第4章生态系统生态学 1物质循环的一般特征 2全球水循环 3碳循环 4氮循环 5磷循环 6硫循环
1 第4章 生态系统生态学 1 物质循环的一般特征 2 全球水循环 3 碳循环 4 氮循环 5 磷循环 6 硫循环
物质循环与能量流动 环境 分解者 生产者 植食者 肉食者 能量流动 物质循环 图5-34生态系统中的能量流与物质流 特征的比较
2 物质循环与能量流动
物质循环的一般特征 ·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 ·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,然后经过分解者的作用再 为生产者吸收、利用
3 物质循环的一般特征 • 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 • 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，然后经过分解者的作用再 为生产者吸收、利用
Basics of nutrient cycling ORGANIC ORGANIC MATERIALS MATERIALS AVAILABLE NAVAI E AS NUTRIENTS AS NUTRIENTS Fossilization Living Coal organisms oil, detritus Respiration decompositi。n Assimilation excretion photosynthesis Erosion, burning of fossil fuels INORGANIC INORGANIC MATERIALS MATERIALS AVAILABLE AS NUTRIENTS Weathering, UNAVAILABLE erosion AS NUTRIENTS Atmosphere, soil, Minerals water Formation of in rocks sedimentary rock
4 Basics of nutrient cycling
生物小循环 Incorporation into plant tissue Return of nutrients to forest floor in torm of dead organic matter Uptake b plant Decomposition (mineralization) Mineral nutrients
5 生物小循环
物质循环的基本概念 库 贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该 元素的库 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:单位时间、单位面积/体积的物质转移量 ·周转率:流通率/库中营养物质总量 ·周转时间:库中营养物质总量/流通率
6 物质循环的基本概念 • 库： –贮存一定数量元素的某种生态系统组分称为该 元素的库 –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：单位时间、单位面积/体积的物质转移量 • 周转率：流通率/库中营养物质总量 • 周转时间：库中营养物质总量/流通率
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 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
7 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
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
8 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
生物地球化学循环的类型 ·气体型循环 贮存库是大气和海洋 有气体形式的分子参与循环过程 循环速度快,例如CO2、N2、O2等 ·沉积型循环 贮存库是岩石、土壤和沉积物 没有气体形式的分子参与循环过程 循环速度慢,时间以千年计算,例如P、Ca、Mg等 ·水循环 水的全球循环过程 生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推动
9 生物地球化学循环的类型 • 气体型循环 –贮存库是大气和海洋 –有气体形式的分子参与循环过程 –循环速度快，例如CO2、N2、O2等 • 沉积型循环 –贮存库是岩石、土壤和沉积物 –没有气体形式的分子参与循环过程 –循环速度慢，时间以千年计算，例如P、Ca、Mg等 • 水循环 –水的全球循环过程 –生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推动
2全球水循环 ·水循环是太阳能推动,在陆地、大气和海洋 间循环 地表总水量:1.4×10%km3,海洋约占97% ·水的循环: 陆地:蒸发(蒸腾)71,000km3,降水 111,000km3,径流40,000km3 海洋:蒸发425,000km3,降水385,000km3
10 2 全球水循环 • 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋 间循环 • 地表总水量：1.4×109km3，海洋约占97% • 水的循环： –陆地：蒸发(蒸腾)71,000km3，降水 111,000km3 ，径流40,000km3 –海洋：蒸发425,000km3，降水385,000km3