生態(tài)學(xué)沉積型循環(huán)

1、沉積型循環(huán)沉積型循環(huán)(sedimentary cycle)的蓄庫(kù)主要是巖石圈和土壤圈。屬于沉積型循環(huán)的營(yíng)養(yǎng)元素主要有磷、硫、鉀、鈉、鈣等。保存在巖石圈中的這些元素只有當(dāng)?shù)貧ぬ優(yōu)殛懙睾螅庞锌赡芤驇r石風(fēng)化、侵蝕和人工采礦等形式釋放出來(lái)被生產(chǎn)者植物所利用。因此，循環(huán)周期很長(zhǎng)，常常還會(huì)造成局部性的匱乏。本節(jié)我們主要介紹磷循環(huán)和硫循環(huán) 1磷循環(huán)磷循環(huán)的主要特點(diǎn)如下： 磷的主要貯存庫(kù)是沉積巖，磷的循環(huán)主要以固態(tài)進(jìn)行，因而速度緩慢。 與其他主要元素循環(huán)的一個(gè)顯著不同是幾乎沒(méi)有氣體成分參與循環(huán)。 由于磷元素的匱乏和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，磷的循環(huán)愈加受人類(lèi)的關(guān)注。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，磷元素有可能成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制因素。磷

2、沒(méi)有任何氣體形式或蒸汽形式的化合物，因此是比較典型的沉積型循環(huán)物質(zhì)2磷循環(huán)過(guò)程 磷和其它沉積型循環(huán)物質(zhì)一樣，這種類(lèi)型的循環(huán)物質(zhì)實(shí)際上都有兩種存在相：巖石相和溶鹽相。這類(lèi)物質(zhì)的循環(huán)都是起自巖石的風(fēng)化，終于水中的沉積。巖石風(fēng)化后，溶解在水中的鹽便隨著水流經(jīng)土壤進(jìn)入溪、河、湖、海并沉積在海底，其中一些長(zhǎng)期留在海里，另一些可形成新的地殼，風(fēng)化后又再次進(jìn)入循環(huán)圈。動(dòng)植物從溶鹽中或其他生物中獲得這些物質(zhì)，死后又通過(guò)分解和腐敗過(guò)程而使這些物質(zhì)重新回到水中和土壤中 磷的主要儲(chǔ)存庫(kù)是天然磷礦。由于風(fēng)化、侵蝕作用和人類(lèi)的開(kāi)采活 動(dòng)，磷才被釋放出來(lái)。一些磷經(jīng)由植物、植食動(dòng)物和肉食動(dòng)物而在生物之間流動(dòng)，待生物死亡和分

3、解后又使其重返環(huán)境。 3磷循環(huán)示意圖4人對(duì)磷循環(huán)的影響人類(lèi)的活動(dòng)已經(jīng)改變了磷的循環(huán)過(guò)程。由于農(nóng)作物耗盡了土壤中的天然磷，人們便不得不施用磷肥。磷肥主要來(lái)自磷礦、魚(yú)粉和鳥(niǎo)糞。由于土壤中含有許多鈣、鐵和銨離子，大部分用作肥料的磷酸鹽都變成了不溶性的鹽而被固結(jié)在土壤中或池塘、湖泊及海洋的沉積物中。由于很多施于土壤中的磷酸鹽最終都被固結(jié)在深層沉積物中，并且由于浮游植物不足以維持磷的循環(huán)，所以沉積到海洋深處的磷比增加到陸地和淡水生態(tài)系統(tǒng)中的磷還要多。 5磷過(guò)多而引起的環(huán)境問(wèn)題一是使水源污染，造成人們生活用水的短缺，并因飲用被污染的水源而致健康損害。二是導(dǎo)致河川、湖泊、內(nèi)海的富營(yíng)養(yǎng)化。二是由于水中氮、磷含

4、量增加，使藻類(lèi)等水生植物生長(zhǎng)過(guò)多。三是使土壤酸化以及物理性質(zhì)惡化，一旦土壤中某種營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)剩，還會(huì)造成土壤對(duì)其他元素的吸收性能下降，從而破壞了土壤的內(nèi)在平衡，導(dǎo)致土壤板結(jié) 赤潮的嚴(yán)重危害6硫的循環(huán) 特點(diǎn)：硫循環(huán)有一個(gè)長(zhǎng)期的沉積階段和一個(gè)較短的氣體階段硫循環(huán)硫循環(huán)與磷循環(huán)有類(lèi)似之處，但硫循環(huán)要經(jīng)過(guò)氣體型階段7硫循環(huán)的主要過(guò)程為： 硫的釋放多種生物地球化學(xué)過(guò)程可將硫釋放到大氣中；火山噴發(fā)可以帶出大量的硫化氫氣體硫化細(xì)菌（thiobacillus）通過(guò)化能合成作用形成硫化物，釋放化合物的種類(lèi)因硫化細(xì)菌的種類(lèi)而有不同海水飛沫形成的氣溶膠巖體風(fēng)化，該途徑產(chǎn)生的硫酸鹽將進(jìn)入水中，這一過(guò)程釋放的硫占釋放總量

5、的50%左右大部分硫?qū)⑦M(jìn)入水體?；鹕絿姲l(fā)等途徑形成的氣態(tài)含硫化合物將隨降雨進(jìn)入土壤和水體，但大部分的硫直接進(jìn)入海洋，并在海里永遠(yuǎn)沉積無(wú)法連續(xù)循環(huán)。只有少部分在生物群落循環(huán)。8巖石圈、水圈生物群落和氮循環(huán)類(lèi)似，植物根系吸收硫酸鹽，硫元素就開(kāi)始在生物群落循環(huán)，最后由尸體和排泄物脫離，大部分此類(lèi)物質(zhì)被分解者分解，少部分形成化石燃料。重新沉積分解者將含硫有機(jī)物分解為硫酸鹽和硫化物后，這些硫化物將按過(guò)程重新開(kāi)始循環(huán)9年份1012克年-1 1012摩爾年-1 人類(lèi)對(duì)硫循環(huán)的影響：大面積種植農(nóng)作物而促使硫從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生產(chǎn)者；大量開(kāi)發(fā)冶煉硫鐵礦，燃燒煤、石油等礦物能源而促使硫從沉積型轉(zhuǎn)化為氣體型；過(guò)多地拋棄有機(jī)垃圾而促使硫進(jìn)入分解者。全球SO2釋放10酸雨對(duì)河流的危害酸雨的形成：當(dāng)煙囪排放出的二氧化硫酸性氣體，或汽車(chē)排放出來(lái)的氮氧化物煙氣上升到空中與水蒸氣相遇時(shí)，就會(huì)形成硫酸和硝酸水滴，使雨水酸化，這時(shí)落到地面的雨水就成了酸雨。 酸雨對(duì)環(huán)境的破壞非常大，右圖就是酸雨污染后的河流。解決辦法：1、用煤氣或天然氣代替燒煤；2、處處節(jié)約用電（因?yàn)榇蟛糠值碾姀S是燃煤發(fā)電）；3、支持公共交通（減少車(chē)輛就可以減少汽車(chē)尾氣排放）；4、購(gòu)買(mǎi)包