生态系统的物质循环概念
生态系统的物质循环概念
生态系统的物质循环概念
答：生态系统的物质循环概念：是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
生态系统中的物质循环可以用库(pool)和流通(flow)两个概念来加以概括。
库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化合物所构成的。
对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。
在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。
物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。
在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量。
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
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）”。
生态系统的物质循环
练习 在农田中大量使用DDT杀虫剂为什 么会殃及南极的企鹅?
生物圈是地球上的最大的生态系统,生态系统中
的物质循环带有全球性.
下图是碳循环的图解 大气中的CO2
④ ⑥
C D
⑤
① ② ③
A
B
⑦
思考：
煤、石油等
1、从生态系统的成分看，A、B、C、D各代 表什么生物？初级消费者，生产者，次级消费者，分解者 2、碳分别以什么形式进入、离开生物群落？CO2 3、⑦过程的加剧将产生怎样的后果？ 大气中CO2含量增加，导致温室效应
碳循环：
碳元素约占生物体干重的49％，碳 是有机化合物的“骨架”，没有碳就没 有 生命。碳在无机环境与生物群落之间是 以CO2的形式进行循环的。
碳循环---主要以二氧化碳的形式进行
大气中的CO2
微 生 物 的 分 解 作 用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光合作用 化能合成作用 燃
动物
摄食
生产者
水循环
水是组成生物体的重要成分，约占体重的60％～95％，体内进行 一切生化反应都离不开水。 地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
氮循环：氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的79％， 必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境反复循 环。 磷循环： 生态系统中磷的特点：（1） 全部来自于岩石风化 （2）磷不进行大气循环 人对自然磷循环的干扰，导致水体富营养化，引起赤潮等环境问题。
如何解决“温室效应” ？
1、减少煤、石油等化石燃料的燃烧，提高能效。 2、开发新的洁净能源，如核能、太阳能、风能、水能等。
3、大面积植树造林，降低空气中CO2含量。
能量流动和物质循环的相互关系
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环一、物质循环的概念及特征（一）物质循环的概念：生物地球化学循环，是指各种化学元素和营养物质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，从生物体再到环境，不断进行流动和循环的过程。
几乎所有的化学元素都能在生物体中发现，但在生命活动过程中，大约只需要30～40种化学元素。
这些元素根据生物的需要程度可分为两类：一是大量营养元素，这类元素是生物生命活动所必需的，同时在生物体内含量较多，包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、硫（S）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）。
其中碳、氢、氧、氮、磷五种元素既是生物体的基本组成成分，同时又是构成三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）的主要元素，是食物链中各种营养级之间能量传递的最主要物质形式。
二是微量营养元素，这类元素在生物体内含量较少，如果数量太大可能会造成毒害，但它们又是生物生命活动所必需的，无论缺少哪一种，生命都可能停止发育或发育异常。
这类元素主要有铁、铜、锌、硼、锰、氯、钼、钴、铬、氟、硒、碘、硅、锶、钛、钒、锡、镓等。
（二）物质循环的特性指标：1.库与流的概念：物质在运动过程中被暂时固定、贮存的场所称为库。
库有大小层次之分，从整个地球生态系统看，地球的五大圈层（大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈）均可称为物质循环过程中的库。
而在组成全球生态系统的亚系统中，系统的各个组分也称为物质循环的库，一般包括植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库。
每个库又可继续划分为亚库，如植物库可分为作物、林木、牧草等亚库。
根据物质的输入和输出率，物质循环的库可归为两大类：一为贮存库，其容量相对较大，物质交换活动缓慢，一般为非生物组分的环境库，如岩石库；二为交换库，其容量相对较小，与外界物质交换活跃。
例如，在海洋生态系统中，水体中含有大量的磷，但与外界交换的磷量仅占总库存的很小部分，这时海洋水体库是磷的贮存库；浮游生物与动植物体内含有磷量相对少得多，与水体库交换的磷量占生物库存量比例高，则称生物库是磷的交换库。
生态系统的物质循环类型
生态系统的物质循环类型
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
生态系统的物质循环可分为三大类型：水循环、气体型循环、沉积型循环。
1、水循环
水循环是指在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气，水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面的这个周而复始的过程。
水循环过程的三个最主要环节是降水、蒸发和径流，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡。
水循环对于生态系统具有非常重要的意义，生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的，因此，没有水的循环，也就没有生态系统的功能，生命也将难以维持。
2、气体型循环
气体型循环主要包括氮、碳和氧等元素的循环。
在气体循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切联系，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的形式参与循环过程。
气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。
3、沉积型循环
沉积型循环包括磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等物质的循环。
这些沉积型循环物质的主要储存库在土壤、沉积物和岩石中，而无气体状态，因此这类物质循环的全球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。
沉积型循环的速度比较慢，参与沉积型循环的物质，其分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程，时间要以千年来计。
气体循环和沉积型循环虽然各有特点，但都能受能量的驱动，并能依赖于水循环。
「生态学」生态系统的物质循环
沉积型循环 – 磷循环图解
磷循环
在自然界中，磷由岩石圈移到水圈，它不是以可溶物移动，磷不存在任何气体 形式的化合物。受物理，化学，生物因素影响。 植物利用磷的方式：磷酸根。
生态系统中的水循环
生态系统中的水循环是 水的循环途径，淡水资 源量，全球水循环是平 衡的，但局部地区水分 分布不均匀。生态系统 中的水循环包括截取、 渗透、蒸发、蒸腾和地 表径流。
气体型循环 – 碳循环图解
碳与碳循环
碳存在于生命有机体和无机环境之中。它最主要的储存库是岩石圈占总量的 99.9%，2.7×10^16吨。多以碳酸盐形式存在，很少一部分以碳氢化合物、碳水 化合物形式存在。 海洋中含有0.1%的CO2，空气中含有0.0126%的CO2 。
→碳循环 →氮循环 3、沉积型循环（sedimentary cy水循环的生态学意义
1、没有水循环就没有生物地球化学循环。水是所有营养物质的介质，这使营 养物质的循环和水循环不可分割的联系在一起。地球上的水循环又把陆地和水 域联系在一起使局部生态系统和整个生物圈联系在一起；大量的水防止地球上 温度剧变。 2、水是很好溶剂。水在生态系统中起着能量传递、利用的作用。
沉积型循环 – 硫循环图解
硫循环
硫是原生质的重要组分，它的主要蓄库是岩石圈，但它在大气圈中能自由移动， 因此，硫循环有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体阶段。在沉积相，硫被 束缚在有机或无机沉积物中。 岩石库中的硫酸盐主要通过生物的分解和自然风化作用进入生态系统。
备战2025年高考-生物考点教案讲义：生态系统的物质循环
生态系统的物质循环（含答案解析）高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆1．物质循环（1）概念：组成生物体的各种元素在无机环境与生物群落间不断循环的过程。
（2）特点：全球性、反复利用、循环流动。
（3）与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。
（4）意义：通过能量流动和物质循环，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
2．碳循环（1）碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。
（2）碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物。
（3）循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物的分解作用实现的。
3．温室效应（1）形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
（2）影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
考向一碳循环的过程及特点分析1．如图为部分碳循环示意图，其中I、II、III、IV、V代表不同生物类群，①②代表相关的生理过程，相关叙述不正确．．．的是A．图中I、II、III、IV、V共同构成生物群落B．该生态系统通过捕食关系构成的联系是I→II→III→IVC．经过②过程释放的能量会重新经过①过程进入生物群落D．碳元素在I、II、III、IV、V之间以含碳有机物的形式传递【参考答案】C【试题解析】分析题图：I是生产者，II是初级消费者，III是次级消费者，IV是三级消费者，V 是分解者，①是光合作用，②是各生物的呼吸作用。
由上分析可知，图中I是生产者，II、III、IV是消费者，V是分解者，共同构成生物群落，A正确；分解者不参与构成捕食链，该生态系统构成的捕食关系是I→II→III→IV，B正确；能量是单向流动的，不能循环重复利用，C错误；碳元素在生物群落之间以含碳有机物的形式传递，D正确。
故选C。
技法提炼对物质循环过程相关图解的识别（1）物质循环过程示意图（2）将上图换成字母，如下面三种变式图，据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。
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高二生物教学案（16）
第5章生态系统及其稳定性
第3节生态系统的物质循环
学习目标：
1、分析生态系统的物质循环的过程与特点。
2、概述研究物质循环的意义。
3、理解物质循环和能量流动的关系。
4、探究土壤微生物的分解作用
自学导引：
一、生态系统的物质循环
物质循环概念：___________________ _____________ 碳循环
氮循环
物质循环的特点
二物质循环和能量流动的关系
重点分析：
1、碳循环
例1：下图是生态系统的碳循环示意图。
先填写示意图，再回答有关问题
1、C在无机环境中以_____
或______________的形式存在。
2、在生态系统中，碳元素主要以
________________状态进行循环，碳
循环始终_____________结合在一起。
3、产生CO2的途径有三条：
一是_______________
二是_________________
三是_________________
4、由此可见，生态系统的物质循环具有如下特点：
(1)_________________ (2)_________________
2、氮循环
例2、阅读下面短文，回答有关问题：
（1）N是构成生物体的重要化合物－－蛋白质．核酸的必需元素，（2）一般植物由根吸收土壤中的NH4＋和NO3－与光合作用产生的化合物合成氨基酸等有机物，（3）动物以所摄取的食物中的有机物为原料．合成有机N化合物，（4）并且将不需要的有机N化合物中的N转化为其它N化合物排出，（5）生物遗体和排泄物中的有机N化合物在微生物等的作用下转变为NO2－，NO3－，再被植物吸收，（6）另外，生活于豆科植物根瘤中的根瘤菌还能将大气中的N2固定为NH3或NH4＋，（7）再经硝化细菌转变为NO2－，NO3－供植物吸收利用。
（1）文章中叙述了生态系统的功能之一是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（2）动物能合成有机N化合物，却属于异养型。
这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（3）经常松土．土壤中NH4＋／NO3－的比例会变＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿
（4）其中（4）必须经过蛋白质代谢中的＿＿＿＿＿＿作用
（5）由（6）．（7）可看出，豆科植物与根瘤菌的种间关系______
小结：氮的固定是指_________________________________的过程
②固氮的途径一般有三条：________________________________
③生物群落中的氮素传递是以＿＿＿＿形式通过生物的＿＿＿作用实现的。
④无机氮被植物吸收后转变为有机氮（主要是__________），然后沿着___________传递。
⑤______________的活动会降低土壤中的肥力，但对氮循环来说是必不可少的。
⑥动植物遗体．排泄物中的有机氮是通过微生物的＿＿＿作用及＿＿＿作用转变为植物再度利用的形式。
＿＿＿＿条件下，土壤中的硝酸盐被＿＿＿细菌等多种微生物还原为＿＿＿＿，最终还原为＿＿＿＿返回大气中。
巩固练习
1．碳在生态系统的生产者和消费者之间流动的形式是（）
Ａ．ＣＯ２Ｂ．单质碳
Ｃ．碳酸盐Ｄ．含碳有机物
2．下列说法不正确的是( )
A．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的B．生态系统的物质循环是物质在整个生物圈的循环
C．组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都能在生态系统中循环
D．物质循环和能量流动没有任何联系
3．在碳循环过程中，使无机环境和生物群落相联系的生理作用是( )
①光合作用②蒸腾作用③呼吸作用④化能合成作用
A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④4．下列哪一项不是维持大气中CO2含量平衡的因素 [ ]
A．火山爆发、岩石风化B．食物链的传递
C．有机物的分解D．含碳物质的燃烧
5．生物群落中的碳返回大气的途径是（）
Ａ．呼吸作用和光合作用
Ｂ．呼吸作用和化石燃料的燃烧
Ｃ．呼吸作用和蒸腾作用
Ｄ．微生物的分解作用和动植物的呼吸作用
6．下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表
A．甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者
B．甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者
C．甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者
D．甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
7．生物地化循环是指:组成生物体的基本元素
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程
B．在能量流经生态系统各营养级时的逐级递减的全过程
C．在组成生态系统的生物群落的生物体内的反复循环运动
D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
8．下图为物质循环简图，A为生产者，B为消费者。
下列叙述错误的是
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
9．从物质循环的观点看，人体中碳元
素究其根源来自
A．食物中的碳B．有机物里的碳
C．大气中的二氧化碳D．非生物界中的碳
10．下列关于生态系统能量流动和碳循环的说法中，不正确的是
A．都是沿食物链(网)进行的
B．都与光合作用和呼吸作用有关
C．碳循环以无机环境的CO2为起点，能量流动以光能为起点
D．碳循环的同时伴随着能量流动
11．一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院搞了一个小生态农业。
他在0．25亩的土地上，地下种天麻，地面养蘑菇和密环菌、空中架箱养蚯蚓、顶上搭葡萄架、需光的采光，不需光的享阴凉；各取所需，生活在各自的生态位置上。
同时用蚯蚓喂鸡、鸡粪喂猪、猪粪汇集变沼气，沼气点灯做饭，沼渣做肥料，最大限度地利用了物质和能量，使O．25亩的土地产生了年产值几万元的收入。
请分析回答：
(1)此生态系统中的生产者是，消费者是，
分解者是。
(2)该生态系统体现了和的多级利用，使系统中和
的转化率达到最高程度。
(3)请你设计绘出该生态系统物质循环和能量流动简图。
12．下图是生态系统碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。
回答：
(1)写出图中含有四个营养级的食物链：(用字母和箭头表示)。
(2)分析A→E和D→B过程中碳流动形式的不同点。
(3)若生产者有10000kg，按能量最大传递效率计算，位于第四营养级的生物可增重
(4)据测定，生产者在黑暗中每小时释放出44mg的CO2，而在光照充足的条件下，每小时释放64mg的02，经过10小时可积累葡萄糖mg。
(5)人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经过千百万年积存的碳在短期内释放，对环境产生的影响主要是。
参考答案
【巩固教材－稳扎稳打】1．D2．D3．B4．A
【重难突破—重拳出击】5．D6．A7．D8．C9．C10．C11．A 12．A 【巩固提高—登峰揽月】
13．（1）天麻、葡萄蚯蚓、鸡、猪密环菌、蘑菇（2）物质能量物质能量（3）图5—67：
图5—67
14．(1)E→F→D→B(2)A→E是以C02形式，D→B是以含碳有机物形式
(3)80(4)600(5)产生温室效应(C02增多)。