何为自然生态系统中的物质循环？
2019-03-10 · 致力于图书出版、影视IP
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在自然生态系统中，生物为了生存不仅需要能量，也需要物质。物质是化学能量的运载工具，又是有机体维持生命活动所进行的生物化学过程的结构基础。假如没有物质作为能量的载体，能量就会自由散失，不能沿着食物链转移；假如没有物质满足有机体生长发育的需要，生命就会停止。
生物有机体维持生命所必需的化学元素有40多种，其中氧、碳、氢、氮被称为基本元素，占全部原生质的97％以上，是生物大量需要的；钙、镁、磷、钾、硫、钠等被称为大量营养元素，生物需要量相对较多；铜、锌、硼、锰、钴、铁等被称为微量营养元素，在生命过程中需要量虽然很少，但却是不可缺少的。所有这些化学元素，不论生物体需要量是多是少，都是保证生命活动正常进行所必需的，是同等重要、不可代替的。
生物从大气圈、水圈、土壤岩石圈获得这些营养物质，而这些营养物质在生态系统中都是沿着周围环境→生物体→周围环境的途径做反复运动。这种循环过程又称为生物地球化学循环，简称生物地化循环。根据物质循环路线和周期长短的不同，可将循环分为生物小循环和地球化学大循环。
在一定地域内，生物与周围环境（气、水、土）之间进行的物质周期性循环，称为生物小循环，主要是通过生物对营养元素的吸收、留存和归还来实现。其特点是，在一个具体的范围内进行，以生物为主体与环境之间进行迅速的交换，流速快、周期短。生物小循环为开放式循环，受地球化学大循环所制约。
地球化学大循环，是指环境中的元素经生物吸收进入有机体，然后以排泄物和残体等形式返回环境，进入大气圈、水圈、土壤岩石圈及生物圈的循环，形成地化大循环的动力有地质、气象和生物三个方面。地化大循环与生物小循环相比较，有范围大、周期长、影响面广等特点。生物小循环和地化大循环相互联系、相互制约。小循环置于大循环之中，大循环不能离开小循环，两者相辅相成，在矛盾的统一体中构成生物地球化学循环。
生物地球化学循环是地球表面自然界物质运动的一种形式，有了这种物质的循环运动，资源才能更新，生命才能维持，系统才能发展。例如生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧气，可是空气中氧的含量并没有明显的改变；动物每年都要排泄大量的粪便，动植物死后的残体也要遗留地面，经过漫长的岁月后，这些粪便、残体并未堆积如山。正是由于生态系统中存在着永久不断的物质循环，人类才能有良好的生存环境。
下面将分别简述水、碳、氮和磷四种循环。氧与氢结合成水，又和碳合成二氧化碳，已包括在水和碳的循环中，故不再另述。
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