生态系统的物质循环

这是一篇关于生态系统的物质循环的思维导图，主要包括生物地化循环的概念、水循环、气体型循环、沉积型循环、有毒物质的迁移和转化、放射性核素循环、生物地化循环与人体健康等内容。

生态系统的物质循环

• 生物地化循环的概念
  • 生物地化循环：矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称为生物地化循环，即物质循环
  • 生物地化循环的特点
    • 物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动是循环的
    • 生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。前者的特点是库容量大，元素在库中滞留时间长，流动速度小，多属于非生物成分；交换库则容量较小，元素滞留时间短，流速较大。物质在生态系统单位面积（或单位体积）和单位时间的移动量称为流通率
    • 生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态
    • 元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和生物放大现象
  • 生物地化循环类型
    • 短循环：即生态系统中的生产者，除一少部分被消费者吃掉外，绝大部分掉落在土壤表面，而被分解者分解还原为二氧化碳、水和矿盐分等
    • 长循环：指绿色植物逐级经过各级消费者如食草动物、食肉动物和其他杂食动物以及寄生生物的采食、消化和排泄以及动植物的遗体进入土壤，经过食腐动物的啃食，而最后被微生物分解，物质再回到环境中去，又一次参与生态系统的物质循环
• 水循环
  • 水循环的意义
    • 水是所有营养物质的介质
    • 水对物质是很好的溶剂
    • 水是地质变化的动因之一
  • 人类活动对水循环的影响
    • 空气污染和降水
    • 改变地面，增加径流
    • 过度利用地下水
    • 水的再分布
• 气体型循环
  • 氧循环
    • 
  • 碳循环
    • 
  • 氮循环
    • 在生物学中的作用
      • N是蛋白质、核酸和其他细胞成分的重要组成部分
    • 库源
      • 大气的79%是N2气体。N≡N三键较难断开，需要特殊的条件。因此大部分生态系统是受N限制的。N2溶解在水里，在空气、水和活的组织间循环。
    • 氮的固定
      • 
      • 非生物的
      • 生物的：微生物固氮
      • 化能自养生物的硝化作用
      • 反硝化作用
      • 人为的N来源
• 沉积型循环
  • 磷循环：P很活泼，不以纯的单质存在。与空气接触后形成磷酸根。在水中磷酸根被质子化形成磷酸氢二根，磷酸二氢根和磷酸。
    • 在生物学中的作用
      • 磷酸根离子和磷酸氢根离子是植物和动物的一种重要营养成分。它存在于DNA分子，ATP和ADP，以及脂质细胞膜（磷脂）。P还是像骨骼和牙齿这样的组织的基本组成。
    • 储存库
      • 不像C、N和其他重要的生物元素，P在一般的环境下不以气体状态存在。在水(溶解的有机磷DOP和溶解的无机磷DIP)、土壤和沉积物(吸收到矿石的表面）以及有机体的组织/腐殖质中存在。
    • 磷的排放源
      • 存在于沉积岩如磷灰石Cax(OH)y(PO4)z)、化石骨骼或鸟粪、陆地岩石层中的磷酸盐矿石的风化和一些海洋沉积物(PO4可溶于H2O)中。以肥料为目的的鸟粪(吃鱼的鸟类的排泄物)开采和污水、以及历史上的去污剂都含有Na3PO4，虽然较新的去污剂不含磷。
    • 磷的吸收汇
      • 正磷酸盐通过物质的根被植物吸收，然后整合到植物组织和异养生物组织中，通过微生物矿化过程的降解又使P回到水和土壤中；它最终被冲到海洋中，沉到海底（成为石灰石）几百万年都不能被循环
  • 硫循环
    • 
• 有毒物质的迁移和转化
  • 有毒物质的类型
    • 有毒物质又污染物，按化学性质分为两类。无机有毒物质主要指重金属、氟化物和氰化物；有机有毒物质主要有酚类、有机氯药
    • 按污染物的作用分一次污染物和二次污染物。前者由污染源直接排入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物，又称原发性污染物；后者是由前者转化而成，排入环境中的一次性污染物在外界因素作用下发生变化，或与环境中其他物质发生反应形成新的物理化学性状的污染物，又称继发性污染物。
  • 有毒物质的迁移和转化
    • 迁移是重要的物理过程，包括分散、混合、稀释和沉降等
    • 转化主要是通过氧化、还原、分解和组合等作用，会发生物理的化学的和生物化学的变化
• 放射性核素循环
  • 放射性核素可在多种介质中循环，并能被生物富集
  • 放射性核素通过核试验或核作用物进入大气层，然后，通过降水、尘埃和其他物质以原子状态回到地球上
  • 人和生物即可直接受到环境放射源危害，也可因食物链带来的放射性污染而间接受害
  • 放射性物质由食物进入人体，随血液循环遍布全身，有的放射物质在体内可存留14年之久。
• 生物地化循环与人体健康
  • 地方病
    • 自然界由于环境条件的不同，地表元素发生迁移，常造成一些元素在地表分布的不均。这种生物地化循环时常导致某些生态系统中生命元素含量的异常，或不足，或过剩，从而造成植物、动物乃至人类的疾病。这种疾病常呈区域性，故称“地方病”。
  • 微量元素循环
    • 碘的循环与分布特点：碘由陆地随水进入海洋，由海洋逸出进入大气，再通过降水进入陆地，形成一个大循环。在生物中，通过海洋、陆地两个食物链保持碘的生态平衡。山区少于平原，平原少于沿海，沿海少于海洋。
  • 微量元素与人体健康
    • 碘缺乏
    • 硒缺乏