2019年城規(guī)《相關(guān)知識》知識點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)的基本功能

物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)主要指生物維持生命活動正常進(jìn)行所必需的各種營養(yǎng)元素。包括近 30種化學(xué)元素，其中主要的是碳、氫、氧、氮和磷五種，它們構(gòu)成全部原生質(zhì)的97%以 上。這些營養(yǎng)物質(zhì)存在于大氣、水域及土壤中。

物質(zhì)通過食物鏈各營養(yǎng)級傳遞和轉(zhuǎn)化，完成生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流動。 生態(tài)系統(tǒng)中各種營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過分解者分解成可被生產(chǎn)者利用的形式歸還環(huán)境中被重復(fù) 利用，從而周而復(fù)始地循環(huán)，這個(gè)過程叫物質(zhì)循環(huán)(material cycle) 。

(1 )生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)具有三個(gè)層次：

1)生物個(gè)體層次的物質(zhì)循環(huán)。在這個(gè)層次上生物個(gè)體吸收營養(yǎng)物質(zhì)建造自身，經(jīng)過 代謝活動(生物從外界取得生存必需的物質(zhì)，并使這些物質(zhì)變成生物體本身的物質(zhì)，同 時(shí)把體內(nèi)產(chǎn)生的廢物排出體外。這種新物質(zhì)代替舊物質(zhì)的過程叫做新陳代謝，簡稱代謝) 又把物質(zhì)排出體外，經(jīng)過分解者的作用歸還于環(huán)境。

2)生態(tài)系統(tǒng)層次(生態(tài)系統(tǒng)內(nèi))的物質(zhì)循環(huán)。在初級生產(chǎn)者的代謝基礎(chǔ)上，通過各 級消費(fèi)者和分解者把營養(yǎng)物質(zhì)歸還環(huán)境之中，又稱為生物小循環(huán)或營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)。這一循環(huán)是在一個(gè)具體范圍內(nèi)進(jìn)行的(某一生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)) ，物質(zhì)循環(huán)流速快、周期短。 生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)是在生態(tài)系統(tǒng)的四個(gè)基本成分之間進(jìn)行的，其中生產(chǎn) 者、分解者、水分和大氣起著尤為重要的作用。另外，生態(tài)系統(tǒng)還可從降雨、空氣流通過 程中獲取少量營養(yǎng)物質(zhì)，生產(chǎn)者使無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，分解者則把復(fù)雜有機(jī)物分解為生 產(chǎn)者可重新利用的簡單元機(jī)物。水和空氣起介質(zhì)作用，固體物只有溶于水中才能被生產(chǎn)者 吸收利用。一些氣態(tài)物和水分則需借助空氣由氣孔等處進(jìn)入生物體。 生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)主要有以下幾條途徑：

①物質(zhì)由動物排泄返回環(huán)境(動物生存期間所排出的物質(zhì)要比死亡之后經(jīng)微生物分 解后排的物質(zhì)數(shù)量多好幾倍)。

②物質(zhì)通過微生物分解有機(jī)物碎屑返回環(huán)境。

③通過在植物根系中的真菌，直接從植物殘?bào)w中吸收營養(yǎng)物質(zhì)而重新返回到植物體。

④風(fēng)化和侵蝕過程加上水循環(huán)攜帶營養(yǎng)元素進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)。

⑤動、植物尸體或糞便不須任何微生物分解也能釋放營養(yǎng)元素。

⑥人類利用化石燃料生產(chǎn)化肥，用海水制淡水及對金屬的利用。 以上六條途徑中，前五條是在自然狀態(tài)下進(jìn)行的，而第六條則是在人為狀態(tài)下進(jìn)行 的，且其作用在加強(qiáng)，對生物圈的影響也越來越大。衍生物圈層次的物質(zhì)循環(huán)(生物地球化學(xué)循環(huán))。這一層次的物質(zhì)循環(huán)是營養(yǎng)物質(zhì) 在各生態(tài)系統(tǒng)之間的輸入與輸出，以及它們在大氣圈、水圈和土壤圈之間的交換。"生物 地球化學(xué)循環(huán)"又稱"生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)"。

(2)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的類型。在生物地球化學(xué)循環(huán)層次上，根據(jù)物質(zhì)參與循環(huán)時(shí) 的形式，可將循環(huán)分為氣相循環(huán)、液相循環(huán)和固相循環(huán)三種。

4.生態(tài)系統(tǒng)能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

(1)生態(tài)系統(tǒng)中生命成分的生存和繁衍，既需能量，也須從環(huán)境中得到生命活動所 需的營養(yǎng)物質(zhì)。

(2)物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)運(yùn)動的動力。沒有物質(zhì)，能量就會自由散失， 不可能沿著食物鏈傳遞。

衍生態(tài)系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)流緊密結(jié)合，共同運(yùn)行，維持著生態(tài)系統(tǒng)的生長發(fā)育 和進(jìn)化演替，對生態(tài)系統(tǒng)而言，兩者缺一不可。

5.傳遞信息

一般將生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞分為物理信息、化學(xué)信息、營養(yǎng)信息與行為信息。信息流 與物質(zhì)流、能量流相比有其自身的特點(diǎn)：物質(zhì)流是循環(huán)的，能量流是單向的，不可逆的; 而信息流卻是有來有往的、雙向運(yùn)行的，即既有從輸入到輸出的信息傳遞，又有從輸出到 輸入的信息反饋。

人類社會的信息化給人類生活方式帶來了巨大改變，信息可以代替一部分物質(zhì)和能 量，從而給城市結(jié)構(gòu)和形態(tài)帶來新的沖擊和機(jī)會。

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