《环境生态学》课程教学资源（PPT完整课件）第十一章 生态系统中的物质循环

11生态系统中的物质循环 ●物质循环的一般特点 ●水循环 ●气体型循环 ●沉积型循环 有毒有害物质循环

11 生态系统中的物质循环 ⚫物质循环的一般特点 ⚫水循环 ⚫气体型循环 ⚫沉积型循环 ⚫有毒有害物质循环

111物质循环的一般特点 ●概念 ●生命与元素 ●物质循环的模式 ●生物地球化学循环的类型

11.1 物质循环的一般特点 ⚫ 概念 ⚫ 生命与元素 ⚫ 物质循环的模式 ⚫ 生物地球化学循环的类型

(1)概念 ◆物质循环( cycle of material) 生态系统从环境中获得营养物质,通过绿色植物吸收,再 经其它生物重复利用,最后归还于环境的过程。 生物地球化学循环( Biogeo- chemical cycle) 物质循环的另一种表述。 ◆能量—流动 ◆物质——循环 ◆能量流动+物质循环=生态系统的统一整体

（1）概念  物质循环（cycle of material） ◼ 生态系统从环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，再 经其它生物重复利用，最后归还于环境的过程。  生物地球化学循环（Biogeo-chemical cycle） ◼ 物质循环的另一种表述。  能量——流动  物质——循环  能量流动+物质循环=生态系统的统一整体

(2)生命与元素 ◆生命所需的元素主要有两类 ■大量元素( macronutrient),大多数生物必需的元素,包括 含量超过生物体重1%以上的元素,如:C、O、H、N、P等 ●含量为生物体干重0.2-1%之间的元素,如:S、Cl、K、Ca Mg、Fe、Cu等 ■微量元素( micronutrient),某些生物必需的元素,包括 ●Al、B、Br、Cr、Co、F、Ga、I、Mn、Mo、Se、Si、Sr、Sn、 Sb、V、Zn等; ◆有机物通过光合作用合成过程的必需元素: ■N、P及微量Zn、Mo等

（2）生命与元素  生命所需的元素主要有两类： ◼ 大量元素（macronutrient），大多数生物必需的元素，包括 ⚫ 含量超过生物体重1%以上的元素，如：C、O、H、N、P等； ⚫ 含量为生物体干重0.2-1%之间的元素，如：S、Cl、K、Ca、 Mg、Fe、Cu等。 ◼ 微量元素（micronutrient），某些生物必需的元素，包括 ⚫ Al、B、Br、Cr、Co、F、Ga、I、Mn、Mo、Se、Si、Sr、Sn、 Sb、V、Zn等；  有机物通过光合作用合成过程的必需元素： ◼ N、P及微量Zn、Mo等

(3)物质循环的模式 ●名词解释 ●池塘生态系统的物质循环模式 ●影响循环速率的重要因素

（3）物质循环的模式 ⚫ 名词解释 ⚫ 池塘生态系统的物质循环模式 ⚫ 影响循环速率的重要因素

a.名词解释 库(pool):存在于生物或非生物体内的某种化合物的多余部分; 流通(fow):库与库之间的转移 流通率:单位时间、单位面积内通过的营养物质(量),通常用 绝对值表示(物质/单位面积·单位时间) ◆周转率( turnover rate):流通率与库中物质总量的比率 周转率 流通率 库中营养物质总量 ◆周转时间( turnover time):周转率的倒数 周转时间=库中营养物质总量 流通率 周转率

a. 名词解释  库（pool）：存在于生物或非生物体内的某种化合物的多余部分；  流通（flow）：库与库之间的转移  流通率：单位时间、单位面积内通过的营养物质（量），通常用 绝对值表示（物质/单位面积· 单位时间）；  周转率（turnover rate）：流通率与库中物质总量的比率  周转时间（turnover time）：周转率的倒数 库中营养物质总量 流通率 周转率 = 流通率 周转率 库中营养物质总量 周转时间 1 = =

b.池塘生态系统的物质循环模式 池塘生态系统中库与库流通的模式见图11-1

b. 池塘生态系统的物质循环模式 池塘生态系统中库与库流通的模式见图11-1

图11-1池塘生态系统中库与库流通的模式图 四个库:沉积层,水体,生 生产者 产者,消费者 100 各个库的流通率: 单位 20单位/d 4单位/d 沉积层-水体:20;水体生 产者:20;生产者-消费者: 4;消费者沉积层:4 周转率 水1000 16单位/d 沉积层:(20/5000=0.004 体单位 单位者 周转时间 沉积层:(1/0004)=250(a) 沉积层中营养物质的更新需 要250年 20单位/d 5000 4单位/d 单位 沉积层

图11-1 池塘生态系统中库与库流通的模式图  四个库：沉积层，水体，生 产者，消费者  各个库的流通率： ◼ 沉积层-水体：20；水体-生 产者：20；生产者-消费者： 4；消费者-沉积层：4  周转率 ◼ 沉积层： (20/5000)=0.004  周转时间 ◼ 沉积层： (1/0.004)=250(a) ◼ 沉积层中营养物质的更新需 要250年

c.影响循环速率的重要因素 循环元素的性质 元素自身的性质以及被生物有机体利用的方式 n生物的生长速率 ●影响生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度; 有机物分解速率 ●分解者及分解环境

c. 影响循环速率的重要因素 ◼ 循环元素的性质 ⚫ 元素自身的性质以及被生物有机体利用的方式 ◼ 生物的生长速率 ⚫ 影响生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度； ◼ 有机物分解速率 ⚫ 分解者及分解环境

(4)生物地球化学循环类型 水循环( water cycle) ■生态系统中所有物质循环的基础和前提,单独列出 气体型循环( gaseous cycle) ■贮存库是大气和海洋 全球性,完善型,高速度 ■主要有氧、二氧化碳、氮等; 沉积型循环( sedimentary cycle) ■贮存库是岩石圈和土壤圈,与水有联系 ■速度慢,性能不完善, ■主要有磷、钙、钾、钠、镁、铁、铜等

（4）生物地球化学循环类型  水循环（water cycle） ◼ 生态系统中所有物质循环的基础和前提，单独列出  气体型循环（gaseous cycle） ◼ 贮存库是大气和海洋 ◼ 全球性，完善型，高速度。 ◼ 主要有氧、二氧化碳、氮等；  沉积型循环（sedimentary cycle） ◼ 贮存库是岩石圈和土壤圈，与水有联系 ◼ 速度慢，性能不完善， ◼ 主要有磷、钙、钾、钠、镁、铁、铜等