農(nóng)田南極的企鵝教學(xué)講義

農(nóng)田南極的企鵝DDT殺蟲劑第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性復(fù)習(xí)提問：1、地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是什么？2、生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭在哪里？3、輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量指的是什么？4、能量流動的主渠道是什么？5、能量流動有什么特點？閱讀教材100∽101頁，討論：2.生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的含義是什么?3、這里的物質(zhì)指的是什么？4、循環(huán)的過程是怎樣的？5、循環(huán)的范圍有多大？1、為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質(zhì)，例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，億萬年來卻沒有被生命活動所消耗完？

碳元素約占生物體干重的49％，碳是有機(jī)化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)的。碳循環(huán)：存在形式：

碳在無機(jī)自然環(huán)境中存在的形式即以CO2和碳酸鹽（石灰?guī)r、珊瑚礁）的形式存在。碳循環(huán)---主要以二氧化碳的形式進(jìn)行模型建構(gòu)大氣中的CO2燃燒光合作用呼吸作用生產(chǎn)者消費(fèi)者捕食分解作用呼吸作用分解者

化學(xué)燃料動植物的遺體和排出物碳的循環(huán)形式：碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落間是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)的。大氣中的CO2進(jìn)入生物群落，主要依賴于綠色植物的光合作用，使CO2中的“C”變成為有機(jī)物中的“C”，再通過食物鏈進(jìn)入動物和其他生物體中，因此從“C”的循環(huán)可見綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的基石。除此之外，還有化能合成作用的微生物也能把CO2合成為有機(jī)物。

還有一部分生物遺體沒有被分解者分解，轉(zhuǎn)變成為地下的石油和煤，這部分“C”暫時脫離循環(huán)，一經(jīng)開采運(yùn)到地面燃燒，仍可產(chǎn)生CO2再返回碳循環(huán)。

光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用、燃燒(CO2)(含碳有機(jī)物)

無機(jī)環(huán)境

生物群落(

綠色植物的光合作用碳進(jìn)入生物群落碳出入生物把CO2合成有機(jī)物群落的途徑動植物的呼吸作用碳出生物群落微生物的分解作用燃燒特點：（1）碳循環(huán)的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：（3）碳進(jìn)入生物體的途徑：（4）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（5）碳在生物體之間傳遞途徑：（6）碳進(jìn)入大氣的途徑：CO2；CO2和碳酸鹽；含碳有機(jī)物；綠色植物的光合作用；食物鏈（網(wǎng)）；①生物的呼吸作用②分解者有分解作用③化石燃料的燃燒溫室效應(yīng)冰川融化熱帶風(fēng)暴土地干旱溫室效應(yīng)生活中我們可見的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的溫室。使用玻璃或透明塑料薄膜來做溫室，是讓陽光直接照射進(jìn)溫室，加熱室內(nèi)空氣；而玻璃或透明塑料薄膜又可以不讓市內(nèi)的熱空氣向外散發(fā)，使市內(nèi)的溫度保持高于外界的狀態(tài)，以提供有利于植物快速生長的條件。溫室有兩個特點：溫度較室外高、不散熱。

由環(huán)境污染引起的溫室效應(yīng)是指地球表面變熱的現(xiàn)象。它會使地球上的病蟲害增加，土地干旱，沙漠化面積增大，海平面上升，氣候異常，海洋風(fēng)暴增多?？茖W(xué)家預(yù)測：如果地球表面溫度的升高按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展，到2050年全球溫度將上升2-4攝氏度，南北極地冰川將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，一些島嶼國家和沿海城市將淹于水中，其中包括紐約、上海、東京和悉尼幾個國際大城市。如何解決“溫室效應(yīng)”？1、減少煤、石油等化石燃料的燃燒，提高能效。2、開發(fā)新的潔凈能源，如核能、太陽能、風(fēng)能、水能等。3、大面積植樹造林，降低空氣中CO2含量。水循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán)水循環(huán)：水是組成生物體的重要成分，約占體重的60％～95％，體內(nèi)進(jìn)行一切生化反應(yīng)都離不開水。地球上水通過蒸發(fā)、降雨、植物的蒸騰、吸收等過程反復(fù)循環(huán)。碳循環(huán)：碳元素約占生物體干重的47％，碳是有機(jī)化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)的。氮循環(huán)：氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的主要成分。氮占大氣成分的79％，必須經(jīng)過生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落與無機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)?？键c3:物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系能量流動物質(zhì)循環(huán)形式主要以有機(jī)物形式組成生物體的基本元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)特點單向流動逐級遞減反復(fù)循環(huán)維持生態(tài)平衡范圍生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級具全球生物圈聯(lián)系能量流動和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔相承，是不可分割的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)的功能能量流動物質(zhì)循環(huán)起點：從生產(chǎn)者固定的太陽光能開始形式：以有機(jī)物的形式流動范圍：生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級特點：單向流動逐級遞減，效率為10%—20%研究目的：使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠指拍睿荷锶郝錈o機(jī)環(huán)境組成生物體的C、H、O、N等基本元素反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動范圍：生物圈碳的循環(huán)：過程：循環(huán)形式CO2過程無機(jī)環(huán)境CO2生物群落光合作用、化能合成作用呼吸作用、微生物分解作用有機(jī)物有機(jī)物特點：反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動，具全球性二者關(guān)系項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式特點范圍聯(lián)系以有機(jī)物形式流動以無機(jī)物形式循環(huán)單向流動、逐級遞減反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈互為因果，相輔相成，不可分割12345678碳循環(huán)圖解的辨析：1.在生態(tài)系統(tǒng)各成分中

A為

，B為

，

C為

，D為

。2.生物群落中碳以

形式存在，通過

渠道流通。碳在無機(jī)環(huán)境中主要以

形式存在。

CDBA消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者無機(jī)環(huán)境含碳有機(jī)物食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)CO2辨圖要點：1、碳循環(huán)中，只有生產(chǎn)者與無機(jī)環(huán)境之間的傳遞是相互的，其他各成分之間的傳遞都是單向的。2、生產(chǎn)者指向消費(fèi)者和分解者（傳遞），而消費(fèi)者和分解者則指向無機(jī)環(huán)境（傳遞）。3、消費(fèi)者指向分解者（傳遞）。CDABCDBA基礎(chǔ)題1.（1）√；（2）╳2.A3.B4.提示：是。因為生物圈是指地球上所有生物與其無機(jī)環(huán)境的總和，通過物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成一個物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。拓展題提示：農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效益，使能量更多地流向人類，滿足人類的需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。1、組成成分？2、放在光線良好的地方，原因是什么？3、封蓋，不與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的原因？氮的循環(huán)工業(yè)固氮高能固氮生物固氮氮循環(huán)氮循環(huán)中的幾個主要過程

●固氮作用

●有機(jī)氮合成作用

●氨化作用

●硝化作用

●反硝化作用

增加植被措施減少化學(xué)燃料的燃燒溫室效應(yīng)植樹造林、封山育林、退耕還林、節(jié)約紙張、不踐踏草坪、不使用一次性筷子開發(fā)新能源，鼓勵使用太陽能節(jié)約用電提倡公交出行（無車日）白色污染白色污染生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者大氣中的CO2光合作用

化學(xué)燃料

塑料制品圖1圖2循環(huán)經(jīng)濟(jì)圖3循環(huán)經(jīng)濟(jì)秸稈、糞便沼氣池食用菌