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(共25张PPT)
2.3.3
生态系统的物质循环
概念：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。
生态系统的物质循环
无机环境
生物群落
C、H、O、N、P、S等元素
思考1、碳在无机环境中的存在形式主要是____________，碳在生物体内的存在
形式主要是___________ ？
呼吸作用
食物链（网）
CO2
光合作用(主)
化能合成作用
思考2、碳从无机环境进入生物群落主要是通过什么途径？
思考3、碳通过哪些途径从生物群落返回到无机环境？
思考4、碳在生物群落内部通过什么渠道进行传递？
生态系统的物质循环(碳循环)
有机物
微生物分解
化石燃料燃烧
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
C
遗体和排出物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
A：生产者
B：分解者
A
B
C
D
E
F
C：大气中的CO2库
D：初级消费者
E：次级消费者
F：三级消费者
碳循环示意图
碳在生物群落内以有机物的形式进行传递。
生态系统的物质循环(碳循环)
碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。
碳循环具有全球性。
生态系统的物质循环(碳循环)
海洋和大气之间能进行二氧化碳的交换，从而沟通陆地生态系统和水域生态系统中的碳循环。
生态系统的物质循环(碳循环)
大气中的温室气体(CO2、CH4、N2O等)相当于保温层。大气中CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。
在自然生态系统中，碳排放与碳汇保持平衡。工业生产活动使碳排放大于碳汇，从而使大气中的CO2增加。
非生物环境
生物
群落
呼吸作用、分解作用
光合作用、化能合成作用
化石燃料燃烧增加
生态系统的物质循环（碳循环失衡——温室效应)
气温升高，加快极地冰川融化，海平面上升，洪灾、旱灾不断，土地荒漠化加剧，威胁人类和生物的生存。
减少煤、石油等化石燃料的燃烧
开发新的洁净能源，如核能、太阳能、风能、水能等
植树造林(森林碳汇)
直接从空气中捕集并封存
增加碳汇
减少碳排放
大气中的N2
工业固氮
闪电固氮
生物固氮
尿素及动植物遗体
硝化细菌
土壤微生物
反硝化细菌
氮循环
氮氧化物
氮肥
NO3—
NO3—
NH4+
PCBs（多氯联苯）浓度
银鸥蛋
124 ppm
鳟鱼
4.83 ppm
胡瓜鱼
1.04 ppm
浮游动物
0.123 ppm
浮游植物
0.025 ppm
分解者能够分解有机物，消费者能够加快物质循环的过程。那么，是不是所有物质都能较快地回归到非生物环境呢？
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。
富集的元素或化合物随食物链的传递，最终积累在食物链的顶端。因此，营养级越高，富集的元素或化合物的含量也越高（生物放大）。
在湖泊里种植大量芦苇，芦苇可以吸收水中的有毒物质，而且芦苇抗毒能力非常强，然后将芦苇进行封存，防止有毒物质重新进入环境。
某些有益的物质(黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩，这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。
项目 物质循环 能量流动
特点 循环往复、全球性 单向传递、逐级递减、不可循环
范围
联系 能量流动和物质循环的关系
生物群落各营养级之间
生物圈
①同时进行、相互依存不可分割
②能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解
③物质是能量流动的载体
④能量是物质反复循环的动力
⑤生态系统的各种成分，由于物质循环和能量流动而紧密的联系在一起，形成统一的整体
探究土壤微生物的分解作用
1.土壤的处理
2.落叶的处理
洗净、干燥后称重，放入叶袋
挖坑，10～20cm深处埋入叶袋
12d后取出，冲洗，干燥后称重
3.埋入落叶
4.观察结果
不宜采用剧烈条件杀死土壤微生物，以免改变土壤的理化性质。
实验可以设置3组重复，以增加可信度。
对照组
不做处理
实验组
60℃ 1h
参考案例1、落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
自变量
因变量
无关变量
对照组：不做处理的土壤(自然状态)
实验组：灭菌处理的土壤(排除微生物作用)
落叶是否腐烂(比较腐烂程度)
两组落叶的量、土壤的量等。（保证适宜且相同）
参考案例2 、探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1.制备土壤浸出液
2.制备淀粉糊
3.混合、培养
4.显色反应
质量分数4%的淀粉糊（需灭菌）
将土壤浸出液与淀粉糊混合，室温培养7d
取样，分别滴加碘液和斐林试剂检测，观察记录
分出一半灭菌
对照组
实验组
（土壤浸出液）
静置
质量分数4%的淀粉糊（需灭菌）
将土壤浸出液与淀粉糊混合，室温培养7d
取样，分别滴加碘液和斐林试剂检测，观察记录
分出一半灭菌
对照组
实验组
（土壤浸出液）
自变量
因变量
无关变量
对照组：灭菌处理的浸出液、蒸馏水 (空白对照)
实验组：土壤浸出液(含土壤微生物)
淀粉是否被水解(用碘液或斐林试剂检测)
蒸馏水和土壤浸出液的量，两组所处的温度等(适宜且相等)
碳达峰
2030年
碳排放在由升转降的过程中，碳排放的最高点即碳峰值
大多数发达国家已经实现碳达峰
我国目前碳排放增速放缓，但仍呈增长态势，尚未达峰
碳中和
2060年
人为排放源与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为吸收汇达到平衡
碳中和的吸收汇只包括通过植树造林、森林管理和碳捕获与封存等人为活动增加的碳汇，而不是自然碳汇。

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