第十一章 生态系统中的物质循环

第十一章 生态系统中的物质循环

(1)物质循环(生物地球化学循环)生态系统从大气、水体和土壤等环境中获 得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态 系统，被其他生物重复利用，最后，再归还

于环境中。 这些循环的路径包括生物与非生物二者, 同 时也包含一些地质与地理作用在內, 因此称 为生物地球化学循环。

(2)生物小循环环境中元素经生物吸收，在生态系统中被相继利 用，然后经过分解者作用为生产者吸收、利用。

第一节 物质循环的一般特点 一、生命与元素 大量元素：生物体内含量超过0.2%以上的元素。

如碳、氧、氢、氮和磷。

微量元素：生物体内含量不超过0.2%,如铝、 硼。

二、物质循环的模式1.库：存在于生态系统某些生物或非生物成分中 一定数量的某种化合物所构成的。如植物库、动

物库、土壤库等。2.流通量：在单位时间或单位体积的转移量。

3.周转率( turn over rate):=流通率/ 库中营养物质总量 4.周转时间( turn over time):=库中营养物质 总量/流通率，即移动库中全部营养物质所需要的 时间。

5. 影响物质循环速率的因素 (1)元素的性质：有的元素循环的速率快， 而有的则比较慢，这是元素化学特性和被生 物有机体利用的方式不同所决定的。 如CO2周转时间为1年左右，而大气圈中氮

周转时间为100万年。

(2)生物的生长速率 它决定生物对该物质吸收的速率以及该物质在食 物网中运动的速度。

(3)有机物质腐烂的速率 适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很 快分解，供生物重新利用。

(4)人类活动的影响 如开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失， 从而影响物质循环的速率。另，化石燃烧把硫和

二氧化硫释放大气中。

三、生物地球化学循环的类型1.气体型循环(gaseous type):

其贮存库是大气和海洋。气相循环把大气和海 洋相联系，具有明显的全球性，循环性能最为 完善。元素或化合物可以转化为气体形式参与 循环过程。气体循环速度比较快，例如CO2、N2、O2等。 物质来源充沛，不会枯竭。

2.沉积型(sedimentary type):这类循环速度比较慢，参与沉积循环的物质，其

分子或化合物主要通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积

物转化为岩石圈成分则是相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程，时间要以千年计算。主要储

库在土壤、沉积物和岩石，而无气体状态。因此沉积循环的全球性不如气体型循环，循环性能也 很不完善。

3.水循环： 生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成

的，因此，没有水的循环，也就没有

生态系统的功能，生命也将难以维持。

第二节 水循环 一、全球水循环 二、生态系统中的水循环

一、全球水循环

水循环是太阳能推动

Water vapor in atmosphere

Evaporation Evaporation from land & from ocean transpiration from plants Precipitation over land

Precipitation over ocean

The Hydrologic CycleReservoirs

Processes/ LocationsWater in ocean Surface(reservoir) runoff Groundwater seepage

二、生态系统中的水循环蒸腾

降雨

截留穿透雨地表蒸发

地表 径流

渗透地下径流

第三节 气体型循环 一、碳循环 碳是一切生物体中最基本的成分。 库在大气和海洋。

The Carbon CycleCO2 in atmosphere (reservoir) Burning of CO2 dissolved Fire fossil fuels Respitation in ocean (reservoir)Reservoirs Processes/ Locations Trophic Levels/ Organisms

Consumers

Producers

Wastes, SoilDead bodies bacteria & detritus feeders