文档介绍：第十一章生态系统中的物质循环
§1 物质循环的一般特点
§2 水循环
§3 气体型循环
§4 沉积型循环
§5 有毒有害物质物质
思考题
11/4/2018
物质循环的概念
物质循环的模式
物质循环的特点
生物地球化学循环的类型
第一节物质循环的一般特点
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一物质循环(nutrient cycle)的概念
生态系统内的各种化学元素及其化合物在生态系统内部各组分要素之间及其在地球表层生物圈、水圈、大气圈和岩石圈等各圈层之间,沿着特定的途径从环境到生物体、再从生物体到环境,不断进行着反复循环变化的过程,又称生物地球化学循环(biogeochemical cycle )。
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地球化学循环(地质大循环):指化合物或元素经生物体的吸收利用,从环境进入生物有机体内,然后生物有机体以残体或排泄物的形式将物质或元素返回环境,经过五大自然圈(大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈)循环后再被生物利用的过程。
特点:时间长、范围广,闭合式循环
生物循环(生物小循环):指环境中的元素经生物体吸收,在生态系统中被相继利用,然后经过分解者的作用,再为生产者吸收、利用。
特点:时间短、范围小,开放式循环
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生命与元素
大量元素包括(含量超过生物体干重1%以上的):碳、氧、氢、氮和磷等。(~1%之间的)硫、***、钾、钠、钙、镁、铁和铜等。
微量元素包括(%):铝、硼、溴、铬、钴、***、镓、碘、锰、钼、硒、硅、锶、锡、锑、钒和锌等。
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二物质循环模式
生物地化循环可以用“库”(pools)和“流通”(flux rates)两个概念加以描述。
库:由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学物质所构成的,如在一个湖泊生态系统中,水体中磷的含量可以看成是一个库,浮游植物中的磷含量是第二个库。这些库借助有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系。
流通率:物质在生态系统单位面积(或单位体积)和单位时间的移动量就称为流通率。
P244 图11-2
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周转率(turnover rates):就是出入一个库的流通率(单位/天)除以该库中的营养物质总量:
周转时间(turnover times) :就是库中的营养物质总量除以流通率。
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周转时间表达了移动库中全部营养物质所需要的时间。周转率越大,周转时间就越短。大气圈中二氧化碳的周转时间大约是一年多一些,大气圈中分子氮的周转时间约近100万年,。
生物地化循环在受人类干扰以前,一般是处于一种稳定的平衡状态,这就意味着对主要库的物质输入必须与输出达到平衡。这种平衡是通过全球的物质循环,也就是生物地化循环来实现的。
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影响物质循环速率的最重要因素:
循环元素的性质:循环速率不同由循环元素的化学特性和被生物有机体利用的方式不同所致
生物的生长速率:这一因素影响着生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度
有机物分解的速率:适宜的环境有利于分解者的生存,并使有机体很快分解,迅速将生物体内的物质释放出来,重新进入循环
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