内容正文:
第37讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
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一、生态系统的物质循环
(一)碳循环
1、碳元素的作用与无机碳的主要存在形式
2、碳循环的形式
3、碳循环的特点
4、海洋对碳循环的调节
5、与社会的联系
6、物质循环
1、碳元素的作用与无机碳的主要存在形式
碳是构成生物体的重要元素之一,组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的。
大气中的碳主要是二氧化碳。
2、碳循环的形式
在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。
生物群落内部以含碳有机物的形式进行流动。
2、碳循环的形式
3、碳循环的特点
(1)循环流动。
(2)全球性。
4、海洋对碳循环的调节
海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
当大气中二氧化碳含量增加,水圈中的二氧化碳含量也随之增加。
如果大气中的二氧化碳发生局部短缺,水圈中的二氧化碳也能即使进入大气。
5、与社会的联系
温室效应加剧的原因
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放,加剧了温室效应,引起全球性的气候变化。
5、与社会的联系
温室效应产生的原因
①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放。
我国采取的降低CO2的措施
②森林、草原等植被遭到大面积破坏。
减少二氧化碳排放。
大力提倡植树种草,提高森林覆盖率。
6、物质循环
概念
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环,此处的生态系统是指生物圈,因此又叫生物地球化学循环。
特点
①具有全球性。
②具有在生物圈中循环往复性。
6、物质循环
在农业方面的应用
物质在生态系统中循环往复运动的特点,对改进农业生产方式有多方面的启示。
例如,可以可采用种养结合的模式,在稻田中养鸭养鱼,动物的摄取食、消化能促进物质循环,它们排出的粪便中氮、磷等可供水稻吸收利用,它们呼出的二氧化碳还可以为水稻的光合作用补充原料。
(二)生物富集
1、分解者和消费者在物质循环中的作用
2、有害物质的种类
3、有害物质的循环过程
4、生物富集
1、分解者和消费者在物质循环中的作用
土壤中的微生物能够分解有机物,这是物质循环过程中的重要一环。
生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。
(1)重金属:如铅、镉、汞等。
(2)人工合成的有机化合物:如DDT、六六六等。
2、有害物质的种类
3、有害物质的循环过程
循环过程(以铅为例)
生产者
分解者
消费者
无机环境中的铅
3、有害物质的循环过程
①生物富集。
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。
生物富集的有害物质,会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端,因此,营养级越高,有害物质积累越多。
②全球性。
循环特点
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
(三)能量流动和物质循环的关系
1、能量流动和物质循环关系
2、能量流动和物质循环作用
3、能量流动和物质循环的差异
1、能量流动和物质循环关系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,它们同时进行,相互依存,不可分割。
能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
2、能量流动和物质循环作用
生态系统中的各种组成成分,正是通过能量流动和物质循环,才能够紧密地联系在一起,形成一个统一的整体。
3、能量流动和物质循环的差异
项目 能量流动 物质循环
范围
形式
特点
主要以有机物中化学能的形式流动
主要是食物链(网)各营养级中
生物圈
在生物群落与无机环境之间主要以无机物形式循环
循环往复,全球性
单向流动、逐级递减
(四)探究土壤微生物的分解作用
1、土壤微生物对落叶的分解作用
2、土壤微生物对淀粉的分解作用
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1、土壤微生物对落叶的分解作用
土壤进行处理,排除土壤微生物的作用。
土壤不进行处理,自然状态。
注意:实验组的土壤要进行处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如,将土壤用塑料袋包好,放在60℃恒温箱中处理一小时)。
实验结果:
落叶未腐烂
落叶腐烂
2、土壤微生物对淀粉的分解作用
配置土壤浸出液
3、步骤
实验结果:
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
结论: 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。
二、生态系统的信息传递
一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息(information)。
生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够形成信息传递,即信息流(information flow)。
(一)生态系统中信