第十一部分生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教學(xué)課件

1、物質(zhì)循環(huán)的基本原理：物質(zhì)循環(huán)的基本原理：1 1 物質(zhì)不滅定律物質(zhì)不滅定律認為：化學(xué)方法可以改認為：化學(xué)方法可以改變物質(zhì)的成分，但不能改變物質(zhì)的量。變物質(zhì)的成分，但不能改變物質(zhì)的量。2 質(zhì)能守恒定律質(zhì)能守恒定律認為：世界不存在沒有認為：世界不存在沒有能量的物質(zhì)質(zhì)量，也不存在沒有質(zhì)量能量的物質(zhì)質(zhì)量，也不存在沒有質(zhì)量的物質(zhì)能量。質(zhì)量和能量作為一個統(tǒng)的物質(zhì)能量。質(zhì)量和能量作為一個統(tǒng)一體，其總量在任何過程中都保持不一體，其總量在任何過程中都保持不變的守恒。變的守恒。1.生物地球化學(xué)循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán) 各種化學(xué)元素在不同層次、不同大各種化學(xué)元素在不同層次、不同大小的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，乃至生物圈里，小的生態(tài)系統(tǒng)

2、內(nèi)，乃至生物圈里，沿著特定的途徑從環(huán)境到生物體，沿著特定的途徑從環(huán)境到生物體，又從生物體再回歸到環(huán)境，不斷地又從生物體再回歸到環(huán)境，不斷地進行著流動和循環(huán)的過程。進行著流動和循環(huán)的過程。一、概念一、概念物質(zhì)或元素經(jīng)生物體的吸收作用，從環(huán)物質(zhì)或元素經(jīng)生物體的吸收作用，從環(huán)境進入生物有機體內(nèi)，境進入生物有機體內(nèi)， 然后生物體以然后生物體以死體、殘體或排泄物形式將物質(zhì)或元死體、殘體或排泄物形式將物質(zhì)或元素返回環(huán)境，進入五大自然圈（大氣素返回環(huán)境，進入五大自然圈（大氣圈，水圈，巖石圈，土壤圈，生物圈）圈，水圈，巖石圈，土壤圈，生物圈）的循環(huán)的過程。這是一種的循環(huán)的過程。這是一種閉合式循環(huán)閉合式循環(huán)。3

3、.3.生物小循環(huán)生物小循環(huán)環(huán)境中元素經(jīng)生物吸收，在生環(huán)境中元素經(jīng)生物吸收，在生態(tài)系統(tǒng)中被相繼利用，態(tài)系統(tǒng)中被相繼利用， 然后經(jīng)過分解者的作用再為生然后經(jīng)過分解者的作用再為生產(chǎn)者吸收、利用。這是一種產(chǎn)者吸收、利用。這是一種開放式循環(huán)開放式循環(huán)。物質(zhì)在循環(huán)過程中被暫時固定、儲存的場所物質(zhì)在循環(huán)過程中被暫時固定、儲存的場所稱為庫。稱為庫。生態(tài)系統(tǒng)中各組分都是物質(zhì)循環(huán)的庫。如生態(tài)系統(tǒng)中各組分都是物質(zhì)循環(huán)的庫。如植植物庫物庫、動物庫動物庫、土壤庫土壤庫等。等。儲存庫儲存庫（reservoir poolreservoir pool）：）： 容積大，物容積大，物質(zhì)交換活動緩慢。質(zhì)交換活動緩慢。 一般為環(huán)境成

4、分。一般為環(huán)境成分。交換庫交換庫（ exchange pool exchange pool ）：）： 容積小，容積小，交換快。交換快。 一般為生物成分一般為生物成分5.物質(zhì)循環(huán)的流物質(zhì)循環(huán)的流物質(zhì)在庫與庫之間的轉(zhuǎn)移運動狀態(tài)物質(zhì)在庫與庫之間的轉(zhuǎn)移運動狀態(tài)稱為稱為流流。6.生物積累（生物積累（bioaccumulation)生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)中生物不斷進行新陳代謝的系統(tǒng)中生物不斷進行新陳代謝的過程中，體內(nèi)來自環(huán)境的元素或過程中，體內(nèi)來自環(huán)境的元素或難分解化合物的濃縮系數(shù)不斷增難分解化合物的濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。加的現(xiàn)象。生態(tài)系統(tǒng)中同一營養(yǎng)級上的許多生物生態(tài)系統(tǒng)中同一營養(yǎng)級上的許多生物種群或者生物個體，

5、從周圍環(huán)境中種群或者生物個體，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。又稱為中的濃度的現(xiàn)象。又稱為生物富集生物富集（biological enrichment)biological enrichment)。在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈上，高營養(yǎng)級在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈上，高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食，某種生物以低營養(yǎng)級生物為食，某種元素或難分解化合物在生物體中元素或難分解化合物在生物體中的濃度，隨著營養(yǎng)級的提高而逐的濃度，隨著營養(yǎng)級的提高而逐漸增大的現(xiàn)象。漸增大的現(xiàn)象。1.氣相型（氣相型（gaseo

6、us type) 2.沉積型沉積型(sedimentary type)3 水循環(huán)水循環(huán)1 特點特點 生物發(fā)揮巨大作用；生物發(fā)揮巨大作用； 水循環(huán)可移山填海，造成地理變化；水循環(huán)可移山填海，造成地理變化； 水循環(huán)可調(diào)節(jié)環(huán)境溫度變化；水循環(huán)可調(diào)節(jié)環(huán)境溫度變化； 水循環(huán)是由太陽能驅(qū)動的；水循環(huán)是由太陽能驅(qū)動的； 水時空分布不均；水時空分布不均； 不同水體周轉(zhuǎn)期不一樣。不同水體周轉(zhuǎn)期不一樣。1713852 過程過程3 意義（1）熱量的傳送（2）物質(zhì)的運輸與再分布第三節(jié) 氣體型循環(huán) 1 1 特點特點（1 1）綠色植物固定）綠色植物固定coco2 2構(gòu)成全球生產(chǎn)基構(gòu)成全球生產(chǎn)基礎(chǔ)；有機體干重的礎(chǔ)；有機體干

7、重的45%45%是碳是碳（2 2）coco2 2是循環(huán)核心；是循環(huán)核心；（3 3）各類生態(tài)系統(tǒng)固定）各類生態(tài)系統(tǒng)固定coco2 2速率不同；速率不同；（4 4）絕大部分碳以碳酸鹽形式儲存在）絕大部分碳以碳酸鹽形式儲存在巖石中；生物可直接利用的是大氣和水巖石中；生物可直接利用的是大氣和水中的中的coco2 2 ；（5 5）大氣、海洋、森林是碳儲存庫。）大氣、海洋、森林是碳儲存庫。一、碳 循 環(huán) 2 過程過程燃燒燃燒大氣大氣coco2 2庫庫光合作用光合作用植物植物死體死體化石燃料化石燃料海洋生海洋生態(tài)系統(tǒng)態(tài)系統(tǒng)碳酸鹽碳酸鹽巖石巖石動物動物呼吸作用呼吸作用細菌細菌地殼地殼變動變動火山火山活動活動3

8、 意義意義（1）滿足光合作用的需要；）滿足光合作用的需要；（2）調(diào)節(jié)氣候）調(diào)節(jié)氣候三、氮三、氮 循循 環(huán)環(huán)反硝化細菌反硝化細菌固氮細菌固氮細菌硝酸鹽硝酸鹽植物體內(nèi)植物體內(nèi)死體及排泄物死體及排泄物氨化作用氨化作用氨氣氨氣亞硝酸鹽細菌亞硝酸鹽細菌亞硝酸鹽亞硝酸鹽硝化細菌硝化細菌火山活動火山活動大氣中的大氣中的氮氣氮氣2 過程過程3 意義意義 維持全球維持全球n平衡平衡1 特點：特點：（1）磷的主要貯存庫是沉積巖；）磷的主要貯存庫是沉積巖；（2）循環(huán)中沒有氣體的參與；）循環(huán)中沒有氣體的參與；（3）該循環(huán)受到重視。）該循環(huán)受到重視。一、磷循環(huán)一、磷循環(huán)食物食物鏈鏈磷酸鹽磷酸鹽化細菌化細菌原生質(zhì)合原生質(zhì)

9、合成成溶解磷酸溶解磷酸鹽鹽侵蝕與開侵蝕與開采采淺海沉積淺海沉積物物沉積巖沉積巖石石水循水循環(huán)環(huán)海鳥和海鳥和魚魚河湖沉河湖沉積積蓄庫蓄庫2 過程過程3意義促進生物圈功能過程的基礎(chǔ)二、硫循環(huán)二、硫循環(huán)1 1 特點：特點： 硫是原生質(zhì)體的重要組分；硫是原生質(zhì)體的重要組分； 硫的主要儲存庫是巖石圈；在大氣中能硫的主要儲存庫是巖石圈；在大氣中能短暫停留和自由移動；短暫停留和自由移動； 硫酸鹽通過生物分解和自然風(fēng)化作用進硫酸鹽通過生物分解和自然風(fēng)化作用進入生態(tài)系統(tǒng)；入生態(tài)系統(tǒng)；火山爆發(fā)、化石燃料燃燒將硫釋放到大火山爆發(fā)、化石燃料燃燒將硫釋放到大氣中；大氣中氣中；大氣中soso2 2是嚴重的環(huán)境污染物；是嚴

10、重的環(huán)境污染物；大氣中的硫大氣中的硫植物直接吸收植物直接吸收 原生質(zhì)原生質(zhì)植物動物植物動物水循環(huán)水循環(huán)硫酸鹽（土壤）硫酸鹽（土壤）硫化物（土壤）硫化物（土壤）無機硫和燃料硫無機硫和燃料硫soso2 2h h2 2s s雨水雨水礦化礦化作用作用過濾去除過濾去除細菌細菌pr合成合成火山噴發(fā)火山噴發(fā)2 2 過程過程三、礦質(zhì)循環(huán)第五節(jié) 有毒有害物質(zhì)循環(huán)重金屬汞在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)；重金屬汞在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)；l大氣大氣土壤土壤植物植物人、畜人、畜; ;l廢水廢水水生植物水生植物水生動物水生動物人、畜；人、畜；l水水土壤土壤植物植物人、畜。人、畜。 水體中的水體中的ddtddt濃度約為濃度約為0.00005ppm0.00005ppm浮游生物浮游生物 0.04 ppm0.04 ppm剛毛藻剛毛藻 0.08 ppm0.08 ppm網(wǎng)茅網(wǎng)茅 0.33 ppm0.33 ppm螺螺 0.26 ppm 0.26 ppm 蛤蛤 0.42 ppm 0.42 ppm 魚魚 1.24 ppm1.24 ppm燕鷗燕鷗 3.42 ppm3