第十三章生态系统中的物质循环.pptVIP

六、沉积型循环 （一）磷的循环磷没有任何气体形式或蒸汽形式的化合物，因此是比较典型的沉积型循环物质，这种类型的循环物质实际上都有两种存在相：岩石相和溶盐相。这类物质的循环都是起自岩石的风化，终于水中的沉积。岩石风化后，溶解在水中的盐便随着水流经土壤进入溪、河、湖、海并沉积在海底，其中一些长期留在海里，另一些可形成新的地壳，风化后又再次进入循环圈。动植物从溶盐中或其他生物中获得这些物质，死后又通过分解和腐败过程而使这些物质重新回到水中和土壤中。 磷酸盐岩 溶解的磷酸盐 植物 动物 磷酸盐化细菌 海洋沉积 磷的主要储存库是天然磷矿。由于风化，侵蚀作用和人类的开采活动，磷才被释放出来。一些磷经由植物，植食动物和肉食动物而在生物之间流动，待生物死亡和分解后又使其重返环境。 人类的活动已经改变了磷的循环过程。由于农作物耗尽了土壤中的天然磷，人们便不得不施用磷肥。磷肥主要来自磷矿，鱼粉和鸟粪。由于土壤中含有许多钙、铁和铵离子，大部分用作肥料的磷酸盐都变成了不溶性的盐而被固结在土壤中或池塘、湖泊及海洋的沉积物中。 第十三章 生态系统中的物质循环 一、生命与元素对于大多数生物来说，有大约20多种元素是它们生命活动所不可缺少的。还有大约10种元素通常只需要很少的数量就够了。如大量的氮和磷，还需要少量的锌和钼等。前者被称为大量元素，而后者则称为微量元素。 二、物质循环的特点 物质循环是指环境中的无机物被绿色植物吸收转化成有机物后沿着食物链被多次利用后，又被分解者分解成无机物返回到环境中去。 生态系统中的物质循环又称为生物地化循环。 能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，正是这两个基本过程使生态系统各个营养级之间和各种成分之间组织成为一个完整的功能单位。 能量流动和物质循环的性质不同： 能量流经生态系统最终以热的形式消散，能量流动是单方向的，因此生态系统必须不断地从外界获得能量。 而物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。 但这两个过程又是密切不可分的，因为能量是储存在有机分子键内，当能量通过呼吸过程被释放出来的同时，有机化合物就被分解并以较简单的物质形式重新释放到环境中去。 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。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。 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，而大气圈中水的周转时间只有10.5天。 三、生物地化循环的类型 生物地化循环可分为三大类型，即水循环，气体型循环和沉积型循环。气体型循环：物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相联，具有明显的全球性，循环性能最为完善。凡属于气体型循环的物质，其分子或某些化合物常以气体形式参与循环过程，属于这类的物质有氧，二氧化碳、氮、氯、溴和氟等。 沉积型循环：参与沉积型循环的物质主要是通过岩石的风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个缓慢的、单向的物质移动过程，时间要以数千年计。磷是较典型的沉积型循环物质。 气体型循环和沉积型循环虽然各有特点，但都受到能流的驱动，并都依赖于水的循环。 四、水的全球循环 水的主要循环路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面。 每年地球表面的蒸发量和全球降水量是相等的。 蒸发和降水的动力都是来自太阳，太阳是推动水在全球进行循环的主要动力。陆地的降水量大于蒸发量，而海洋的蒸发量大于降水量，因此，陆地每年都把多余的水通过江河源源不断输送给大海，以弥补海洋每年因蒸发量大于降水量而产生的亏损。生物在全球水循环过程中所起的作用很小，植物在光合作用中要吸收大量的水，但是植物通过呼吸和蒸腾作用又把大量的水送回了大气圈。地球表面及其大气圈的水只有大约5%是处于自由的可循环状态，其中的99%又都是海水。95％是被结合在岩石圈和沉积岩里的水，这部分水是不参与全球水循环的（地球淡水大约只占总水量的3%）。每年降到陆地上的雨雪大约有35%又以地表径流的形式流入了海洋。 a、这些地表径流能够溶解和携带大量的营养物质，因此它常常把各种营养物质从一个生态系统搬运到另一个生态系统。 b、蒸发、