3.3

生態系統的物質循環

二、生態系統的物質循環1、概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程，這就是生態系統的物質循環。2、特點：（1）全球性：物質循環具有全球性，因此又叫生物地球化學循環。這里所說的生態系統指地球上最大的生態系統——生物圈。（2）循環性：生物群落和非生物環境之間的物質可以循環，物質在生態系統中循環往復運動，不會消失。3、物質循環和能量流動的關系項目能量流動物質循環途徑特點聯系主要以有機物作為能量的載體，從低營養級向高營養級沿食物鏈（網）流動。主要以無機物形式，在生物群落與非生物環境之間循環往返。單向流動，逐級遞減全球性，循環性能量流動和物質循環同時進行，相互依存，不可分割。能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程。物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返。4、物質循環應用實例——種養結合模式種養結合養殖業種植業牧草農作物飼料有機肥家禽家畜魚苗木【拓展應用】自然界中最大的氮庫是大氣圈和巖石圈。盡管大氣中氮的含量很高，但它并不能被大部分生物直接吸收、利用。大氣中的氮必須通過固氮作用轉化為硝酸鹽或亞硝酸鹽，或與氫結合成氨，才能為大部分生物利用，參與蛋白質的合成。大氣中的氮通過工業固氮、高能固氮、生物固氮轉化為銨態氮，或進一步通過硝化作用轉化為硝酸鹽或亞硝酸鹽，被植物吸收利用。（2）生物群落中的氮最終通過什么途徑返回大氣中？反硝化作用（1）大氣中的氮氣是怎么進入生物群落的？（3）生物圈是一個在物質上自給自足的系統，為什么還要往農田中不斷地施加氮肥呢？農田是人工生態系統，是以提高農作物的產量，使能量更多地流向人類，滿足人類需要為目的的。農田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產，加之農產品源源不斷地自農田生態系統輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥。【例】我國政府在2020年的聯合國大會上宣布，中國將于2030年前實現碳達峰（CO2排放量達到峰值），力爭在2060年前實現碳中和（CO2

排放量與吸收量相等）。如圖是生物圈中的碳循環示意圖（圖中生態系統的組成成分完整，但缺少部分途徑）。下列相關分析錯誤的是()D

【例】如圖為生態系統能量流動模型，其中甲、乙、丙、丁和戊均代表生態系統的組成成分。由此可知下列生態系統的碳循環模型表示正確的是(

)

AA.&5&

B.&6&

C.&7&

D.&8&

問題：是不是所有的物質都能較快地通過食物鏈回歸非生物環境呢？資料1：鉛是一種毒性很強的化學元素，對人體血液、血管、腎臟、生殖腺和神經系統等均有毒害作用。在兒童中，鉛中毒癥狀尤為明顯。自2013年起，聯合國環境規劃署和世界衛生組織聯合號召：每年十月底在全球開展“預防鉛中毒國際行動周”活動。資料2：研究發現，不同采樣點中水、水底沉積物和中國血蛤體內鉛濃度如下圖所示：在這四個采樣點中，鉛在中國血蛤體內的濃度超過環境濃度。中國血蛤三、生物富集（1）鉛在中國血蛤體內的濃度超過環境濃度的現象叫什么？生物富集：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。（2）鉛在生物體內富集的條件是什么？還有哪些物質也有與鉛類似的現象？條件：①在環境中的存在形式比較穩定；③在生物代謝過程中不易被分解和排出。②能被生物體吸收；富集物類型：①重金屬：鉛、鎘、汞等②人工合成的有機化合物：如DDT、六六六等③一些放射性物質。（3）如圖表示某地發生鉛污染后，不同生物體內鉛的含量。由此可見，生物富集有什么特點？鉛在生物體內的濃度沿食物鏈不斷升高，即營養級越高的生物體內富集物的濃度越高。逐級遞增（4）在農田中大量使用的DDT殺蟲劑，為什么會在南極的企鵝體內檢測到？由于這些有害物質可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地，因此，這種現象也是全球性的。【例】某些人工合成的化合物如農藥DDT、六六六等，進入環境后便參與生態系統的物質循環，但是，這些化合物難以被降解并在生物體內蓄積。如表是某水域生態系統在結構和功能處于相對穩定狀態時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度。下列說法錯誤的是()A、該生態系統的水體中DDT的濃度小于0.04ppmB、四個種群最簡單的能量流動渠道是形成一條食物鏈C、甲是該生態系統組成成分中的生產者D、J種群個體死亡后釋放的DDT還可能再進入丁種群B【例】（不定項）生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或