森林生态系统的养分循环PPT课件
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森林生态系统的养分循环
用。
年际变化
养分循环的年际变化主要受到气候因素的影响。气候变化如干旱、洪涝等会影响植物的 生长和死亡，进而影响养分的吸收和释放。长期的气候变化可能会对森林生态系统的养
分循环产生深远影响。
05
养分循环与森林健康和生产力
养分循环对森林健康的影响
维持森林结构
养分循环是维持森林生态系统结构和 功能的关键过程，它确保了森林中植 物、动物和微生物的生存和繁衍。
养分循环有助于提高生态系统的稳定性，从而降低物种灭绝的风险。
控制入侵物种
养分循环有助于控制入侵物种的扩散，从而保护本地物种的生存和 繁衍。
06
人类活动对森林养分循环的影响
森林砍伐对养分循环的影响
总结词
森林砍伐会破坏森林生态系统的养分循 环，导致土壤养分流失和生态系统失衡 。
VS
详细描述
森林砍伐后，树木和植被被移除，使得原 本由它们固定的养分释放到土壤中。同时 ，砍伐过程中会对土壤造成扰动，加速养 分的流失。长期下去，土壤养分含量降低 ，影响森林生态系统的健康和恢复力。
02
养分的来源与输入
空气中的养分
01 02
氮
大气中约78%的成分是氮气，但大部分植物无法直接利用。森林中的植 物通过固氮微生物将氮气转化为可利用的硝酸盐或氨，或通过与雷电作 用将氮气转化为硝酸盐。
碳
森林植物通过光合作用吸收空气中的二氧化碳，将其转化为葡萄糖和氧 气。
03
磷
虽然大气中磷的含量很低，但森林植物通过吸收空气中的磷化合物来获
系统的稳定性和生产力。
THANKS
感谢观看
循环
森林中的养分循环是一个不断循环的过程，植物吸收的养分经过动物的摄食、 分解者的分解等环节，最终回到土壤中，供植物再次利用。
年际变化
养分循环的年际变化主要受到气候因素的影响。气候变化如干旱、洪涝等会影响植物的 生长和死亡，进而影响养分的吸收和释放。长期的气候变化可能会对森林生态系统的养
分循环产生深远影响。
05
养分循环与森林健康和生产力
养分循环对森林健康的影响
维持森林结构
养分循环是维持森林生态系统结构和 功能的关键过程，它确保了森林中植 物、动物和微生物的生存和繁衍。
养分循环有助于提高生态系统的稳定性，从而降低物种灭绝的风险。
控制入侵物种
养分循环有助于控制入侵物种的扩散，从而保护本地物种的生存和 繁衍。
06
人类活动对森林养分循环的影响
森林砍伐对养分循环的影响
总结词
森林砍伐会破坏森林生态系统的养分循 环，导致土壤养分流失和生态系统失衡 。
VS
详细描述
森林砍伐后，树木和植被被移除，使得原 本由它们固定的养分释放到土壤中。同时 ，砍伐过程中会对土壤造成扰动，加速养 分的流失。长期下去，土壤养分含量降低 ，影响森林生态系统的健康和恢复力。
02
养分的来源与输入
空气中的养分
01 02
氮
大气中约78%的成分是氮气，但大部分植物无法直接利用。森林中的植 物通过固氮微生物将氮气转化为可利用的硝酸盐或氨，或通过与雷电作 用将氮气转化为硝酸盐。
碳
森林植物通过光合作用吸收空气中的二氧化碳，将其转化为葡萄糖和氧 气。
03
磷
虽然大气中磷的含量很低，但森林植物通过吸收空气中的磷化合物来获
系统的稳定性和生产力。
THANKS
感谢观看
循环
森林中的养分循环是一个不断循环的过程，植物吸收的养分经过动物的摄食、 分解者的分解等环节，最终回到土壤中，供植物再次利用。
《森林生态学》课件第五章生态系统
?森林生态学?课件第五
章生态系统
第一节 生态系统
一、概念
在一定空间范围内，各生物成分〔包括人类在
内〕和非生物成分〔环境中物理和化学因子〕，通过
能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的
一个功能单位。
第一节 生态系统
2. 消费者
异养型生物，生活在生态系统中的各类动物和某
些腐生或寄生生物，只能依赖生产者生产的有机物为
量，即生产的速率。
总初级生产力(GPP) ：指单位时间和单位面积内绿
色植物通过光合作用所制造的有机物的总量〔包括植
物呼吸消耗掉的局部〕。
净初级生产力(NPP) ：指绿色植物除去呼吸消耗之
后的有机物的积累速率。
地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净
生产力。
第二节 生态系统的能量流动
第二节 生态系统的能量流动
增加的趋势；因此，净生产力在中年到达最高值。
第二节 生态系统的能量流动
各种生态系统的生产力比较：
➢
奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：
➢
最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于2 •
天。
➢
较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕
地、半干旱草原、深湖和大陆架2 •天。
➢
较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10
第二节 生态系统的能量流动
四、生态系统的能量动态和储存
〔一〕名词解释
1. 与生产量有关的概念：
初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的
有机物质。
净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的局部。
总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的
有机物质总量。
次级生产量：消费者的生产量。
章生态系统
第一节 生态系统
一、概念
在一定空间范围内，各生物成分〔包括人类在
内〕和非生物成分〔环境中物理和化学因子〕，通过
能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的
一个功能单位。
第一节 生态系统
2. 消费者
异养型生物，生活在生态系统中的各类动物和某
些腐生或寄生生物，只能依赖生产者生产的有机物为
量，即生产的速率。
总初级生产力(GPP) ：指单位时间和单位面积内绿
色植物通过光合作用所制造的有机物的总量〔包括植
物呼吸消耗掉的局部〕。
净初级生产力(NPP) ：指绿色植物除去呼吸消耗之
后的有机物的积累速率。
地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净
生产力。
第二节 生态系统的能量流动
第二节 生态系统的能量流动
增加的趋势；因此，净生产力在中年到达最高值。
第二节 生态系统的能量流动
各种生态系统的生产力比较：
➢
奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：
➢
最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于2 •
天。
➢
较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕
地、半干旱草原、深湖和大陆架2 •天。
➢
较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10
第二节 生态系统的能量流动
四、生态系统的能量动态和储存
〔一〕名词解释
1. 与生产量有关的概念：
初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的
有机物质。
净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的局部。
总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的
有机物质总量。
次级生产量：消费者的生产量。
森林生态学PPT课件
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• 2、小集水区技术 • 简介：设立测定的生态系统周界与集水区周围地形和水流分界相一致。进
行养分输入—输出估算时，着重于生态系统内的净变化，并假设生物途径 的输入和生物输出相平衡。这样小集水区对于非气体元素，能够进行相当 满意的输入—输出估算。收支状况可以简单的由气象输入（雨雪内溶解物 质和微粒）和地质输出（排出水溶解物质和微粒）的差值求得，气象输 入—地质输出=净变化。
第10页/共33页
第11页/共33页
• 例如马尾松一桃金娘一芒萁 群丛。从该名称可以看出， 该群丛乔木层、灌木层和草 本层的优势种分别是马尾松、 桃金娘和芒萁。
第12页/共33页
三、森林立地分类
• 森林立地简介： • 森林生长地段(空间位置)中诸环境因子的总称。生
态学上称为生境。森林立地是森林生产力的基础， 对森林更新、树种选择、地力维持和经营管理至为 重要。林业上根据立地质量，划分地位级或立地指 数来评价林地生产力和制订相应的营林措施。 • 立地：是指造林地或林地的具体环境，即指与树木 或林木生长发育有密切关系并能为其所利用的气体、 土壤等条件的总和
第13页/共33页
• 1、分类的重点在于立地的性质和生产力。 • ⑴地位级和立地指数
■按照林分的平均年龄和平均高确定地位级 ■立地指数：林分中标准年龄优势木的树高米数。地位指数是评定林地
生产力的综合性指标 ⑵按照环境条件划分立地类型 ■按照气候土壤和地貌条件来划分立地类型 ■适用于缺乏原始植被的地区
第4页/共33页
• 2、植被的区系组成途径—法瑞学派
• 基本观点：
⑴植物群落可根据他们的区系组成划分为各种植被 类型
⑵分类的基本单位——群丛
群丛：具有一定区系组成和一致外貌、并发生于一 致的生境条件下的一种植物群落
• 2、小集水区技术 • 简介：设立测定的生态系统周界与集水区周围地形和水流分界相一致。进
行养分输入—输出估算时，着重于生态系统内的净变化，并假设生物途径 的输入和生物输出相平衡。这样小集水区对于非气体元素，能够进行相当 满意的输入—输出估算。收支状况可以简单的由气象输入（雨雪内溶解物 质和微粒）和地质输出（排出水溶解物质和微粒）的差值求得，气象输 入—地质输出=净变化。
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• 例如马尾松一桃金娘一芒萁 群丛。从该名称可以看出， 该群丛乔木层、灌木层和草 本层的优势种分别是马尾松、 桃金娘和芒萁。
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三、森林立地分类
• 森林立地简介： • 森林生长地段(空间位置)中诸环境因子的总称。生
态学上称为生境。森林立地是森林生产力的基础， 对森林更新、树种选择、地力维持和经营管理至为 重要。林业上根据立地质量，划分地位级或立地指 数来评价林地生产力和制订相应的营林措施。 • 立地：是指造林地或林地的具体环境，即指与树木 或林木生长发育有密切关系并能为其所利用的气体、 土壤等条件的总和
第13页/共33页
• 1、分类的重点在于立地的性质和生产力。 • ⑴地位级和立地指数
■按照林分的平均年龄和平均高确定地位级 ■立地指数：林分中标准年龄优势木的树高米数。地位指数是评定林地
生产力的综合性指标 ⑵按照环境条件划分立地类型 ■按照气候土壤和地貌条件来划分立地类型 ■适用于缺乏原始植被的地区
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• 2、植被的区系组成途径—法瑞学派
• 基本观点：
⑴植物群落可根据他们的区系组成划分为各种植被 类型
⑵分类的基本单位——群丛
群丛：具有一定区系组成和一致外貌、并发生于一 致的生境条件下的一种植物群落
08 森林生态系统的养分循环
8．2．2 生物地球化学循环
❖ 生态系统内部化学元素的交换，其空间范围一般不大。植 物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同一地方。 多数生态系统内生物和化学元素的交换，大体处于平衡状 态。一般生物地球化学循环的特点是：绝大多数的养分可 以有效地保留，积累在本系统之内，其循环经常是遵循一 定的循环路线。
第8章 森林生态系统的养分循环
8．1 生态系统养分循环概述 8．2 森林生态系统养分循环的类型与机制 8．3 生态系统中的分解 8．4 森林生态系统养分循环特征参数 8．5 碳、氮、磷、硫循环
主要内容：
概念、类型、途径与机制， 分解的过程与机制（凋落物）。
了解内容：
碳、氮、硫、磷及有毒物质的循环与机制。
❖ 吸收量=存留量+归还量
（四）养分吸收率或养分吸收系数
❖养分吸收率也称养分吸收系数，一般指森林植物 年吸收养分量与根层土壤中的养分贮量之比。
（五）养分利用效率
❖ 养分利用效率反映了森林植物对养分环境的适应 状况和利用状况。目前关于养分利用效率的计算 方法主要采用Chapin指数
（六）养分循环强度
❖ 影响凋落物分解的因子有水分、温度、pH值、氧 气、土
壤动物多少、凋落物理化性质以及真菌和细菌的 相对量。
分解过程的决定因素
❖ 分解者生物的种类 ❖ 待分解资源的质量 ❖ 分解时的理化环境条件
（一）分解者生物
❖ 微生物
▪ 细菌和真菌是主要的分解者：主要分解氨基酸和糖类
❖ 动物类群
▪ 小型土壤动物:包括线虫、轮虫、螨：不能碎裂枯枝落叶， 属粘附类型。
为什么研究养分循环？
一个简单的例子
8．1 生态系统养分循环概述
物质的循环和能量的流动的关系（相辅相 成、缺一不可）。
08第8章 森林生态系统的养分循环
2018/10/24
10
8．2森林生态系统养分循环的类型与机制
三种循环类型（路径与范围）：
• 地球化学循环(geochemical cycles) • 生物地球化学循环(biogeochemical cycles) • 生物化学循环(biochemical cycles)
2018/10/24
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全球碳循环
2018/10/24
42
生态系统中的碳循环
2018/10/24
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什么是温室效应？
2018/10/24 44
大气CO2浓度与温度变化(夏威夷)
2018/10/24
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二 、氮循环
含氮物质种类
• ①大气中的氮 (氮气，N2) • ②氧化二氮 (N2O) • ③氨气(NH3) • ④NO及其反 应生成物
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（一）分解者生物
微生物 • 细菌和真菌是主要的分解者：主要分解氨基酸和糖类 动物类群 • 小型土壤动物:包括线虫、轮虫、螨：不能碎裂枯枝落叶， 属粘附类型。 • 中型土壤动物：包括蝉尾目昆虫、原尾虫、螨类、线蚓 类、双翅目幼虫和一些小型鞘翅目昆虫：调节微生物种 群的大小和对大型动物粪便进行处理和加工； • 大型和巨型土壤动物：主要包括各种取食枯枝落叶的节 肢动物，如千足类、等足类、端足类的蜗牛、蚯蚓等： 是碎裂植物残叶和翻动土壤的主力。对分解和土壤结构 有明显影响。
生态系统中的分解作用(decomposition)是 死有机物质的逐步降解过程。
• 死有机物质的逐步还原为无机物，释放能量。
20过程 • 破碎——把尸体分解为颗粒状的碎屑。 • 异化（矿化）——有机物在酶的作用下，进行生物 化学的分解，从聚合体变成单体（如纤维素降解为 葡萄糖）进而成为矿物成分（如葡萄糖降为CO2和 H2O）。 • 淋溶——可溶性物质被水淋洗出，完全是物理过程。
08 森林生态系统的养分循环
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8．3．2 影响凋落物分解速率的因素
随着凋落物的分解，物质的质量不断减少。凋落 物分解过程中物质的损失一般遵循如下规律 (Olson 1963)。 式中Lo—凋
落物在起始时刻时重量； 在t时刻时重量； Lt——凋落物
k——凋落物分解常数，k=年凋落量／凋落物的库存量。
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（二）沉积循环 (sedimentary cycles) 地球化学循环中，气态循环的气体比较少，大部分属于沉 积循环类型。 气象途径：如空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运 的输出 。（生长在极贫瘠土壤上的森林，化学沉降物的 输入有可能使其达到较高的生产量） 生物途径：动物的活动可使养分在生态系统之间发生再 分配。（例如它们可以在一个生态系统能够内取食，而 在另一个系统内排泄） 地质水文途径：指生态系统养分的输入来源于岩石、土 壤矿物的风化和土壤水分及溪水溶解的养分对系统的输 入，以及土壤水或地表水溶解的养分、土粒和有机物质 从系统的输出。
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能量流动与物质循环的关系
Sun
热 热 热 热
空气 水 无机盐
生产者
食草动物
食肉动物
第二级食肉动物
物质流 能量流
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分解者 热
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8．1．1 植物体内的养分元素
重要元素：植物正常生长和代谢所必需的元素。
其中，其浓度仅有若干ppm的称作微量元素，而 浓度可用百分数表示的可称为大量元素;
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8．2．2 生物地球化学循环
生态系统内部化学元素的交换，其空间范围一般不大。植 物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同一地方。 多数生态系统内生物和化学元素的交换，大体处于平衡状 态。一般生物地球化学循环的特点是：绝大多数的养分可 以有效地保留，积累在本系统之内，其循环经常是遵循一 定的循环路线。
森林生态系统及其保护 ppt课件
ppt课件
1
森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成 一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统 中面积最多、最重要的自然生态系统。森林生态系统分布 在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动植物种类繁多， 群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于 较稳定的状态，尤其是热带雨林生态系统。
第二笔：按照这棵树每年能为生态效益创造出财富，又计算了一个综合 价值，共计可达20万美元。具体可分为：能产生氧气计31000美元；能产出 蛋白质计250美元；如果这棵大树活着，能减轻大气污染，价值62000美元； 能促进水分再循环，价值37000美元；大树涵养水源，防止土壤被侵蚀，增 加土壤肥力，价值31000美元；能提供鸟类及其他动物栖息环境，价值31000 美元。
主要分布在北半球，纬度，北纬50°以北至北极圈左右的地区。 亚寒带的针
叶林又叫泰加林，泰加林原是指西西伯利亚带有沼泽化的针叶林，现指从北
极苔原南界树木线开始向南延伸1000多公里的北方塔形针叶林带，为水平性
植被。东西伯利亚地区有大面积的兴安落叶松林，东部的东西伯利亚地区大
陆性气候明显，冬季极端寒冷但夏季并不寒冷，年温差极大，世界上年温差
ppt课件
2
森林的生态效益
印度加尔各答的一位农业大学教授，对树龄在50年的大树，计算了两笔不同 的价值。
第一笔：一棵正常生长50年的大树，按照当地市场上的木材价格计算， 最多值300美元。（注：加尔各答，在印度东南部北回归线略南,与我国广西 南宁市基本上在同一纬度线上，大体是在22度左右）。由于气候、纬度、雨 水等因素，可以说是生长速度较快的树种。
把这些综合值加起来，当然就不是300美元，而是20万美元。
ppt课件
1
森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成 一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统 中面积最多、最重要的自然生态系统。森林生态系统分布 在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动植物种类繁多， 群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于 较稳定的状态，尤其是热带雨林生态系统。
第二笔：按照这棵树每年能为生态效益创造出财富，又计算了一个综合 价值，共计可达20万美元。具体可分为：能产生氧气计31000美元；能产出 蛋白质计250美元；如果这棵大树活着，能减轻大气污染，价值62000美元； 能促进水分再循环，价值37000美元；大树涵养水源，防止土壤被侵蚀，增 加土壤肥力，价值31000美元；能提供鸟类及其他动物栖息环境，价值31000 美元。
主要分布在北半球，纬度，北纬50°以北至北极圈左右的地区。 亚寒带的针
叶林又叫泰加林，泰加林原是指西西伯利亚带有沼泽化的针叶林，现指从北
极苔原南界树木线开始向南延伸1000多公里的北方塔形针叶林带，为水平性
植被。东西伯利亚地区有大面积的兴安落叶松林，东部的东西伯利亚地区大
陆性气候明显，冬季极端寒冷但夏季并不寒冷，年温差极大，世界上年温差
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2
森林的生态效益
印度加尔各答的一位农业大学教授，对树龄在50年的大树，计算了两笔不同 的价值。
第一笔：一棵正常生长50年的大树，按照当地市场上的木材价格计算， 最多值300美元。（注：加尔各答，在印度东南部北回归线略南,与我国广西 南宁市基本上在同一纬度线上，大体是在22度左右）。由于气候、纬度、雨 水等因素，可以说是生长速度较快的树种。
把这些综合值加起来，当然就不是300美元，而是20万美元。
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森林生态学：了解森林生态系统的保护和可持续发展的方法和技巧培训ppt
森林生态学：了解森林 生态系统的保护和可持 续发展的方法和技巧培 训
汇报人：可编辑 2023-12-27
目 录
• 森林生态系统概述 • 森林保护的方法与技巧 • 森林可持续发展的方法与技巧 • 森林生态学在实践中的应用
森林生态系统概述
01
定义与特点
定义
森林生态系统是指以森林为主要 植被类型的生态系统，是地球上 最重要的生态系统之一。
特点
森林生态系统具有生物多样性丰 富、结构复杂、功能完善等特点 ，对维持地球生态平衡起着至关 重要的作用。
森林生态系统的组成与功能
组成
森林生态系统由林木、灌木、草本植 物、动物、微生物以及土壤、水分等 环境因素组成。
功能
森林生态系统具有保持水土、调节气 候、净化空气和提供生物栖息地等功 能，对人类和地球的生存与发展具有 重要意义。
国际社会应提供资金支持，帮助发 展中国家加强森林保护的能力建设 ，提高全球森林保护的能力和水平 。
森林可持续发展的
03ห้องสมุดไป่ตู้
方法与技巧
森林可持续发展的概念与原则
总结词
森林可持续发展的概念、原则和意义
详细描述
森林可持续发展是指在满足当代人对森林资源需求的同时，不损害未来世代对森 林资源的需求的能力。它强调了生态、经济和社会的可持续性，是实现森林资源 永续利用和社会可持续发展的重要途径。
地方性法规和规章制度
各国政府制定相关法律法规，规范森 林资源的管理和利用，防止非法砍伐 和破坏森林。
各地根据实际情况制定地方性法规和 规章制度，对森林资源进行更加细致 的保护和管理。
国际条约和协议
国际社会通过诸如《联合国森林文书 》等条约和协议，推动各国采取行动 ，共同保护全球森林资源。
汇报人：可编辑 2023-12-27
目 录
• 森林生态系统概述 • 森林保护的方法与技巧 • 森林可持续发展的方法与技巧 • 森林生态学在实践中的应用
森林生态系统概述
01
定义与特点
定义
森林生态系统是指以森林为主要 植被类型的生态系统，是地球上 最重要的生态系统之一。
特点
森林生态系统具有生物多样性丰 富、结构复杂、功能完善等特点 ，对维持地球生态平衡起着至关 重要的作用。
森林生态系统的组成与功能
组成
森林生态系统由林木、灌木、草本植 物、动物、微生物以及土壤、水分等 环境因素组成。
功能
森林生态系统具有保持水土、调节气 候、净化空气和提供生物栖息地等功 能，对人类和地球的生存与发展具有 重要意义。
国际社会应提供资金支持，帮助发 展中国家加强森林保护的能力建设 ，提高全球森林保护的能力和水平 。
森林可持续发展的
03ห้องสมุดไป่ตู้
方法与技巧
森林可持续发展的概念与原则
总结词
森林可持续发展的概念、原则和意义
详细描述
森林可持续发展是指在满足当代人对森林资源需求的同时，不损害未来世代对森 林资源的需求的能力。它强调了生态、经济和社会的可持续性，是实现森林资源 永续利用和社会可持续发展的重要途径。
地方性法规和规章制度
各国政府制定相关法律法规，规范森 林资源的管理和利用，防止非法砍伐 和破坏森林。
各地根据实际情况制定地方性法规和 规章制度，对森林资源进行更加细致 的保护和管理。
国际条约和协议
国际社会通过诸如《联合国森林文书 》等条约和协议，推动各国采取行动 ，共同保护全球森林资源。
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2.1地球化学循环
• 水循环(water cycle)：水是自然的驱动力，没有 水的循环就没有其它的循环
• 气态循环(gaseous cycles)：各种物质的主要贮库 是大气和海洋，气态循环将大气和海洋紧密联接 起来，具有明显的全球性循环性质，如O2、CO2、 N等为代表
• 沉积循环(sedimentary cycles)：主要贮库是岩石 圈和土壤圈，与大气无关。沉积物主要通过岩石 的风化作用和沉积物本身的分解作用而转变成生 态系统可利用的营养物质。故这类循环较缓慢， 非全球性的，如S、P等
• 每个库又可分为许多亚库。如森林生态系统中重 要的有植物库、动物库、土壤库，后者又可分为 有机质、矿物质和有效态等三种库。
.6
物质流(flow)
• 定义： 也称之为通道。是指化学元素从一个库 到另一个库的运动与转化过程。
• 在生态系统中，化学元素在库与库之间 流动形成了各个物质流，许多个这样的 流就形成了物质循环的流动过程，这些 流动过程是一个封闭的系统，形成了物 质循环的环。
生产者： 绿色植 物
凋落物、分 泌物
分解，以元素的形式释放 到环境中，又被植物重新 吸收利用。这样，养分元 素在生态系统内一次又一 次地被循环利用，这种现
养分吸 收
环境：大气、水体、 土壤中N、P、K、 S、C、Ca
象称为生态系统养分循环
死亡残体、排 泄物
分解 者： 微生 物
养分归 还
.4
• 人工林、草场等的地力衰退 实际意义
气象的
溶于水和土壤
.15
2.2生物地球化学循环(biogeochemical cycles)
第八章 生态系统的养分循环
• 生态系统养分循环概述 • 森林生态系统养分循环的类型与机制 • 生态系统中的分解 • 森林生态系统中养分循环特征参数 • 氮、磷、硫循环 • 森林生态系统生物地球化学循环的效能 • 森林经营对森林生物地球化学循环的影响
.1
本章导读
• 识记：养分循环特征参数(存留量、归还量、吸收量、 吸收率或吸收系数、利用效率、循环强度、生物循 环系数)；物质循环的概念及其基本类型、基本调节 原则
• 根据滞留的时间和量的多少，库可分为两种：
– 贮存库(reservoir)：容量大而物质活动慢，一般属于非 生物成分，只有通过各种物理、化学或人为的作用才能 使其中的物质重新释放出来。如大气库、土壤库等
– 交换库(exchange or cycling pool)：容量小而物质运动快， 多属生物成分。如植物库、动物库等。
.13
2.1.2沉积循环(sedimentary cycles)
• 大部分地球化学循环属于沉积循环类型 • 有些元素既参与气态循环，有时参与沉积循
环，决定于该元素的理化性质、生物作用和 环境条件 • 循环缓慢；不完全循环；通常没有全球影响
.14
3种运动形式
气象的
大气
土壤和岩石 矿物质
剩余有机物 (活的和死的)
• 领会：森林生态系统物质循环的研究方法；几种典 型的物质循环的基本特点及其分析方法
• 简单应用：森林经营对森林生物地球化学的影响 • 综合应用：生态系统几种典型的物质循环与当前全
球环境问题的关系
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1生态系统养分循环概述
• 生态系统养分循环(nutrient cycles)通 常称为物质循环，或元素循环或元 素的生物地球化学循环。
• 例如：大气圈中N2的周转时间约近100万年(固 氮作用)，大气圈中水则需10.5天；海洋中主要 物质的周转时间以硅最短，约8000年，钠最长， 约2.06亿年。
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2森林生态系统养分循环的类型与机制
按照物质循环所涉及的范围大小： • 地球化学循环(geochemical cycles)：指生态系统之间
的物质循环。距离可能很近，如坡上和坡下；或者很 远，如在生物圈这样大范围内的全球性循环 • 生物地球化学循环(biogeochemical cycles)：指在一个 生态系统内部较小范围内的局部循环。如在植物群落 的土壤之间的循环 • 生物化学循环(biochemical cycles)：指养分在生物体内 的再分配
• 自然界各种不同生态系统中，物质 的循环和能量的流动是一切生命过 程的基础。
生态系统中生物从环境
中(土壤、水或大气)吸收
的养分元素，在植物体内 结合成有机形式，并通过
动物取 食
消费者： 动物
食物链从一个营养级转移
到下一个营养级，最后所 有的生物残体或废物(又称 凋落物或枯落物)被分解者
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2.1.1气态循环(gaseous cycles)
• C、N、O主要以气态形式输入和输出。 • 循环比较迅速；比较完全的循环
• 为什么气态循环引起人们极大的重视？
– 人类的活动每天都有大量CO、CO2、硫和氮的氧化 物，以及各种有机物质和农药进入气态循环。
– 典型后果： • 酸雨 • 温室效应
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周转(turnover)
• 流通率： 指在单位时间、单位面积(或体积) 物质的流动转移量。
物质在生态系统中的流通量，通常用绝对值 表示：物质/单位面积/单位时间。
• 周转率： 指出入库的流通率与该库中物质 的量的比率。表示为：
– 周转率=流通率/库中物质量 – 周转时间： 为周转率的倒数，即：
周转时间=1/周转率=库中物质量/流通率
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turnover
• 流通率=16单位/ 天，对于生产者 的输出库的周转 率=16/100=0.16
• 对于生产者的周 转时间为6.25天
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周转(turnover)
• 各种物质的周转时间是不同的，周转率越大， 周转时间越短。凡是容易转化为气态或本身就 是气态的物质，其循环周期都比较短；以沉积 形式出现的物质，其循环周期越长。物质循环 速度在气相中要比在液相中快得多。
• 湖泊的富营养化问题
• 温室效应
动物取 食
消费者： 动物
死亡残体、排 泄物
• 酸雨现象
生产者： 绿色植 物
凋落物、分 泌物
养分吸 收
环境：大气、水体、 土壤中N、P、K、 S、C、Ca
分解 者： 微生 物
养分归 还
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常用术语
库(pool)
• 定义： 指各种化学元素以比较稳定的形式，在生物和非 生物成分之间暂时或永久停留和贮存的地方。有 人形象地比喻为养分循环的中转站。
2.1地球化学循环
• 水循环(water cycle)：水是自然的驱动力，没有 水的循环就没有其它的循环
• 气态循环(gaseous cycles)：各种物质的主要贮库 是大气和海洋，气态循环将大气和海洋紧密联接 起来，具有明显的全球性循环性质，如O2、CO2、 N等为代表
• 沉积循环(sedimentary cycles)：主要贮库是岩石 圈和土壤圈，与大气无关。沉积物主要通过岩石 的风化作用和沉积物本身的分解作用而转变成生 态系统可利用的营养物质。故这类循环较缓慢， 非全球性的，如S、P等
• 每个库又可分为许多亚库。如森林生态系统中重 要的有植物库、动物库、土壤库，后者又可分为 有机质、矿物质和有效态等三种库。
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物质流(flow)
• 定义： 也称之为通道。是指化学元素从一个库 到另一个库的运动与转化过程。
• 在生态系统中，化学元素在库与库之间 流动形成了各个物质流，许多个这样的 流就形成了物质循环的流动过程，这些 流动过程是一个封闭的系统，形成了物 质循环的环。
生产者： 绿色植 物
凋落物、分 泌物
分解，以元素的形式释放 到环境中，又被植物重新 吸收利用。这样，养分元 素在生态系统内一次又一 次地被循环利用，这种现
养分吸 收
环境：大气、水体、 土壤中N、P、K、 S、C、Ca
象称为生态系统养分循环
死亡残体、排 泄物
分解 者： 微生 物
养分归 还
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• 人工林、草场等的地力衰退 实际意义
气象的
溶于水和土壤
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2.2生物地球化学循环(biogeochemical cycles)
第八章 生态系统的养分循环
• 生态系统养分循环概述 • 森林生态系统养分循环的类型与机制 • 生态系统中的分解 • 森林生态系统中养分循环特征参数 • 氮、磷、硫循环 • 森林生态系统生物地球化学循环的效能 • 森林经营对森林生物地球化学循环的影响
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本章导读
• 识记：养分循环特征参数(存留量、归还量、吸收量、 吸收率或吸收系数、利用效率、循环强度、生物循 环系数)；物质循环的概念及其基本类型、基本调节 原则
• 根据滞留的时间和量的多少，库可分为两种：
– 贮存库(reservoir)：容量大而物质活动慢，一般属于非 生物成分，只有通过各种物理、化学或人为的作用才能 使其中的物质重新释放出来。如大气库、土壤库等
– 交换库(exchange or cycling pool)：容量小而物质运动快， 多属生物成分。如植物库、动物库等。
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2.1.2沉积循环(sedimentary cycles)
• 大部分地球化学循环属于沉积循环类型 • 有些元素既参与气态循环，有时参与沉积循
环，决定于该元素的理化性质、生物作用和 环境条件 • 循环缓慢；不完全循环；通常没有全球影响
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3种运动形式
气象的
大气
土壤和岩石 矿物质
剩余有机物 (活的和死的)
• 领会：森林生态系统物质循环的研究方法；几种典 型的物质循环的基本特点及其分析方法
• 简单应用：森林经营对森林生物地球化学的影响 • 综合应用：生态系统几种典型的物质循环与当前全
球环境问题的关系
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1生态系统养分循环概述
• 生态系统养分循环(nutrient cycles)通 常称为物质循环，或元素循环或元 素的生物地球化学循环。
• 例如：大气圈中N2的周转时间约近100万年(固 氮作用)，大气圈中水则需10.5天；海洋中主要 物质的周转时间以硅最短，约8000年，钠最长， 约2.06亿年。
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2森林生态系统养分循环的类型与机制
按照物质循环所涉及的范围大小： • 地球化学循环(geochemical cycles)：指生态系统之间
的物质循环。距离可能很近，如坡上和坡下；或者很 远，如在生物圈这样大范围内的全球性循环 • 生物地球化学循环(biogeochemical cycles)：指在一个 生态系统内部较小范围内的局部循环。如在植物群落 的土壤之间的循环 • 生物化学循环(biochemical cycles)：指养分在生物体内 的再分配
• 自然界各种不同生态系统中，物质 的循环和能量的流动是一切生命过 程的基础。
生态系统中生物从环境
中(土壤、水或大气)吸收
的养分元素，在植物体内 结合成有机形式，并通过
动物取 食
消费者： 动物
食物链从一个营养级转移
到下一个营养级，最后所 有的生物残体或废物(又称 凋落物或枯落物)被分解者
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2.1.1气态循环(gaseous cycles)
• C、N、O主要以气态形式输入和输出。 • 循环比较迅速；比较完全的循环
• 为什么气态循环引起人们极大的重视？
– 人类的活动每天都有大量CO、CO2、硫和氮的氧化 物，以及各种有机物质和农药进入气态循环。
– 典型后果： • 酸雨 • 温室效应
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周转(turnover)
• 流通率： 指在单位时间、单位面积(或体积) 物质的流动转移量。
物质在生态系统中的流通量，通常用绝对值 表示：物质/单位面积/单位时间。
• 周转率： 指出入库的流通率与该库中物质 的量的比率。表示为：
– 周转率=流通率/库中物质量 – 周转时间： 为周转率的倒数，即：
周转时间=1/周转率=库中物质量/流通率
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turnover
• 流通率=16单位/ 天，对于生产者 的输出库的周转 率=16/100=0.16
• 对于生产者的周 转时间为6.25天
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周转(turnover)
• 各种物质的周转时间是不同的，周转率越大， 周转时间越短。凡是容易转化为气态或本身就 是气态的物质，其循环周期都比较短；以沉积 形式出现的物质，其循环周期越长。物质循环 速度在气相中要比在液相中快得多。
• 湖泊的富营养化问题
• 温室效应
动物取 食
消费者： 动物
死亡残体、排 泄物
• 酸雨现象
生产者： 绿色植 物
凋落物、分 泌物
养分吸 收
环境：大气、水体、 土壤中N、P、K、 S、C、Ca
分解 者： 微生 物
养分归 还
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常用术语
库(pool)
• 定义： 指各种化学元素以比较稳定的形式，在生物和非 生物成分之间暂时或永久停留和贮存的地方。有 人形象地比喻为养分循环的中转站。