氮素的生物地球化学循环

农业生态系统中的氮素营养循环及调节营养循环和物质循环是任何一个生态系统的两个基本过程，对它们的研究具有重要的作用。

对农业生态系统中的营养循环的研究，不仅可以使我们了解各种矿质营养的流动过程，对指导我们在农业实践生产过程中的化肥合理施用具有非常重要作用；同时又可以在保持原有产量下，减少资源成本投入、保护环境等等重要意义。

动植物及人类生长发育所必需的营养元素称为营养元素[1]，营养循环即为营养元素的循环，包括了大量元素的循环、微量元素的循环和痕量元素的循环。

农业生态系统中的循环则是这些元素在人工农业系统如：农田、牧场、草地等和自然系统中的土壤、水、植物等等之间的循环。

可见农业系统中的养分循环是联系土壤、作物、人、畜禽的纽带，是维持农业系统时空上的联系的重要手段，使农业系统具有稳定性和自调力的基础[2]。

氮、磷、钾是肥料的三要素，是农业生产过程中作物极易缺乏的三种营养元素，也是化肥施用量最多的元素；故一直以来，对它们在农业系统中的循环研究也是最多。

本文就农业生态系统中的氮营养元素的循环及其调控方法为主作了综述。

1.氮素的循环氮素是植物的必须营养元素，也是作物产量最重要的养分限制因子。

农业生态系统中的氮素循环是指，氮素通过不同途径进入农业生态系统，再经过许多相互联系的转化和移动过程后，又不同程度地离开这一系统，这一循环是开放性的，它与大气和水体等外界环境进行着复杂的交换[3]。

2.氮素在农业生态系统的输入2.1化肥（有机肥和无机肥）氮素的输入施肥方式输入氮素营养是农业生态系统中氮素输入的最主要的方式之一；它对增加农田中氮素营养的总量的效果也是最为明显。

故农业生产遇到氮素不足时，常以施肥方式来解决。

可见，施肥还是调节农业生态系统中氮素平衡的一个重要方式，也是人为进行调控方式之一。

1998 年我国化肥平均施用量氮肥中的N已超过225 kg/hm2；而北欧等国家施用要相对低一些，挪威东南农田氮肥施用量为N 110 kg/hm2[4]。

广东省河源市成考专升本2022-2023学年生态学基础模拟试卷及答案学校:________ 班级:________ 姓名:________ 考号:________一、单选题(30题)1.某种群中幼体比例减少，老年个体比例增大，出生率低于死亡率。

这个种群的结构类型是（）。

A.增长型B.稳定型C.下降型D.不规则型2. 在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的相关生理作用是( )。

①光合作用②呼吸作用③蒸腾作用④化能合成作用A.①②B.①②④C.②③④D.②③3. 以空贝壳为家的寄居蟹和作为其伪装的海葵之间的关系是( )A.互利共生B.寄生C.偏利共生D.竞争4. 当今人类和野生动物之间的关系是( )A.共生B.竞争C.捕食D.种内斗争5. 陆地群落的外貌，主要是通过植物特别是高等优势种植物的( )表现出来的。

A.生长型B.生活型C.生态型D.生态适应性6. 新疆的葡萄、瓜等比较甜，其主要原因是( )A.干旱缺水B.光周期现象C.温周期现象D.化肥用量低7. 蜘蛛、蜗牛、青蛙等一般生活在森林的______中。

（）A.乔木层B.灌木层C.草本层D.地被层8. 下列物质中，______的生物地球化学循环属于典型的沉积型循环。

（）A.氮B.水C.二氧化碳D.磷9. 植物利用太阳能的效率一般只有千分之几,甚至万分之几,农作物平均也不过是( )A.5%~10%B.1%~2%C.10%~20%D.0.1%~0.2%10. 世界极干旱且高温地区，往往被( )所占据。

A.高大植物B.抗旱植物C.抗湿植物D.喜热植物11. 人工栽种西瓜、果树等，常呈( )A.随机分布B.均匀分布C.集群分布D.三者都不是12.阴性植物的特点是（）A．光补偿点较高，生长在全光照条件下B、光补偿点较高，生长在阴湿条件下C、光补偿点较低，生长在全光照条件下D、光补偿点较低，生长在阴湿条件下13.在典型的旱生演替中，蕨类开始生长时处于（）。

A.地衣群落阶段B.苔藓群落阶段C.草本群落阶段D.木本群落阶段14. 通常生活在寒冷地带的哺乳动物，其四肢、尾巴和耳朵明显缩短，这种现象称为规律。

土壤反硝化作用研究进展作者：吕海霞杨丹丹牛犇来源：《河南农业·综合版》2020年第10期土壤反硝化作用是氮素生物地球化学循环的重要环节，是实现完整氮素循环不可缺少的组成部分。

一、国内外研究进展（一）影响因素19世纪五六十年代以来，国际上对土壤反硝化作用进行了大量的研究，特别是在其发生条件、研究方法及产物组成上有很大的进展。

一般认为pH值和有机碳含量是影响土壤反硝化作用的重要因素。

（二）发生要求反硝化过程通常用于描述氮氧化物（NO3-或NO2-）还原转化成氮气体（N2O和N2）的过程。

反硝化作用发生的总要求是：反硝化微生物并且具有代谢能力;合适的电子供体;嫌气条件或O2的有效性受到限制;N的氧化物，如 NO3-、NO2-、NO或N2O作为末端电子受体;适当的温度。

只有在上述条件同时满足的情况下，反硝化作用才能显著。

（三）研究方法土壤反硝化作用的研究方法种类很多，根据是在室内或是室外测定的不同，一般可分为田间原位测定方法和实验室培养测定方法两类。

根据测定的是产物还是反硝化底物的不同，可分为直接气体产物测定法、间接平衡差减法和底物消失速率测定法。

另外，根据测定中所用试剂的不同，又可将其分为15N同位素方法和乙炔抑制法。

（四）产生的效应反硝化的气态产物为NO， N2O和N2 。

反硝化作用对环境所产生的效应取决于其所产生的终产物及不同产物之间的比例。

众所周知，N2O是重要的温室气体之一，参与大气的光化学反应，而且很容易破坏臭氧层。

在百年时间尺度上N2O的全球增温潜势是CO2的296倍，其在大气中的寿命为120年。

自1988年以来，N2O以每年0.8 ug/L的速率增长，2004年浓度达318.6 ug/L ，比工业革命前（270 ug/L）增长了18%。

全球N2O年排放量是16.4Tg，其中土壤是N2O重要的排放源，约占年总排放量的62.2% ，施肥农业土壤上排放的N2O-N约为2.8 Tg。

产物NO虽然不是温室气体，但其是大气中的活性物质，在对流层中很容易被氧化成NO2。

简答1 什么是环境问题？它是如何产生？又是如何发展的？2. 在第一次和第二次高潮阶段，环境问题的表现特征有哪些区别？3. 简述传统生态学和现代生态学研究范畴的区别？4. 简要回答生态学和环境学研究的不同点？5. 简述氮素的生物地球化学循环过程。

6. 用生态学原理解释“为什么猪肉价格要比小白菜贵”？7. 简述生态平衡概念及其特点8. 影响大气污染的气象因素是什么？9. 大气污染综合防治包括哪些内容？10. 简述大气对太阳辐射的削弱过程及其特点？11. 大气污染物进入人体的途径有哪些？12. 简述光化学烟雾现象的形成条件及其对人体的危害？13. 简述我国水资源状况及其特点？14. 我国地表水的分类及每一类水的适用范围？15. 简述水体污染的分类？16. 简要回答水体污染控制的基本途径？17. 循环利用城市废水的意义及其利用途径？18. 介绍不同质地土壤(砂土、壤土和粘土)养(水)分保持特点及其利用方向？19. 介绍土壤污染的自然净化过程？20. 简述土壤退化特征及其成因21. 农药在土壤中迁移转化途径主要有哪些？22. 介绍按照土壤污染源和污染途径划分，土壤污染的分类及每一类污染特点？23. 简述工矿业固体废物的综合利用技术？24. 简述工矿业固体废物的处理技术？25. 简述放射性污染的特点和来源？26. 简述水体热污染和大气热污染的防治与控制途径？27. 简述环境监测的质量控制？28. 简述可持续发展的主要内容、内涵及基本原则？29. 简述环境影响评价程序及类型？30. 分析臭氧层破坏的原因以及防治对策？论述题1．论述生态学在环境保护中的应用？2. 土壤退化类型、退化特征及其防治措施(方向性)3 大气中二氧化硫及氮氧化物组成及其防治措施(方向性)4 全球变化的影响(方向性)5 酸雨危害及其防治6 重金属在土壤中的迁移转化影响因素及重金属污染土壤的治理(方向性)7针对水危机的产生及引发的纠纷，你认为如何在工农业及家庭生活中节约用水，提高水资源利用率？8我国(南方和北方)缺水性质及可能有效的应对措施(方向性)9论述水体富营养化的成因、危害及其防治？10三峡工程是我国的一项大型水利工程，三峡工程的建成有利有弊，试分析三峡工程对长江沿线自然生态环境及人文环境的影响？11论述人为活动造成生态破坏的具体表现？12结合实例说明危险废物的处置与城市垃圾有什么异同之处？13论述土地资源保护的重要性？14论述汽车尾气产生的环境危害及如何防治汽车尾气污染？15水污染防治的目标和任务是什么？联系××省实际情况分析如何防治水污染？16怎样进行区域土壤环境规划？名词解释化学需氧量水体污染气浮土壤圈土壤元素环境背景值土壤环境容量土壤污染土壤净化土壤重金属污染土壤生态平衡土壤退化土地沙漠化土壤侵蚀土壤盐碱化土壤潜育化环境质量评价环境管理负载有额律环境监测城市热岛效应全球气候变化地下漏斗赤潮自然环境社会环境环境质量环境污染生态系统生态平衡林德曼能量传输1/10定律生态阈值生物监测生态安全可持续发展土地资源生物多样性矿产资源大气污染面源污染温室气体逆温干绝热递减率湿法脱硫水的社会循环水质生物需氧量能量金字塔环境污染物水体自净作用。

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］。

湖泊氮素生物地球化学循环及微生物的作用
湖泊氮素生物地球化学循环是指湖泊中氮素元素的循环过程，包括氮素的输入、输出和转化过程。

微生物在湖泊氮素生物地球化学循环中发挥着重要的作用。

微生物主要通过氮素的转化过程参与湖泊的氮素循环。

具体来说，微生物在湖泊中扮演了以下几个角色：
1. 固氮微生物：某些细菌和蓝藻能够利用大气中的氮气通过固氮作用将其转化为氨。

这些固氮微生物生活在湖泊水体中，通过固定氮气为湖泊提供可利用的氮源。

2. 氨氧化微生物：氨氧化细菌能够将氨氧化为硝酸盐，这是湖泊中氮素转化的关键步骤。

氨是一种常见的氮源，氨氧化微生物将其转化为硝酸盐，为其他微生物提供可利用的氮源。

3. 反硝化微生物：反硝化细菌能够利用硝酸盐作为电子受体，将其还原成气体态氮气释放到大气中。

这个过程将湖泊中的硝酸盐还原为氮气，从而完成了湖泊中氮素的排除。

4. 腐解微生物：湖泊中存在大量有机物，包括植物残体、藻类和动物死亡物质等。

这些有机物中含有大量的氮素，腐解微生物通过降解有机物释放出氮素，进而参与湖泊的氮素循环。

综上所述，微生物在湖泊氮素生物地球化学循环中通过固氮作用、氨氧化、反硝化和有机物腐解等过程参与氮素的转化和循环，对湖泊生态系统的氮元素的平衡和稳定起到重要的调节作用。

氮循环过程中的生物地球化学过程一、介绍生物体内的氮素是其组成蛋白质和核酸的重要元素。

氮元素在地球上处于一个类似于氮气（N2）和氨（NH3）这样的不同状态之间的循环过程中。

由于复杂的互作用和氮素在环境中的生物地球化学过程，氮素的过渡状态变得越来越庞大，难以预测和管理。

二、氮的循环方式被植物吸收的二氧化碳（CO2）和水（H2O）结合在一起形成葡萄糖和其他的有机分子。

植物和动物体内的蛋白质和核酸中所含的氮素来源于土壤和水中的无机形式（例如硝酸盐和铵离子）。

可以通过以下步骤将氮素从一个形式转换到另一个形式：1.氮固定：在大气中，十分稳定的两个氮原子（N2）通过闪电或传统的人工方法被转换成氮化合物（如硝酸盐和铵离子）。

2.硝化：细菌将氨转化为硝酸盐或者氧化氮氧化物（NOx）。

3.反硝化：当器官胞或其他物质不被分解后，它们通常会被排放到土壤或者泥浆中。

然后反硝化细菌将硝酸盐和铵离子还原为N2。

三、细菌的作用在氮固定、硝化和反硝化过程中，许多细菌起着关键作用。

细菌可以利用它们的酶或者线粒体异黄酮的原型淀粉糖来从化石燃料中提取氮元素。

这些细菌在环境中的循环过程中进行一系列的代谢和化学反应。

例如，在反硝化过程中，细菌将硝酸盐和铵离子还原成氮气（N2）。

这种反应有时也会被称作脱氮作用。

同样的，硝化作用会将氨或氧化氮氧化物转化为硝酸盐或亚硝酸盐。

此外，一些细菌甚至可以利用土壤中含有的多价金属离子，以生成一种被称为养子的无机盐化合物，这种无机盐可以提供羟基或者其他化学基团，来帮助细菌存活并进行化学反应。

四、氮素的生物地球化学循环大气氮解离过程和化学工业在全球的人类干扰下，导致了土地和水源中硝酸盐以及其他氮化合物的富集。

在地球的氮循环过程中，细菌、植物和动物扮演着不可或缺的角色。

通过把植物分解产生的氨从一种化学形式转换为另一种形式，细菌将氮素变为了有效的生物可利用的形式。

这使得生物可以利用氮元素来合成蛋白质和核酸。

在太古时代和地质历史中，并非所有生物体都利用氮的生物循环过程。

海洋中氮的生物地球化学循环
海洋中氮的生物地球化学循环是指在海洋中，氮元素在生物体内和海水中不断转化的过程。

氮元素是生命体中必不可少的元素之一，而海洋是全球最大的氮库之一。

在海洋中，氮元素主要以无机形式存在，包括氨、硝酸盐和亚硝酸盐等。

海洋中氮的生物地球化学循环包括了氮的固氮、硝化、反硝化、氮素的生物利用和氮素的沉降等多个环节。

其中，固氮是指将空气中的氮气转化为氨或亚硝酸盐，由一些细菌和蓝藻完成；硝化是指将氨转化为硝酸盐，由硝化细菌完成；反硝化则是将硝酸盐还原为氮气，由反硝化细菌完成。

氮素的生物利用是指海洋生物体内的吸收和利用，包括浮游植物、浮游动物、底栖动物等。

氮素的沉降则是指氮元素从海洋中下沉到海底沉积物中的过程，包括颗粒有机物的沉降、死亡生物体的沉降和沉积物中的化学沉淀等多种方式。

海洋中氮的生物地球化学循环对海洋生态系统和全球氮循环具
有重要影响。

其中，硝酸盐是海洋中氮的主要形式，对调节海洋生态系统的生产力、生态位和物种结构等起着重要作用。

同时，海洋中氮的生物地球化学循环还对全球氮循环起着重要的调节作用，对全球气候和环境变化具有重要影响。

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