碳释放到大气中。
同时,有机碳还可以通过灭活作用进入土壤中,形成有机质,经过时间的累积和转化,最终形成化石燃料。
无机碳主要存在于大气中的二氧化碳和水中的碳酸盐。
生物体通过呼吸作用将有机碳转化为二氧化碳释放到大气中,同时,水体中的碳酸盐也会通过碳酸盐平衡和海洋生物作用而转化为二氧化碳。
此外,自然和人为过程也会释放大量的二氧化碳,如火山喷发、燃烧等。
二、氮循环氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素,氮循环是维持生态系统中氮平衡的关键循环。
氮的循环包括有机氮和无机氮。
在生物体内,氮通过食物链传递,最初由植物通过根系吸收土壤中的无机氮(氨、硝酸盐等)转化为有机氮。
有机氮可通过食物链传递到其他生物体内,最终通过分解作用返回到土壤中。
在土壤中,有机氮经过腐解和氧化的过程,被微生物转化为无机氮。
无机氮可通过硝化作用转化为硝酸盐,可被植物吸收;同时也可通过反硝化作用转化为氮气,进入大气中。
三、水循环水循环是生态系统中最基本的循环之一,它将涉及到的物质包括水和溶解在水中的各种溶质。
水循环的过程非常复杂,主要包括蒸发、凝结、降水、地下水渗透、地表径流等。
蒸发是水从地面和水体表面升华为水蒸气的过程,凝结是水蒸气在大气中冷却形成水滴的过程,降水是水滴以雨、雪、露、霜等形式降落到地面。
地下水渗透是水通过土壤进入地下水层,地表径流则是水在地表流动的过程。
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。
生态系统中碳、氮、硫物质循环导析谭家学(湖北省郧县第二中学442500)生态系统的物质循环是指组成生态体的C、H、O、N、P、S等化学元素,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,这一过程带有全球性,所以又叫生物地球化学循环。
在高中生物教材中,生态系统的物质循环主要包括碳循环、氮循环和硫循环,这一部分包含生态学、元素化合物、新陈代谢等相关知识,在近几年的高考命题中往往以综合题的形式出现,分值很大,所以在高考复习时要给以足够重视。
下面对碳、氮、硫三种元素的物质循环的图解加以归纳比较,使之关系清晰明了,再通过例题分析和实战训练,可以更深刻地认识三种循环之间的共同之处和差别所在,起到牢固掌握之目的。
一. 碳、氮、硫物质循环过程1、碳循环碳循环是指绿色植物通过光合作用,把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物,生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用,生产者和消费者在生命活动过程中,通过呼吸作用,又把二氧化碳释放到大气中;生产者和消费者的遗体被分解者所利用,分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。
在正常情况下,碳的循环是平衡的,但由于现代工业的迅速发展,人类大量燃烧煤、石油和天然气等化石燃料,使地层中经过千百万年积存的已经脱离碳循环的碳元素,在很短的时间释放出来,就打破了生物圈中碳循环的平衡,使大气中的CO2含量迅速增加,进而导致气温上升,形成“温室效应”。
温室效应会导致地球气温逐渐上升,引起未来的全球性气候改变,促使南北极冰雪融化,使海平面上升,将会淹没许多沿海城市和广大陆地。
2、氮循环氮循环就是指氮气、无机氮化合物、有机氮化合物在自然界中相互转化过程的总称,包括氮化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用以及有机氮化合物的合成等。
氮是形成蛋白质、氨基酸和核酸的主要成分,是生命的基本元素。
大气中含量丰富的氮绝大部分不能被生物直接利用,大气氮进入生物有机体的主要途径有四:①生物固氮(豆科植物、细菌、藻类等);②工业固氮(合成氨);③岩浆固氮(火山活动);④大气固氮(闪电、宇宙线作用)。
高三生物《生态系统》的知识点高三生物《生态系统》的知识点(一)非生物环境非生物环境(abioticenvironment)包括参加物质循环的无机元素和化合物,联系生物和非生物成分的有机物质(如蛋白质糖类脂类和腐殖质等)和气候或其他物理条件(如温度压力)。
(二)生产者生产者(producers)指能利用简单的无机物质制造食物的自养生物(autotroph),主要包括所有绿色植物蓝绿藻和少数化能合成细菌等自养生物。
这些生物可以通过光合作用把水和二氧化碳等无机物合成为碳水化合物蛋白质和脂肪等有机化合物,并把太阳辐射能转化为化学能,贮存在合成有机物的分子键中。
植物的光合作用只有在叶绿体内才能进行,而且必须是在阳光的照射下。
但是当绿色植物进一步合成蛋白质和脂肪的时候,还需要有氮磷硫镁等15种或更多种元素和无机物参与。
生产者通过光合作用不仅为本身的生存生长和繁殖提供营养物质和能量,而且它所制造的有机物质也是消费者和分解者唯一的能量来源。
生态系统中的消费者和分解者是直接或间接依赖生产者为生的,没有生产者也就不会有消费者和分解者。
可见,生产者是生态系统中最基本和最关键的生物成分。
太阳能只有通过生产者的光合作用才能源源不断地输入生态系统,然后再被其他生物所利用。
(三)消费者所谓消费者(consumers)是针对生产者而言,即它们不能从无机物质制造有机物质,而是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质,因此属于异养生物(heterotroph)。
消费者归根结底都是依靠植物为食(直接取食植物或间接取食以植物为食的动物)。
直接吃植物的动物叫植食动物(herbivores),又叫一级消费者(如蝗虫兔马等);以植食动物为食的动物叫肉食动物(carnivores),也叫二级消费者,如食野兔的狐和猎捕羚羊的猎豹等;以后还有三级消费者(或二级肉食动物)四级消费者(或叫三级肉食动物),直到顶位肉食动物。
消费者也包括那些既吃植物也吃动物的杂食动物(omnivores),有些鱼类是杂食性的,它们吃水藻水草,也吃水生无脊椎动物。
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。
生态系统物质循环过程在我们生活的这个地球上,生态系统就像是一个巨大而又精巧的机器,其中物质循环是维持其稳定运行的关键环节。
物质循环是指各种化学元素在生态系统中的生物群落和无机环境之间不断循环的过程。
这个过程虽然看不见摸不着,但却对地球上的生命起着至关重要的作用。
首先,让我们来了解一下生态系统中的主要物质。
碳、氮、氧、磷、硫等元素是生命活动不可或缺的。
以碳为例,它是构成生物体的基本元素之一。
植物通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为有机物,这是碳进入生物群落的重要途径。
动物则通过摄食植物获取碳,同时在呼吸作用中又将碳以二氧化碳的形式释放回大气。
氮元素在生态系统中的循环也十分重要。
氮气在大气中占了很大的比例,但大多数生物无法直接利用氮气。
一些特殊的微生物,如固氮菌,能够将氮气转化为可被植物吸收的含氮化合物。
植物吸收这些含氮化合物后,用于合成蛋白质和核酸等重要的生物大分子。
当动植物死亡后,它们体内的含氮有机物经过分解者的分解作用,又会转化为氨、硝酸盐等形式,重新回到土壤中,为植物的生长提供氮源。
在生态系统中,物质循环有着不同的类型。
气体型循环就是其中之一,像碳和氮的循环就属于这种类型。
气体型循环具有全球性的特点,因为这些气体物质能够在大气中迅速扩散。
而沉积型循环则相对较为缓慢,磷和硫的循环就是典型的沉积型循环。
磷主要存在于岩石和土壤中,经过长期的风化和侵蚀,磷会逐渐释放到土壤溶液中,被植物吸收利用。
当动植物死亡后,磷又会在土壤中沉积下来,经过漫长的地质过程,再次形成岩石。
物质循环的过程并不是孤立的,而是相互联系、相互影响的。
例如,碳循环和氧循环就紧密相关。
植物在光合作用中吸收二氧化碳并释放氧气,而在呼吸作用中则消耗氧气并产生二氧化碳。
同样,氮循环和碳循环也存在着关联。
氮的固定和反硝化过程都需要消耗能量,而这些能量的来源往往与碳的代谢有关。
生态系统中的物质循环还受到许多因素的影响。
人类活动就是其中一个重要的因素。
定义1水循环是指水由地球不同的地方透过吸收太阳带来的能量转变存在的模式到地球另一些地方,例如:地面的水份被太阳蒸发成为空气中的水蒸汽。
定义2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,这个周而复始的过程,称为水循环。
定义3水循环是指大自然的水通过蒸发,植物蒸腾,水汽输送,降水,地表径流,下渗,地下径流等环节,在水圈,大气圈,岩石圈,生物圈中进行连续运动的过程。
环节水循环是多环节的自然过程,全球性的水循环涉及蒸发、大气水分输送、地表水和地下水循环以及多种形式的水量贮蓄降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最主要环节,这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡,也决定着一个地区的水资源总量。
蒸发是水循环中最重要的环节之一。
由蒸发产生的水汽进入大气并随大气活动而运动。
大气中的水汽主要来自海洋,一部分还来自大陆表面的蒸散发。
大气层中水汽的循环是蒸发-凝结—降水—蒸发的周而复始的过程。
海洋上空的水汽可被输送到陆地上空凝结降水,称为外来水汽降水;大陆上空的水汽直接凝结降水,称内部水汽降水。
一地总降水量与外来水汽降水量的比值称该地的水分循环系数。
全球的大气水分交换的周期为10天。
在水循环中水汽输送是最活跃的环节之一。
径流是一个地区(流域)的降水量与蒸发量的差值。
多年平均的大洋水量平衡方程为:蒸发量=降水量-径流量;多年平均的陆地水量平衡方程是:降水量=径流量+蒸发量。
但是,无论是海洋还是陆地,降水量和蒸发量的地理分布都是不均匀的,这种差异最明显的就是不同纬度的差异。
中国的大气水分循环路径有太平洋、印度洋、南海、鄂霍茨克海及内陆等5个水分循环系统。
它们是中国东南、华南、华南、东北及西北内陆的水汽来源。
西北内陆地区还有盛行西风和气旋东移而来的少量大西洋水汽。
陆地上(或一个流域内)发生的水循环是降水-地表和地下径流-蒸发的复杂过程。
第3节 生态系统的物质循环一、生态系统的物质循环1.物质循环(又称生物地球化学循环)组成生物体的C 、H 、O 、N 、P 、S 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 ,这就是生态系统的物质循环。
2.循环的范围: 生物圈 。
3.循环特点: 全球性 ; 循环往复利用 。
特别提醒:物质循环中的物质指的是“组成生物体的C 、H 、O 、N 、P 、S 等元素”,而不是化合物。
循环发生在 非生物环境和生物群落 之间,则不是生物群落内部。
4.实例1--碳循环(1)循环过程碳从非生物环境进入生物群落的生理过程:生产者的 光合作用 和 化能合成作用 。
生物群落内部:以 含碳有机物 的形式进行单向传递。
碳从生物群落进入非生物环境的生理过程: 生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用 。
产生CO 2的非生物途径: 化石燃料燃烧和水圈释放CO 2特别提醒:海洋对于调节大气中的碳含量也起着非常重要的作用。
(2)循环形式在非生物环境和生物群落之间主要以 CO 2 形式进行,在群落内部以 含碳有机物 形式进行。
(3)温室效应①成因: 化学燃料的大量使用 ,向大气中释放大量的CO 2。
植被大面积的破坏 ,大大降低了对大气中CO 2的调节能力。
②缓解措施:植树种草,提高森林覆盖率,增加CO 2的吸收和固定。
开发清洁能源,减少化石燃料燃烧,减少CO 2排放 。
实例2—硫循环和氮循环二、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,称作生物富集。
2.物质种类大气中CO 2 分解者 化石燃料 分 解 作 用 呼吸 作用 呼吸 作用 光合 作用 残枝 败叶 粪便 遗体 燃 烧 消费者 生产者 海洋 溶 解 释 放重金属:如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
人工合成的有机物:如DDT、六六六等。
《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 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的过程。
这些物质在生态系统中不是静止不动的,而是处于不断的流动和转化之中。
物质循环就好比一个巨大的物流系统,各种元素在生物和非生物环境之间不断运输、交换和转变。
例如,植物通过光合作用从空气中吸收二氧化碳,并将其转化为有机物;动物吃了植物后,这些有机物在体内经过代谢和分解,一部分以二氧化碳的形式呼出,另一部分通过排泄等方式回到环境中。
二、生态系统物质循环的类型1、水循环水是生命之源,在生态系统中,水的循环至关重要。
水通过蒸发、蒸腾作用从海洋、湖泊、河流等水体表面进入大气,形成水汽。
随着大气环流,水汽被输送到其他地区,在适当条件下以降水的形式回到地面。
降水一部分渗入地下,形成地下水;另一部分则汇聚成地表径流,最终回到海洋等水体。
水循环不仅维持着地球上的水分平衡,还在热量传递、物质运输等方面发挥着重要作用。
2、气体型循环以气体的形式在大气中进行循环的物质,主要有碳和氮。
碳循环:碳在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环。
植物通过光合作用吸收二氧化碳,将其转化为有机物;而生物的呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧等过程,则会将有机物中的碳以二氧化碳的形式释放回大气中。
氮循环:氮在大气中主要以氮气的形式存在。
固氮微生物可以将氮气转化为氨,被植物吸收利用;动物摄取植物中的含氮有机物,经过代谢转化为含氮废物,这些废物经过分解者的分解,又可以转化为氨,最终通过一系列过程再次形成氮气回到大气中。
3、沉积型循环像磷、硫等元素,主要通过岩石的风化和沉积物的分解等过程缓慢释放到生态系统中,循环速度相对较慢。
磷循环:磷主要存在于岩石和沉积物中。
在风化和侵蚀作用下,磷被释放到土壤和水体中,被植物吸收利用。
动物通过摄食获取磷,死后遗体分解,磷又回到环境中。
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的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 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。
这里所说的物质,是指构成生物体的各种化学元素。
物质循环具有全球性,因此也被称为生物地球化学循环。
在生态系统中,物质是能量的载体,能量是物质循环的动力,二者相辅相成,不可分割。
二、物质循环的类型1、水循环水是生命之源,在生态系统中,水的循环是最为重要的物质循环之一。
水通过蒸发、蒸腾、降水等过程,在大气、陆地和海洋之间不断循环。
蒸发:海洋、湖泊、河流等水体表面的水分受热变成水蒸气,进入大气。
蒸腾:植物通过叶片上的气孔,将体内的水分以水蒸气的形式释放到大气中。
降水:大气中的水蒸气在一定条件下凝结成水滴或冰晶,形成云,当云层中的水滴或冰晶增大到一定程度时,就会降落到地面,形成降水,包括雨、雪、冰雹等形式。
2、碳循环碳是构成生物体的最基本元素之一。
碳在无机环境中主要以二氧化碳和碳酸盐的形式存在,在生物群落中则主要以含碳有机物的形式存在。
碳循环的主要过程包括:光合作用:绿色植物通过光合作用,将大气中的二氧化碳转化为有机物,储存在植物体内。
呼吸作用:生物通过呼吸作用,将有机物分解,释放出二氧化碳,回到大气中。
分解作用:动植物遗体和排出物被微生物分解,产生二氧化碳。
燃烧:化石燃料的燃烧,将储存在地下的碳迅速释放到大气中,导致大气中二氧化碳浓度升高。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸等生物大分子的重要组成元素。
氮在大气中主要以氮气的形式存在,不能被大多数生物直接利用。
氮循环的主要过程包括:固氮作用:某些微生物(如根瘤菌)将大气中的氮气转化为氨,这一过程称为生物固氮。
此外,工业上也可以通过化学方法将氮气转化为氨,称为工业固氮。
硝化作用:氨在有氧条件下,经过硝化细菌的作用,转化为硝酸盐。
反硝化作用:硝酸盐在无氧条件下,经过反硝化细菌的作用,转化为氮气,回到大气中。