⑴ 地球化学循环物质循环是一个开放式循环吗
农业生态系统中的主要物质循环
水循环
一、物质流的重要性及其特点
二、物质循环的基本概念
物质循环的一般模式
碳素循环
氮循环
磷循环
四、生态系统中的环境污染问题
五、农业生态系统物质循环的调控原则
一、物质流的重要性及其特点
(一)重要性
1.形成生物体的必需原料
2.生物进行生理生化活动的基础
3.能量流动的载体
(二)特点
1.物质是循环的
2.物质是多种多样的
3.物质是由元素组成
(三)物质元素的分类
1.能量元素:C、H、O、N
2.大量元素:C a、M g、P、K、N a、S
3.微量元素:C u、Z n、B、M n、M o、A l、F、l、S i、C l
二.物质循环的基本概念(一)生物地球化学循环是物质循环的基本形式生物地球化学循环:地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和生命动力的作用下,在不同层次的生态系统内,乃至整个生物圈里,沿着特定的途径从环境到生物体,再从生物体到环境,不断地进行流动和循环,就构成了生物地球化学循环,简称生物地化循环。1.地质大循环,时间长、范围广,是闭合式循环 2.生物小循环:时间短、范围小,是开放式循环
二、物质循环的基本概念
(一)生物地球化学循环是物质循环的基本形或
1.地质大循环
2.生物小循环
(二)物质循环的库与循环类型
1.储存库
2.交换库
气体型循环
沉积型循环
(三)周转率和周转期
1.周转率R=Fi/S=F o/S
2.周转期T=1/R
三、农业生态系统中的主要物质循环
(一)农业生态系统循环的一般模式
M.J.F r i s s e,1976年
植物库
燃烧
呼吸
收获
吸收
种子
幼苗
动物库
饲料等
土壤库
遗留、种子
生物固氮
吸收
流失
淋溶
挥发
呼吸
饲料
垫土
残体排泄物
产品
呼吸
氨化
肥料
灌溉
模式
⑵ 什么是生物地球化学循环
环境中各种元素沿着特定的路线运动,由周围环境进入生物体,最后回到环境中,各种元素运动路线所包含着的活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的、无生命的阶段所组成的循环运动过程,称为生物地球化学循环。
biogeochemical cycle
又称生物地球化学旋回。在地球表层生物圈中,生物有机体经由生命活动,
从其生存环境的介质中吸取元素及其化合物(常称矿物质),通过生物化学作用转化为生命物质,同时排泄部分物质返回环境,并在其死亡之后又被分解成为元素或化合物(亦称矿物质)返回环境介质中。这一个循环往复的过程,称为生物地球化学循环。生物地球化学循环还包括从一种生物体(初级生产者)到另一种生物体(消耗者)的转移或食物链的传递及效应。
参考资料:http://ke..com/view/684657.htm
⑶ 生态系统中的物质循环有什么特性
生态系统的物质循环(circulationofmaterials)又称为生物地球化学循环(biogeochemicalcycle),是指地球上各种化学元素,从周围的环境到生物体,再从生物体回到周围环境的周期性循环。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程。它们使生态系统各个营养级之间和各种组成成分之间组织为一个完整的功能单位。但是,能量流动和物质循环的性质不同,能量流经生态系统最终以热的形式消散,能量流动是单方向的,因此,生态系统必须不断地从外界获得能量;而物质的流动是循环式的,各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。同时两者又是密切相关不可分割的。
生物地球化学循环可以用库和流通率两个概念加以描述。库(pools)是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的。这些库借助于有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系。物质在生态系统单位面积(或体积)和单位时间的移动量就称为流通率(fluxrates)。一个库的流通率(单位/d)和该库中的营养物质总量之比即周转率(turnoverrates),周转率的倒数为周转时间(turnovertimes)。
生物地球化学循环可分为水循环(watercycles)、气体型循环(gaseouscycles)和沉积型循环(sedimentarycycles)三大类型。水循环的主要路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈,同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面,氢和氧主要通过水循环参与生物地化循环。在气体型循环中,物质的主要储存库是大气和海洋,其循环与大气和海洋密切相关,具有明显的全球性,循环性能最为完善。属于气体型循环的物质有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。参与沉积型循环的物质,主要是通过岩石风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的物质。它们的主要储存库是土壤、沉积物和岩石。循环的全球性不如气体型循环明显,循环性能一般也很不完善。属于沉积性循环的物质有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等。其中P是较典型的沉积型循环元素。气体型循环和沉积型循环都受到能流的驱动,并都依赖于水循环。
生物地化循环是一种开放的循环,其时间跨度较大。对生态系统来说,还有一种在系统内部土壤、空气和生物之间进行的元素的周期性循环,称生物循环(biocycles)。养分元素的生物循环又称为养分循环(nutrientcycling),它一般包括以下几个过程:吸收(absorption),即养分从土壤转移至植被;存留(retention),指养分在动植物群落中的滞留;归还(return),即养分从动植物群落回归至地表的过程,主要以死残落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成;释放(release),指养分通过分解过程释放出来,同时在地表有一积累(accumulation)过程;储存(reserve),即养分在土壤中的贮存,土壤是养分库,除N外的养分元素均来自土壤。其中,吸收量=存留量+归还量。
⑷ 生物系统的物质循环具有什么特点
生态系统中的物质循环又称为生物地化循环(biogeochemical
cycle)。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程,正是这两个基本过程使生态系统各个营养级之间和各种成分(非生物成分和生物成分)之间组织成为一个完整的功能单位。但是能量流动和物质循环的性质不同,能量流经生态系统最终以热的形式消散,能量流动是单方向的,因此生态系统必须不断地从外界获得能量。而物质的流动是循环式的,各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。能量流动和物质循环都是借助于生物之间的取食过程而进行的,但这两个过程是密切相关不可分割的,因为能量是储存在有机分子键内,当能量通过呼吸过程被释放出来用以作功的时候,该有机化合物就被分解并以较简单的物质形式重新释放到环境中去。
生物地化循环可以用“库”(
pools
)和“流通率”(
flux
rates
)两个概念加以描述。库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的,如在一个湖泊生态系统中,水体中磷的含量可以看成是一个库,浮游植物中的磷含量是第二个库。这些库借助有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系。物质在生态系统单位面积(或单位体积)和单位时间的移动量就称为流通率。营养物质在生态系统各个库之间的流通量和输入输出生态系统的流通量可以有多种表达方法。为了便于测量和使其模式化,流通量通常用单位时间单位面积(或体积)内通过的营养物质的绝对值来表达,为了表示一个特定的流通过程对有关各库的相对重要性,用周转率(
turnover
rates
)和周转时间(
turnover
times
)来表示更为方便。周转率就是出入一个库的流通率(单位/天)除以该库中的营养物质总量:
周转率
=
流通率/库中营养物质总量
周转时间就是库中的营养物质总量除以流通率,即:
周转时间
=
库中营养物质总数/流通率
周转时间表达了移动库中全部营养物质所需要的时间。周转率越大,周转时间就越短。大气圈中二氧化碳的周转时间大约是一年多一些(主要是光合作用从大气圈中移走二氧化碳),大气圈中分子氮的周转时间约近
100
万年(主要是某些细菌和蓝绿藻的固氮作用),而大气圈中水的周转时间只有
10.5
天,也就是说大气圈中所含的水分一年要更新大约
34
次。又如:海洋中主要物质的周转时间,硅最短,约
8000
年,钠最长,约
2.06
亿年,由于海洋存在的时间远远超过了这些年限,所以海洋中的各种物质都已被更新过许多次了。从各种途径进入海洋的物质,主要靠海洋的沉积作用和其他一些规模较小的过程所平衡。
生物地化循环在受人类干扰以前,一般是处于一种稳定的平衡状态,这就意味着对主要库的物质输入必须与输出达到平衡。当然,这种平衡不能期望在短期内达到,也不能期望在一个有限的小系统内实现。生态演替过程显然是一个例外,但对于一个顶极生态系统、一个主要的地理区域和整个生物圈来说,各个库的输入和输出之间必须是平衡的。例如,大气中主要气体(氧、二氧化碳和氮)的输入和输出都是处于平衡状态的,海洋中的主要物质也是如此。
⑸ 生物地化循环的类型
生物地化循环可分为三大类型,即水循环、气体型循环( gaseous cycles )和沉积型循环( sedimentary cycles )。 在气体型循环中,物质的主要储存库是大气和海洋,其循环与大气和海洋密切相联,具有明显的全球性,循环性能最为完善。凡属于气体型循环的物质,其分子或某些化合物常以气体形式参与循环过程,属于这类的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴和氟等。 参与沉积型循环的物质,其分子或化合物绝无气体形态,这些物质主要是通过岩石的风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的营养物质,而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个缓慢的、单向的物质移动过程,时间要以数千年计。这些沉积型循环物质的主要储存库是土壤、沉积物和岩石,而无气体形态,因此这类物质循环的全球性不如气体型循环表现得那么明显,循环性能一般也很不完善。属于沉积型循环的物质有磷、钙、钾、钠、镁、铁、锰、碘、铜、硅等,其中磷是较典型的沉积型循环物质,它从岩石中释放出来,最终又沉积在海底并转化为新的岩石。 气体型循环和沉积型循环虽然各有特点,但都受到能流的驱动,并都依赖于水的循环。
⑹ 生态系统的物质循环的特点 另一个 城市生态系统的特征
生态系统物质循环的特点:循环性,全球性。
所以物质循环也叫生物地球化学循环
城市生态系统的特征:1.城市是以人为主体的生态系统
2.城市是具有人工化环境的生态系统
3.城市是流量大、容量大、密度高、运转快的开放系统
4.城市是依赖性很强,独创性很差的生态系统
总之,城市是一个需要输入大量粮食、水、燃料、原料,同时输出大量的产品和废物的开放系统,其物质和能量的“输入一一转化一一输出”运转效率很高。生态系统所具有的自然调节和保持平衡功能在城市生态系统中显得很弱。城市需要不断的人为干预来维持系统的平衡。
⑺ 何为自然生态系统中的物质循环
在自然生态系统中,生物为了生存不仅需要能量,也需要物质。物质是化学能量的运载工具,又是有机体维持生命活动所进行的生物化学过程的结构基础。假如没有物质作为能量的载体,能量就会自由散失,不能沿着食物链转移;假如没有物质满足有机体生长发育的需要,生命就会停止。
生物有机体维持生命所必需的化学元素有40多种,其中氧、碳、氢、氮被称为基本元素,占全部原生质的97%以上,是生物大量需要的;钙、镁、磷、钾、硫、钠等被称为大量营养元素,生物需要量相对较多;铜、锌、硼、锰、钴、铁等被称为微量营养元素,在生命过程中需要量虽然很少,但却是不可缺少的。所有这些化学元素,不论生物体需要量是多是少,都是保证生命活动正常进行所必需的,是同等重要、不可代替的。
生物从大气圈、水圈、土壤岩石圈获得这些营养物质,而这些营养物质在生态系统中都是沿着周围环境→生物体→周围环境的途径做反复运动。这种循环过程又称为生物地球化学循环,简称生物地化循环。根据物质循环路线和周期长短的不同,可将循环分为生物小循环和地球化学大循环。
在一定地域内,生物与周围环境(气、水、土)之间进行的物质周期性循环,称为生物小循环,主要是通过生物对营养元素的吸收、留存和归还来实现。其特点是,在一个具体的范围内进行,以生物为主体与环境之间进行迅速的交换,流速快、周期短。生物小循环为开放式循环,受地球化学大循环所制约。
地球化学大循环,是指环境中的元素经生物吸收进入有机体,然后以排泄物和残体等形式返回环境,进入大气圈、水圈、土壤岩石圈及生物圈的循环,形成地化大循环的动力有地质、气象和生物三个方面。地化大循环与生物小循环相比较,有范围大、周期长、影响面广等特点。生物小循环和地化大循环相互联系、相互制约。小循环置于大循环之中,大循环不能离开小循环,两者相辅相成,在矛盾的统一体中构成生物地球化学循环。
生物地球化学循环是地球表面自然界物质运动的一种形式,有了这种物质的循环运动,资源才能更新,生命才能维持,系统才能发展。例如生物在不停的呼吸过程中,每天都要消耗大量的氧气,可是空气中氧的含量并没有明显的改变;动物每年都要排泄大量的粪便,动植物死后的残体也要遗留地面,经过漫长的岁月后,这些粪便、残体并未堆积如山。正是由于生态系统中存在着永久不断的物质循环,人类才能有良好的生存环境。
下面将分别简述水、碳、氮和磷四种循环。氧与氢结合成水,又和碳合成二氧化碳,已包括在水和碳的循环中,故不再另述。