物质循环
第三节生态系统物质循环
⑤ 未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药
的成分
A.①②
B.②④⑤
C.③④
D.②③
6.右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是 生态系统的成分，请据图回答：
（1）此生态系统的能量流动是从[ C ]
固定太阳能开始的。
生产者 C
（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传
递是以 ____C_O_2__形式进行的，在生态系
生物圈
（1）同时进行、相互依存
（2）物质是能量流动的载体
联系
（3）能量是物质反复循环的动力
1.在生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落 之间循环的主要形式是 A.二氧化碳 B.碳酸盐 C.碳酸 D.碳水化合物
2.在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过
程是 A.光合作用
练习
B.呼吸作用
C.蒸腾作用
（1）碳存在的形式 碳在无机环境中主要以 CO2 和 碳酸盐 形 式存在，在生物群落的存在形式是 有机物 。
（2）进入生物群落的方式：
碳通过__光__合__作__用__和__化__能__合__成__作__用___两种代谢 反应从无机环境进入生物群落。
（3）进入生物群落的形式： 碳以___C_O_2___形式从无机环境进入生物群落
D
统各成分中A为 消费者，B为 分解者。 A
B
（3）图中D C过程是通过 光合 作用实现的，C
D过程是通过 呼吸 作用实现的，B
D过程是通
过____分__解 作用实现的。碳循环始终与 能量 结
合在一起。
（4）生物群落中有一部分碳以__石__油__、__煤___炭__等__形式
储藏在地层中。
7.（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。
物质循环的定义
物质循环的定义物质循环，又称物质转化循环，是指物质从地球的大气层，海洋和陆地的生态系统中经由运动和化学反应组成不同的物质种类而发生改变的过程。
直观上，物质循环是指物质在地球系统中，经由覆盖整个地球的生物、大气和水的转换，来来回回循环无穷无尽地发生变化的过程。
物质循环是一种全球变化过程，它在地球上支配着生物体和环境之间的紧密联系。
它也是一种全球变化的循环，它被定义为物质在海洋、陆地和大气层之间在各种条件下转换的过程。
其中，物质循环是由四个主要循环构成的：水循环、氮循环、磷循环以及硫循环。
它们通过在各个环境和生物体之间的转换，使物质循环的活动得到了充分的提升。
水循环的定义是指水的流经地球各种地表特征和深水系统的过程，这个过程包括水的汇集、封存、蒸发、运输和深层载运，是水分在地球各处来来回回循环的过程。
氮循环是指氮元素在地球经过气体、液体和固体物质的转化和运输，从大气层、海洋和陆地到生物体的循环过程。
氮的转化过程主要以大气沉降，物理和化学物质转移，生物降解，吸收和利用的形式发生。
磷循环是指磷的生物学循环，即磷的运动轨迹，从地壳输送到生物体，通过几种形式，如溶解在地壳中的水流或者大气降落、生物降解、植物吸收、微生物氧化、植物和动物排泄等环节来实现循环。
硫循环，又称为硫氧循环，是指地球上植物、动物等生物体把硫的物质形式从大气中摄入，经过物质转换和运移，再释放到大气层的一种物质循环过程。
硫氧循环的转换过程主要是硫释放、氮素降落、微生物作用、植物吸收、动物代谢等几个环节。
总之，物质循环是指地球上物质通过不断的变化，从大气层、海洋和陆地，经由水循环、氮循环、磷循环、硫循环等运动和转化，实现物质的循环运行的过程。
它不仅对地球上的物质种类和结构有重要意义，而且也是支配着气候变化的重要因素之一。
它的定义，一方面反映出地球自然界元素的运动趋势，另一方面也为我们提供了一种理解和研究地球系统变化的基础。
物质循环的定义
物质循环的定义物质循环，也称为物质循环或物质循环，是一种在生态系统中来回流动的有机和无机物质的运动模式。
在这个运动模式中，这些物质在流向其它地物汇处（如植物土壤，湖泊，海洋）时由于某些动力学原因而发生变化，最终又被返回到原始状态。
物质循环是生物圈（生态系统）中所有生物和物质相互作用的重要核心。
物质循环可以概括为三个主要部分：生物循环、地物循环和水循环。
生物循环指的是植物，动物和真菌在共存的环境中产生的物质转移；地物循环指的是土壤中的元素循环；水循环指的是源头的水的循环。
在每一个循环中，不同的物质在植物和动物的体内循环，在水、土壤、空气中运动，来回交换。
这些循环概括地非常重要，因为物质循环是生物圈中有机物和无机物质运动，交换和转化的基本机制。
物质循环的运动历经多种动力学过程，最重要的三种动力学过程是：物质的排放、物质的分解、物质的混合。
物质的排放指的是植物和动物体内产生的有机物质或无机物质被排放出来进入环境；物质的分解指的是植物和动物体内无机物质被分解，变成多种元素混合到环境中；物质的混合指的是植物和动物体内有机和无机物质与其它基元素混合而成新物质。
物质循环最明显的表现是动植物间的交互作用，其中植物把无机物质转变成有机物质，而动物则以有机物质为食物，并把其转化成无机物质。
在这种过程中，物质被由一个环境向另一个环境传递，返回到原处，最终形成一个完整的循环。
物质循环的实质就是这样一种运动模式，即通过有机和无机物质返回到原处，形成一个完整的循环，以维持生态系统的健康和平衡。
物质循环对生态系统的功能十分重要，它是维护生态系统平衡的重要机制之一，广泛应用于土壤改良，水质改良，空气污染控制等方面。
此外，物质循环还能维持生物圈内的能源循环，它是生物圈中有机物和无机物质交换的重要基础。
综上所述，物质循环是维护生态系统平衡的重要机制之一。
它是物质在生物和物质间来回流动，通过有机和无机物质返回到原处，形成一个完整的循环，以维持生态系统健康和平衡的运动模式。
物质循环的例子
物质循环的例子
1. 嘿，你看啊，水的循环不就是物质循环的好例子嘛！天上下雨，雨水汇聚成河流、湖泊，然后被我们喝进肚子，又从我们身上以汗水或其他形式排出来，这不就是一直在循环嘛，多神奇呀！
2. 想想看，植物通过光合作用把二氧化碳变成氧气，我们呼吸氧气，呼出二氧化碳，植物又接着利用，这不妥妥的物质循环嘛，难道不是吗？
3. 哎呀呀，木材被制成家具，等家具旧了烂了又回归自然变成土壤的一部分，这不也是物质在不断循环着嘛，多有意思啊！
4. 你知道不，氮的循环也是很典型的呀！空气中的氮气被植物固定，然后在生物链中传递，最后又回到空气中，这就像一场奇妙的旅行一样，不是吗？
5. 我们扔掉的垃圾，在大自然的作用下分解转化，又成为其他物质的组成部分，这不就是物质循环在悄然进行着嘛，多令人惊讶呀！
6. 动物吃食物获得营养，死后又被微生物分解，营养物质又回到自然界，这不就像是一个圈圈在不停转动嘛，难道不是很神奇吗？
7. 矿物质从土壤中被植物吸收，然后随着食物链传递，最后又回到土壤，这就像是一场永不停息的接力赛呀，多棒！
8. 煤炭是古代植物变的，我们燃烧煤炭获取能量，产生的物质又参与其他循环，这难道不是物质在时间长河里的舞蹈嘛，有趣吧！
9. 所以说呀，物质循环无处不在，它让我们的世界充满生机与变化，真的是太奇妙啦！。
《农业生态学》第五章物质循环
物质循环的库可分为两大类：
3．流(flow)
• 能量和物质通过食物链形成的转移运 动状态，称为流。
• 生态系统中主要流有物质流、能量流 和信息流。
• 农业生态系统要获得高的生产力，就 要使系统内的能量和物质的流量大， 流速快且畅通无阻。
19世纪争土地,20世纪争石油,21世纪争水 以色列和叙利亚
严重干旱小船无法下水 美国干旱西部土壤龟裂
（二）中国水资源状况
• 中国水资源总量居世界第6位。 • 人均2600m3，相当于世界人均的1/4，列世
界第88位，已被列为世界贫水国之一。
人均水资源量 m3 大于10000 5000~10000 1000~5000
球性质，是闭合性循环。 •①大气中的CO2通过生物圈的光合和呼吸作
用约400年循环一次。 •②O2通过生物代谢，2000年循环一次。 •③水圈（包括占地球表面71%的海洋）中的
水，通过生物圈的吸收、排泄、蒸腾，每当 200万年才循环一次。 •④至于由岩石土壤圈风化出的矿物元素循环 一次则需要更长时间，甚至要经过几亿年。
径流37 ×103
海
降水 324 ×103
洋
1350×106
单位:km3
（二）水循环特点
三、水资源现状
• （一）世界的水资源危机
• 1.全球水资源分布不均；
1/3人口缺水, 发展中国家居多,例如非洲中东 和中亚大部分地区
• 2.随着人口增长,缺水趋势更为明显； • 3.国家之间因为争夺水资源而发生纠纷.
土壤水
50 ×103
800米地下水 3000 ×103
更深地下水
3000 ×103
物质循环
影响物质循环速率的主要因素： 物质循环
名词辨析
物质循环—能量流动
术语分类
生态系统中，各种元素往往是以化合物形式进行转移和循环的，由于这些物质的化学特性不同，形成了不同 特点的物质循环类型。
一、按循环经历途径与周期分类 生物地球化学循环依据其循环的范围和周期，可分为地质大循环和生物小循环两类： 二、按物质循环过程中存在的主要形式分类 根据不同的化学元素、化合物在5个物质循环库中存在的形式，库存量的大小和被固定时间的长短，可将物质 循环分为以下两大类型：
生态系统中几乎所有的营养物质都在生物与无机环境之间循环流动。物质循环的顺利进行使生态系统的各部 分协调一致，对生态系统的自我调节起着重要作用。如果人类大规模干扰，物质循环不能畅通进行，就会造成严 重的环境污染和破坏，导致生态失衡。
应用领域
氮：秸秆，特别是豆科作物的秸秆中含有一定的氮素，从合理利用氮素和能源的角度来考虑，将作物秸秆燃 烧是不经济的，它使已经固定的氮素完全挥发损失了。利用作物秸秆比较有效的办法，首先，能作饲料的有机物 质尽量先作饲料，使植物固定的氮素为动物利用，以增加畜产品，促进农牧结合；其次，以牲畜粪尿和作物秸秆 作为沼气池原料，在密闭嫌气条件下发酵，既能解决燃料问题，又能很好地保存氮素；再次，将沼气发酵后的残 余物用作肥料，不仅减少病菌虫卵，而且肥效高。从植物秸杆→动物饲料→能源原料→优质肥料→植物养料这样 的物质循环途径，充分利用植物有机物质和氮素，为培肥土壤和增加畜产品创造有利条件。
物质循环
生态概念
01 概念释义
03 术语分类 05 应用领域
目录
02 名词辨析 04 价值意义
物质循环（nutrient cycle）是生态学概念，指生物圈里任何物质或元素沿着一定路线从周围环境到生物体， 再从生物体回到周围环境的循环往复的过程，又称“生物地球化学循环（biogeochemical cycle）”。
物质循环名词解释
物质循环名词解释
物质循环是指地球上各种物质（如水、碳、氮、磷等）在环境中不断流动和转化的过程。
这些物质以自然界的循环方式在大气、水、土壤和生物体之间相互转移和交换。
以下是一些常见的物质循环名词解释：
1. 水循环：水在地球上不断循环、转化和重新分配的过程。
包括水的蒸发、降水、蓄水、渗透、地下水循环等。
2. 碳循环：碳在地球上的不同环境中之间的循环和转移的过程。
包括碳的生物地球化学循环、大气中二氧化碳的吸收和释放、碳储存和释放等。
3. 氮循环：氮在大气、土壤和生物体之间循环的过程。
包括氮气固氮、氮化合物的氧化还原转化、植物和动物的氮循环等。
4. 磷循环：磷在土壤、水体和生物体之间流动和转移的过程。
包括磷的矿物质循环、生物转化、磷肥使用和磷的环境归还等。
5. 硫循环：硫在大气、水和土壤之间循环和转移的过程。
包括硫的氧化、还原、沉积和释放等。
这些物质循环对生态系统的平衡和生物圈的稳定至关重要，它们的紊乱和异常循环可能导致环境问题并影响生物多样性和生态功能。
第十三章 生态系统的物质循环
火 山 作 用
浅层死有机物 陆地陆地 丢失于深 层沉积中 溶解死 有机物 海洋
死有机体 河流带走
单位：1012gN/a
固氮作用分类： （1）闪电、宇宙射线、火山爆发等高能固氮，形 成硝酸盐； （2）工业固氮：400摄氏度，200大气压下； （3）生物固氮：固氮菌、与豆科植物共生的根瘤 菌和蓝藻等自养和异养微生物
海洋生物泵过程
真光层的浮游植物通过光合作用吸收CO2，将其转化为有生 命的颗粒有机碳,再通过食物链(网)逐级转移到大型动物。 未被利用的各级产品死亡、沉降和分解，各级动物产生的粪 团、蜕皮构成大量非生命颗粒有机碳向下沉降。 不同水层中的浮游动物: 通过垂直移动也构成了有机物由表 层向深层的接力传递。 溶解有机物:-部分光合作用产物以可溶性有机物释放到海水 中/生物代谢活动产生-一部分无机化进入再循环，其余被异 养微生物利用后通过微型食物网再进入主食物网，并可能成 为较大的沉降颗粒。
四、氮循环
氮是蛋白质的基本组成成分，一切生物结构的原 料。 一般生物不能直接利用大气中的氮，必须通过固 氮作用将氮与氧结合成为硝酸盐和亚硝酸盐，或 者与氢结合形成氨以后，植物才能利用。
1 氮循环(nitrogen cycle)
大气库 HN3,NO,NO2, N2 O ， 降 脱氮 水 动植物 活体 土壤 中无 机氮 库 陆地 闪电 化学反应 工业固氮 （汽车,化肥,电厂） 共生或 自由生活 的固氮 微生物 蓝藻 大气库 N2 大气 生物固氮 其它 动植物
1 碳循环研究的重要意义
碳是构成生物有机体的最重要元素，生态系统碳 循环研究为系统能量流动的核心问题 人类活动通过化石燃料的大规模使用，从而造成 对于碳循环的重大影响，可能是当代气候变化的 重要原因。
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谈谈物质循环对于农业生产和环境保护的意义
研究C循环，适当增加农作物周围空气中的CO2浓度提 高产量；研究N循环将根瘤菌对豆科植物拌种、将圆 褐固氮菌制成菌剂施肥、用豆科植物作绿肥等措施 可用于农业增产等等。
固定氮素肥料等，节约能源，减少化肥使用量， 减轻对环境的污染（如“富营养化”现象） 直接影响到生物圈的稳态，平衡被打破，都将加剧 “温室效应”、“光化学烟雾”、“酸雨”等全球 性环境问题。
高考生物复习 之 物质循环
温二中 蔡希武
任务一
构建生态系统的成分在碳循环过程中的物质联系
生态系统
非生物的物质和能量 （无机环境
消费者
⑤
生产者
化石燃料等
思考：若要研究一种元素的循 带标号的箭头表示的生理过程 环，该研究哪些内容？ 分别为？
任务二
C、N、S循环有哪些异同点呢？
将N2合成氨 将生物遗体中含氮 化合物转化为氨 异养需氧型 异养需氧型
反硝化细菌
硝酸盐→N2
异养厌氧型
例题分析1：右图表示自然界中氮循环过程，其中A、 B、C代表生态系统中的生物成份。下列有关叙述中正 确的是
B
A.①过程主要通过化工厂完成 B.图中C代表分解者 C. ③过程导致土壤肥力下降而对氮循环不利 D.农业生产中疏松土壤，有利于②③④⑤过程
任务三：探 究 冬天用大棚种植蔬菜是现代农业的一个特点，如果长 期密闭大棚不与外界相通，植物会因CO2逐渐缺乏生长 减缓。研究表明，如果增大棚内CO2的浓度，即可保温 又可促进植物快速生长和高产。综合上述内容，请你 用废弃的根、茎、叶等，不用化肥，尝试设计一个使 CO2循环应用的大棚种植系统。
反馈练习：右图为物质 循环简图，A为生产者，B 为消费者。下列叙述错误 的是（ ） C A．①是光合作用 B．⑤过程有分解者参 与 C．⑦代表消费者呼吸 作用 D．本图涉及碳和水的 循环
例2、下图为生态系统的 硫循环示意图。图中方框 代表生态系统的生物成分， 斜方框代表非生物成份。 据图回答：
（1）图中的绿色植物是 a 。 （ 2） c—d和c—e表示的是 分解者分解过程 。 （3）图中 c-d （填字母）表示的过程加重 了大气污染。 （4）一般来说在食物链中动物细胞中硫元素的含量 比植物细胞中的 （填“高”、“低”或“差不多” 高 ）
以上物质循环的图解，能不能用来表示能量流 动图？为什么？ 如何正确理解物质循环的概念？
（1）物质循环的范围是指生物圈（2）所指的 物质主要是指组成生物体的基本元素，而不 是指由这些元素的糖类、脂肪、蛋白质等具 体形态的化合物。（3）所指的循环是指组成 生物体的基本元素在生物群落与无机环境之 间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化 和能量变化。（4）生态系统的物质循环过程 还伴随着能量流动。
共同点
进入生态系统后均以有机物形式在系统 内部沿食物链传递
在C、N、S等进入生物群落后，完成物质循环的回路 （有机物→无机物）中，最重要的生物成分是什么？ 分解者
参与氮循环的微生物有哪些是分解者？它们在氮循环 中的作用和代谢特点如何？ 微生物
圆褐固氮菌 腐生细菌、真菌
在N循环中的作用 代谢特点 （物质变化）
C循环 N循环 S循环
光合作用和化 以生物固氮为 进入生态系统 能合成作用 主的固氮作用 植物气孔直 的方式及发挥 接吸收及根 绿色植物及其 固氮微生物 作用的生物 部吸收 它自养型生物 进：N2 →NH3 进、出生态系 进：CO2 进：SO2 、SO42统的物质形式 出：SO2 、SO42出： N2 出： CO2 分解者分解作 分解者分解 返回无机环 用、生物的呼 反硝化作用 作用、火山 境的途径 吸作用及燃烧 爆发及燃烧