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1、生态系统中的能量流动和物质循环、人类对活动对生物圈的影响生态系统中的能量流动和物质循环课件能量流动能量流动能量流能量流动的起点主要是的起点主要是生生产产者者通通过光合作用光合作用所固定的太阳能（所固定的太阳能（还有有化能自养型生物通化能自养型生物通过化学能改化学能改变生生产的能量）。流入的能量）。流入生生态态系系统统的的总能量主要是生能量主要是生产者通者通过光合作用所固定的太阳能的光合作用所固定的太阳能的总量。能量流量。能量流动的渠道是的渠道是食物食物链链和食物网。流入一个和食物网。流入一个营营养养级级的能量是指被的能量是指被这个个营养养级的的生物生物所同化的能量。如羊吃草，能所同化的能量。如
2、羊吃草，能说草中的能量都流入了羊体草中的能量都流入了羊体内，流入羊体内的能量内，流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的成羊自身的组成物成物质中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣的能量中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣的能量则未未进入入羊体内，不能算流入羊体内的能量。羊体内，不能算流入羊体内的能量。 一个一个营养养级的生物所同化着的能量一般用于的生物所同化着的能量一般用于4个方面：一是呼个方面：一是呼吸消耗；二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的吸消耗；二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物有机物中；三是死亡的中；三是死亡的遗
3、体、残落物、排泄物等被体、残落物、排泄物等被分解者分解者分解掉；分解掉；四是流入下一个四是流入下一个营养养级的生物体内。在生的生物体内。在生态系系统内，能量流内，能量流动与碳与碳循循环是是紧密密联系在一起的。系在一起的。生态系统中的能量流动和物质循环课件能量流动的特点能量流动的特点能量流能量流动的特点是的特点是单向流向流动和逐和逐级递减。减。 单向流向流动：是指生：是指生态系系统的能量流的能量流动只能从第一只能从第一营养养级流向第二流向第二营养养级，再依次流向后面的各个，再依次流向后面的各个营养养级。一般。一般不能逆向流不能逆向流动。这是由于是由于动物之物之间的捕食关系确定的。如的捕食关系确定
4、的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。狼捕食羊，但羊不能捕食狼。 逐逐级递减减：是指是指输入到一个入到一个营养养级的能量不可能百分的能量不可能百分之百地流人后一个之百地流人后一个营养养级，能量在沿食物，能量在沿食物链流流动的的过程中程中是逐是逐级减少的。能量在沿食物减少的。能量在沿食物链传递的平均效率的平均效率为10%20%，即一个营养级中的能量只有，即一个营养级中的能量只有10%20%的能量被下的能量被下一个营养级所利用。一个营养级所利用。生态系统中的能量流动和物质循环课件能量金字塔能量金字塔能量金字塔能量金字塔是指将是指将单位位时间内各个内各个营养养级所得到的能量所得到的能量数数值，按，按营养养
5、级由低到高由低到高绘制成的制成的图形成金字塔形，称形成金字塔形，称为能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生态系系统中，中，营养养级越多，在能量流越多，在能量流动过程中程中损耗的能量也就越多；耗的能量也就越多；营养养级越高，得到的能量也就越少。在食物越高，得到的能量也就越少。在食物链中中营养养级一般不超一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。个，这是由能量流动规律决定的。能量的研究意义能量的研究意义研究能量流研究能量流动规律有利于帮助人律有利于帮助人们合理地合理地调整生整生态系系统中的能量流中的能量流动关系，使能量持关系，使能量持续高效地流高效地流动向向对
6、人人类最有益的部分。在最有益的部分。在农业生生态系系统中，根据能量流中，根据能量流动规律律建立的建立的人工生人工生态系系统，就是在不破坏生，就是在不破坏生态系系统的前提下，的前提下，使能量更多地流向使能量更多地流向对人人类有益的部分有益的部分。生态系统中的能量流动和物质循环课件物质循环的概念物质循环的概念生生态系系统的物的物质循循环是指无机是指无机化合物化合物和和单质通通过生生态系系统的循的循环运运动。生。生态系系统中的物中的物质循循环可以用可以用库(pool)和流通和流通(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
7、一定数量的某种化合物所构成的。对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。在于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。在库里里，该元素的数量元素的数量远远超超过正常正常结合在合在生命系生命系统中的数量，并中的数量，并且通常只能且通常只能缓慢地将慢地将该元素从蓄元素从蓄库中放出。物中放出。物质在生在生态系系统中的循中的循环实际上是在上是在库与与库之之间彼此流通的。在彼此流通的。在单位位时间或或单位体位体积的的转移量就称移量就称为流通量。在物流通量。在物质循循环中，周中，周转率越大，周率越大，周转时间就越短就越短。生态系统中的能量流动和物质循环
8、课件物质循环的类型物质循环的类型生态系统的物质循环可分为三大类型，即水循环(water cycle)，气体型循环(gaseous cycle)和沉积型循环(sedimentary cycle)。生态系统中的能量流动和物质循环课件碳碳循环的过程循环的过程 自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。有机体和大气之间的碳循环 绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸
9、作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。生态系统中的能量流动和物质循环课件影响物质循环的因素影响物质循环的因素物质循环的速率在空间和时间上是有很大的变化，影响物质循环速率最重要的因素有：循环元素的性质：即循环速率由循环元素的化学特性和被生物有机体利用的方式不同所致；生物的生长速率：这一因素影响着生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度；有机物分解的速率：适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解，迅速将生物体内的物质释放出来，重新进入循环。生态系统中的能量流动和物质循环课件物质循环之间的区别与联系物质循环之间的区别与联系生生态系系统
10、中所有的物中所有的物质循循环都是在水循都是在水循环的推的推动下完成的，因此，下完成的，因此，没有水的循没有水的循环，也就没有生，也就没有生态系系统的功能，生命也将的功能，生命也将难以以维持。在持。在气体循气体循环中，物中，物质的主要的主要储存存库是大气和海洋，循是大气和海洋，循环与大气和海洋与大气和海洋密切相密切相联，具有明，具有明显的全球性，循的全球性，循环性能最性能最为完善。完善。凡属于气体型凡属于气体型循循环的物的物质，其分子或某些，其分子或某些化合物化合物常以气体的形式参与循常以气体的形式参与循环过程。程。属于属于这一一类的物的物质有氧、二氧化碳、氮、有氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。
11、、溴、氟等。气体循气体循环速度比速度比较快，物快，物质来源充沛，不会枯竭。来源充沛，不会枯竭。主要蓄主要蓄库与岩石、与岩石、土壤土壤和和水相水相联系的是沉系的是沉积型循型循环，如磷、硫循，如磷、硫循环。沉沉积型循型循环速度比速度比较慢，慢，参与沉参与沉积型循型循环的物的物质，其分子或化合物主要是通，其分子或化合物主要是通过岩石的岩石的风化和化和沉沉积物的溶解物的溶解转变为可被生物利用的可被生物利用的营养物养物质，而海底沉，而海底沉积物物转化化为岩石圈岩石圈成分成分则是一个相当是一个相当长的、的、缓慢的、慢的、单向的物向的物质转移移过程，程，时间要以千年来要以千年来计。这些沉些沉积型循型循环物物
12、质的主要的主要储库在土壤、沉在土壤、沉积物和岩石中，而无气体状物和岩石中，而无气体状态，因此，因此这类物物质循循环的全球性不如气体的全球性不如气体型循型循环、循、循环性能也很不完善。属于沉性能也很不完善。属于沉积型循型循环的物的物质有：磷、有：磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等，其中磷是、硅等，其中磷是较典型的沉典型的沉积型循型循环物物质，它从岩石中，它从岩石中释放出来，最放出来，最终又沉又沉积在海底，在海底，转化化为新的岩石。新的岩石。生态系统中的能量流动和物质循环课件气体循气体循环和沉和沉积型循型循环虽然各有特点，但都能受能量的然各有特点，但都能受能量的驱动，并能依，并能依赖于水循于水循
13、环。生。生态系系统中的物中的物质循循环，在自，在自然状然状态下，一般下，一般处于于稳定的平衡状定的平衡状态。也就是。也就是说，对于某于某一种物一种物质，在各主要，在各主要库中的中的输入和入和输出量基本相等。大多出量基本相等。大多数气体型循数气体型循环物物质如碳、氧和氮的循如碳、氧和氮的循环，由于有很大的大，由于有很大的大气蓄气蓄库，它，它们对于短于短暂的的变化能化能够进行迅速的自我行迅速的自我调节。例如，由于燃例如，由于燃烧化石燃料，使当地的二氧化碳化石燃料，使当地的二氧化碳浓度增加，度增加，则通通过空气的运空气的运动和和绿色植物色植物光合作用光合作用对二氧化碳吸收量二氧化碳吸收量的增加，使其
14、的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。硫、磷等元素的沉硫、磷等元素的沉积物循物循环则易受人易受人为活活动的影响，的影响，这是是因因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比比较稳定和定和迟钝，因此不易被因此不易被调节。所以，如果在循。所以，如果在循环中中这些物些物质流入蓄流入蓄库中，中，则它它们将成将成为生物在很生物在很长时间内不能利用的物内不能利用的物质。生态系统中的能量流动和物质循环课件人类对生物圈的影响人类对生物圈的影响人类对生物圈的正面影响人类对生物圈的正面影响。人类生存繁衍的历史可人类生存繁衍的历史可以说是人类社会与
15、生物圈相互作用、共同发展的历以说是人类社会与生物圈相互作用、共同发展的历史。人类所需的物质和能量都要从生物圈中获得，史。人类所需的物质和能量都要从生物圈中获得，生物圈是人类生存和发展的物质基础。在人类社会生物圈是人类生存和发展的物质基础。在人类社会的初期，人们靠采集和狩猎生活，生产力水平很低，的初期，人们靠采集和狩猎生活，生产力水平很低，活动范围狭窄，对生物圈的影响较小。进入农业社活动范围狭窄，对生物圈的影响较小。进入农业社会以后，人类已经能够改变局部地区的自然生态系会以后，人类已经能够改变局部地区的自然生态系统，如将森林和草原开垦为农田、饲养家畜等，这统，如将森林和草原开垦为农田、饲养家畜等
16、，这就使人类的食物来源在很大程度上摆脱了对野生动就使人类的食物来源在很大程度上摆脱了对野生动植物的依赖森林在自然界中的作用。人类了解自然植物的依赖森林在自然界中的作用。人类了解自然也利用自然。也利用自然。生态系统中的能量流动和物质循环课件人类对生物圈的负面影响(1)酸雨：酸雨被称为“空中死神”，对生物有极大的危害，主要是人为的向大气中排放大量的酸性物质造成的。控制酸雨的根本措施是通过净化装置，减少煤、石油等燃料中污染物的排放，并做好回收和利用这些污染物的工作。（2）温室效应：温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象。(3)沙尘暴：沙暴又叫沙尘暴、尘暴，通称风沙，是大风挟带大量尘沙和干土而使空气浑浊、天色昏黄的现象。生态系统中的能量流动和物质循环课件（4）水华:水华也叫水花、藻花，是湖泊、池塘等淡水水体中某些蓝藻过度生长的水污染现象。水华的发生，主要由于氮、磷等植物营养元素过多所致。（5）赤潮：赤潮也叫红潮，是因海水的富营养化，致使某些微小的浮游生物突然大量繁殖和高度密集而使海水变色的现象。（6 ）生物入侵：生物入侵在自然界中是普遍存在的，它是指一种生物进入到以往未曾分布过的地域并且能够繁衍后代的现象。生态系统中的能量流动和物质循环课件生态系统中的能量流动和物质循环课件
