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例:熱帶雨林的生物循環

  例:熱帶雨林的生物循環

1概念

生物循環是指生態系統中的物質循環,即生態系統中的生物成分和非生物成分間物質往返流動的過程。營養物質從大氣、水體和土壤等的自然環境中通過綠色植物的吸收,進入到生態系統中,在生態系統各種生物間流動,最終重新歸還到環境中,完成一次循環,整個過程繼續進行,歸還的物質再次被植物吸收進入生態系統,周而復始往複持續,這種物質的反覆傳遞和轉化過程就稱為物質循環。生物循環的核心是植物的光合作用.

2類型

種類
生物小循環和地球化學大循環
根據物質循環路線和周期長短不同,可將物質循環分為生物小循環和地球化學大循環[3]。生物小循環是在一定地域內生物與周圍環境之間進行的物質周期性循環,主要通過生物對營養元素的的吸收、留存和歸還來實現。地球化學大循環是指環境中的元素經生物吸收進入有機體,然後以排泄物或殘體等形式返迴環境,進入大氣圈、水圈、土壤岩石圈及生物圈的循環,其範圍大、周期長、影響面廣。
地球化學循環,生物地球化學循環和生物化學循環
根據物質循環運動的途徑,可將物質循環分為地球化學循環,生物地球化學循環和生物化學循環。地球化學循環是指不同生態系統之間化學元素的交換。生物地球化學循環是指生態系統內部化學元素的交換,其空間範圍一般不大,植物在系統內就地吸收養分,又通過落葉等方式歸還到同一地方。生物化學循環是指養分在生物體內的養分轉移到尋要的部位。

3生物循環

生物循環即生態系統中的物質循環(如生物循環示意圖)。在自然地理環境中,生物循環包含著兩個基本的意義:一是生物作為土壤—植物—大氣之間的一個聯繫環節,從而使它成為整個自然地理環境中物質能量交換的一個基本通道;二是實現了有機界
與無機界之間的互相轉化,這是生物循環的最本質的體現。生物循環對於能量的貯存和消耗,對於化學元素的遷移和積累,對於碳循環、氮循環、氧循環和其它有關成分的循環等,都具有明顯的作用。具體有如下幾點:
(1)生物有機體可以把太陽輻射能轉化為化學潛能。當這種能量釋放時,便成為地球化學過程的能源。廣泛分佈於陸地和海洋中的綠色植物通過光合作用,把周圍環境中的無機物合成為有機物質的同時,把來自於太陽而被植物所截獲的能量轉化為化學能貯藏在有機物質中。據估計,陸生植物每年積累的能量約8.9×1020 焦之巨,大致相同的數量也被海洋植物所固定。而當生物有機體進行新陳代謝作用時,則把這些化學能重新釋放到環境中。
(2)生物循環引起化學元素的遷移,使得這些元素在自然地理環境中重新分配。化學元素的遷移現象在地球上出現生物體之前就已存在,但它們遷移的方式僅僅限於物理的和化學的兩種。只有當具有新陳代謝能力的生物有機體出現之後,元素的生物遷移才隨著生命的進化逐漸加強和擴大。
在生物循環過程中的化學元素遷移的特點是經歷了無機物→有機物→無機物的反覆轉化過程。綠色植物在大氣中吸收無機化學元素,也從地殼和水圈中吸收無機化學元素,使許多元素離開原來位置進入到生物體內,並改變了它們原來的存在形式。根據對生命物質的分析,發現幾乎在自然地理環境中存在的元素都可以在不同的生物體內找到,但含量則有很大的不同。例如植物體中氮的平均含量比岩石圈高出30 倍,碳高出180 倍。被生物有機體所吸收的元素在有機體被異養微生物分解而發生礦化的過程中,又以無機物的形式歸還到周圍環境中去,並且使這些元素在自然地理環境中重新分佈。
(3)生物循環可以改變大氣的組成成分,並保持大氣圈中氣體的相對平衡。在生命有機體出現之前,大氣的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮和氨,而缺乏氧氣。綠色植物出現后,大氣中的氧才逐漸豐富起來。地球上的遊離氧共計有1015 噸,這些氧都是生命的產物,是光合作用的結果。
氧是非常活潑的元素,經常積极參加到化合物中去,同時又由於植物光合作用中釋放出的氧彌補了大氣遊離氧的損失,才保持了大氣中氧的平衡。又如植物每年要從大氣中吸取 1/35 的二氧化碳作為養料,如果沒有二氧化碳返回大氣的過程,那麼大氣中的二氧化碳只要35 年便消耗殆盡。正是由於火山爆發、人類活動(燃燒木柴、煤和石油等),特別是生物呼吸以及有機殘體的腐爛和礦質化過程,才使得大氣中的二氧化碳得到補償。
(4)生物循環影響並改造水圈中的化學成分。地面水和地下水的化學成分很大程度上受生物循環的制約。例如,有機殘體的礦化過程把二氧化物、腐殖質和重碳酸鹽離子以及鋁、鎂、磷、硫等元素運送到水中,並從水中獲得遊離氧。目前海水富含氯鹽類物質,這與海洋的生物活動是分不開的。
(5)生物循環還把太陽能引進成土過程,使分散在岩石風化殼、水圈和大氣中的營養元素在地表積聚,有機體本身則是土壤中有機成分的來源,從而使土層產生肥力,促進土壤的形成和發展。
(6)生物循環參與了某些岩石和礦物的形成。目前分佈廣泛的石灰岩和富含煤和石油的有機岩層,都是由有機殘體及有機體活動產物組成的。許多有機體是一定元素的富集者。例如,鐵細菌在自己的細胞中或周圍可富集氫氧化鐵,硫細菌可富集硫,當有機體死亡后,這些聚集的元素就地沉積起來。因此,鐵礦、錳礦和硫礦等的形成與這些富集元素的微生物有關。動物的成礦作用也有很好的例子。如智利和秘魯的海島以及中國南海諸島上沉積的磷礦床就是由海鳥長期排泄的糞便形成的。
生物循環示意圖

  生物循環示意圖

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