[理化生]第9章生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)-資料下載頁
2025-04-14 00:33本頁面
【正文】 或其他生物中獲得這些物質(zhì) ， 死后又通過分解和腐敗過程而使這些物質(zhì)重新回到水中和土壤中 。 死有機物 死有機物土壤中的無機磷深海的磷陸地 海洋沉積物中的磷( 約為本土壤和海洋標中千倍以上 )沉積上涌 下沉排泄死亡攝取捕魚活 有機物活 有機物溶解于水上升風化開采攝取分解懸浮在水中隨河水帶入鳥糞排泄死亡磷 循環(huán) (1)磷在生態(tài)系統(tǒng)中的存在形態(tài) 自然界中的無機磷主要以磷酸鹽形式存在 ， 其中以 H2POHPO4 PO43形式為主 。 土壤有機質(zhì)較多 ， 土壤中能量充足時 ，在厭氣條件下 ， 土壤中的磷素有一小部分可被還原成氣態(tài) PH3形式 ， 釋放于大氣中 。 有機磷： DNA、 ATP、 磷脂 、 肌酸等 。 (2)磷的儲量與分布 單位： 105噸 陸地生物： 630 海洋生物： 40 可開發(fā)磷礦源： 10000 沉積物： 27 106 地殼： 80 108 —— 磷的儲存庫 磷的全球循環(huán) 磷的周轉(zhuǎn)時間直接與生物代謝率相關(guān) (1)人類對磷礦資源的開采與消耗 (2)磷肥的施用與流失 (3)水體富營養(yǎng)化 （ eutrophication） (4)磷的放射性污染 人類對磷循環(huán)的干擾及水體富營養(yǎng)化、赤潮 磷酸鹽巖 溶解的磷酸鹽 植物 動物 磷酸鹽化細菌 海洋沉積 磷的主要儲存庫是天然磷礦 。 由于風化 ， 侵蝕作用和人類的開采活動 ， 磷才被釋放出來 。 一些磷經(jīng)由植物 ， 植食動物和肉食動物而在生物之間流動 ， 待生物死亡和分解后又使其重返環(huán)境 。 在陸地生態(tài)系統(tǒng)中 ， 磷的有機化合物被細菌分解為磷酸鹽 ， 其中一些又被植物吸收 ， 另一些則轉(zhuǎn)化為不能被植物利用的化合物 。 陸地的一部分磷則隨水流進入湖泊和海洋 。 人類的活動已經(jīng)改變了磷的循環(huán)過程 。由于農(nóng)作物耗盡了土壤中的天然磷 ， 人們便不得不施用磷肥 。 磷肥主要來自磷礦 ， 魚粉和鳥糞 。 由于土壤中含有許多鈣 、 鐵和銨離子 ， 大部分用作肥料的磷酸鹽都變成了不溶性的鹽而被固結(jié)在土壤中或池塘 、 湖泊及海洋的沉積物中 。 當生態(tài)系統(tǒng)達到動態(tài)平衡的最穩(wěn)定狀態(tài)時 ， 它能夠自我調(diào)節(jié)和維持自己的正常功能 ， 并能在很大程度上克服和消除外來的干擾 ， 保持自身的穩(wěn)定性 。這實質(zhì)上就是生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié) 。 但是 ， 生態(tài)系統(tǒng)的這種自我調(diào)節(jié)功能是有一定限度的 ， 當外來干擾因素 如火山爆發(fā) 、 地震 ， 泥石流 ， 雷擊火燒 ， 人類修建大型工程 ， 排放有毒物質(zhì) 、 噴撒大量農(nóng)藥 ，人為引入或消滅某些生物等 超過一定限度的時候 ，生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)功能本身就會受到損害 ， 從而引起生態(tài)失調(diào) ， 甚至導致發(fā)生生態(tài)危機 。 從而引起局部地區(qū)甚至整個生物圈結(jié)構(gòu)和功能的失衡 ， 從而威脅到人類的生存 。 (二 )物質(zhì)循環(huán)中的環(huán)境問題 人類生態(tài)系統(tǒng)建立在物質(zhì)流動的基礎(chǔ)上，而自然生態(tài)系統(tǒng)是建立在物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)上。 (生物學放大作用 ) 食物鏈的濃縮作用（ food chain concentration）又稱生物學放大作用（ biological magnification），是指有毒物質(zhì)沿食物鏈各營養(yǎng)級傳遞時，在生物體內(nèi)的殘留濃度不斷升高，愈是上面的營養(yǎng)級，生物體內(nèi)有毒物質(zhì)的殘留濃度愈高的現(xiàn)象 。 有毒有害物質(zhì)循環(huán)的特點：具有生物放大作用（食物鏈的富集） 生物放大：有毒物質(zhì)的濃度通過食物鏈加以濃縮的過程。 例： DDT 的循環(huán) DDT 是人工合成的要機氯殺蟲劑，它是一種化學性能穩(wěn)定，不易分解且易擴散的化學物質(zhì)，易溶于脂肪且積累在動物的脂肪里，很易被有機體吸收，一旦進入體內(nèi)就不能排泄出來，因為排泄要求水溶性。因此大量使用 DDT這類非自然物質(zhì)，對生態(tài)系統(tǒng)將構(gòu)成明顯危害。目前生物圈內(nèi)幾乎到處都有 DDT的存在，如北極的一些脊椎動物的脂肪和南極的一些鳥類脂肪中，均發(fā)現(xiàn)要 DDT的存在。 DDT 的生物放大經(jīng)過兩條途經(jīng) ? 土壤是的 DDT→ 植物體 → 草食動物 → 肉食動物 ? 土壤是的 DDT→ 土壤動物分解有機物 → 食蟲動物 由于 DDT的危害，目前 DDT已被許多國家禁用。 例 1 從浮游生物到水鳥的食物鏈中 DDT 的富集 例 2 BHC 殺蟲劑在食物鏈中的富集 例 3 母乳與未出生的嬰兒體中 DDT和 PCB 含量 食魚鳥 1600 人 2022 食草魚 40300 藻類 5 水體 DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的富集作用（ ppm） (三 )生態(tài)系統(tǒng)物流模型的建立 生態(tài)系統(tǒng)物流模型的建立一般根據(jù)研究的物流對象（ N、 P、 K等），采用以下幾個步驟： 、劃分養(yǎng)分庫 物質(zhì)庫 一般包括土壤庫、作物庫、林草庫、牲畜庫和人群。大多以氮、磷、鉀三種營養(yǎng)元素為分析對象。 、輸出項目，并調(diào)查和測定獲得各項流量 養(yǎng)分輸入項目包括：①外來養(yǎng)分 —— 化肥、降水、灌溉水輸入；②農(nóng)副產(chǎn)品及人畜廢棄物再利用 —— 種子、糞便、秸稈（不包括留在田里的根茬）；③區(qū)域性富集；④生物固氮。 養(yǎng)分輸出項目包括：①目標性輸出 —— 農(nóng)畜產(chǎn)品；②非目標性輸出 —— 流失、淋失、燃燒、反硝化、揮發(fā)、人畜消耗。 3. 將各種物質(zhì)的實際流量轉(zhuǎn)換成各種養(yǎng)分流量 各種物質(zhì)氮、磷、鉀養(yǎng)分含量（ % ） 種類 N P 2 O 5 K 2 O 種類 N P 2 O 5 K 2 O 籽實 肉 類 小麥 莖桿 牛 奶 籽實 堆 肥 水稻 莖桿 人糞尿 籽實 豬糞尿 玉米 莖桿 牛 糞 籽實 5. 3 雞 糞 大豆 莖桿 硫酸銨 20 21 塊根 尿 素 42 49 甘薯 莖蔓 碳酸氫銨 17 籽實 過磷酸鈣 14 20 花生 莖桿 硫酸鉀 48 52 籽棉 磷酸二銨 16 20 棉花 莖桿 苜 蓿 0. 18 白菜 笤 子 蘋果 豆 餅 木材、枝葉 棉籽餅 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分平衡表 土壤庫 作物庫 林草庫 牲畜庫 人 群 整個系統(tǒng) 項 目 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 合 計 平衡項 （輸入 輸出） 平均每畝耕地 盈虧（ kg ） 6. 物質(zhì)循環(huán)平衡分析 （ 1）營養(yǎng)物質(zhì)輸入輸出結(jié)構(gòu)分析。 （ 2）營養(yǎng)物質(zhì)的平衡分析。 M入 =M出 十 Δ W
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