第3章

生態系統及其穩定性第3節生態系統的物質循環問題探討胡楊能抗干旱、御風沙、耐鹽堿，可頑強地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠離水源的胡楊也難逃死亡的厄運。這些死亡的胡楊雖歷經烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現出千姿百態的奇特造型。討論:1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛？荒漠中缺乏水分，分解者數量很少，因此死亡后的胡楊無法被快速分解。2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？①荒漠中生產者的種類與數量很少，能制造的有機物總量就少；②消費者與分解者也少、物質循環緩慢；③土壤中可供分解者分解的動植物遺體等很少，且分解速度較慢，因此土壤中積累的營養物質很少；④胡楊還會從土壤中吸收營養物質。12碳循環目錄3生物富集能量流動和物質循環的關系4探究土壤微生物的分解作用下面請大家一起深呼吸，全班人一起呼氣的時候，呼出了很多二氧化碳分子，想象一下，這些二氧化碳分子離開你后，會開始怎樣的旅行？碳是構成生物體的重要元素之一，組成生物體的蛋白質、糖類、脂質和核酸等都是以碳鏈為基本骨架形成的。1.碳循環大氣中的碳主要是二氧化碳（CO2）1.碳在非生物環境和生物體內分別以什么形式存在？2.碳是如何進出生產者、消費者、分解者的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物等）思考

?討論1.碳循環在非生物環境中在生物群落中碳的存在形式：1.碳在非生物環境和生物體內分別以什么形式存在？主要是二氧化碳，少許碳酸鹽。主要是含碳有機物。1.碳循環思考

?討論進：光合作用生產者將二氧化碳轉化為有機物將有機物分解為二氧化碳出：呼吸作用1.碳循環2.碳是如何進出生產者、消費者、分解者的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物等）思考

?討論將有機物分解為二氧化碳。將前一營養級的有機物轉化為自身的有機物；1.碳循環2.碳是如何進出生產者、消費者、分解者的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物等）思考

?討論進：攝食出：呼吸作用消費者1.碳循環2.碳是如何進出生產者、消費者、分解者的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物等）思考

?討論分解者將有機物分解為二氧化碳。將現成有機物轉化為自身有機物；進：食腐，腐生出：分解作用1.碳循環2.碳是如何進出生產者、消費者、分解者的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物等）思考

?討論1.碳循環1.碳循環大氣中的二氧化碳庫③煤、石油等化石燃料的開采與使用。將有機物分解為二氧化碳等。煤、石油水體中的HCO3-等巖石中的CaCO3等①CO2與HCO3-的相互轉化；②CaCO3與HCO3-的相互轉化；其他途徑1.碳循環思考

?討論1.碳循環（1）碳以什么形式在無機環境和生物群落之間循環？（2）碳如何從無機環境進入群落？（3）碳怎樣從一種生物傳遞給另一生物？（4）生物群落中的碳以什么途徑回歸大氣圈？1.碳循環3.你如何看待人類活動對碳循環的影響？思考

?討論人類活動對煤和石油等能源的利用，會向大氣中排放大量的CO2；大力開展植樹造林、開發新能源、發展節能產業等，有利于降低大氣中的CO2濃度，維持生物圈的碳氧平衡。(1)主要原因①化石燃料的開采和使用大大增加了二氧化碳的排放②森林、草原等植被遭到大面積破壞(2)緩解措施①減少二氧化碳排放:開發新能源，減少化石燃料燃燒；

②增加二氧化碳的吸收和固定量:大力植樹種草，提高森林覆蓋率；

③提高秸稈還田率：提高土壤儲碳量。1.碳循環溫室效應1.碳循環溫室效應1.概念:組成生物體的____________________________等______，都在不斷進行著從_____________到__________，又從__________到____________的_____過程，這就是生態系統的物質循環，又叫_______________________；碳、氫、氧、氮、磷、硫元素非生物環境生物群落生物群落非生物環境循環生物地球化學循環2.范圍—________生物圈3.特點:(1)_________:物質循環的范圍為生物圈；(2)_______________:物質可被生物群落反復利用，對改進農業生產方式有多方面的啟示，例如可以采用種養結合的模式；全球性循環往復運動1.碳循環物質循環在稻田中養鴨養魚，動物的取食、消化能促進物質循環；它們排出的糞便中氮、磷等可供水稻吸收利用；它們呼出的二氧化碳還可為水稻的光合作用補充原料。注意:1.“物質循環”中的物質指的是碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者單質；2.“物質循環”中的循環發生在非生物環境與生物群落之間，在生物群落內部物質是沿食物鏈和食物網單向流動的；3.物質循環的過程中起重要作用的生物:生產者完成了物質和能量的輸入；分解者實現了物質和能量的輸出；

消費者加快了物質循環1.碳循環(1)碳的存在形式及循環形式:①碳在非生物環境中的存在形式主要是

。②碳在生物群落中的存在形式主要是

。③碳在非生物環境與生物群落之間的循環的形式是

。④碳在生物體之間的傳遞途徑是

。(2)碳出入生物群落的途徑:①碳進入生物群落:

。②碳出生物群落:

、

和

。1.碳循環二氧化碳和碳酸鹽含碳有機物二氧化碳食物鏈(和食物網)生產者的光合作用或化能合成作用動植物的呼吸作用微生物的分解作用化石燃料的燃燒碳循環中各成分的確定方法

[規律總結]生產者大氣中的CO2庫消費者分解者1.碳循環注意:

碳循環中各成分包括：生產者、消費者、分解者和大氣中的CO2庫。A______________B______________C______________D______________A______________B______________C______________D______________E______________F______________生產者大氣中的二氧化碳庫消費者分解者大氣中的二氧化碳庫三級消費者分解者次級消費者生產者初級消費者【思考】若使上圖表示完整的碳循環，需補充__________________化石燃料的燃燒1.碳循環12碳循環目錄3生物富集能量流動和物質循環的關系4探究土壤微生物的分解作用1.概念: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.物質人工合成的有機物:如DDT、六六六等。重金屬:如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。3.發生生物富集的物質的特點:①在環境和生物體中存在形式是比較______的；②必須是生物體能夠______的且____________的；③在生物代謝過程中是________________的；穩定吸收不易被分解不易排出4.生物富集的主要途徑——________________食物鏈、食物網2.生物富集鉛的富集煤和礦石中的鉛空氣中的鉛顆粒土壤、水體中的鉛生產者、浮游動物各級消費者燃燒冶煉降雨吸收捕食積累最高營養級含鉛量最高2.生物富集7.生物富集具有全球性的原因:______________________________________________________________________魚鷹大魚小魚植物水6.生物富集現象的特點①________②有害物質會沿________逐漸在生物__________，最終積累在食物鏈的_______(即隨營養級升高，濃度逐級遞增，呈現生物放大現象)全球性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食物鏈體內聚集頂端2.生物富集2.生物富集2.生物富集12碳循環目錄3生物富集能量流動和物質循環的關系4探究土壤微生物的分解作用能量流動物質循環范圍形式特點過程聯系生物群落(生態系統各營養級之間)生物圈主要以有機物中的化學能的形式碳在生物群落和非生物環境間主要以二氧化碳的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環往復運動沿食物鏈、食物網單向流動在生物群落和非生物環境之間循環往返二者是生態系統的主要功能，它們同時進行，相互依存，不可分割:①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；②物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動；③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。3.能量流動和物質循環的關系3.能量流動和物質循環的關系12碳循環目錄3生物富集能量流動和物質循環的關系4探究土壤微生物的分解作用采集土壤微生物的方法4.探究土壤微生物的分解作用1.設計實驗方案探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？對照組實驗組自變量設置方式因變量無關變量注意：可以增加重復次數（每組落葉等量若干，組內設置多組等）有土壤微生物無土壤微生物落葉+土壤落葉+滅菌土壤落葉腐爛（快慢和程度）避免土壤理化性質的改變4.探究土壤微生物的分解作用2.進行實驗觀察和結果記錄培養時間第1周第2周第3周第4周對照組落葉平均干重實驗組落葉平均干重（實驗組-對照組）平均干重4.探究土壤微生物的分解作用探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？3.分析可能的結果和得出對應的結論相同時間內（實驗組-對照組）平均干重結論正值0或者負值落葉是在該土壤中微生物的作用下腐爛落葉在該土壤中微生物的作用下不腐爛4.探究土壤微生物的分解作用探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？4.可能的實驗現象（以一片落葉為例）一個月后的落葉新采集的落葉4.探究土壤微生物的分解作用探究1：落葉是在土壤微生物的