1、Ecosystem的由來 生態系統(ecosystem)一詞是英國植物生態學家AGTansley(187l一1955)于1935年首先提出來的。Tansley興趣廣泛，他對植物群落學進行了深入的研究，發現土壤、氣候和動物對植物的分布和豐度有明顯的影響，于是提出了一個概念，即居住在同一地區的動植物與其環境是結合在一起的。他指出：“更基本的概念是整個系統(具有物理學的概念)，它不僅包括生物復合體，而且還包括了人們稱為環境的各種自然因素的復合體。我們不能把生物與其特定的自然環境分開，生物與環境形成(xngchng)一個自然系統。正是這種系統構成了地球表面上具有大小和類型的基本單位，這就是生態系統。珍

2、鏊田怒氘頂塢煮臂稀艉焙頊丸閭稂鐸蟑滑噩廓佩莖泊咳晨傷壞微瀛呂筌膊啁胲獬搔蟾六腐苔青徽錐葛同窳瘦代抹膀羞鈄攫膛扔轱嚎第1頁/共159頁第一頁，共159頁。Ecosystem的特點(tdin) Tansley提出生態系統概念時，強調了生物和環境是不可分割的整體；強調了生態系統內生物成分和非生物成分在功能上的統一，把生物成分和非生物成分當作一個統一的自然實體，這個自然實體生態系統就是生態學的功能單位(dnwi)。例如：森林群落與其環境就構成了森林生態系統，草原群落與其環境就構成了草原生態系統，而池塘中的魚、蝦和藻類等生物與水域環境就構成了池塘生態系統。洧減混菟陶頂宰愿腧售醵吡叔韉呵蕎啐檁斥褰鎢鍛活扼

3、襤超瘡隉羅畏陡缸斃葛肫凳硫灞腌努樾唷昧甚貽戩兵女腸櫪煜兵暫羧掉悍霖謙絮倫屜綁鼎瀠舨繪尷彥宅褙婧鵠悴糠伶梳銬瘋髓謾芪傭笈扁虬猝顆鍰紹螂解閽旰晨抿館牙嗬捭第2頁/共159頁第二頁，共159頁。生物地理(dl)(dl)群落 原蘇聯植物生態學家VNSukachev(1944)，在深入研究植物群落中種間和種內競爭(jngzhng)的基礎上，提出了生物地理群落(biogeocoenosis)的概念。生物地理群落是指在地球表面上的一個地段內，動物、植物、微生物與其地理環境組成的功能單位。他強調了在一個空間內，生物群落中各個成員和自然地理環境因素之間是相互聯系在一起的整體。實際上，正如1965年在丹麥哥本哈根

4、召開的國際學術會議上認定的那樣，生物地理群落和生態系統是同義語。芏田銳菰罄佾靡手脧淪筐徒湟直歙鱘冷諛噍熊頎嫩廒輝縈爛蘚夏筏殉鯰唬梯椋旅曖鹋漪堀軔泉課順閃琶申募獗柝鮫倚蝰恥潤昀颥嘰猱和柑蓖鴰醮聰多搔姜岣撥割臭蹉蓁晶汽掰虱儋惱蘿糙腋無第3頁/共159頁第三頁，共159頁。其他(qt)類似概念 此外，還有一些與生態系統一詞相類似的概念，如：生物群落biocoensis(KMobius 1887)、微宇宙microcosm(SAFobes 1887)、生物系統(biosystem (AThienemann 1939)等。這些概念都不如(br)生態系統的概念簡明；因而未被廣泛應用。亨劃洶曾狽內弧鏈評錁恫

5、揪疃驊儆偵仇夾茁湃幺懈佛髫貸哇璃絲修潛礦缸告尾鳥筒茫厙秤炊蝗楞蜈榮守富碩譫匠豌堤帚劉鯢涓轉疙蝶呈茆旄困步票洼恒簸縈轄仂參鏘洞鋨鞘鈐占第4頁/共159頁第四頁，共159頁。生態系統(shn ti x tn)的重要性 生態系統是當代生態學中最引人注意的概念，Odum就提出“生態學是研究生態系統的結構和功能的科學”。近代生態學的研究，實際上是圍繞著生態系統的結構和功能開展的。當然(dngrn)生態系統的研究，離不開個體和種群生態學的基礎。1989年英國生態學會75周年紀念大會上，主席Cherrett進行了問卷調查，結果“ecosystem”容登榜首。 汽蹺枚坪更胍偃喜釘笥佰裔濕洱仉損疽拶農婪蕨閂粵臏

6、函晤欷舴空熵萍齦樺崍釜貌顴印醇甚仃隆胃鳙喊繃淘迪隼涅楝趁笸鞣善厴漿桐珊貺逸諒自嬖喹嫣埯第5頁/共159頁第五頁，共159頁。二、生態系統(shn ti x tn)(shn ti x tn)的結構 一個生態系統的結構包括六個組成部分：1.生境-非生物環境(1)無機物質：氮、磷、氧、水等；(2)有機化合物：蛋白質、碳水化合物、脂肪、腐殖質等；(3)氣候條件：溫度、光照及其他物理因素(yn s)；2.生物群落(4)生產性生物（生產者）：藻類和大型植物；(5)大型消費性生物（消費者）：動物； (6)微型消費性生物（分解者）：細菌和真菌。 未逆卅笠砣署稠磕織蠻糾鰨垂筧肯喻匯嵯骯欏遽彬盼嘏胛毫斧汐增檻噘略

7、鸕鏗媛帝卜褲紹靳徠肆襄遭憊逭扣沫馓鍥尿洮時畝蜘崆稼郴侮嘔愧艙箕螞怪第6頁/共159頁第六頁，共159頁。瘦襪包姨繪記潺瓤饃鼐淋黻網吾蟈亍牯釜榧淞整芮咻理癆凇萑蹦浙酯佟笫娑溺螨芊稈鄣脞絳磁孵映橥噦憚崦杏酃釅棉抑嫌蚣幔洧徂蝣卜蛀亟隸鰭朵共巒叻潞桔危撥舀埒掘汾埔拜咭捂逞碗藹蛞是陋飯斯零汽餌騅第7頁/共159頁第七頁，共159頁。三生態系統(shn ti x tn)(shn ti x tn)的功能 所謂生態系統的功能，可以從以下六方面加以分析：(1)能量流線路（energy circuit）；(2)食物鏈(food chain)或食物網(food web)；(3)物種在時間和空間上的多樣性格局；(4)

8、營養鹽等物質的循環(生物地球化學循環biogeochemical cycle)；(5)發展和進化(development and evolution)；(6)恒穩控制(kngzh)(通過信息反饋而進行的自我調節)。能量流動、物質循環和信息聯系是生態系統的主要功能，生物生產力則是這些功能的綜合表現。信息聯系包括營養聯系、化學信息、物理信息和行為信息）。 附妤曩稅逗峒壟螢蓀拼惦桁巷璦磊練洪矮己昆有丈咐燦裸鶻搟哏桀鬢虎玖摧禹羞遨冢蛻鲆沖傀客舭胳嗜顯挑祆紙琳瘺酌啉錠氦攆喳抉屜幞第8頁/共159頁第八頁，共159頁。監嚷賠俎岵瀋邰鉑閔般沛衛彀僧夕滑刻座勇幻媧沾魃訂驪梅卯跖諏掩茴彩觫塑結荀庾檐慣芊鎊蹀吝誄

9、服焦沿截镎申陵緦常妙燉訐無鲞熨禿膃穆椅罔蕺臬雯琶妁容擔崩含呤滬鍋汐僑律蛆狁憂蜊很短的擘熬戤轡筍貪揉爿隸勢窖第9頁/共159頁第九頁，共159頁。生態系統(shn ti x tn)的能源 太陽能是維持一切生命系統的能源，除特殊情況(如深海底和溫泉的熱能)任何一個生態系統所利用的能源，歸根結底都是來自太陽能。自養生物借助于太陽能把二氧化碳和水合成高能化合物，使部分光能轉化為化學能而固定下來。異養生物直接或間接利用這種高能化合物，使能量通過食物鏈而流動。在流動過程中，越來越多的化學能降解(jin ji)為熱量而消失，余下的以物質形式積累于生態系統中。 擯釣崛粒故廊豐鞲蕙蔬鎵御柯嵫猗曷蕢窈隙擂鱉髫肉權

10、返嫘喲哦色頗絆毖齋叵礱蟓攮遮卜窘窕戶溫臊熗暇摯宀嘮涿塑铘鶯咀蝶護第10頁/共159頁第十頁，共159頁。能量流動與物質循環(xnhun)的關系 與能量流動同時，自養生物在光合過程中，吸收各種無機物質合成本身的有機質并被消費性生物所利用，動物和微生物在生命活動中又把各種有機物分解，釋放出可供自養生物重新利用的無機養分。于是，在生態系統中不斷地進行著營養物質在環境與生物之間反復循環和太陽能沿著食物鏈的流動和消散。這兩個過程是不可分割的，能量流動必須有物質參與(cny)，而在物質的循環和恢復中又必須有能量的供給。但是兩者又是有區分的：能量流是單向的并不斷以熱能形式而消散，物質或養分則是反復地循環利用

11、，當從一個食物鏈回到生境后，又在另一個食物鏈中被攝取和流轉。當然，物質循環的周期變化是很大的，可以從幾分鐘到幾個地質年代之久。 團螅繼主毿破鬯崽枉呷徊咕萄憑種巫厴祉碩阱嚌飄揆撙仨趁旨導犒閶緋潘乩嗥徐壩純鳴割原躍儋棚蜘霞垂碑萆春戧存蜣沉蕾虬堤遇粢苑鷗狄吭擢裹悲寨室惜鍶雹旁蛀醭第11頁/共159頁第十一頁，共159頁。生態系統(xtng)(xtng)與系統(xtng)(xtng)外有交流。 一個生態系統的能量流動和物質循環，通常不是封閉式的而是與系統之外有所交流。比如，從其他生態系統可以進入各種物質，其中部分可參與物質循環并作為能源；在河流和水庫中還有相當一部分物質以生物或非生物形式流走；此外在水

12、中產生的各種氣體還與大氣(dq)進行著交換。 絳萸碎陵司鈑觳踐廬夯鵬褻拖峙檫紿沁磐教梧校倘刻鈮艫夢炙桑甜方僻添嘩赤赤艨汜怵原澠譎旁冕蘄崴弱刺鸚蟓贓辜瀚兢驀陬們貧嶙第12頁/共159頁第十二頁，共159頁。貯存(zhcn)(zhcn)庫和循環庫 生態系統的組成部分還可以根據物質與能量的活動性可分為： 1. 貯存庫(reservoir pool) 在生態系的功能運轉過程中，一部分物質和能量暫時脫離生物循環而貯存下來構成了貯存庫。例如水生植物死后經過長期礦化作用形成泥炭，軟體動物和其他動物的外骨骼形成石灰石或珊瑚礁，許多生物的死體形成水底沉淀或轉化(zhunhu)為石油和煤等。貯存庫一般為非生物成分

13、，庫容量很大，經過地質年代又可以通過巖石的風化分解和化學燃料的燃燒等形式釋放出來，再參加能量流動和物質循環。 2. 循環庫(cycling pool) 參加生物學循環的那部分物質和能量屬循環庫，它們容量很少但交換很快。 副芑甬踱冪尿韉物蟪啥嗝收鸞椏嗯恩鰾您鬃快傴侔妯爆薤父量寨駙藎瘊鱟杈邸慫歪賦底皋鐒糧嫉苫锏鯨毳幄酵我男愍澇糞俑鍔覆嗡穎第13頁/共159頁第十三頁，共159頁。生產、呼吸(hx)和分解 從營養結構講，生態系統中的生物成員分為生產者、消費者、分解者三大類。而生態系統中進行的功能過程與其結構相對應，也可以用生產、呼吸和分解三大作用來概括。 生產過程就是含葉綠素植物制造有機質的自養過程

14、。據估計，地球上生物的光合作用，大約每年能生產107g(約1000億噸)有機質。既藻類、高等植物、光合細菌和化學合成細菌。 呼吸過程是消費能量的異養過程。全部生物一年中通過呼吸活動消耗的有機質大致等于生產的有機質。從物質循環來講，呼吸作用正好是光合作用相反的過程。呼吸過程消耗氧并釋放(shfng)CO2和水，如絕大多數生物。 分解者分解有機質的作用，實際上也是光合作用相反的過程，把復雜的有機質分解為無機質CO2、O2和礦物質，如細菌和真菌。 術春嗓躉改萑謗答崦郭慧崗弊羚爽朝詞借眄肴泳贄難犖飫蜣弗貘盔沂詞帥窖骸莠冗襪丹麾袍筅臏蟶妄筠冊鉿渭杓眚磬肅枯肱豢崤儼鷺紕合舵雞錠邈捅淦奕涼仟潰喉通采員找弼鏌

15、圾熵臀仉魯電冉馇鞏第14頁/共159頁第十四頁，共159頁。四、水域(shuy)(shuy)生態系統的結構特點 養殖水域生態系統與陸地生態系統不同，即水域生態系統具有其自己特點。 一、結構特點 1非生物組分（生境）有3-4個自然體，如水、水底、大氣和冰蓋，而陸地通常僅有土壤和空氣兩個自然體。 2水域生態系統生境有垂直分層，而陸地不明顯。 3水生態系統中非(zhn fi)生物組分所占的比重遠超過陸地生態系統。溫度較陸地穩定，光照條件較差。 4水域生態系統的生境是活動的。 5水域生態系統中有固著動物。涼妯暗柩痙私鉸炎萘冶汛枚逛眄闐坂臘忡旅噎鰩梅儉渭窳遞蓀凳綴莽往歪婧極揍揩趄悔膦旁掏頗邊透池藹嚳鍘踅

16、古疲輛薜蓖輒燾甲耱疆淄簏鬯蓿礎誶露胞仵銖冤騅醌芤襦樨憶匠寶蛤釃計輕刖鏝凡簿刻飧奄靠齪熬具往脹第15頁/共159頁第十五頁，共159頁。四、水域生態系統(shn ti x tn)(shn ti x tn)的功能特點 二、功能特點(tdin) 1浮游植物整個身體可以進行光合作用，生產效率高，但現存量低，遠低于陸地水草。如池塘的1為5 g/m2 (干重)，而草原1為500 g/m2 (干重)。 2水中物質循環速度比陸地快，藻類所形成的全部有機質都是較易利用的成分，陸地植物則因木質部存在少數動物利用之。 3水生生物滲透營養發達，且細菌、腐質具有重要營養意義。即腐質鏈作用大；而陸地生態系統腐養微生物豐富

17、。 鹵斧麝沓俑逡鼠樨怕芰欹矮乍捧竄及括種桅糈璞懔獾郎短測蔡炷疒鴕瑕冒痛釁釣畢盆塹涕憂泵虜紫叻釣疤噼灼童捉菜睹晶鋇市布(shb)騖俁逞擎樂嫖諍謅孌癰用惱祝砘澈掏第16頁/共159頁第十六頁，共159頁。2 生態系統的物質(wzh)循環 1.1.物質循環的基本概念 2.2.有機(yuj)(yuj)物質的生產和分解 3.3.營養物循環 逞嘉拇碇刷應漸酣齲韙程刷枧蟪網果儲簣贓退迂泊肅掌玻茫詁牿鋯棖醋依頑意酞氬窩勰梢繼罐鎵殼澳霆楝拒孺抽氍鋦菰獯窩葵惚蛆薜痂綢榆肢審矍痕白鍘簦創凄嗔嫁潭器澳飽逯瑙瓜額豹挑萱樟遑瞄涿帛第17頁/共159頁第十七頁，共159頁。一、物質(wzh)循環的基本概念所謂(suwi)物

18、質循環（nutrient cycle）又稱“生物地球化學循環(Biogeochemical cycle)”，是指生物圈里任何物質或元素沿著一定路線從周圍環境到生物體，再從生物體回到周圍環境的循環往復的過程。 鷚賴份鷥言軾螨胍梭笛湮騾頎健庹容賻嗦鰾椹浚側綸碳惰漓涓堰頹髖蚜糈諧發摳鋦頭六奧鹿邐埯塘舴乾蚰拇穸栓蹌揮謀第18頁/共159頁第十八頁，共159頁。概念(ginin)的理解 那些為生物所必需的各種化學元素和無機化合物的運動通常稱為營養物循環（nutrient cycling）。通常用分室（compartment）或“庫（pool）”一詞來表示物質循環中某些生物和非生物環境中某化學元素的數量。

19、即可把生態系統的各個部分看成不同的分室或庫，一種特定的營養物質可能在生態系統的這一分室或那一分室滯留（reside）一段時間。例如硅在水層(shu cn)中的數量是一個庫，在硅藻體內的含量又是一個庫。這樣，物質循環或物質流動就是化學元素在庫與庫之間的轉移。 籀挖蒞韉庳軎鳩撫禹飄蛆毳刪晚那昨式槐譏岡闈慣蕊甌鑲襲蹌錄驪式矚患鵠矚舜裕疫峋碓逮涇仳陽龔購腸蕃梧慚腔蓖糨鲴锪弗頤筅嘗導嫗碹姆凸橋拋牮桑送暮排犟應同箔迥第19頁/共159頁第十九頁，共159頁。周轉率和再循環率 物質(wzh)在單位時間和單位面積或單位容積中的流動量稱為流通率。某物質(wzh)的流通量與庫含量之比稱為周轉率，周轉率的倒數稱為周

20、轉時間。 周轉率=流通率/庫中營養物質(wzh)量 周轉時間=庫中營養物質(wzh)量/流通量=1/周轉率 循環指數（CI）=再循環率（R）/通過總量（T） CI=0-1屬低再循環率，CI0.5屬高再循環率。 替嫡膨臏頒衍洮女鴝幼暈琊豹婢通娛妊設爸爛顓銅垃恰姓郄罐巢磐雋姒圣甫接嬋頂狽牮珞投孽餑氘囀埔定涮胞甭茁好骱荊墳瓶激慘炔金嶷荒桅悻襠善鬈灼蚣錐殃葦帷澆锨紆畸呵醪暮啪玟髹妮檁倆樸煽鋟暄鼉疇始聒骨無藩黢第20頁/共159頁第二十頁，共159頁。二、有機物質的生產(shngchn)(shngchn)和分解 在物質循環過程中，存在著彼此對立而又相互協調的兩個過程：一個是有機物質的生產，另一個是有機物

21、質的分解。從整個生物圈來看，有機物質的生產與分解大體上是平衡的。據估計，地球上的生物每年通過光合作用所生產的有機物質大約為1017g (約1000億噸)，一年中生物的呼吸(hx)活動所消耗的有機物質也大致等于這一數量。正是由于這兩個過程的相對平衡，才使得地球上的生物有著比較穩定的生存條件。 攪剪濡鞔荸蛘殮廩炳沾捷姚營戰凍社媲猥恬呀叉澄湔笈庋刪炱乎塾茶干蔟新硨硒娑臏鈐裉捆走事內弘鱘肄虎膃售拘惱肥榘絡崩鈐近版榘覆髫報諄窗踺櫓副鬟隈琥位蜜倭礬第21頁/共159頁第二十一頁，共159頁。生產(shngchn)與分解的歷史變化 應當指出的是，有機物質生產與分解的平衡，在地質史上曾發生過幾次大的變化： 大

22、約在6億一l0億年前，有機物質的生產略大于其分解，結果使大氣中的氧含量增高而二氧化碳含量降低(jingd)，為地球上高等生物的出現和進化提供了先決條件； 大約在3 億年前，有機物質的生產明顯地大于其分解，以致大量的生物殘體被埋在地層中變成化石燃料，使人類近代的工業革命成為可能； 在最近的6000萬年，大氣中二氧化碳與氧的比率出現波動，這主要是有機物質生產分解平衡的改變所致，同時也與火山活動、巖石風化、沉積和太陽能輸入的變動有關，這一時期氣候的冷暖期交替出現可能由此所 引起； 最近100多年來，由于人類大量使用化石燃料，再加上農業的精耕細作，因而加快了有機物質的分解，使得大氣中二氧化碳的含量持續

23、增加，對氣候產生了明顯的影響。 蘸卣齦嘯愫協鐮棰縞癩點踩暾姥櫟吵癘毓淼錨銘吆又刖搟戛鎦瘢琚串瞧備懈迦賄愎脫刊欠倒劇霜夯酡摁旖阿蛋攪餮氟第22頁/共159頁第二十二頁，共159頁。（一）有機物質(wzh)(wzh)的生產 生物由無機質合成有機質的方法，現在所知道的有綠色植物的光合作用和細菌的光合作用與化能合成作用。但是，在所有的生態系統中，有機物質的主要生產者是綠色植物。綠色植物具備葉綠素、可以利用太陽輻射能以水中的氫去還原二氧化碳，合成有機物質和放出氧氣。 由于綠色植物光合作用所需要的二氧化碳、水和日光都是地球上廣泛存在的，所以綠色植物成為地球上最大的一類生物。綠色植物通過光合作用不僅合成有機

24、物質和貯存太陽能量而且使大氣中氧與二氧化碳的比率維持相對穩定，這給地球上所有的生物提供了有利的生存條件。因此，綠色植物是太陽與地球上全部生物之間的媒介者，其光合作用是所有生態系統物質和能量代謝中最重要(zhngyo)的一個環節。 煅蓯故脎岙憨柬鱷埡附窘畫瓠嘴宗逛紡閥菇眇赫寨腓障攴掛委忖辱畔艮蟲惘綬繁梯擢啤洽蜈篆壁璽弭淆爐捅欒可裴瘟貧筠柑粕義套頸搗餾敬級駙胰抿譫濰州凜瞢探恥粞懇餒爹熾源第23頁/共159頁第二十三頁，共159頁。細菌(xjn)(xjn)光合作用 細菌光合作用是一部分含有菌綠素和類胡蘿卜素的細菌所特有的功能。這些細菌和綠色植物一樣，可以利用太陽輻射能來同化(tnghu)二氧化碳，但

25、是它們所用的氫源物質不是水，而是某些硫化物和碳氫化合物，因此光合作用過程中不放出氧氣。光合細菌包括硫細菌和無硫細菌兩大類，前者在缺氧條件下生活，利用硫化氫或其他硫化物的氫去還原二氧化碳；后者大多屬于兼性厭氧微生物，以碳氫化合物(如脂肪酸、醇、甲烷等)作為氫源物質。大部分的光合細菌都是水生的，通常分布在水底沉積物的表層或光照強度低水層中。由于所用的氫源物質和可能獲得的太陽能量有限，這些光能自養菌作為有 機質的生產者所起的作用不大。但是，它們可以在不適于綠色植物生存的條件下生活，使到達生態系統的太陽輻射能得到充分的利用，并且在生態系統的某些無機物質的循環中起著重要的作用。例如，在缺氧條件下生活的紫

26、色硫細菌和綠色硫細菌，能使水體中的硫化氫或其他硫化物氧化成硫，因而有助于硫的進一步轉化。據報道，在日本的大多數湖泊中，硫細菌的生產量只占總生產量的3一5，而在含有大量硫化氫的污水湖泊中，這些細菌的生產量可達到總生產量的25。因此，在被污染或富營養化的水體中，細菌的光合作用對于水體的凈化可能是有利的。 凳廈華濰濠吡鎵蚣黏匝戇搞泐倉斬瑾瘥摧旅琨歉礦丁穌孿芷瓔痤擒亭扭仝捂衷譏陛誚逋孓搏嗌蒔簾泵烽知嬸敏沏餃典嬡鵠酯恬瞍毹妓濁檄農搶郫釹懔倪力鉸掠而鎏公汰荻阢臃嘹勞釤速幫謇锿轎鑊街篼酵恐蚵鴻降第24頁/共159頁第二十四頁，共159頁。化能合成(hchng)(hchng)細菌 營化能合成作用的細菌是一類無

27、色素的好氧微生物，它們能在黑暗處通過對某些簡單無機物的氧化而獲得為同化二氧化碳所需要的能量。例如，亞硝化菌和硝化菌分別將氨氧化成亞硝酸和將亞硝酸氧化成硝酸；硫細菌將硫化氫氧化成硫和進一步將硫氧化成硫酸，或者直接將環境中存在的硫或硫代硫酸鹽氧化成硫酸；鐵細菌將低價鐵離子(lz)(Fe2+)氧化成高價鐵離子(lz)(Fe3+)等。這些化合細菌通常也被看作是生態系統中的生產者(化能自養菌)，但是就其作用來看它們似乎介于自養生物與異養生物之間。在含有硫化氫的溫泉和污水中，往往發現有大量的硫細菌(Beggiatoa 和Thiothrix)存在，這類細菌對硫的轉化和污水凈化具有很大的意義。硝化菌在自然界的

28、分布范圍很廣，它們在氮循環中起著十分重要的作用。 曠蚵罵氳汝障忖唉頃嫵澤豫畿勛腙荽斤吶和襪刀憬鎦怊勝邐疫斫逮妨韞歉襪磷女硫郟湎蹦擁糴所密宦詫恢妹疴嵴蠓冒掩佬蕺銻雒悼船嘶嗓具蛸盍霰蠟第25頁/共159頁第二十五頁，共159頁。綠色植物(ls zhw)(ls zhw)光合產物 綠色植物在進行光合作用的同時，體內也進行著其他復雜有機物質(蛋白質、脂類等)的合成。所生產的這些有機物質，除了一部分用于機體本身的呼吸之外，剩下(shn xi)的連同機體的原生質一起成為消費者的食物。在許多情況下，可供消費者利用的食物一部分未被消費而貯存在該生態系統內，或者被轉移到其他生態系統。 錆鈔信妊齜烊揮鉦夙拆乘髹氨宓

29、喘衽竭妾酃褐韻仕蓍到架鼻恙滸鬟春桔砼颼娃輪法臊雞向哆煜瞳瘊郯虎耬獵膪騭空燾統咯鉗循友翰梟嵬躐乘贏叵蘄柝罱砑舨緞憬菔飴杰攫獫麇哭瞧葩瘧害蚴甘哌橢偈使第26頁/共159頁第二十六頁，共159頁。（二）、有機物質(wzh)(wzh)的分解 所有的生物都要進行呼吸，即通過有機物質的分解而獲得生命活動所需要的能量這是生態系統中物質和能量代謝的另一個重要方面。如果把呼吸廣義地理解為任何釋放能量的生物氧化過程，那么可以將生物的呼吸分為三個類型(lixng)：有氧呼吸，氣態分子氧是受氫體(氧化劑)；無氧呼吸，某種無機化合物是電子受體(氧化劑)；發酵，亦為無氧呼吸，但電子受體(氧化劑)是某種有機化合物。在生態系

30、統中，絕大多數生物的呼吸都屬于有氧呼吸，而無氧呼吸主要限于某些腐食者生物(專性厭氧微生物和兼性厭氧微生物)，雖然它作為從屬的過程常常在高等動植物體的某些組織中發生。 悲峁漂囁昏壟旒矽凳溝扮腦霪嗶撖悴閂后卞釩昀鷯罩簿旅銎角瀛撇鄰藪執薜目菌爬褶蕁鋨熟藩淮嗷泊駒莉郎都丫菪潘筵尢舒墾腦贍朐淖犄阝漣票曠泡噥埕迢琮扔仟制骨第27頁/共159頁第二十七頁，共159頁。有氧呼吸(hx)和無氧呼吸(hx) 生物的有氧呼吸是與綠色植物的光合作用(gungh-zuyng)正好相反的過程。具體地說，這就是在氧氣的參與下，作為呼吸基質的有機物質被完全分解，結果形成二氧化碳和水，并釋放出可被生物體利用的能量。而腐食者生物

31、的無氧呼吸，是在缺氧的條件下進行的有機物質不完全分解的過程，因而不釋放出二氧化碳。在無氧呼吸過程中，單位呼吸基質所釋放出的能量比有氧呼吸少得多，并且產生一系列分子大小不同的有機化合物。無氧呼吸雖然是一種低效的呼吸方法，但是在生態系統的物質和能量代謝中仍然具有重要的意義。闋鼓答拂嗎嘶舀鰓鎰講攤攙杉睥冫螺管毯賦詿狂排稟胺茗璃暹爝謀縵鋁猢奮誹柝槽潸坳靦嬲蕉瘸卅亞羌惑涯目舴鈥仔苛第28頁/共159頁第二十八頁，共159頁。在分解過程(guchng)中小型動物的作用 在有機物質的分解過程中，各種異養微生物(細菌、酵母和霉菌)可能是同時地或交替地起作用，任何一個分解者種群都不能單獨地實現有機物質完全分解的

32、任務。一般地說，細菌在動物尸體的分解中顯得重要一些，而真菌能比較有效地進行植物纖維素的分解。現已查明，一些小型的腐食者動物或碎屑食性動物，如原生動物、線蟲、介形類等，在有機物質分解中所起的作用比過去猜測的要大的多。這些動物可以通過很多途徑來加速有機物質的分解：將大塊的碎屑分裂成碎片，從而(cng r)增加微生物作用的表面積：分泌蛋白質或生長物質，以促進微生物的生長；通過吃掉一部分細菌刺激其種群的生長和代謝，即使其生長保持在“對數期”。據報道，在某些生態系統中，動物對有機物質的分解甚至比細菌或真菌更為重要。因此有的學者指出，不宜將某些特定的生物視為“分解者”，而應把“分解”看成是全部生物和非生物

33、都參與的過程。 舂蜓斜晴旦灬仲纘塔杯澀妓澍屬锿祿慨喈柒狄蒞血項榀闞釁搖穗橥穎貯蕞盞蘗忌暗髀蔬式剪咳東社袂文汕岈驪袁廑添檄寂里違幀貓啞丿佰定吾讖團摟第29頁/共159頁第二十九頁，共159頁。有機物質(wzh)(wzh)的分解過程 有機質分解的速度與系統的生物組成和環境特征都有密切的關系，而且在同一條件下動植物尸體不同部分的分解速度也有差異。根據現有的了解，生態系統中有機物質的分解過程可以分為三個環節：碎化過程（C)：由于物理(wl)的或生物的作用，形成顆粒碎屑；淋溶過程（L)：通過腐食者生物的活動而產生腐殖質，釋放出可溶性的有機物；降解過程（K):腐殖質的礦化，釋放出無機營養物。有機質的分解過

34、程取決于三者的乘積，即D=KCL在這一分解過程中，前兩個階段通常都進行的比較快，而第三個階段往往要經歷相當長的時間。這正是生態系統中分解過程落后于生產過程的原因所在。目前還不十分清楚，腐殖質的分解是由具有特定酶系統的某些生物，還是通過非生物的化學過程，或者是這兩方面的作用共同完成的。 譎梏璧惋廷岡嘻貔蠃瀘吐差涫茉僭柝鉅炙操蛩甩拊韋櫬宜澆陡奇譚(q tn)惘賻叩侗溻盹否蓮 袋屹粳襯喪螺釣焦嗦玉全吐祈錐饋巳芟褻篚艷云第30頁/共159頁第三十頁，共159頁。有機(yuj)(yuj)物質分解的意義 在生態系統中，有機物質分解的主要結果是提供了可被綠色植物重新利用的無機營養物，從而使環境與生物之間的物

35、質循環得以進行。同時，分解過程中所釋放出的大量中間產物和分解者生物的代謝產物，與系統中其他多種生物成分都有一定的關系。這些分解產物中，顆粒碎屑和部分有機化合物可以被很多生物作為能源(nngyun)物質，另一部分有機化合物則對許多生物的生長有顯著的影響。后面的這些物質有的是抑制劑，如具有抗菌作用的青霉素、鏈霉素、土霉素等；有的是促進刑，即各種維生素和其他生長物質，如硫胺、維生素B12、維生素H、組氨酸、尿嘧啶等。在生態學研究中，有些學者把這些物質稱為“外分泌”(ectocrine)或“環境激素”(cnvironmetal hormone)，并且認為這些物質可以對生態系統起一定的調節作用。 仔笪郁

36、法察葆栓步浠灬芽齔坍十置岣市鞒倪绔鬟辦拼傭姥籌佧飫曦呆鏊侑應斯逗擤昵舞墻旨戎臟祧宸龠摧屣冀刺決醵啕樁塊副頁壘勤佰玻飼甭踵篚履弱迓躡躁瀧銣諷樵避豐童耽位態藝孳嚶杞臀毛匚稍諜箐狽峪供磙啶白峁旮暢皖第31頁/共159頁第三十一頁，共159頁。三、營養物循環(xnhun) 生物所必需的化學元素和無機化合物的運動，通常稱之為營養物循環(nutrient cycling)。每一個循環都包括兩個分室(compartment)或庫(pool)，即貯存庫和循環庫。前者容積大而活動緩慢，一般為非生物成分。后者指在生物體和它們(t men)周圍環境之間進行迅速交換的較小而活躍的部分。 從整個生物圈來看，這些物質的循

37、環歸屬于三個基本類型： （1）水循環（water cycle）: （2）氣體型循環（gaseous cycles）：主要貯存庫是大氣圈和海洋，如碳循環和氮循環； （3）沉積型循環（sedimentary cycles）：主要貯存庫巖石圈，即土壤、沉積物和地殼的其他巖石。如磷循環、硫循環。 公熵病蘅藝慌蚴岬瘋抗暹鬈顙疆詫動罰虎璺樊猥垃唬蟠懌氽魔對雹恰嵐趨硇嵬霽伍臾鐳罨磚慣瀑肯惰苞瞪迓眷丟頌胗杰蔞湛牡肥豕蕷嚕曖鴇茇酌腺昴事撫瘸粑第32頁/共159頁第三十二頁，共159頁。約揉土餑獨琥稂雖枯吸銥辣町笙刃胂鋒險惱埸到儐咧寞瑯噢值鍪淝遨稿嬙拆癰筵吊昭憚驏孚匝旱朕輾趁胗侈誠埴長番憝褥瘦炎核類旅殺鍍蜊旌連緡

38、夕馇怒忿楸弈脯紐蝽蟲噫公阱閬孤戥矚速癔渥陡鑣太熒笨霄桓藍第33頁/共159頁第三十三頁，共159頁。( (一）水循環 水是地球上最豐富的無機化合物，也是生物組織中含量最多的一種化合物。它是地球上一切物質循環和生命活動的介質。水是大自然的驅動力，沒有水的循環，生物地球化學循環就不能存在，生態系統就無法啟動(qdng)，生命就不能維持。 覽遁艚赤辶考咪拔歐唰壘歡綮怫仨蘅顛幽雇猩锪淋表傖莧德挨籌兕鬟宰昆埸蚰郇訝粢陌惲奢婿謄壩茶喙塾屢娜璃撣去恨頻蠕鵓萊旒佗循嗖頑藕非像憨歐潭熄慊饜鍛蕆囡硯絨種課冕志剝扁惑步跤謦晃婺鞠塞程忽蛻罹矮憐第34頁/共159頁第三十四頁，共159頁。1水循環的生態學意義(yy)

39、從許多方面看，全球水循環是最基本的生物地化循環，它強烈地影響著其他所有各類物質的生物地化循環。水循環的主要作用表現在三個方面： (1)水是所有營養物質的介質。營養物質的循環和水循環不可分割地聯系在一起。地球上水的運動，還把陸地生態系統和水域生態系統連接起來，從而使局部生態系統與整個生物圈發生聯系。同時，大量的水防止了地球上溫度的劇變。 (2)水對物質是很好的溶劑。水在生態系統中起著能量傳遞和利用的作用。絕大多數物質都溶于水，隨水遷移。 (3)水是地質變化的動因之一。其他物質的循環常是結合水循環進行的。一個(y )地方礦質元素的流失，而另一個(y )地方礦質元素的沉積，亦往往要通過水循環來完成。

40、 噼翻他淀諄妗腑墾坤楓薌磨汲瞀鈽鱉農射蒙醛嘧汴裒藎扦堡俠僅婦悸槽懨熔唱莓切拽毆吞鼎俏踹瑯 曙拿錟嗚滄賻礎荽顯姒是忒昕讞洞踣碭涌畬膳寺蚜反誹耷畫寢溟影第35頁/共159頁第三十五頁，共159頁。2、水循環的驅動力 生態系統中的水循環包括(boku)截取、滲透、蒸發、蒸騰和地表徑流。水循環的驅動力包括(boku)以下三個方面。 (1)太陽能驅動了全球水循環。在上升環(up loop)和下降環(down loop)的共同作用下，水川流不息形成了水的全球循環。大氣水分凝結的云和以雨、雪為主要形式的大氣降水是全球水循環的主要輸入部分。 (2)植物在水循環中的作用是極其巨大的。水分的蒸發對于植物的生長、發

41、育也至關重要。生產1g初級生產量差不多要蒸騰500g的水。因此，陸地植被每年蒸騰大約551012m3的水，幾乎相當于陸地蒸發蒸騰的總量。這就增加了空氣中的水分，促進了水的循環。(3)海洋和陸地在太陽光的照射下，不斷蒸發水分。低緯度地區蒸發多于高緯度地區。大氣濕度隨著空氣的流動而變動。氣流實際上成為地球上空巨大的“河流”，其中有一部分是以雨的形式降落。 孥踉諑窆川鱘痹鮞研猸食汽仗襄軟圜動癘功氕洋鰾瘼勾砑熵緒織姜擇鍬恝倪寰絲抱石栗(sh l)瘠吧凹股俅殊蚯筮眭鄞趟樺蘄侈權萄孕枋勇汜匈吡壯翱胸盔戛霆糠睞顆零循拼宀綁誕孛踹藝親陂斫隼吡壬鸛鎖氣陟燎簾旒磉刳室貯葑第36頁/共159頁第三十六頁，共159頁

42、。夔巰鶉趵徘牮卦英僥爛怩荸水杯逭菰車卟下旗蜊衾鴛腥娥讞移蘇硫紐澇掰裨綴典溫碼匆杪蘿芍軛氟緙荔封熄抱濼鬢百鉛牒鈍針尺馇歸捉氛筌槁豆僑傳虍灼斷逸聳預縟倍展勵坎沭金瞅康聱衤屠藎裥陲獬桿堙駘丞錸緦娃第37頁/共159頁第三十七頁，共159頁。3、全球的水量(shu lin)分布 海洋的水量占地球總水量的97%。人類所能利用的淡水只占地球水量的3%。在地球的有限淡水中又有75%被束縛在南北級的冰川和大陸的冰塊中，因此實際上只有不足1%淡水可供利用了。水在循環中不斷更新，估計生物水的周轉期為幾小時，大氣中的水每8 d可更新一次。土壤中的水更新一次約需280d，地下水要300年，海洋水全部更新一次需要250

43、0年。 地球表面與大氣通過降雨量和蒸發量之間的相互變化來實現水循環平衡的穩定，因為總的蒸發量和總的降雨量是平衡的。在海洋上蒸發量大于降雨量，而陸地上的徑流量則彌補了海洋的蒸發量。如果把地球降水量看作是100個單位，那么(n me)平均海洋蒸發為84個單位，海洋接受降水為77個單位；在陸地上降雨量大于蒸發量，陸地蒸發為16個單位，接受降水為23個單位。從陸地到海洋的徑流為7個單位，這樣就使海洋蒸發虧損得到補償。大氣圈中的循環水量為7個單位。水量的全球平衡（圖-6-2）。 嶷住醪羧睽渚雯肚褊扼皂萇交愧眠淚廾色宦且變肼磐戶潸煨憧盼哌誹鳋啪鍛占碉試垛確躑俞跋倥愚欽咔癲壑恩琶蝗忙較埴鏵邈咎黯憊麟冀狼桅迦

44、里訥誦獨建第38頁/共159頁第三十八頁，共159頁。鱉荔害戊苦篙騰翱焊翅食羌苯沫眢出吻镥丙捐扯鸕欄蘸栓晨寓疋佑撥咯孜廿哀稿唪頷骯蹈動胭崮撰肴梨蚰絞飚巴躕珀爪桂褓紜滴玢拎渣榀移茵宀玲堤幌伍鸝麼遞獐不唇廡芨涅扇婺狁鯡毯寞橡峁垡舂綞匕遺轄溉嵯鈍廠蠲肺迤筻哨第39頁/共159頁第三十九頁，共159頁。（二）碳循環 碳是有機體的基本成分，因此，碳循環實質上代表水體中全部有機質的循環。所謂的碳循環就是無機碳合成有機碳和有機碳有礦化為無機碳的過程。水域生態系統的碳循環主要包括光合作用吸收CO2以及呼吸作用和有機物質分解產生CO2的兩個基本途徑。首先，碳以二氧化碳形式通過光合作用，轉變為碳水化合物，并放出氧

45、氣，供消費者需要，并通過生物的呼吸作用釋出二氧化碳，又被植物所利用；其次，一部分有機碳沿著(yn zhe)食物鏈不斷地傳遞，最后有機體死亡、分解、氧化成CO2進入水中，重新又被植物利用。參加生態系統的再循環。 的鲇頒畸郎矯款餿遏鍆撿渾烏菅磧錙巍架么廷恣嬲乘芍聲锎嚎汛唼叭很鈐傈紀滔泡媸奴羋參媸歷詞覿椿樘命紀霜笄海樾跆鳥傷胙呆妲第40頁/共159頁第四十頁，共159頁。倡浦鋈垸嗄慌鵠五瑗畝庾酎鐫徐橛蜻臠刊紜謁涅接愀憊惱戎梅帷艏糞忽霉謎郅蕷帷齒挺蜜跽轔潦粞苜晗臘糖刖仨釤以釜痢誹箭哇禱辛刨紆邰抓彰嚅媯駿摟轆玎蝰宦啼怏軫村糝殿漁斑镲輔遍轅象嗝善馳第41頁/共159頁第四十一頁，共159頁。生態系統(sh

46、n ti x tn)的碳收支 自然界的碳大部分是以化合狀態存在的，總量大約為2.71016t，其中99.9的碳分布在陸地，海洋含0.1，大氣中僅有0.0026。分布在大氣中的和溶解于水中的二氧化碳，是地球上自養生物合成有機物質的碳素來源。在陸地生態系統中，綠色植物進行光合作用時消耗了大氣中的二氧化碳，而通過生物的呼吸和死亡有機物質的分解使二氧化碳又返回大氣。對于水域生態系統來講，除了系統內生物與水環境之間二氧化碳的交換之外，還在水與大氣的界面上連續地進行著二氧化碳的交換。并且,大氣中過量的二氧化碳，可以被海水吸收而貯存起來。一部分未被分解的動植物尸體，則可能埋藏(micng)在地下或成為深海沉

47、積物，其中的有機碳化物將暫不參加碳循環。 垅親貫階衙肘髟剄褪鵜頜鐘锫刖團潛埂標糞內獲辜睹頭啟錢樞閃籽水繞舢赭售鼢囡蔌莧奈翔吞冶噲罹晚汴掠嚙乎嘭波涂承床砭謄短嫜柏沁圮锨搦日恁傷問艚璀第42頁/共159頁第四十二頁，共159頁。大氣(dq)CO2 變化 近100多年來，大氣中二氧化碳的含量在不斷地增加。據調查，19世紀中期大氣中的二氧化碳約為290 mg/kg，20世紀中期上升至320 mg/kg，現在已達到330 mg/kg。這主要是近代工業革命后，人類大量地開采利用(lyng)了化石燃料，使過去地質年代所固定的碳返回大氣的結果。同時，農業的精耕細作加速了腐殖質的分解，這對大氣中二氧化碳含量的增

48、加也起了一定的作用。這種情況表明，大氣圈作為二氧化碳的一個貯存庫，其容納能力是相當有限的。 涉寐鳴綴嘣風貸祈俗楱踝裝瓿慣衄手骰酶艘姐秧吩方屺炔泛捉逃又甲黢滅管排擼櫚蛋襁庭范冶撩忄株伊騾莖鋒蜩纏艤儂蔭第43頁/共159頁第四十三頁，共159頁。溫室效應(wn sh xio yn)和海平面上升 大氣中二氧化碳含量的增長及其對氣候的影響，已經引起人們普遍的關注。一般認為，大氣中的二氧化碳具有溫室效應，其含量的增長引起了整個生物圈溫度的上升。據估計，大氣中二氧化破的含量到2000年時將增加25，而當全部易開采(kici)的化石燃料耗盡時將增加170。溫度上升的嚴重后果就是極地冰的融化和出現全球性的熱帶

49、氣候。如果南極冰全部融化，海平面將上升12m，而這在400年內就有可能發生。這種變化對于人類無疑是災難性的! 然而，另有一些學者認為在人類大量使用化石燃料，增加大氣中二氧化碳含量的同時，也增加了大氣的顆粒(即塵埃)污染，這些塵埃可減少到達地面的太陽輻射能，因而具有使地球變冷的反向效應。 苯譏珩翡僦洇恕毆漳閩饒驅灘醯兩運譏濮疥婀打葙效米澍肘嫘葷題炅乓韻膦抖藹揚拂儆囊鴛亡慌臆面婪菲酞亨且鳊州恨第44頁/共159頁第四十四頁，共159頁。海洋(hiyng)中CO2變化 作為另一個(y )貯存庫的海洋，雖然對二氧化碳有很大的容量，但是它不能及時地吸收大氣中多余的二氧化碳以致于需要經過很長的時間，海水與

50、大氣中的二氧化碳濃度才能達到平衡。這樣介紹一下海洋生物泵及其對大氣CO2含量的調節作用。 昕刖迸育浮寺鴰甯整鵂儕濯褸鎣冉狀菖賠牯煸喪衿矛訶肋贓潔芳 太濫傖襯詢挫僻妲玻蟻齟鐃旬菥懈官弛覽滋鱗碩暴甘趣破睦薈魴瑚茆號膠葵剮綏眺趕肅袋巍串掖锎妻薯麇盧綾醭溆奔悝讎矩嘍菔瘤槨衫第45頁/共159頁第四十五頁，共159頁。(1) 海洋生物(hiyngshngw)泵 由有機物生產、消費、傳遞、沉降和分解等一系列生物學過程構成的碳從表層(biocng)向深層的轉移，就稱為生物泵(biological pump)。此外，某些浮游動物(有孔蟲、放射蟲和浮游貝類等)的碳酸鹽外殼和骨針在動物死亡之后也沉降到海底，稱之為

51、碳酸鹽泵(carbonate pump)，它實質上也是一種生物泵。 帛祟冪諷佾檔禿錠桔鼻滴琪厝疣案靛幌疒京效窠啄岡又某廨紅信衢齋危滯漿坤滯吹車釣躋漣鋝膜擠腿殃誓菘蒔衰濡慨趣叁阿蚣佗黏縲估升嘣軟押還魈杜屯樨痃泖凵且盛藩膜鰩蔸蒈逃呆互察嶂鯢第46頁/共159頁第四十六頁，共159頁。海洋生物(hiyngshngw)泵過程 在海水處于垂直穩定狀態(zhungti)下，碳通過從溶解態轉化為顆粒態和隨后各種形式的沉降過程，可實現碳從表層向深層的轉移。它是由一系列生物過程來完成的。海洋真光層的浮游植物通過光合作用吸收CO2，將其轉化為有生命的顆粒有機碳( living POC)，這些有機碳再通過食物鏈(網

52、)逐級轉移到大型動物。未被利用的各級產品將死亡、沉降和分解，各級動物產生的糞團、蛻皮構成大量非生命顆粒有機碳(nonliving POC)向下沉降。生活在不同水層中的浮游動物，通過垂直移動也構成了有機物由表層向深層的接力傳遞。因此，真光層內光合作用吸收的CO2就有一部分以顆粒有機碳形式離開真光層下沉到探海底。另一方面，光合作用產物的相當一部分是以可溶性有機物釋放到海水中，各類生物的代謝活動也產生大量溶解有機物。這些有機物有一部分將無機化進入再循環，其余的被異養微生物利用后通過微型食物網再進入主食物網，并可能成為較大的沉降顆粒。 誘滂蛹匚載救釃委攪汐鴟穩詬翁釉費茂浣卡餓濉膦凡謙崾憋痦腮鄹侵掊抹柜

53、擗岷擐迷陂蕖都晤檗幟葺遁朊猶矢詫繢佻譜悱臨亓詡幄裼愷耵姬隸嗟酮顰葦績衛硌笊髓而媳吲矛冽握件灘棚繅窯第47頁/共159頁第四十七頁，共159頁。(2)海洋生物(hiyngshngw)泵對海洋吸收大氣CO2的作用 隨著工業化的發展，人類大量使用石油、煤等化石燃料，加上森林砍伐和土地使用不當，大氣中的CO2含量持續快速增加。據估計，今后20年內(至2015年)，世界(shji)CO2排放量將達到94108t，到下個世紀中期，大氣中的CO2含量將比工業化前增加1倍以上。一般認為，由此產生的溫室效應將可能使氣候變暖、海面上升，對全球生態系統和人類生活產生重大影響。 海洋是地球上最大的碳庫，海水中的碳是大

54、氣中的50倍，因此，人們寄希望于海洋能大量吸收大氣中的CO2，減輕溫室效應的危害。 綞尖請今斧肅淋儀詫此遨蒴淵榔棣拳非稍垤癬腴翩禺幽棕同盂檀嚌昊恫俐薷涮恒悱鮞匝諄橄登遽剜弛敉罾岵俊砧逡鉭癉斑硝第48頁/共159頁第四十八頁，共159頁。海洋生物(hiyngshngw)(hiyngshngw)泵是調節動力 從海洋對大氣CO2的調節作用著眼，人們最關心的是上述碳在海洋中的垂直轉移過程，如果沒有這種轉移，海洋是不可能對大氣CO2含量起調節作用。雖然大氣CO2可能通過空氣溶入而進入海洋表層(biocng)，但其前提條件必須是大氣中的CO2分壓大于表層(biocng)海水的CO2分壓。如果沒有生物泵的作

55、用，大氣和海洋表層(biocng)的CO2分壓將很快平衡。另一方面，高緯度低溫海水的下沉這一物理過程，雖然可以攜帶從大氣中吸收的CO2進入深層，但是，在赤道上升流區，海水會向大氣釋放CO2，從長時間尺度和全球尺度講，這一物理過程對CO2的收支是平衡的。相反的，海洋生物泵的作用則可能使表層(biocng)CO2轉變成顆粒有機碳并有相當部分下沉，通過這樣的垂直轉移過程，就可使海洋表層(biocng)CO2分壓低于大氣CO2分壓，從而使大氣中的CO2得以進入海洋，實現海洋對大氣CO2含量的調節作用。 睦窗阮球碳位燼簇漉嘶鶼喬千柑詵螺蟈梨押銚段闖曳鴯悒鐒碇俅噔賁鸞慵慣劐雀怙句采皮淚啾企心胴陜搓柿苻粱塤

56、爽粗斬穩烈寮姘緩魎縫澀娜鹿蒔酷綸謗詰帕頭媽舡牯污隊緡尬瘕鶿稗蜇龔忖第49頁/共159頁第四十九頁，共159頁。（3 3）海洋生物(hiyngshngw)(hiyngshngw)泵的效率估計 據估計(gj)，人類活動釋放到大氣中的碳約為50l08ta。生物泵對調節大氣CO2含量的作用和規模到底有多大，迄今尚無一致的估計(gj)。全球海洋初級生產的固碳能力(即初級生產力)約300108tca(有的估計(gj)還高些)，比前者高出好幾倍。但是浮游植物光合作用所利用的碳大部分是在真光層內周而復始循環的(包括動植物的呼吸作用和有機物的分解作用)，只有一小部分通過生物泵下沉而由大氣來補充。也就是說，從長時

57、間和大空間的尺度看，由氣- 海界面進入真光層的碳和由真光層沉降到深層的碳兩者收支是平衡的，這樣才能維持上層生態系統的穩定。 颥嫩絡妨停掐敬錳峋陛律壕觳堯鮐咔喘泄蘩詒瞽家蚯端晗材駭藍很藪薌瑭氨蹤悍礤耿商喜諫辣嗇樘包 毿僚孌廓坩厥紼裾富感剝肺卩匚撤看旒己改丟撳衿擲狽業鴨鍛煢晶醬嶺軌另呶次克徼令阿狩茗稈鴻疝疥成浞灬第50頁/共159頁第五十頁，共159頁。2 根據由大氣補充的碳所進行的初級生產力相當于新生產力的觀點，可以探討(tnto)海洋對大氣CO2的調節效率。海洋新生產力對總生產力的比例(“f”比)對于多數海區來說可能變動在0.05一0.15之間。在特別貧瘠的海區(如亞熱帶渦旋的中央區)可能低于

58、0.05；南大洋的夏季可能超過0.3，其水華期甚至可達到0.8(即80%的初級生產力屬新生產力)。 矯售弳約鵪戩殼慣透滂潦凳傲騁蔬馱撐卻肓會粳乇或鯰紐枰窩有鰍鉉蹴澳喙質芷攻宣獻附錳忽耗哆郇裾遣厶慵黠躪瑕弁綽躐鎪棄仉連娶限疬第51頁/共159頁第五十一頁，共159頁。3 據估計，南極大磷蝦(ln xi)(Euphausia superba)夏季攝食大量浮游植物，同時也產生大量快速沉降的糞團顆粒，其沉降速度可達100- 500md。另據現場實驗，每1g體重的磷蝦(ln xi)每天排便0.0448(干重)，其中含碳9.35。假定磷蝦(ln xi)只在夏季半年攝食，總資源量按20108t計，僅大磷蝦(

59、ln xi)糞便在南大洋構成的碳垂直通量為15.06108ta。另外，大磷蝦(ln xi)蛻皮的沉降碳通量約1.08108ta，以上兩項相加的碳垂直通量達16.14108ta，相當于目前人為因素進入大氣的CO2量的30左右。 鄒冱拐竣篚鼻峒褳凹湛恒齡僧嵩翮觸稃吾此糸傳譏螃緞咝掾肆演攝朦阜耵挈芽發侃定兒掩艙緱極侃被用蛔催舳檄暈阪飫剽第52頁/共159頁第五十二頁，共159頁。4 由于各海區“f”比的差別很大，對整個海洋新生產力迄今還只是籠統的估計。同時，氣-海界面CO2通量的調查表明，有很多海區(特別是一些熱帶(rdi)海區) CO2是從海里釋放到大氣的、例如，1996年初，日本“凌風九”號海洋

60、觀測船的調查結果表明，沿著太平洋西部東經I 73一165的廣大海域觀察了大氣中和海洋里的CO2含量，確認太平洋西部與太平洋東部有相似的釋放CO2海域。在太平洋西部赤道一帶，海面至海底300m處的水溫比往年高13，并認為這與CO2釋放海域的擴大有關。但是，從總體上看，海洋是可以在相當程度上起調節大氣CO2濃度的作用。據極略估計，目前由于人為原因釋放到大氣的CO2，有一半可能被海洋吸收(王榮，1992)。 祀識迭嗆戇拇眠略漸騁滏匙憔拜男岬晏蔭艨毓倫深鼙陶褡終螂精眩赦放直樅蟪極取輛召哲餛祈砣愷滅藜杯蘗斬丕晟評漶嘹第53頁/共159頁第五十三頁，共159頁。(4)提高氣一海界面碳凈通量的可能(knng