生态系统的物质循环 教材分析据估计，生物圈约有 1.8×1012吨的活物质。这些物质主要由化学元素组成。人类现已发现了 109 种化学元素。生物有机体一般需要 30~40 种化学元素，其中氧、碳、氢、氮元素是最主要的元素。由于这些元素在生命活动中起着重要作用，生命系统的兴衰多取决于这些元素的供应、交换和转化，因而被称为关键元素或能量元素。与能量不同，所有物质都是由地球供给的。生态系统之间矿物元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、岩石圈之间以及生物间的流动和交换称为生物地（球）化（学）循环（图 5—3—1）。箭头表示营养物质流动的方向（F），方块中数字表示分室号数，零（0）代表环境；F2，1表示营养物质由第一分室流向第二分室；F0，2表示营养物质由第二分室流向环境，依次类推图 5—3—1 营养物质生物地化循环的模型1.物质循环的概念生态系统的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动。2.物质循环的特点先分析以下几种物质的循环情况：（1）水循环：水是组成生物体的重要成分，约占体重的 60％～95％，体内进行的一切生化反应都离不开水。地球上的水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。以全球年降水量 82.6 厘米作为 100 单位图 5—3—2 全球水循环（2）氮循环：氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的 79％，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。图 5—3—3 氮循环示意图（3）碳循环：碳元素约占生物体干重的 47％，碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间是以 CO2的形式进行循环的。为了进一步搞清楚生态系统的物质循环全过程，现以碳循环为例来进行系统学习。1.碳循环的过程图 5—3—4图 5—3—5图 5—3—6 碳循环图解结合以图 5—3—4、图 5—3—5 碳的循环过程及图 5—3—6 我们得出以下结论：（1）碳的作用：糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生物体的基本物质，在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大约占生物体干重的 49％，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。（2）碳在无机自然环境中存在的形式：以 CO2和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）的形式存在。（3）碳的循环形式：碳在无机环境与生物群落间是以 CO2的形式进行循环的。大气中的CO2 进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使 CO2 中的“C...
