生态系统的功能

引言： 生态系统的物质循环也是顺着生态系 统的营养结构即食物链和食物网这个主渠 道进行循环流动的。前面讲的能量流动与 物质循环是不同的，能量在流经生态系统 各个营养级时，是逐级递减、单向不循环 的。而物质循环是在生态系统的生物群落 与无机环境之间可以反复出现，是循环流 动的。那么，生态系统中物质到底是怎样 循环的呢？

生态系统的物质循环 1、物质循环的概念 物质循环是指组成生物体的C、H、O、N 等基本元素在生态系统的生物群落和无机环 境之间形成的反复循环运动。 由于生物圈内的物质循环带有全球性， 所以这种物质循环又叫生物地球化学循环 简称生物地化循环。

物质循环的特点水循环 水循环： 水是组成生物体的重要成分，约占体 重的60％～95％，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。

碳的循环过程 碳元素约占生物体干重的49％，碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有 生命。碳在无机环境与生物群落之间是以CO2的形式进行循环的。

循环的图解 化石燃料 生产者 无机环境 消费者 分解者 形成石油、 天然气等 燃烧作用 呼吸作用 光合作用 分解作用 摄食作用 呼吸作用 天然气等。 消费者 分解者 分解作用

要点 （1）碳循环的形式： CO2； （2）碳在自然界中的存在形式： （3）碳在生物体内的存在形式： CO2和碳酸盐； （4）碳进入生物体的途径： （5）碳在生物体之间传递途径： （6）碳进入大气的途径： CO2； CO2和碳酸盐； 含碳有机物； 绿色植物的光合作用； 食物链； ①生物的呼吸作用 ②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧

能量流动和物质循环又有本质 上的区别：能量流经生态系统各个营养级 时是逐级递减，而且运动是单向的、不是 循环的，最终在环境中消失。物质循环是 带有全球性的，在生物群落与无机环境间 物质可以反复出现，反复利用，循环运动 ，不会消失。

能量流动和物质循环的因果关系 生态系统的存在是靠物质循环和能量 流动来维持的。生态系统的能量流动和物 质循环都是通过食物链和食物网的渠道实 现的，二者相互伴随进行，又相辅相承， 密不可分的统一整体。

（3）图中D C过程是通过 作用实现的， C D过程是通过 作用实现的，B D过程是通过 作用实现的。碳循环始终与 结合在一起。 （4）生物群落中有一部分碳以 形式储藏在地层中。碳在无机环境中以 形式存在。 C D B A （1）此生态系统的能量流动是从[ ] 固定太阳能开始的。（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以 形式进行的，在生态系统各成分中A为 ，B为 。 例、右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答：

课堂练习： 识图作答：

（2）碳在无机环境与生物群落之间以____ 形式进行循环。 （3）碳循环中最简单的循环途径是在 ____ 和大气之间的循环。 呼吸作用 （1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。 ①____ ②____ ③____ ④____ ⑤____ （2）碳在无机环境与生物群落之间以____ 形式进行循环。 （3）碳循环中最简单的循环途径是在 ____ 和大气之间的循环。 呼吸作用 光合作用 微生物分解作用 呼吸作用 燃烧 CO2 绿色植物

氮循环： 氮是组成蛋白质和核酸的主要成 分。氮占大气成分的79％，必须经过 生物固氮作用、硝化作用、反硝化作 用等才能在生物群落与无机环境间反 复循环。

大气中的N2 氮素化肥 尿素及动植物遗体 NO3- 土壤中的微生物 NH3 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ NO3-

氮循环 空气中的氮气 土壤中（NH4+,NO3-) 通过捕食 生产者 各级消费者 交换吸附主动运输 同化作用 消化作用 吸收作用 合成作用 大气闪电固氮 土壤中（NH4+,NO3-) 人工合成固氮 生物体组成 生物固氮 微生物的分解作用 脱氨基作用 反硝化作用 含氮废物 含氮部分 通过泌尿系统排出

蛋白质 尿素 硝酸盐 氨 大气中的N2 ③ 思考： 如图为氮循环的部分示意图①～⑥分别代表不同的生理过程 ① ② ④ ⑤ ⑥ 1、从生物类型来看，完成过程①②③的分别是__________菌、________菌、__________菌

蛋白质 尿素 硝酸盐 氨 大气中的N2 ③ ① ② ④ ⑤ ⑥ 2、从生态系统成分的角度看，完成④过程的生物代表_________，完成⑤过程的生物代表________。它们的新陈代谢类型分别是__________、___________ 3、从新陈代谢的角度看，④代表_____作用，⑤代表____作用

蛋白质 尿素 硝酸盐 氨 大气中的N2 ③ ① ② ④ ⑤ ⑥ 4、老百姓有“雷雨发庄稼”之说，你能解释其中的道理吗？ 5、很显然，图中的[ ]过程对农业生产不利，为什么？ 6、如果地球上没有反硝化细菌这类生物，你预测空气的成分会出现什么变化？

蛋白质 尿素 硝酸盐 氨 大气中的N2 ③ ① ② ④ ⑤ ⑥ 7、据以上知识，你认为养鸡场可以利用什么微生物除臭？ 8、据统计，全世界每年施用的氮素化肥大约有8×107t，这样做对环境可能带来什么负面影响？

(三)硫循环

大气中的SO2 A B C D 化石燃料 ⑦ ② ③ ① ⑥ ⑤ ④ ⑧ ⑨ 1、SO2对植物伤害的主要器官是_____

地点 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) 重庆 北京 瑞典 美国 4、影响酸雨形成的因素很多，除大气污染程度外，还与土壤地带性差异、大气和降水以及大气的缓冲能力等因素有关。下表是不同国家和地区雨水酸度与酸碱成分 地点 酸度 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) PH SO42- NO3- Ca2+ NH4+ 重庆 4.12 13.29 1.39 1.53 1.21 北京 6-7 13.11 3.12 3.63 2.54 瑞典 4.3 3.4 1.9 0.28 0.56 美国 3.92 6.0 2.4 0.30 0.20

地点 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) 重庆 北京 瑞典 美国 酸度 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) PH SO42- NO3- Ca2+ NH4+ 重庆 4.12 13.29 1.39 1.53 1.21 北京 6-7 13.11 3.12 3.63 2.54 瑞典 4.3 3.4 1.9 0.28 0.56 美国 3.92 6.0 2.4 0.30 0.20 据表中数据分析，下列叙述正确与否？ A、由于北方的土壤一般呈碱性，空气中的尘粒主要来自土壤，所以北京地区的酸雨相对较少

地点 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) 重庆 北京 瑞典 美国 酸度 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) PH SO42- NO3- Ca2+ NH4+ 重庆 4.12 13.29 1.39 1.53 1.21 北京 6-7 13.11 3.12 3.63 2.54 瑞典 4.3 3.4 1.9 0.28 0.56 美国 3.92 6.0 2.4 0.30 0.20 B、重庆与北京相比，SO2和NO2的排放总量差不多，但雨水的PH值却远远低于北京地区，其原因可能是西南地区土壤呈酸性有关 C、在我国排放的工业废气中，SO2排放量远远大于NO2的排放量，所以适合我国国情的治理酸雨的措施中，最主要的是控制SO2的排放量

地点 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) 重庆 北京 瑞典 美国 酸度 酸性物质(ppm) 碱性物质(ppm) PH SO42- NO3- Ca2+ NH4+ 重庆 4.12 13.29 1.39 1.53 1.21 北京 6-7 13.11 3.12 3.63 2.54 瑞典 4.3 3.4 1.9 0.28 0.56 美国 3.92 6.0 2.4 0.30 0.20 D、我国北京SO2和NO2的排放量比美国和瑞典分别高近4倍和2倍，但从总体情况分析，美国和瑞典的雨水PH值比我国低得多，这与这些国家空气中碱性物质相对减少有一定的关系

(四)生态系统碳循环、氮循环、硫循环的比较 进入生态系统的途径 进入生态系统的形式 返回无机环境的形式 返回途径 三、特点 思考：根据生态系统物质循环的特点，试举例说明为什么治理环境污染要加强国际合作？

物质循环的主要特点： 物质循环是带有全球性的，生物群落 和无机环境之间的物质可以反复出现反复 利用，周而复始进行循环，不会消失。

能量流动和物质循环的关系 生态系统的能量流动是随着物质循环而进行 的。能量的固定、转移和释放，离不开物质的 合成与分解等过程，反之亦然。 能量流动和物质循环之间互为因果、相辅相 成，具有不可分割的关系。 总而言之,物质为能量流动提供载体；能量为 物质循环提供动力。

能量流动和物质循环的相互关系 能量流动 物质循环 主要以有机物形式 单向流动逐级递减 生态系统的各营养级 组成生物体的基本元素在生物 群落与无机环境间反复循环 反复循环维持生态平衡 具全球生物圈 形式 特点 范围 联系 能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相承， 物质为能量流动提供载体；能量为物质循环提供动力。

THE END