第5章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)

1、1 第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn) 二、生態(tài)系統(tǒng)中的分解二、生態(tài)系統(tǒng)中的分解 三、生態(tài)系統(tǒng)的能流過程三、生態(tài)系統(tǒng)的能流過程 2 一、 生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn) 生物生產(chǎn)的基本概念生物生產(chǎn)的基本概念 生物生產(chǎn) 生物量與生產(chǎn)量生物量與生產(chǎn)量 初級(jí)生產(chǎn) 總初級(jí)生產(chǎn)與凈初級(jí)生產(chǎn) 影響初級(jí)生產(chǎn)的因素 次級(jí)生產(chǎn) 次級(jí)生產(chǎn)的過程 次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率 3 （一）、生物生產(chǎn)的基本概念（一）、生物生產(chǎn)的基本概念 1.生物生產(chǎn)：生物生產(chǎn)：是生態(tài)系統(tǒng)重要功能之一。生態(tài)系統(tǒng)不斷運(yùn)轉(zhuǎn)， 生物有機(jī)體在能量代謝過程中，將能量、物質(zhì)重新組合，形成 新的產(chǎn)品的過程，稱生

2、態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)。 2.初級(jí)生產(chǎn)：生態(tài)系統(tǒng)中綠色植物通過光合作用，吸收和固定初級(jí)生產(chǎn)：生態(tài)系統(tǒng)中綠色植物通過光合作用，吸收和固定 太陽能，從無機(jī)物合成、轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機(jī)物。太陽能，從無機(jī)物合成、轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機(jī)物。由于這種生產(chǎn) 過程是生態(tài)系統(tǒng)能量貯存的基礎(chǔ)階段，因此，綠色植物的這種綠色植物的這種 生產(chǎn)過程稱為生產(chǎn)過程稱為初級(jí)生產(chǎn)（初級(jí)生產(chǎn)（primary production），或第一性生），或第一性生 產(chǎn)。產(chǎn)。 3.次級(jí)生產(chǎn)：初級(jí)生產(chǎn)以外的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)，即消費(fèi)者利用初級(jí)消費(fèi)者利用初級(jí) 生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行新陳代謝，經(jīng)過同化作用形成異養(yǎng)生物自身的生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行新陳代謝，經(jīng)過同化作用形成異養(yǎng)生物自身的

3、 物質(zhì)，稱為物質(zhì)，稱為次級(jí)生產(chǎn)（次級(jí)生產(chǎn)（secondary production），或第二性生），或第二性生 產(chǎn)。產(chǎn)。 4 4. 生物量和生產(chǎn)量生物量和生產(chǎn)量 生物量（生物量（biomass）:某一特定觀察時(shí)刻，某一空間范圍內(nèi)，現(xiàn)有某一特定觀察時(shí)刻，某一空間范圍內(nèi)，現(xiàn)有 有機(jī)體的量有機(jī)體的量.它可以用單位面積或體積的個(gè)體數(shù)量、重量（狹義的 生物量）或含能量來表示，因此它是一種現(xiàn)存量(standing crop)。 現(xiàn)存的生物量以B表示?，F(xiàn)存生物量通常用平均每平方米生物體的 干重干重(gm-2)或平均每平方米生物體的熱值來表示(J m-2 )。 生產(chǎn)量(production):一定時(shí)期內(nèi)有機(jī)物

4、質(zhì)增加的總重量。一定時(shí)期內(nèi)有機(jī)物質(zhì)增加的總重量。某個(gè)種群 或生態(tài)系統(tǒng)所新生產(chǎn)出的有機(jī)體的數(shù)量、重量或能量，它是時(shí)間上 積累的概念。 生產(chǎn)力(productivity)：是指單位時(shí)間單位面積上的有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)是指單位時(shí)間單位面積上的有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn) 量。量。 gm-2.a-1 即含有速率的概念。有的文獻(xiàn)資料中，生產(chǎn)量、 生產(chǎn)力和生產(chǎn)率視為同義語，有的則分別給予明確的定義。 生物量和生產(chǎn)量是不同的概念生物量和生產(chǎn)量是不同的概念。前者到某一特定時(shí)刻為止，生態(tài)系 統(tǒng)所積累下來的生產(chǎn)量，而后者是某一段時(shí)間內(nèi)（單位時(shí)間）（單位時(shí)間）生態(tài) 系統(tǒng)中生產(chǎn)的生物量。 5 （二）、初級(jí)生產(chǎn)（二）、初級(jí)生產(chǎn) 初級(jí)生產(chǎn)過程可

5、用下列方程式概述： 光能 6CO26H2O C6H12O6 6O2 葉綠素 總初級(jí)生產(chǎn)總初級(jí)生產(chǎn)(gross primary production,GP)與凈初級(jí)生產(chǎn)(net primary production,NP)： 植物在單位面積、單位時(shí)間內(nèi)，通過光合作用植物在單位面積、單位時(shí)間內(nèi)，通過光合作用固定太陽能的量固定太陽能的量稱稱 為總初級(jí)生產(chǎn)為總初級(jí)生產(chǎn)(量量)，常用的單位：，常用的單位：J m -2 a-1 或或 gDW m - 2 a-1； ； 植物總初級(jí)生產(chǎn)（量）減去植物總初級(jí)生產(chǎn)（量）減去呼吸作用消耗掉的（呼吸作用消耗掉的（R），余下的有機(jī)，余下的有機(jī) 物質(zhì)即為凈初級(jí)生產(chǎn)（量）。

6、物質(zhì)即為凈初級(jí)生產(chǎn)（量）。二者之間的關(guān)系可表示如下： GPNP+R ； NPGPR 1.總初級(jí)生產(chǎn)與凈初級(jí)生產(chǎn)總初級(jí)生產(chǎn)與凈初級(jí)生產(chǎn) 6 2.影響初級(jí)生產(chǎn)的因素影響初級(jí)生產(chǎn)的因素 NP R CO2 光光 H2O 營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng) 取食取食 O2溫度溫度 陸地生態(tài)系統(tǒng)中，初級(jí)生產(chǎn)量是由光、二氧化碳、水、營(yíng)養(yǎng)陸地生態(tài)系統(tǒng)中，初級(jí)生產(chǎn)量是由光、二氧化碳、水、營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)物質(zhì)(物質(zhì)因素物質(zhì)因素) 、氧和溫度、氧和溫度(環(huán)境調(diào)節(jié)因素環(huán)境調(diào)節(jié)因素)六個(gè)因素決定的。六個(gè)因素決定的。 污染物污染物 光合作用光合作用 生物量生物量 GP 7 2.影響初級(jí)生產(chǎn)的因素影響初級(jí)生產(chǎn)的因素 植物群落呼吸損失掉的能量變化幅度在15

7、 90以上。 初級(jí)生產(chǎn)的損失量從極地到熱帶如何變化？初級(jí)生產(chǎn)的損失量從極地到熱帶如何變化？ 損失量從極地到熱帶逐次提高損失量從極地到熱帶逐次提高。原因：溫度增高，尤。原因：溫度增高，尤 其是夜晚溫度高。從而影響植物產(chǎn)量。其是夜晚溫度高。從而影響植物產(chǎn)量。 8 3.初級(jí)生產(chǎn)力的變化初級(jí)生產(chǎn)力的變化 奧德姆根據(jù)初級(jí)生產(chǎn)力將生態(tài)系統(tǒng)劃分為奧德姆根據(jù)初級(jí)生產(chǎn)力將生態(tài)系統(tǒng)劃分為4級(jí)：級(jí)： 最低：荒漠和深海。最低：荒漠和深海。 較低：山地森林、熱帶稀樹草原、某些臨時(shí)農(nóng)耕地、較低：山地森林、熱帶稀樹草原、某些臨時(shí)農(nóng)耕地、 半干旱草原、深湖和大陸架。半干旱草原、深湖和大陸架。 較高：熱帶雨林，長(zhǎng)久性農(nóng)耕地和淺

8、湖。較高：熱帶雨林，長(zhǎng)久性農(nóng)耕地和淺湖。 最高：少數(shù)特殊的生態(tài)系統(tǒng)（農(nóng)業(yè)高產(chǎn)田、最高：少數(shù)特殊的生態(tài)系統(tǒng)（農(nóng)業(yè)高產(chǎn)田、 河漫灘、河漫灘、 三角洲、珊瑚礁、紅樹林）。三角洲、珊瑚礁、紅樹林）。 9 海洋中，由河口灣到大陸架到大洋區(qū)，單位面積凈初級(jí)生產(chǎn)量和海洋中，由河口灣到大陸架到大洋區(qū)，單位面積凈初級(jí)生產(chǎn)量和 生物量有趨于降低的趨勢(shì)。生物量有趨于降低的趨勢(shì)。 陸地上，由熱帶雨林向溫帶常綠闊葉林、落葉林、北方針葉林、陸地上，由熱帶雨林向溫帶常綠闊葉林、落葉林、北方針葉林、 稀樹草原、溫帶草原、荒漠依次減少。稀樹草原、溫帶草原、荒漠依次減少。 10 （三）、次級(jí)生產(chǎn) 凈初級(jí)生產(chǎn)量是生產(chǎn)者以上個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)

9、所需能 量的唯一來源。 11 1.次級(jí)生產(chǎn)的基本過程 次級(jí)生產(chǎn)過程模型次級(jí)生產(chǎn)過程模型 食物食物 資源資源未采食未采食拒食拒食未食未食糞便糞便 (Fu) 呼吸呼吸 (R) 分解分解 被采食被采食 可利用可利用 食用食用 (I) 同化同化(A) 動(dòng)物產(chǎn)品動(dòng)物產(chǎn)品 產(chǎn)生能量產(chǎn)生能量 (P) 潛潛 在在 能能 量量 保持能量保持能量 損損 失失 能能 量量 I=A+Fu A=P+R I=P+Fu+R P=C-Fu-R 12 2.次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率 （1）、消費(fèi)效率）、消費(fèi)效率 消費(fèi)效率=n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)能量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量 草原草原生態(tài)系統(tǒng)中的植食動(dòng)物通常生態(tài)系統(tǒng)中的植食動(dòng)物通常比森林比森林生

10、態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 中的植食動(dòng)物能利用中的植食動(dòng)物能利用較多的初級(jí)生產(chǎn)量較多的初級(jí)生產(chǎn)量。在水生。在水生 生態(tài)系統(tǒng)中，食植物的浮游動(dòng)物甚至可以利用更生態(tài)系統(tǒng)中，食植物的浮游動(dòng)物甚至可以利用更 高比例的凈初級(jí)生產(chǎn)量。高比例的凈初級(jí)生產(chǎn)量。 1975年，Whittaker對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)中凈初級(jí)生 產(chǎn)量被動(dòng)物利用的情況提供了一些平均數(shù)據(jù)，熱 帶雨林大約有7的凈初級(jí)生產(chǎn)量被動(dòng)物利用，溫 帶闊葉林為5，草原為10，開闊大洋40和 海水上涌帶35?？梢?，在森林生態(tài)系統(tǒng)中，凈 生產(chǎn)量的絕大多數(shù)都通向了碎屑食物鏈。 13 2.次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率 （2）、同化效率）、同化效率 同化效率同化效率=被植物固定的能量被植

11、物固定的能量/植物吸收的日光能植物吸收的日光能 或或 =被動(dòng)物消化吸收的能量被動(dòng)物消化吸收的能量/動(dòng)物攝食的能量動(dòng)物攝食的能量 肉食動(dòng)物的同化效率要高于植食動(dòng)物肉食動(dòng)物的同化效率要高于植食動(dòng)物 14 2.次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率 （3）、生產(chǎn)效率 生產(chǎn)效率=n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量 大型動(dòng)物的生長(zhǎng)效率要低于小型動(dòng)物，老年動(dòng) 物的生長(zhǎng)效率要低于幼年動(dòng)物。隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的 增加，呼吸消耗所占的比例也相應(yīng)增加，因而 導(dǎo)致在肉食動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)量的相應(yīng)下降 。 15 素食者比肉食者節(jié)約能源 2.次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率 林德曼效率（Lindemans efficiency）是指 n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量

12、占n營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量 之比。 16 二、 生態(tài)系統(tǒng)中的分解 （一）、分解的性質(zhì)（一）、分解的性質(zhì) 死有機(jī)物逐步降解的過程。死有機(jī)物逐步降解的過程。 無機(jī)元素從有機(jī)物釋放出來，稱為礦化。無機(jī)元素從有機(jī)物釋放出來，稱為礦化。 包括碎裂包括碎裂（物理生物）（物理生物）、異化、異化（酶）（酶）和淋溶和淋溶（物理）（物理） 三個(gè)過程交叉進(jìn)行，相互影響。三個(gè)過程交叉進(jìn)行，相互影響。 17 （二）、影響分解的因素 分解過程的特點(diǎn)和速率，取決于資源的質(zhì) 量、生物的種類和理化環(huán)境條件三方面。 18 1.分解的資源質(zhì)量分解的資源質(zhì)量 單糖分解快，半纖維素，纖維素和木質(zhì)素難于分解。 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度C/N=25-30/

13、1 19 2.分解者生物的種類 (1)細(xì)菌和真菌 （2）動(dòng)物：土壤原生動(dòng)物、線蟲、輪蟲 20 3.分解時(shí)的理化環(huán)境條件 21 （三）生態(tài)系統(tǒng)中分解的意義 資源分解的意義： 理論意義： v通過死亡物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)，給生產(chǎn)者提供通過死亡物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)，給生產(chǎn)者提供 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)； v維持大氣中二氧化碳的濃度；維持大氣中二氧化碳的濃度； v改善土壤物理性狀，改造地球表面物理狀態(tài)，穩(wěn)定和提高改善土壤物理性狀，改造地球表面物理狀態(tài)，穩(wěn)定和提高 土壤有機(jī)質(zhì)含量；土壤有機(jī)質(zhì)含量； 實(shí)踐意義： v糞便處理 v污水處理 22 澳大利亞引進(jìn)異地金龜處理牛糞澳大利亞引進(jìn)異地金龜處理牛

14、糞 澳洲大陸距今澳洲大陸距今14000萬（萬（1.4億）年前就與其他陸地隔離，生物億）年前就與其他陸地隔離，生物 區(qū)系獨(dú)特，當(dāng)?shù)胤敝车淖畲螳F類是有袋類的大袋鼠。移民于區(qū)系獨(dú)特，當(dāng)?shù)胤敝车淖畲螳F類是有袋類的大袋鼠。移民于 1788年運(yùn)去了第一批年運(yùn)去了第一批5頭奶牛和頭奶牛和2頭公牛，到頭公牛，到19世紀(jì)未牛的數(shù)世紀(jì)未牛的數(shù) 量超過量超過4500萬頭。如以每頭牛一晝夜排便萬頭。如以每頭牛一晝夜排便10次計(jì)算，每天就有次計(jì)算，每天就有 4.5億堆又大又濕的牛糞。而當(dāng)?shù)氐慕瘕斪又饕∈掣捎驳拇髢|堆又大又濕的牛糞。而當(dāng)?shù)氐慕瘕斪又饕∈掣捎驳拇?糞，而對(duì)軟而濕的牛糞不感興趣。由于當(dāng)?shù)厝狈Ψ纸馀＜S的

15、生物，糞，而對(duì)軟而濕的牛糞不感興趣。由于當(dāng)?shù)厝狈Ψ纸馀＜S的生物， 牛糞在草原上風(fēng)干硬化，幾年內(nèi)都難以分解，日積月積，牛糞數(shù)牛糞在草原上風(fēng)干硬化，幾年內(nèi)都難以分解，日積月積，牛糞數(shù) 量驚人。牛糞覆蓋并破壞大面積草原，形成草原上的一塊塊禿斑。量驚人。牛糞覆蓋并破壞大面積草原，形成草原上的一塊塊禿斑。 每年被毀的牧場(chǎng)竟達(dá)每年被毀的牧場(chǎng)竟達(dá)3600萬畝。澳大利亞學(xué)者萬畝。澳大利亞學(xué)者M(jìn). H. Wallace(1978) 指出指出“澳大利亞的牛多，牛糞更多，牛屎多澳大利亞的牛多，牛糞更多，牛屎多 到鋪天蓋地，如果不到世界各地引種食糞金龜子處理，澳大利亞到鋪天蓋地，如果不到世界各地引種食糞金龜子處理，澳

16、大利亞 就將淹沒在牛屎堆里。就將淹沒在牛屎堆里?！?據(jù)實(shí)驗(yàn)兩頭金龜子一前一后，能將據(jù)實(shí)驗(yàn)兩頭金龜子一前一后，能將100克牛糞在克牛糞在3040小時(shí)內(nèi)，小時(shí)內(nèi)， 滾成球，埋入土層里，以備子代食用。由于牛糞中的蠅卵需滾成球，埋入土層里，以備子代食用。由于牛糞中的蠅卵需96 小時(shí)后才能孵化為幼蟲，牛糞埋入地下，蠅類無法孵化。因此，小時(shí)后才能孵化為幼蟲，牛糞埋入地下，蠅類無法孵化。因此， 金龜子消除了牛糞，又破壞了蠅類滋生的條件。為此，金龜子消除了牛糞，又破壞了蠅類滋生的條件。為此，60年代，年代， 澳大利亞引入了羚羊糞蜣澳大利亞引入了羚羊糞蜣(Onthophagus gazella)和神農(nóng)蜣和神農(nóng)蜣

17、 螂螂(Catharsius molossus)等異地金龜，對(duì)分解牛糞發(fā)揮了等異地金龜，對(duì)分解牛糞發(fā)揮了 明顯的作用。明顯的作用。 23 三、 生態(tài)系統(tǒng)的能流過程（自學(xué)） 熱力學(xué)定律 能流特點(diǎn) 能流模型 24 1.生態(tài)系統(tǒng)中的能流特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的能流特點(diǎn) “單向性單向性”-單向流動(dòng)單向流動(dòng) 太陽能太陽能 光合作用光合作用 綠色植物綠色植物植食動(dòng)物植食動(dòng)物肉食動(dòng)物肉食動(dòng)物 （化學(xué)能）（化學(xué)能） 死亡死亡 被分解被分解 太陽能太陽能化學(xué)能化學(xué)能熱能熱能環(huán)境環(huán)境 “低效性低效性”-逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減 25 （1/10法則、法則、10%定律）定律）“低效性低效性”-逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減 26 2.生態(tài)系統(tǒng)層

18、次上能流研究的步驟 確定組成生態(tài)系統(tǒng)生物組成部分的有機(jī)體成份； 確定消費(fèi)者的食性，確定消費(fèi)者的分類地位； 確定有機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)級(jí)歸屬，進(jìn)而確定： 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量， 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量或食物的攝入率， 同化率 呼吸率 由于捕食、寄生等因素而引起的能量損失率； 結(jié)合各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的信息，獲得營(yíng)養(yǎng)金字塔或能流圖。 27 第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 一、 生物地化循環(huán)的基本概念 二、 水循環(huán) 三、 氣體型循環(huán) 四、 沉積型循環(huán) 28 一、 生物地化循環(huán)的基本概念 生物地化循環(huán)生物地化循環(huán) 生物地化循環(huán)的基本術(shù)語生物地化循環(huán)的基本術(shù)語 生物地化循環(huán)的類型生物地化循環(huán)的類型 29 （一）、生物

19、地化循環(huán)（一）、生物地化循環(huán)(biogeochemical cycle) 生態(tài)系統(tǒng)從環(huán)境中獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在大氣圈、生態(tài)系統(tǒng)從環(huán)境中獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在大氣圈、 水圈、巖圈之間以及生命系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)和交換水圈、巖圈之間以及生命系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)和交換 稱生物地稱生物地(球球)化化(學(xué)學(xué))循環(huán)。循環(huán)。 流動(dòng)著的物質(zhì)有著雙重使命流動(dòng)著的物質(zhì)有著雙重使命 物質(zhì)循環(huán)不同于能量流動(dòng)，前者在生態(tài)系統(tǒng)中的 運(yùn)動(dòng)是循環(huán)的。循環(huán)的。 生物地化循環(huán)不同于地質(zhì)循環(huán)生物地化循環(huán)不同于地質(zhì)循環(huán) 30 （二）、生物地化循環(huán)的基本術(shù)語（二）、生物地化循環(huán)的基本術(shù)語 生物地化循環(huán)可以用庫和流通率兩個(gè)概念來描 述。 1.庫：是由存在

20、于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物庫：是由存在于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物 成分中一定數(shù)量的某種化學(xué)物質(zhì)所構(gòu)成的。成分中一定數(shù)量的某種化學(xué)物質(zhì)所構(gòu)成的。 31 （二）、生物地化循環(huán)的基本術(shù)（二）、生物地化循環(huán)的基本術(shù) 語語 2.流通率：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積內(nèi)通過的營(yíng)養(yǎng)流通率：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積內(nèi)通過的營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)的量稱流通率。物質(zhì)的量稱流通率。 為了衡量庫的特征，以入周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)時(shí)間為了衡量庫的特征，以入周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)時(shí)間 3.周轉(zhuǎn)率流通率庫中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量周轉(zhuǎn)率流通率庫中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量 周轉(zhuǎn)時(shí)間庫中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量流通率周轉(zhuǎn)時(shí)間庫中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量流通率 32 （三）、生物地化循環(huán)的類型（三）、生物地化循環(huán)的類型 水循

21、環(huán)水循環(huán) 氣體型循環(huán)氣體型循環(huán) 沉積型循環(huán)沉積型循環(huán) 33 1. 水循環(huán)水循環(huán)(aquatic cycle) （1）水循環(huán)的意義：）水循環(huán)的意義： 水是所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的介質(zhì)；水是所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的介質(zhì)； 水對(duì)物質(zhì)是很好的溶劑（庫）；水對(duì)物質(zhì)是很好的溶劑（庫）； 水是地質(zhì)變化的動(dòng)因之一。水是地質(zhì)變化的動(dòng)因之一。 34 為什么高處往往比較貧瘠，低地比較肥沃？為什么高處往往比較貧瘠，低地比較肥沃？ 由于攜帶著各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的水總是從高處往低 處流動(dòng)，所以高處往往比較貧瘠，低地比較肥沃。高處往往比較貧瘠，低地比較肥沃。 例如沼澤地和大陸架就是這種最肥沃的低地，也是例如沼澤地和大陸架就是這種最肥沃的低地，也是

22、地球上生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一。地球上生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一。 35 水循環(huán)示意圖 （2）.某地水循環(huán)示意圖某地水循環(huán)示意圖 （Clodius and Keller,1951） 36 （3）人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響）人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響 空氣污染和降水；空氣污染和降水； 改變地面，增加徑流；改變地面，增加徑流； 過度利用地下水；過度利用地下水； 水的再分布。水的再分布。 37 2. 氣體型循環(huán)(gaseous cycle) （1）氧循環(huán) （2）碳循環(huán) （3）氮循環(huán) （4）特點(diǎn)是貯存庫主要是大氣和海洋，循環(huán)功能完善， 其循環(huán)具有明顯的全球性。 38 （2）碳循環(huán)）碳循環(huán)(carbon cycl

23、e) 碳庫碳庫 碳循環(huán)的意義：碳循環(huán)的意義： 碳是構(gòu)成生物有機(jī)體的最重要元素，生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)碳是構(gòu)成生物有機(jī)體的最重要元素，生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán) 研究是系統(tǒng)能量流動(dòng)的核心問題。研究是系統(tǒng)能量流動(dòng)的核心問題。 人類活動(dòng)通過化石燃料的大規(guī)模使用，造成了對(duì)碳循人類活動(dòng)通過化石燃料的大規(guī)模使用，造成了對(duì)碳循 環(huán)的嚴(yán)重影響，可能是當(dāng)代氣候變化的重要原因。環(huán)的嚴(yán)重影響，可能是當(dāng)代氣候變化的重要原因。 39 碳循環(huán)碳循環(huán)(carbon cycle) 化化 泥碳泥碳 煤煤 大氣中大氣中CO2 CO2碳化作用碳化作用 石油石油 水生植物水生植物 光合作用光合作用 腐爛腐爛 燃料燃料 呼吸呼吸 作用作用 光合光合 作用

24、作用 腐爛腐爛 擴(kuò)散擴(kuò)散 40 碳循環(huán)碳循環(huán)(carbon cycle) 溫室效應(yīng)：由于二氧化碳等溫室氣體對(duì)來自太 陽的短波輻射有高度的透過性，而對(duì)地球反射 出來的長(zhǎng)波輻射有高度的吸收性，這就有可能 導(dǎo)致大氣層低處的對(duì)流層變暖，而高處的平流 層變冷，這一現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。 41 (1) 減少CO2 的排放： 提高能源的利用效率發(fā)電采用高效先進(jìn) 技術(shù)； 大力發(fā)展不含碳的能源和低碳能源代替煤 炭水力發(fā)電、核能發(fā)電、充分利用各種 再生能源（太陽能、風(fēng)能、潮汐能等）、天 然氣、生物能（如沼氣利用）等。 (2) 大力開展對(duì)CO2的吸收，固定和利用海 洋交換吸收、陸地植樹種草、保護(hù)森林植被。 保持碳循環(huán)相

25、對(duì)平衡的生態(tài)對(duì)策保持碳循環(huán)相對(duì)平衡的生態(tài)對(duì)策 42 （3）氮循環(huán)）氮循環(huán)(nitrogen cycle) 陸地陸地陸地陸地 其它其它 動(dòng)植物動(dòng)植物 藍(lán)藻藍(lán)藻 淺層死有機(jī)物淺層死有機(jī)物 溶解死溶解死 有機(jī)物有機(jī)物 土壤土壤 中無中無 機(jī)氮機(jī)氮 庫庫 丟失于深丟失于深 層沉積中層沉積中 動(dòng)植物動(dòng)植物 活體活體共生或共生或 自由生活自由生活 的固氮的固氮 微生物微生物 死有機(jī)體死有機(jī)體 陸地陸地河流帶走河流帶走 生物固氮生物固氮 大氣庫大氣庫 N2 大氣庫大氣庫 HN3,NO,NO2, N2O ， ， 工業(yè)固氮工業(yè)固氮 （汽車（汽車,化肥化肥,電廠）電廠） 脫氮脫氮 閃電閃電 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 海洋海洋 火火 山山 作作 用用 降降 水水 大氣大氣 43 （4） 沉積型循環(huán)沉積型循環(huán)