安徽科技学院：《生态学》课程电子教案（PPT课件）生态系统中的物质循环

13生态系统中的物质循环 13.1物质循环的一般特征 13.2全球水循环 13.3碳循环 13.4氮循环 13.5磷循环 小结 主要概念 13.6疏循环 思考题 13.7有毒有害物质循环 结束

13 生态系统中的物质循环 13.1 物质循环的一般特征 13.2 全球水循环 13.3 碳循环 13.4 氮循环 13.5 磷循环 13.6 硫循环 13.7 有毒有害物质循环 小结 主要概念 思考题 结束

13.1物质循环的一般特征 物质循环与能量流动 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的 三大基本功能。 物质循环和能量流动总是相伴而发生。 ·能量流过生态系统只有一次，并且逐渐地以热 的形式耗散；而物质在生态系统中能被反复地 利用。 能量一旦转化为热，它就不能再被有机体用于 作功或作为合成生物量的燃料了。热耗散到大 气中以后就不能再循环。营养物则与太阳辐射 的能量不同，其供应则不是不改变的。 分解者系统在营养物循环中是起主要作用的

13.1 物质循环的一般特征 物质循环与能量流动 ◼ 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的 三大基本功能。 ◼ 物质循环和能量流动总是相伴而发生。 ◼ 能量流过生态系统只有一次，并且逐渐地以热 的形式耗散；而物质在生态系统中能被反复地 利用。 能量一旦转化为热，它就不能再被有机体用于 作功或作为合成生物量的燃料了。热耗散到大 气中以后就不能再循环。营养物则与太阳辐射 的能量不同，其供应则不是不改变的。 ◼ 分解者系统在营养物循环中是起主要作用的

13.1物质循环的一般特征 生物地球化学循环 对生物元素循环研究通常从两个尺度上进行，即全球 循环和局域循环。 ■全球循环，即全球生物地球化学循环(global biogeochemical cycles),代表了各种生态系统局 域事件的总和。 ■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的过程。这一过程包括生 物与非生物二者的参与，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

13.1 物质循环的一般特征 生物地球化学循环 ◼ 对生物元素循环研究通常从两个尺度上进行，即全球 循环和局域循环。 ◼ 全球循环，即全球生物地球化学循环(global biogeochemical cycles) ，代表了各种生态系统局 域事件的总和。 ◼ 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的过程。这一过程包括生 物与非生物二者的参与, 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

Basics of nutrient cycling ORGANIC ORGANIC MATERIALS MATERIALS AVAILABLE UNAVAILABLE AS NUT IENTS AS NUTRIENTS Fossilization Living Coal. organisms. oil, detritus peat 月espiration, decomposition Assimilation excretion photosynthesi Erosion、burning of fossil fuels INORGANIC INORGANIC MATERIALS MATERIALS AVAILABLE AS NUTRIENTS Weathering, UNAVAILABLE erosion AS NUTR佳NTS Atmosphere. -。o1 Minerals water Formation of in rocks sedimentary rock

Basics of nutrient cycling

13.1物质循环的一般特征 生物小循环 ■生物小循环(small biological cycle):环 境中元素经生物吸收，在生态系统中被 相继利用，然后经过分解者的作用再为 生产者吸收、利用

13.1 物质循环的一般特征 生物小循环 ◼ 生物小循环(small biological cycle):环 境中元素经生物吸收，在生态系统中被 相继利用，然后经过分解者的作用再为 生产者吸收、利用

生物小循环 Incorporation into Return of nutrients t⊙tor⊙st floor in torm of doad organic matter Uptake by plant Decomposilion (mineralizationy Mingral 门trionts

生物小循环

(1)物质循环的基本概念 (pool quantity of energy or material in an ecosystem compartment such as plants or soil. 贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素的 库(pool) ■生态系统中各组分都是物质循环的库 ■植物库、动物库、土壤库、水体库等 ■流通率(flow rate)：物质在单位时间、单位面积 (体积)的转移量。 ■ 周转率(velocity):流通率/库中营养物质总量 ■ 周转时间(turnaround cycle):库中营养物质总量/ 流通率

（1）物质循环的基本概念 ◼ 库（pool : quantity of energy or material in an ecosystem compartment such as plants or soil.）： 贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该元素的 库 （pool） ◼ 生态系统中各组分都是物质循环的库 ◼ 植物库、动物库、土壤库、水体库等 ◼ 流通率（flow rate ）：物质在单位时间、单位面积 （体积）的转移量。 ◼ 周转率（velocity）：流通率/库中营养物质总量 ◼ 周转时间（turnaround cycle）：库中营养物质总量/ 流通率

(2)物质在库间的流通 流通量、周转率与周 生产者 转时间是相对于库而 20单位1d 100 4单位1d 言的 单位 ■生产者库 ■流通率：4单位/天 1000 50 体 单位 16位/d 单位 者 ■周转率：4/100=4% ■周转时间：100/4=25天 ■消费者库 5000 20单位/d 单位 4单位1d ■流通率：4单位/天 沉积层 ■周转率：4150=8% 在一个面积为4英亩的池塘生态 ■周转时间：50/4=12.5天 系统中，库与流通率的模式图

（2）物质在库间的流通 ◼ 流通量、周转率与周 转时间是相对于库而 言的 ◼ 生产者库 ◼ 流通率：4单位/天 ◼ 周转率：4/100=4% ◼ 周转时间：100/4=25天 ◼ 消费者库 ◼ 流通率：4单位/天 ◼ 周转率：4/50=8% ◼ 周转时间：50/4=12.5天 100 单位 生产者 5000 单位 沉积层 50 单位 消 费 者 1000 单位 水 体 4单位/d 4单位/d 16单位/d 20单位/d 20单位/d 在一个面积为4英亩的池塘生态 系统中，库与流通率的模式图

(3)影响物质循环速率的因素 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C021年，N100万年 ■生物的生长速率：决定生物对物质吸收 的速率以及物质在食物网中运动的速度

（3）影响物质循环速率的因素 ◼ 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 1年,N 100万年 ◼ 生物的生长速率：决定生物对物质吸收 的速率以及物质在食物网中运动的速度

(3)影响物质循环速率的因素 ■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 ■人类活动的影响： ■开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失， 影响物质循环速率 ■化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中

（3）影响物质循环速率的因素 ◼ 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 ◼ 人类活动的影响： ◼ 开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失， 影响物质循环速率 ◼ 化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中