生态系统的物质循环

物质循环的概念

组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，在生物群落和无机环境之间往返循环利用的过程，又称为生物地球化学循环。

1.物质：

组成生物体C、H、O、N、P、S等基本元素。而不是单质，也不是化合物。

2.范围：生物圈。

3.循环：不是群落内循环。

4.特点：全球性，反复循环利用。

碳是地球上储量最丰富的元素之一。

碳是构成生物体的基本元素，约占生物体干重的49%，碳链是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。

碳循环的过程

无机环境中的碳：CO₂、碳酸盐

生物群落中的碳：含碳有机物

碳循环的主要形式：CO₂

碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的?

碳是如何由无机环境进入生产者：

光合作用;化能合成作用

碳是如何由生产者进入消费者：

动物摄食

碳是如何进入分解者：

动植物的遗体、残骸和排遗物

碳是通过什么途径进出生物群落的?

碳如何从无机环境进入生物群落：

光合作用;化能合成作用

碳如何从生物群落进入无机环境:

呼吸作用

微生物的

分解作用

碳循环的图解

小结：碳循环的特点

温室气体让地球发烧

温室效应

(1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中 CO₂含量迅速增加，打破了生物圈碳循环 的平衡。

(2)危害：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。

(3)防止和减缓温室效应的主要措施

①改善能源结构，开发新能源(核能、水能等)，尽量减少煤炭的燃烧量(减少CO₂的来源)。

②大力推行 植树造林 (增加CO₂的去路)

物质循环和能量流动的关系

方法技巧：巧辨图形判断参与碳循环的四种成分

生态系统的能量流动

1.能量流动的含义：

(1)能量的输入：

主要指生产者将光能转变为化学能进入生态系统;

(2)能量的传递：

指能量沿食物链(网)渠道由上一营养级传向下一营养级;

(3)能量的转化：

主要指化学能转换成电能、热能等。

(4)能量的散失：

主要指各营养级生物呼吸消耗能量及分解者分解释放能量。

能量流动的特点

(一) 单向流动

能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级。一般不能逆向流动，也不能循环流动。

原因 ：

各营养级顺序不可逆，这是长期自然选择的结果。 各营养级只能利用光能和化学能，不能利用热能。

(二) 逐级递减

指输入到一个营养级的能量不可能百分之百的流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的。

原因：

呼吸消耗

分解者分解

未被下一营养级利用

能量流动的传递效率：10～20%

能量流动中的有关计算 ：

(1) 设食物链A→B→C→D，分情况讨论

(1) 设食物链A→B→C→D，分情况讨论

(2) 同一食物链不同环节的传递效率不同时，相关问题解决思路：

设A→B→C→D食物链中，传递效率分别为a%、b%、c%，若现有A营养级生物重为M，则能使D营养级生物增重多少?

计算：M·a%·b%·c%=X

(X表示D营养级生物增重的量，此时不再涉及“最多”、“至少” )。

(3) 若为食物网，最高营养级最多增重除按1计算外，还要考虑食物链最短的一条。相关问题解决思路为：

生态金字塔类型及其特点

生态系统的结构

生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体

(1)从结构上理解：生态系统的成分：无机环境与生物群落(生产者、消费者、分解者、非生物物质和能量)

(2)从功能上理解：进行能量转换、物质循环、信息传递

(3)从范围上理解：有大有小:如生物圈、一个池塘

生态系统的成分

非生物的物质和能量

阳光、空气、水分、矿物质等

生产者

属自养生物，是生态系统的基石

主要指绿色植物;硝化细菌等;蓝藻、光合细菌

⑴凡自养生物都为生产者

⑵不是所有植物都是生产者(如：菟丝子)

⑶不是所有生产者都是植物

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消费者(异养型)

主要指

动物(腐生动物除外)

某些植物(如菟丝子)

所有寄生者(如病毒)

分解者(异养型)

主要指

腐生的细菌和真菌

腐生动物如蚯蚓、蜣螂、白蚁等

⑴不是所有细菌、真菌都是分解者

细菌在生态系统中的成分

分解者：

营腐生生活(大多数细菌属于此类，如乳酸菌)

消费者：

营寄生生活(少数细菌属于此类，如肺炎双球菌、结核杆菌、痢疾杆菌 )

生产者：

自养型(极少数细菌属于此类，如硝化细菌、光合细菌)

生产者、消费者、分解者之间的关系

食物链和食物网

1.食物链：

各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。

营养级：各种生物在食物链中所处的营养环节

生产者总是第一营养级，植食动物处在第二营养级…

食物网

一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂的营养关系。

3.分析食物网时应注意以下几个问题：

⑴分解者不参与营养结构。

⑵每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所捕食的动物，即最高营养级。

⑶同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。

⑷在食物网中，两种生物的种间关系有可能出现两种关系。

⑸食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响的分析方法。