第十三章 生态系统的物质循环精选文档.ppt

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1、第十三章生态系统的物质循环本讲稿第一页，共十三页一、全球水循环一、全球水循环 地球表面的总水量大约为地球表面的总水量大约为1414亿亿kmkm3 3,其中大约有其中大约有97%97%包含在海包含在海洋库中。洋库中。淡水中：淡水中：两极冰盖两极冰盖29 000 km29 000 km3 3、地下水、地下水8 000 km8 000 km3 3 、湖泊河流湖泊河流100 km100 km3 3、土壤水分土壤水分100 km100 km3 3、大气中水大气中水13 km13 km3 3、生物体生物体中水中水1 km1 km3 3。水分的大循环与小循环：水分的大循环与小循环：本讲稿第二页，共十三页二、

2、气体型循环二、气体型循环1，碳循环，碳循环 整个地球碳的储存数量约为整个地球碳的储存数量约为261026101515吨。其中有吨。其中有90%90%以上以以上以碳酸盐形式禁锢在岩石圈中，而只有碳酸盐形式禁锢在岩石圈中，而只有7500107500109 9吨是以有机态埋吨是以有机态埋藏在地下藏在地下(如煤、石油如煤、石油)。这些成为碳循环中的储存库。只有极少。这些成为碳循环中的储存库。只有极少量碳参与经常性流动和圈层间的交换。其中大气圈中量碳参与经常性流动和圈层间的交换。其中大气圈中(二氧化碳二氧化碳状态状态)约约70010700109 9吨，水圈中吨，水圈中(多为碳酸盐态或二氧化碳状态多为碳酸

3、盐态或二氧化碳状态)约约为为352501035250109 9吨。而构成现有生物量的有机碳仅为吨。而构成现有生物量的有机碳仅为1120101120109 9吨。吨。水圈、大气圈和生物圈扮演着碳循环中活动库的作用。水圈、大气圈和生物圈扮演着碳循环中活动库的作用。碳循环从大气中二氧化碳储库开始，通过绿色植物的光合碳循环从大气中二氧化碳储库开始，通过绿色植物的光合作用，将大气中的碳，转移到植物体中形成碳水化合物，然后作用，将大气中的碳，转移到植物体中形成碳水化合物，然后被各级消费者利用，其生物残体经过微生物分解还原以及生物被各级消费者利用，其生物残体经过微生物分解还原以及生物的呼吸作用，再把碳回归到

4、大气中。的呼吸作用，再把碳回归到大气中。本讲稿第三页，共十三页本讲稿第四页，共十三页本讲稿第五页，共十三页本讲稿第六页，共十三页本讲稿第七页，共十三页三、三、氮循环氮循环 据统计，物理化学据统计，物理化学(电化学和光化学电化学和光化学)的固氮量平均的固氮量平均7.6106吨吨/年，年，生物固氮量为生物固氮量为54106吨年。吨年。20002000年时，化肥的产量达到年时，化肥的产量达到801080106 6吨。吨。生物圈中氮生物圈中氮(10(106 6吨吨)的分布的分布大气 3，800，000陆地有机质 772活有机体 12死有机体 760非有机氮（陆地）140地壳 14，000，000海洋水

5、中20，000海洋有机体901活有机体1死有机体900非有机体氮（海洋）100沉积物4，000，000无机氮总量=1，673有机氮总量=21，820，240本讲稿第八页，共十三页本讲稿第九页，共十三页氮循环是一个复杂的过程，包括有许多种类的微生物参加：氮循环是一个复杂的过程，包括有许多种类的微生物参加：1，固氮作用固氮作用（nitrogen fixation）2，氨化作用氨化作用（ammonification）氨化作用是蛋白质通过水解降解为氨基酸，然后氨基酸中氨化作用是蛋白质通过水解降解为氨基酸，然后氨基酸中的碳（不是氮）被氧化而释放出氨（的碳（不是氮）被氧化而释放出氨（NHNH3 3）的过程

6、。）的过程。3，硝化作用硝化作用（nitrification）：是氨的氧化过程，最终氨转化为硝酸盐。是氨的氧化过程，最终氨转化为硝酸盐。4，反硝化作用反硝化作用 （denitrification）本讲稿第十页，共十三页四、四、磷循环磷循环 磷循环是不完全的循环，有很多磷在海洋沉积起来。磷循环是不完全的循环，有很多磷在海洋沉积起来。全球磷循环的最主要途径是磷从陆地土壤库通过河流运输全球磷循环的最主要途径是磷从陆地土壤库通过河流运输到海洋，达到到海洋，达到21 1021 101212 gP/a gP/a。磷从海洋再返回陆地是十分困。磷从海洋再返回陆地是十分困难的，海洋中的磷大部分以钙盐的形式而沉淀，因此长期地难的，海洋中的磷大部分以钙盐的形式而沉淀，因此长期地离开循环而沉积起来。离开循环而沉积起来。本讲稿第十一页，共十三页五、五、硫循环硫循环 本讲稿第十二页，共十三页六、六、镉循环镉循环 本讲稿第十三页，共十三页