内容正文:
11.3生态系统的物质循环
一、物质循环的概念
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。
循环的物质:
循环发生在:
范围:
特点:
组成生物体的各种化学元素
生物群落与非生物环境之间
生物圈
循环性和全球性(生物地球化学循环)
二、碳循环
【典例】(2021·深圳模拟)如图表示某生态系统的碳循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,①~⑦表示生理过程。下列有关该图的分析,错误的是 ( )
A.乙是该生态系统的基石
B.⑦过程中碳的传递形式是CO2
C.①过程主要是指绿色植物的光合作用
D.丙中的多种生物之间只存在竞争关系
①光合作用(化能合成作用)
②呼吸作用
③摄食
④遗体残骸进入土壤
⑤残枝败叶凋落
⑥分解作用
⑦呼吸作用
D
二、碳循环
1.碳的存在形式
①无机环境:CO2和碳酸盐
②生物群落:含碳有机物
2.碳从无机环境进入生物群落
①方式:光合作用和化能合成作用
②形式:CO2
3.碳从生物群落进入非生物环境
①方式:生产者和消费者的呼吸作用;分解者的分解作用;化石燃料的燃烧
②形式:CO2
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。
5
【练习】中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”,这是我国对世界作出的承诺。“碳达峰"指在某一个时间点,二氧化碳的排放不再增长而达到峰值,之后逐步回落;“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等,实现二氧化碳“零排放”。下列有关叙述错误的是( )
A.实现碳达峰后生态系统的碳循环不会明显减慢
B.实现碳中和有助于解决全球温室效应的问题
C.实现碳达峰后空气中二氧化碳的浓度将保持不变
D.植树造林和减少化石燃料燃烧有助于实现碳中和
C
【思考】
1.碳循环具有全球性的主要原因?
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动,因此,碳循环具有全球性。
2.大气中的碳含量长期处于稳定状态,这是怎样维持的?
①生物的呼吸作用及化石燃料燃烧释放的二氧化碳总量与生产者固定的二氧化碳总量基本相等。
②海洋对于调节大气中的碳含量发挥了重要作用。
物质循环原理的应用
“种养结合” 模式
动物的取食消化能促进物质循环
动物粪便中的氮、磷可供水稻吸收利用,
动物呼吸产生的二氧化碳可为水稻光合作用提供原料。
稻田养鸭
果园养鸡
【思考】同碳元素一样,氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢?
①提升土壤氮含量,使作物高产。
②农田输出农产品会带走部分氮元素,为维持农产品持续产出需要施加氮肥。
三、生物富集
定义: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。
【思考】
1.铅、镉、汞等重金属元素为什么不易被排出而积蓄在生物体内?
这些元素在生物体内形成了多种比较稳定的化合物,分布于多种组织细胞中,导致不易被生物体排出。(如DDT易溶于脂肪并积累在动物脂肪中)
2.生物富集现象是否具有全球性?为什么?
有。因为有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到全球。
【练习】下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量(单位: ng·g-1)。请据表推测,这几种鱼中,草食性的鱼是_____,杂食性的鱼是_____肉食性的鱼是_____,为什么?
A
BC
DE
营养级越高的生物,其体内重金属含量越高。
有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高。
四、能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
不同点 过程
特点
联系
沿食物链(网)单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往复
单向流动,逐级递减
①能量流动和物质循环同时进行,彼此相互依存,不可分割。
②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。
③生态系统中的各种组成成分,通过能量流动和物质循环紧密地联系在一起,形成一个统一的整体。
全球性 、循环性
【思考】生物圈是不是一个在物质与能量上自给自足的系统?为什么?
①物质上是自给自足的。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和,它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
②能量上不是自给自足的。生物圈必须依赖太阳能源源不断地输入,方可维持正常运转。
【小结】生态系统的物质循环
一、物质循环的概念
二、碳循环
三、生物富集
四、能量流动与物质循环的关系
11.4生态系统的信息传递
一、信息的种类
1.机场附近的