2.3 物质在生态系统中循环利用（教学课件）生物沪科版选择性必修2

物质在生态系统中循环利用 第三节 第2章 生态系统的结构与功能 生物选择性必修2 为什么亿万年来大气中的二氧化碳仍没有被植物吸收耗尽？ 除了人类活动，还有哪些自然过程会向大气中释放二氧化碳？ 2016 年 4 月 22 日，175 个国家代表齐聚联合国总部，共同签署应对全球气候变化的《巴黎协定》，承诺减排二氧化碳、控制全球平均气温上升。植物每年通过光合作用能将大气中约 1 500 亿吨二氧化碳转化为固态的有机物质。 材料阅读：大气中二氧化碳浓度增加与全球变暖 有人猜测人类活动导致大气中二氧化碳浓度持续上升，进而通过温室效应导致全球变暖。为了检验这个猜测，科学家对地球表面温度和大气中二氧化碳浓度进行了半个多世纪的监测。 思考与讨论： 1. 从监测数据绘制的折线图来看，地球表面温度呈现出怎样的变化趋势？大气中二氧化碳浓度与地 球表面温度有什么关系？ 2. 哪些人类活动会导致大气中二氧化碳浓度持续上升？这些新产生的二氧化碳来自哪里？原来以 什么形式存在？ 1．物质在生物群落与无机环境间不断循环 循环 物质循环： 组成生物体的基本化学元素在无机环境与生物群落间的往复循环过程，称为生态系统的物质循环，也称生物地球化学循环。 物质循环： 1.物质：生物群落与无机环境 2.循环发生在：生物群落与无机环境 3.范围：生物圈 4.特点：循环性和全球性(生物地球化学循环 物质循环的类型： 拓展训练：温度如何影响物质循环中的分解过程？ 为了探讨不同温度条件下，温度如何影响物质在生态系统中的循环，某科研小组研究了温度对垃圾分解过程的作用。他们在加拿大随机选择了分属于 5 个生态系统的 21 个点。将相同的有机物垃圾放在地表面。三年后测定各点的垃圾分解率和年平均温度，如图所示。 思考与讨论： 1. 图中分解率与温度是什么关系？ 2. 从这个研究结果，推测全球平均温度升高会如何影响物质循环过程？ 3. 除了温度，还有什么因素在这 21 个点间是明显不同的？思考这对研究结果可能的影响。 2．二氧化碳的固定和释放是碳循环的关键环节 碳循环： 维持生命的有机物主要由碳元素组成。碳元素主要贮存在化石燃料、土壤、沉积物、海洋、生物体以及大气中，并在各组分间持续运动和交换，这种现象称为碳循环。 碳循环的过程： ①碳的存在形式： 碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐 碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物 碳循环的过程： ②碳进入生物群落 在绿色植物将大气中的CO2经光合作用转化成有机物并释放O2。 形式：碳以CO2的形式从无机环境进入生物群落。 碳循环的过程： ③碳返回无机环境 有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量。 形式：碳以CO2的形式从无机环境进入生物群落。 碳循环的示意图： 能量流动和物质循环的关系： 3．降水、蒸发和径流是水循环的主要环节 水循环： 降水到达地面后，转化为地表水和地下水，最后以径流的形式返回海洋，完成水循环。 水循环的过程： 通过水循环，海洋持续向陆地输送淡水，补充陆地上的淡水资源，从而使水成为可再生资源。水循环通过侵蚀、搬运、沉积等过程，形成丰富多彩的地形地貌。 拓展补充：水体富营养化和水华 水体富营养化是指水中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，实质是营养盐物质的输入和输出失衡。在富营养化水体，经常会出现蓝细菌大量繁殖，在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫，称为水华。 大量繁殖的蓝细菌死亡后，其分解过程会耗尽水中氧气，从而造成鱼类等大量水生生物的死亡。蓝细菌还能产生毒素，除了直接对鱼类等水生动物产生毒害外，还是人类肝癌等疾病的重要诱因。 暴发水华的湖泊 实验：2-1调查本地一个生态系统的能量流动或物质循环 能量流动和物质循环是生态系统的基本功能，关系着人与环境和谐共生。任选本地一个常见的生态系统，如校园、公园等，调查其能量流动或某一元素的循环过程。 ▲活动目标： 1 . 说出所调查的生态系统的各组分，明确其主要食物链。 2 . 绘制所调查的生态系统能量流动或某一元素循环过程的示意图。 3 . 针对所调查的生态系统，提出促进人与自然和谐共生的改进建议。 实验：2-1调查本地一个生