[農(nóng)學(xué)]農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第四章-文庫吧
2025-09-17 17:47 本頁面
【正文】 間。 T＝ S／ F ? 四、循環(huán)效率：循環(huán)物質(zhì)占總輸入物質(zhì)的比例 EC＝ FC／ FI 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 4－ 2 幾種重要物質(zhì)的循環(huán) ? 一、 碳循環(huán) ? 二、 氮循環(huán) ? 三、 磷循環(huán) ? 四、 水循環(huán) ? 五、 硫循環(huán) 退出 主目錄 主菜單 167。 421 碳循環(huán) ?一、碳循環(huán) ?（一）概況 ?1． C Cycle是所有養(yǎng)分循環(huán)中最簡單的一種 ， 但對生命的意義卻是十分重要的 。 C是有機物的基本成分 ， 占干重的 49％ 。 ?2． C的來源是 CO2 ? ％為 CO2 ? 無機態(tài)占大部分 ? 地殼沉積物中 ?地球上總碳量為 ? 26?1015噸 化石 64％ ：煤 、 石油 、 碳 ? 有機態(tài) 有機殘體占 42％ ：土壤和 ? 占 ％ 水中 ? 生物體成分占 4％ 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 421 碳循環(huán) ?（ 二 ） C Cycle基本過程 ? ?C Cycle是從光合作用固定空氣中的 CO2開始的 。 ?1． 大氣庫與生物組分之間的循環(huán) ?（ 1） 特點： ① 這是一生物過程 ? ② 屬于氣相循環(huán) 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 421 碳循環(huán) ? (2) 過程 ? CO2通過綠色植物的光合作用進入生態(tài)系統(tǒng)，CO2和水形成 CH2O，然后在系統(tǒng)中流動，其流動途徑：①沿食物鏈傳遞：這種過程是最理想的， C一直在生態(tài)系統(tǒng)的生物組分中。②生物的呼吸作用，使 CO2返回到大氣 。 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 421 碳循環(huán) ?2． 大氣與海洋間的交換 ?（ 1） 特點： ① 這是一自然過程 ， 生物不能控制 。 ② 海洋溶解的 CO2是大氣庫中 CO2的 50倍 ， 因而海洋對大氣中的 [CO2]具有緩沖機制 。 ?（ 2） 過程： ?3． 沉積循環(huán)： ?（ 1） 特點： ① 這是一自然過程 —— 這種途徑 C素經(jīng)化石 、 石灰?guī)r或油頁巖等固態(tài)過程 ， 有相當(dāng)長一段時間離開了氣相循環(huán) ， 離開了生物圈 ， 進入了地質(zhì)大循環(huán) 。 ②這是自然界最大一個庫 。 ?（ 2） 過程 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 421 碳循環(huán) ?4． 人類活動的干預(yù) ? 在空氣中 ， [CO2]≈ ％ ， 但自第二次工業(yè)革命（ 1850年 ） 后 ， 人類大量砍伐森林 、 開采化石燃料 ， 從而將幾百萬年前被光合作用固定的 C通過燃燒又釋放到大氣中 。 據(jù)統(tǒng)計每年燃燒礦石釋放到大氣中的 CO2約 50－ 60億噸 ， 雖然大部分被海洋吸收而緩沖 ， 但仍有 1／ 4保留在大氣中 ， 使大氣 [CO2]逐年上升 。 過去一百年 ，280?→ 355 ? 。 ? 由于 CO2對紅外線有強烈的吸收作用 ， 因此 CO2的增加將產(chǎn)生 “ 溫室效應(yīng) ” 。 雖然 [CO2]↑ 有利于光合作用增強 ， 但也導(dǎo)致全球近地表溫度升高 ， 這對全球的氣候 ，大氣環(huán)境 。 降雨 …… 等將產(chǎn)生一系列不利于人類的影響 。 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 421 碳循環(huán) ?（三）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的碳流的問題 ?1． 養(yǎng)分循環(huán)的兩種控制： （ 1） 生物控制：通過食物鏈控制 （ 2） 人為控制：通過食物輸入 、 產(chǎn)品輸出等控制 ?2． 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)要求促進和保護生物控制 ?這就面臨兩個選擇：動植物殘體的去向 ?（ 1） 肥料：提高地力 （ 以有機物形式返回土壤 ） 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 421 碳循環(huán) ?（ 2）燃料：以 CO2形式返回大氣 → 土壤有機質(zhì)數(shù)量不足 → ?土壤微生物 C源不足 → 土壤有機質(zhì)含量 ↓ → 地力衰退 。 ? 燃料 ?發(fā)展中國家 ， 因人口多耕地少 ， 大量砍伐森林 ? 耕地 ? 沙漠化 （ Negro） ?毀林的結(jié)果 ? 地力下降 、 廣種薄收 ?因此必須提供輔助能源為生活能源 ， 同時大力控制人口數(shù)量解決糧食 ， 耕地問題 。 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 422 氮循環(huán) ? 二、氮循環(huán) ? （一）概況 ? 1． N是生物體中 Aa、 protein 、 Chl、 DNA、 RNA中不可缺少的元素。 ? 2． N的主要庫存是大氣 ―― 主要是氣態(tài)循環(huán) 。 以 N2的單質(zhì)形式存在 。 在大氣中占 79％ ， 總貯量約 48?106億噸 ，但不可被植物直接利用 ， 必須通過固 N作用 。 ? （ 二 ） N循環(huán)基本過程 ? 1． 固氮作用是氣態(tài)循環(huán)的重要機制 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 422 氮循環(huán) （ 1） 生物固 N：每年 175 ? 106噸 ? ① 固 N生物：根瘤菌 藍綠藻 ? 農(nóng)業(yè)上利用根瘤菌較多 ， 占全部生物固 N的40％ 左右 ， 因此農(nóng)田中靠包括豆科作物在內(nèi)的作物輪作來維持土壤的持續(xù)肥力是非常重要的 ， 稻田的藍綠藻對增產(chǎn)亦有明顯的作用 。 ? 固 N作用 ? ② N2 NH4＋ 食物鏈 （ 2） 工業(yè)固 N： ?106噸 （ 1977年 ） → 100?106噸 （ 1997年 ） （ 3） 大氣固 N：通過閃電和宇宙射線固 N，?106噸 。 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 422 氮循環(huán) ? 2．生態(tài)系統(tǒng)中的氮流途徑 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 422 氮循環(huán) ?3． 人為干預(yù) （ 1） 干預(yù)途徑 （ 方式 ） ：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生物固 N ? 工業(yè)固 N：占有 20－ 40％ （ 2） 問題 ?① 地下水污染 ?由于施肥不當(dāng) ， 會使蔬菜 、 飼料中 N累積過多或隨水流動進入飲用水 、 地下水中 。 ?食物和飲用水中 NO3－ 含量過高 ， 在一定程度下生成的亞硝胺是致癌物質(zhì) 。 美國明尼蘇達州 1947年－ 1950年 149例兒童獲亞鐵血紅蛋白癥 ， 有 14例死亡 ， 查明原因是由于飲用的地下水中被硝酸鹽污染 。 而 NO4－ 在烹調(diào)過程中和消化道中形成 NO2－ ， NO2－ ， 與血紅蛋白給合 ， 使其載氧能力受到損害 退出 主目錄 主菜單 返回 167。 422 氮循環(huán) ?② 水體富養(yǎng)化： ?： 當(dāng)水體中的總磷＞ 20mg/m3， 無機 N＞ 400mg/m3時 ， 可以認(rèn)為該水處于 富營養(yǎng)化狀態(tài) (eutrophic water)。 ?： 土壤中的 N、
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