第五章 第三节 生态系统的物质循环

(共38张PPT)
能量流动
概念：
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
过程
流经生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量
渠道：
特点
单向流动
能量金字塔：
传递效率为10%~20%。
研究意义
调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分
知识体系
逐级递减：
能量与营养级的关系
食物链或食物网
生 态 系 统 功 能 二
生态系统的物质循环
问题探讨
空气中的氧气为什么不会被耗尽呢？
能量是不能循环利用的，物质可以循环利用？
碳
碳在无机环境中主要以何种形式存在？在生物体内主要以何种形式存在？
冬冬：碳从无机环境进入生物群落主要是通过什么途径？
小红：碳通过哪些途径从生物群落返回到无机环境？
小明：碳在生物群落内部通过什么渠道进行传递？
呼吸、分解、燃烧
食物链（网）
有机物
CO2、碳酸盐
光合作用
化能合成作用
一碳的循环过程
无机环境
生物群落
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、
微生物分解作用、
煤、石油燃烧
大气中CO2
分解者
化石燃料
生产者
（CH2O）
（CH2O）
（CH2O）
生物群落
无机环境
碳在无机环境与生物群落间是以 的形式循环。
CO2
捕 食
消费者
是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都不断进行着从无机环境 到生物群落，又从生物群落 到无机环境 的循环过程，就是生态系统的物质循环。
二
生态系统的物质循环
生物圈
生物地球化学循环
特点：具有全球性
物质
生物体
既然物质是可以循环利用的，那我们人类可不可以建造一个模拟的封闭的生态系统，让人类将来在地外空间（如月球、火星等）长期居住呢
阅读：
为了研究人类离开地球能否生存，美国在亚利桑那州建造了一个几乎密封的实验基地，称为“生物圈Ⅱ号”。这个基地是一个大型的玻璃和钢结构的温室建筑，耗资2亿美元，占地1.3万平方米，温室内热带雨林，海洋，草原、沼泽地，还有园地供人们种植粮食和蔬菜。“生物圈居民”是8名科学家及3800种植物和动物，还有一些微生物。1991年9月26日，8名科学家正式进驻这个完全密封的世界，望在其中生活两年。他们一边从事科学研究，一边养鸡养鸭，耕种收获，过着完全自给自足的生活。两年中外界只为他们提供包括种子在内的物品，其余的一切都需要他们自己解决。能源，取自太阳能；氧气，由自己种植的植物制造；粮食，全靠自己种植收获；肉 类和蛋白质，取自自己养的鸡、鸭、猪、羊；甚至包括里面的气温和气候，也由自己控制。
生物圈
Ⅱ
号
生物圈Ⅱ号
生物圈Ⅱ号为何
会以失败告终呢？
科学家们检讨了实验失败的原因：自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于： 人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。
大气中二氧化碳浓度的变化
年 份 1860 1960 19世纪末
浓度（ppm) 283 320 375--400
三
物质循环与能量流动的关系
能量流动 物质循环
特点
形式
范围
渠道
联
系
单向流动 逐级递减
反复循环维持生态平衡
主要以有机物形式
组成生物体的化学元素
生态系统各营养级之间
全球性
食物链（网）
同时进行，相互依存，不可分割；
物质作为能量的载体，使能量沿事物链（网）流动，
能量作为动力，使物质不断在生物群落与无机环境中循环利用
生产者
初级消费者
次级消费者
三
物质循环与能量流动的关系
这节课你学到了什么？
以下有关能量流动和物质循环叙述错误的是（）
A、生态系统的物质循环和能量流动是生态系统的基本功能；
B、物质循环和能量流动是同时进行的，但又具有不 同的特点；
C、在物质循环中，无机环境的物质可被生物群落循环利用；
D、能量在生态系统中伴随物质的循环而循环
练习
一
D
难点
相互依存、不可分割
图是生态系统中碳循环示意图，D为大气，根据图回答：
（1）此生态系统的能量流动是从[ ] 固定太阳能开始。
（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的流动
是以 形式进行，在生态系统各成分间
A为 ， B为 。
（3）图中D~C 过程是通过 作用实现，
C~D过程是通过 作用实现的，
B~D 过程是通过 作用实现。
（4）生物群落中一部分碳返回大气中，
而另一部分则以 形式储藏在
地层中，碳在无机环境中以 和 形式存在。
( 5 )碳循环始终与 结合在一起。
练习
二
D
C
A
B
生产者
CO2
消费者
分解者
光合
呼吸
分解
化石燃料
碳酸盐
C
CO2
难点
生产者
分解者
消费者
能量流动