第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1通過(guò)分析碳循環(huán)的過(guò)程，建構(gòu)概念模型，概述物質(zhì)循環(huán)的概念、過(guò)程和特點(diǎn)(重、難點(diǎn))。2通過(guò)分析比較生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程，說(shuō)明兩者的關(guān)系。情景導(dǎo)入

胡楊能抗干旱、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強(qiáng)地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠(yuǎn)離水源的胡楊也難逃死亡的厄運(yùn)。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型。1.胡楊死亡后，為什么很長(zhǎng)時(shí)間都沒有腐爛？荒漠中缺乏水分，分解者數(shù)量很少，因此死亡后的胡楊無(wú)法被快速分解。情景導(dǎo)入2.有研究表明，長(zhǎng)有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？

荒漠中生產(chǎn)者的種類與數(shù)量很少，能制造的有機(jī)物總量就少；消費(fèi)者與分解者也少，物質(zhì)循環(huán)緩慢；土壤中可供分解者分解的動(dòng)植物遺體等很少，且分解速度較慢，因此土壤中積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很少；而且，胡楊還會(huì)從土壤中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，長(zhǎng)有胡楊的荒漠土壤比草原的更為貧瘠。植物具有什么作用?進(jìn)行光合作用，將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，固定太陽(yáng)能。除了種植植物之外，還應(yīng)該有哪些生物?為什么還需要它們？還有動(dòng)物、微生物微生物能夠?qū)⒂袡C(jī)物分解為無(wú)機(jī)物，動(dòng)物能夠加快物質(zhì)循環(huán)1.1碳循環(huán)【思考】你呼出的CO2離開你后會(huì)開始怎樣的旅行？CO2呼吸作用光合作用攝食糞便呼吸作用呼吸作用C元素和O元素在生物群落和非生物環(huán)境之間是不斷循環(huán)的分解者生物體和大氣中的碳的含量是怎樣維持相對(duì)穩(wěn)定的?1.1碳循環(huán)

二氧化碳能溶于水，因此可在大氣和海洋、河流之間進(jìn)行交換。此外，碳還可以長(zhǎng)期固定或保存在非生命系統(tǒng)中，如固定于煤、石油或木材中。人類對(duì)煤和石油等能源的利用，向大氣中排放了大量的二氧化碳。1.碳元素碳是構(gòu)成生物體的重要元素之一。組成生物體的蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和核酸等都是以

為基本骨架形成的。碳鏈碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在？在非生物環(huán)境中：主要是CO2在生物群落中：主要是含碳有機(jī)物。碳在非生物環(huán)境和生物群落之間主要是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)1.1碳循環(huán)碳在生物群落內(nèi)部傳遞的形式是

含碳有機(jī)物主要途徑是食物鏈、食物網(wǎng)其他途徑還有：生物群落中的碳回歸大氣圈的途徑生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用，分解者的分解作用殘枝敗葉、遺體殘骸、糞便（排遺物）。分解作用=細(xì)胞外酶解+呼吸作用，呼吸作用是分解作用的核心環(huán)節(jié)。1.1碳循環(huán)碳是如何分別進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者各個(gè)環(huán)節(jié)(以什么形式、通過(guò)哪些生命活動(dòng)、形成哪些產(chǎn)物等)？碳循環(huán)示意圖生產(chǎn)者出：呼吸作用等將有機(jī)物分解為CO2進(jìn)：光合作用等將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；消費(fèi)者進(jìn)：攝食等將前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身的有機(jī)物出：呼吸作用等將有機(jī)物分解為CO2分解者進(jìn)：食腐、腐生等將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物；出：呼吸作用等將有機(jī)物分解為CO21.1碳循環(huán)碳的進(jìn)出除生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者外，還有沒有其他途徑？（1）CO2與HCO3-的相互轉(zhuǎn)化；（2）CaCO3與HCO3-的相互轉(zhuǎn)化；（3）煤、石油等化石燃料的開采與使用。將有機(jī)物分解為二氧化碳等。大氣中的二氧化碳庫(kù)煤、石油水體中的HCO3-等巖石中的CaCO3等結(jié)合圖3-10，碳循環(huán)包括哪些過(guò)程？用箭頭和簡(jiǎn)短的文字表明碳元素在下述各成分之間的聯(lián)系碳循環(huán)示意圖碳循環(huán)：在非生物環(huán)境與生物群落之間；在生物群落內(nèi)部；從生物群落到地質(zhì)碳庫(kù)（化石燃料的形成）；從地質(zhì)碳庫(kù)重返大氣碳庫(kù)的過(guò)程（化石燃料的燃燒）1.1碳循環(huán)遺體和排出物攝食燃燒生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大氣中的CO2庫(kù)分解作用非生物環(huán)境生物群落水圈中的CO2庫(kù)1.1碳循環(huán)

結(jié)合模型思考并回答問(wèn)題:1、動(dòng)植物遺體一定會(huì)被分解者分解嗎？不一定，還可能形成煤、石油等化石燃料2、碳元素在生物群落中是循環(huán)的嗎？不是，在生物群落中主要是沿著食物鏈(網(wǎng))單向流動(dòng)的。碳元素在

和

之間是不斷循環(huán)的。生物群落非生物環(huán)境1.1碳循環(huán)若用箭頭表示大氣中的二氧化碳庫(kù)、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者之間的關(guān)系，你將如何構(gòu)建？？1.1碳循環(huán)“三看法”巧判碳循環(huán)模型中的成分：一看雙箭頭，雙箭頭互指的一方為生產(chǎn)者、另一方為大氣中的二氧化碳庫(kù)；二看多箭頭，多箭頭指入的為大氣中的二氧化碳庫(kù)，多箭頭指出的為生產(chǎn)者；三看單(多)箭頭指向，箭頭指出的為消費(fèi)者、指入的為分解者。大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者分解者消費(fèi)者生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者大氣中的CO2庫(kù)次級(jí)消費(fèi)者分解者大氣中的CO2庫(kù)（非生物的物質(zhì)和能量）生產(chǎn)者初消次消三級(jí)消分解者1.1碳循環(huán)3.(2024·宜春高二檢測(cè))如圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過(guò)程。下列相關(guān)敘述不正確的是A.b過(guò)程主要代表光合作用，d過(guò)程代表呼吸作用B.甲所示的營(yíng)養(yǎng)級(jí)在食物鏈中占有的碳元素最多C.碳元素在甲、乙、丙之間以CO2的形式傳遞D.碳元素可在非生物環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用√1.2人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響

太陽(yáng)能主要以光輻射（短波長(zhǎng)）的形式到達(dá)地球，其中大部分最后以紅外光（長(zhǎng)波長(zhǎng)）的形式從地球再輻射出去。在大氣層中，

CO2對(duì)光輻射（短波長(zhǎng)）沒有阻擋，但是能吸收紅外光并阻擋紅外光通過(guò)，就像溫室的玻璃頂罩一樣，能量進(jìn)入容易出去難。所以我們把二氧化碳稱為溫室氣體。化石燃料的大量燃燒大氣中CO2含量增加溫室效應(yīng)加劇1.2人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響聯(lián)系社會(huì)——溫室效應(yīng)化石燃料過(guò)量使用會(huì)加劇____________。在燃燒過(guò)程中，化石燃料中的碳轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸歼M(jìn)入大氣，使大氣中的二氧化碳濃度______。而二氧化碳作為一種______氣體具有_______________的功能，其結(jié)果是地球表面溫度______，加重了____________。緩解措施：_____________________________________________________________________。溫室效應(yīng)升高溫室吸熱和隔熱升高溫室效應(yīng)開發(fā)清潔能源，減少化石燃料的燃燒；植樹造林，增加綠地面積等1.2人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響

自2020年9月22日，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)后，“碳達(dá)峰碳中和”已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。碳達(dá)峰：指在某一個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)，人類社會(huì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生的二氧化碳排放量達(dá)到歷史最高值，之后排放量逐步回落。碳中和：指在一定時(shí)間內(nèi)，人類社會(huì)直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳排放總量，通過(guò)植樹造林、節(jié)能減排、使用清潔能源等方式，使二氧化碳吸收和排放達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的“凈零排放”。（碳中和時(shí)生產(chǎn)者固定的CO2量＝所有生物釋放的CO2量＋化石燃料燃燒釋放的CO2量）1.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。注意：不是所有元素都能在生物群落和非生物環(huán)境中快速循環(huán)，如鉛、鎘、汞等重金屬元素難以循環(huán)或者循環(huán)極其緩慢。光合作用、化能合成作用呼吸作用；微生物分解作用非生物環(huán)境生物群落C、H、O、N、P、S等元素2.特點(diǎn)：（1）全球性：物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的“生態(tài)系統(tǒng)”指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——

生物圈，因此又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。（2）物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(循環(huán)性)(1)參與物質(zhì)循環(huán)的對(duì)象是含有碳的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物(

)×(2)物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，而不是具體的某一生態(tài)系統(tǒng)(

)(3)沼渣等作為肥料還田，使物質(zhì)能夠循環(huán)利用(

)(4)海洋對(duì)于調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用(

)√√√2.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1.聯(lián)系:能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

，彼此相互依存，不可分割。(1)能量的固定、儲(chǔ)