生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（深圳翠園中學(xué)章君果老師）

單元知識結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)授課人：章君果生態(tài)系統(tǒng)的功能碳排放問題【環(huán)節(jié)1】碳循環(huán)科學(xué)思維假如你在操場上運動，呼出了一個CO2分子，想象一下，這個CO2離開你后，會開始怎樣的旅行？請你繪制一幅畫叫做“碳先生的旅行”。

科學(xué)思維構(gòu)建碳循環(huán)模式圖植物動物枯枝、落葉、尸體、糞便化石燃料環(huán)境中的CO2科學(xué)思維構(gòu)建碳循環(huán)模式圖植物動物枯枝、落葉、尸體、糞便化石燃料環(huán)境中的CO2呼吸作用呼吸作用光合作用動物攝食燃燒分解者分解作用科學(xué)思維構(gòu)建碳循環(huán)模式圖生產(chǎn)者消費者枯枝、落葉、尸體、糞便化石燃料環(huán)境中的CO2呼吸作用呼吸作用光合作用化能合成動物攝食燃燒分解者分解作用科學(xué)思維構(gòu)建碳循環(huán)模式圖ABD化石燃料Cabcdef科學(xué)思維（1）“碳循環(huán)”中的碳是指

，碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以

的形式進(jìn)行的。（2）對任何一個自然生態(tài)系統(tǒng)而言，物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用而不依賴于系統(tǒng)外的供應(yīng)，但能量是逐級遞減的，且是單向流動不循環(huán)的，必須從系統(tǒng)外獲得。（判斷這句話是否正確）

科學(xué)思維碳元素二氧化碳錯誤全球性(1)概念：組成生物體的各種元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間不斷循環(huán)的過程。(2)碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。(4)碳進(jìn)入大氣中CO2的途徑：生物的呼吸作用、分解者的分解作用和燃燒(3)碳的存在形式與循環(huán)形式：①在生物群落和無機(jī)環(huán)境間：主要以CO2的形式循環(huán)。②在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物的形式傳遞。③在無機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽的形式存在。(4)特點：全球性，反復(fù)利用，循環(huán)流動。碳循環(huán)小結(jié)考題呈現(xiàn)【例1】為研究森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，對西黃松老齡(未砍伐50～250年)和幼齡(砍伐后22年)生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)碳庫及年碳收支進(jìn)行測定，結(jié)果見下表，據(jù)表回答：*凈初級生產(chǎn)力：生產(chǎn)者光合作用固定總碳的速率減去自身呼吸作用消耗碳的速率**異養(yǎng)呼吸：消費者和分解者的呼吸作用西黃松生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者活生物量(g/m2)死有機(jī)質(zhì)(g/m2)土壤有機(jī)碳(g/m2)凈初級生產(chǎn)力*[g/(m2·年)]異氧呼吸**[g/(m2·年)]老齡1273025605330470440幼齡146032404310360390考題呈現(xiàn)西黃松生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者活生物量(g/m2)死有機(jī)質(zhì)(g/m2)土壤有機(jī)碳(g/m2)凈初級生產(chǎn)力*[g/(m2·年)]異氧呼吸**[g/(m2·年)]老齡1273025605330470440幼齡146032404310360390(1)大氣中的碳主要在葉綠體____________部位被固定，進(jìn)入生物群落。幼齡西黃松群落每平方米有____________克碳用于生產(chǎn)者當(dāng)年的生長、發(fā)育、繁殖，儲存在生產(chǎn)者活生物量中；其中，部分通過生態(tài)系統(tǒng)中____________的呼吸作用，部分轉(zhuǎn)變?yōu)樗烙袡C(jī)質(zhì)和土壤有機(jī)碳后通過____________的分解作用，返回大氣中的CO2庫。(2)西黃松幼齡群落中每克生產(chǎn)者活生物量的凈初級生產(chǎn)力____________(大于/等于/小于)老齡群落。根據(jù)年碳收支分析，幼齡西黃松群落____________(能/不能)降低大氣碳總量?；|(zhì)360消費者分解者大于不能【環(huán)節(jié)2】碳循環(huán)與溫室效應(yīng)碳循環(huán)與溫室效應(yīng)及全球氣候變暖是什么關(guān)系呢？科學(xué)思維、社會責(zé)任科學(xué)思維、社會責(zé)任同學(xué)們還記得小學(xué)時候?qū)W得這個應(yīng)用題嗎？水池出水口進(jìn)水口大氣中的CO2植物動物枯枝、落葉、尸體、糞便化石燃料環(huán)境中的CO2呼吸作用呼吸作用光合作用動物攝食燃燒分解者分解作用科學(xué)思維、社會責(zé)任化石燃料燃燒植被減少使用清潔能源大力植樹造林我們該怎么做我們做了什么科學(xué)思維、社會責(zé)任溫室效應(yīng)與全球氣候變暖是什么關(guān)系呢？科學(xué)思維、社會責(zé)任（1）在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物通過

從大氣中攝取碳的速率，與通過生物的

和

把碳釋放到大氣中的速率大致相同。（2）隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤、石油等化石燃料，打破了生物圈中

的平衡，使大氣中二氧化碳濃度的增加。（3）碳平衡的打破是溫室效益的因素之一，溫室效應(yīng)是全球氣候變暖的一項因素。光合作用呼吸作用分解作用碳循環(huán)碳循環(huán)與溫室效應(yīng)小結(jié)【例2】氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)相關(guān)。下表為A、B兩個不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。（1）生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過______作用實現(xiàn)的，碳的釋放主要是通________作用實現(xiàn)的。（2）表中_______時期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是______。考題呈現(xiàn)時期碳吸收量（KgC.a-1）碳釋放量（KgC.a-1）A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014過__產(chǎn)生的_____直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。光合呼吸A碳的釋放量等于碳的吸收量考題呈現(xiàn)【例2】氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)相關(guān)。下表為A、B兩個不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。（3）由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的________,導(dǎo)致大氣中_____增加并引起全球氣候變化。（4）人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。如“葉綠素太陽能電池”是模仿類囊體吸收光能的特征而制造的，類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的_____階段；又如經(jīng)改造的藍(lán)藻能在細(xì)胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的_____直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。過__產(chǎn)生的_____直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。碳平衡二氧化碳濃度光反應(yīng)有機(jī)物【環(huán)節(jié)3】能量流動與物質(zhì)循環(huán)生命觀念生命觀念（1）從上圖看出，物質(zhì)循環(huán)和能量流動是獨立的過程嗎？（2）能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的

等過程。（3）物質(zhì)作為

，使能量流動沿著

流動；能量作為

，使物質(zhì)能夠不斷地在

和

之間循環(huán)往返。合成和分解載體食物鏈（網(wǎng)）動力生物群落無機(jī)環(huán)境考題呈現(xiàn)【例3】下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是（）A.富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華的現(xiàn)象，可以說明能量流動的特點B.生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能C.食物鏈各營養(yǎng)級中10%~20%的能量會被分解者利用D.無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用D【環(huán)節(jié)4】物質(zhì)富集社會責(zé)任社會責(zé)任（1）污染物富集是因為生物無法

，導(dǎo)致污染物通過

進(jìn)行富集，所以營養(yǎng)級越高富集的污染物

。（2）我們?nèi)绾谓鉀Q這個問題？分解污染物食物鏈（網(wǎng)）越多減少污染、研發(fā)可降解材料等考題呈現(xiàn)種群甲乙丙丁戊重金屬含量（μg/Kg鮮重）0.00370.00370.0350.0350.34【例4】某相對穩(wěn)定的水域生態(tài)系統(tǒng)中主要有甲