物质循环
生态系统中的物质循环课件
部分无机氮通过淋溶、径流和挥发等途径损失出生态系统 ，对环境造成潜在影响。
人类活动对氮循环影响
工业革命后氮肥的大量使用
人类自工业革命以来大量使用氮肥， 导致土壤和水体中氮含量增加，对生 态系统造成负面影响。
城市化进程加速氮循环
城市化进程中人类活动密集，加速了 氮的转化和循环过程，对城市生态系 统产生影响。
水循环过程及机制
降水
水蒸气在空中遇冷凝结成云， 进而形成降水（雨、雪等）返 回地面。
地下渗透
部分降水渗入地下，形成地下 水。
蒸发
地表水在太阳辐射下蒸发成水 蒸气升入空中。
地表径流
降水在地表形成径流，汇入河 流、湖泊等水域。
植物蒸腾
植物通过叶片气孔将水分以水 蒸气形式释放到大气中。
人类活动对水循环影响
物质循环意义
物质循环是生态系统稳定和持续发展 的基础，它保证了生态系统中各种元 素的平衡和再利用，维持了生态系统 的结构和功能。
生态系统中物质循环途径
水循环
碳循环
水在生态系统中通过蒸发、降水、地表径 流和地下渗透等途径进行循环，实现了水 资源的再利用。
碳在生态系统中通过光合作用、呼吸作用 、分解作用和燃烧等途径进行循环，实现 了碳元素的转化和再利用。
化会减少碳汇的容量。
04
氮循环
氮在生态系统中作用
氮是生命体基本组成元素
氮参与生态系统能Βιβλιοθήκη 流动氮是氨基酸、蛋白质和核酸等生命物 质的基本组成元素，对生命体的结构 和功能至关重要。
氮在食物链和食物网中传递，影响生 态系统的能量流动和物质循环。
氮影响生态系统生产力
氮的可利用性直接影响生态系统的生 产力，是限制植物生长的主要因素之 一。
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。
物质循环的概念
物质循环的概念物质循环指的是地球上各种物质在不同的自然界面和生物界面之间不断循环利用的过程。
在自然界中，物质的循环是生命能够维持的基础之一。
正是由于物质循环的存在，地球上才得以保持生态平衡，生物才能生长繁衍。
物质循环的基本原理物质循环的基本原理是各种元素和化合物在地球上的不同尺度上循环转化。
这些元素可以大致分为生物元素和非生物元素两类。
生物元素如碳、氮、磷等，参与生物体内的新陈代谢过程，而非生物元素如水、氧气、氮气等则主要参与大气圈、水圈等非生物环境中的循环过程。
物质循环的过程水循环水循环是地球上最重要的物质循环之一。
它包括蒸发、降水、地表径流、地下径流等过程。
当水蒸发变成水蒸气后，通过大气对流和降水过程重新回到地表，形成地表水体。
水是生命之源，水的循环对生态系统的稳定发挥着至关重要的作用。
碳循环碳循环是生物圈、大气圈、地球圈和水圈之间的物质交换过程。
生物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，并经食物链传递，最终有机物再通过呼吸作用释放二氧化碳。
地球的碳循环对维持地球生态平衡具有重要意义。
氮循环氮元素在生物体内的固氮作用、硝化作用、还原作用等对氮的循环起着关键作用。
氮循环是维持生态系统中蛋白质合成的关键环节，是生物体内氨基酸及DNA、RNA等重要核酸化合物的合成基础。
物质循环与人类活动随着人类活动的不断发展，环境污染等问题也日益凸显。
人类活动对物质循环产生了许多负面影响。
大气污染、水污染以及土壤退化等问题都给物质循环带来了威胁。
因此，保护环境、促进物质循环变得尤为重要。
结语物质循环是地球生态系统中一个不可或缺的环节，各种物质在不同界面间的循环利用是地球上生命得以延续的关键。
人类应当加强环境保护意识，积极参与环境保护活动，保护好我们共同的家园。
愿人类与自然和谐共生，共同促进物质循环，实现可持续发展的目标。
《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。
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1．概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，又称为生物地球化学循环。
2．特点
(1)全球性。
(2)反复利用，循环流动。
3．碳循环
(1)过程
填写图中序号表示的生物或过程：
①呼吸作用，②光合作用，③植物，④动物。
(2)循环形式
①无机环境与生物群落之间：CO2。
②生物群落中：以有机物形式沿食物链或食物网传递。
判断下列有关物质循环叙述的正误。
(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物(×)
(2)碳循环在生物群落内部以CO2形式循环(×)
(3)化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(√)
(4)在一个池塘生态系统中就能完成物质循环(×)
临考视窗物质循环常与能量流量、光合作用、细胞呼吸结合在一起综合
命题，单独命题较少，以示意图、模式图形式出现，考查学生的获取信息、综合运用能力。
(2013·山师大附中期末)如图为某生态系统的部分物质循环简图，下列相关叙述不正确的是()
A．若M表示大气中的CO2，则碳在过程④中以含碳有机物的形式传递
B．直接参与碳循环的细胞器有线粒体和叶绿体
C．能量可通过光合作用的形式输入该生态系统，也可通过热能的形式输出D．图中分解者可以促使物质和能量尽快地循环利用
[自主解答]________
解析：本题考查生态系统的物质循环和能量流动，意在考查考生的综合运用能力。
若M表示大气中的CO2，则碳在过程①②③中以CO2的形式进行传递，在过程④中以含碳有机物的形式进行传递，A正确。
图中生产者通过光合作用将吸收的太阳能转变为储存在植物体内的有机物中的化学能而输入该生态系统，进入生态系统的大部分能量通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用以热能的形式散失掉，C正确。
能量流动具有单向性，能量不能循环利用，D错误。
答案： D
1．碳循环过程
(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
(2)CO2的主要来源：
①分解者的分解作用。
②动植物的细胞呼吸。
③化学燃料的燃烧。
(3)温室效应的产生原因：
①化学燃料的大量燃烧，产生大量CO2。
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
2．物质循环的特点
(1)全球性：物质循环的范围是生物圈。
(2)反复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。
3．下图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。
下列叙述不正确的是()
A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少
C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D．A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，F→B以含碳有机物的形式进行流动
解析：分析图形，A、B、D、E、F均有箭头指向C，则C是无机环境中的二氧化碳库。
A、C之间为双向箭头，A为生产者。
A、D、E、F均有箭头指向B，则B为分解者，D、E、F为消费者。
图示中包含的食物链为A→D→E→F，故E减少，短时间内D增多，F减少。
碳在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。
答案： C
4．大气中CO2过多与碳循环失衡有关。
因而“低碳生活”已经获得全社会有识之士的普遍认同。
下列判断不正确的是()
A．增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中的CO2含量
B．大气中CO2的增加主要与异养生物②的数量增加有关
C．该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落
D．该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动方向
解析：理清生产者的代谢特征、大气中CO2的主要来源、生物群落的概
念是解题的关键。
自养生物可以利用大气中的CO2来制造有机物，使环境中的CO2含量降低。
大气中CO2的增加主要是化学燃料的大量燃烧所引起的，而异养生物数量的增加对大气中CO2浓度的改变不会有很大影响。
自养生物为生产者，异养生物为消费者和分解者，可以构成一个生物群落。
生态系统的能量只能单向传递。
答案： B
物质循环的“物质”和“范围”
(1)参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。
(2)循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。
碳循环模式图
[获取信息]
图1中先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，再根据A→D，确定D为分解者，剩下C为消费者。
图2中根据A与C之间的双向箭头判断：A和C一个是生产者一个是非生物的物质和能量。
根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：A是生产者，B是初级消费者，C是非生物的物质和能量，D是次级消费者，E是分解者。
如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。
下列相关叙述中，不正确的是() A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式进行传递
D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用
解析：甲、乙、丙分别表示生产者、消费者、分解者，丁表示大气中CO2库，b、d分别表示光合作用、呼吸作用。
答案： A。