上海交通大學(xué)第九-十章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)

1、第四節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動,第九章 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,一 、生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者,初級生產(chǎn)者（primary producers）植物和藻類等光合自養(yǎng)生物構(gòu)成所有食物鏈的基礎(chǔ)，這些生物總稱為初級生產(chǎn)者?？偝跫壣a(chǎn)量（GP）=呼吸消耗能量（R）+凈初級生產(chǎn)量（NPP） >0 生物量增加 NPP=GP-R =0 生物量不變 <0 生物量減少

2、,某一時期內(nèi)生物量的變化（dB/dt） dB/dt = NPP – R – H – D其中H代表被較高營養(yǎng)級動物所取食的生物量，D代表因死亡而損失的生物量,初級生產(chǎn)的生產(chǎn)效率,在自然條件下，總初級生產(chǎn)效率（光合效率）很難超過3%，一般情況下，在富饒肥沃的地區(qū)總初級生產(chǎn)效率可以達(dá)到1~2%；而在貧瘠荒涼的地區(qū)大約只有0.1%。就全球平均來說，大概是0.2~0.5%。 解決全球氣候變暖問題的最有效辦法消除全球貧困和饑餓的最

3、有效辦法,二 生態(tài)系統(tǒng)中的次級生產(chǎn)者,次級生產(chǎn)或第二性生產(chǎn)（secondary production）：指生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)以外的生物有機(jī)體的生產(chǎn)，即次級生產(chǎn)就是異養(yǎng)生物的生產(chǎn)。次級生產(chǎn)模型：,食物種群,動物得到的,動物未得到的,被更高營 養(yǎng)級取食,,動物吃進(jìn)的C,動物未吃進(jìn)的,凈次級生產(chǎn)量P,未同化的FU,被同化的A,,,呼 吸 代 謝R,未被取食,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,凈次級生產(chǎn)量（P） = 動物

4、吃進(jìn)的（C ）- 未同化的（FU）-呼吸代謝 （R）C = A + FU；A = P + R,,潛在能量,損失能量,第十章 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán),,三、生物地化循環(huán)的類型,氣體型循環(huán) ( gaseous cycle) 水循環(huán)（water cycle）沉積型循環(huán)（sedimentary cycle）,一） 碳循環(huán),碳是一切生物體中最基本的成分，有機(jī)體干重的45%以上是碳。 據(jù)估計，全球碳貯存量約為26×1

5、015t，但絕大部分以碳酸鹽的形式禁錮在巖石圈中，其次是化石燃料。生物可直接利用的碳是水圈和大氣圈中以二氧化碳形式存在的碳，二氧化碳是所有生命的碳源。自然界碳循環(huán)的3個主要過程：碳的同化反應(yīng)和異化反應(yīng)， 主要為光合作用和呼吸作用大氣和海洋間二氧化碳的交換；碳酸鹽的沉積作用。,碳的同化反應(yīng)和異化反應(yīng) 同化反應(yīng)植物通過光合作用，將大氣中的二氧化碳固定在有機(jī)物中，包括合成多糖，脂肪和蛋白質(zhì)，而貯存于植物體內(nèi),其中森林

6、生態(tài)系統(tǒng)是最大的植物碳匯,其次是草地。異化反應(yīng)動物、植物（莖葉）的呼吸作用土壤呼吸動植物殘體腐敗分解——CO2再次回到大氣庫,大氣和海洋間二氧化碳的交換二氧化碳在大氣圈和水圈之間的界面上通過擴(kuò)散作用而相互交換。移動方向從高濃度的一側(cè)向低濃度的一側(cè)擴(kuò)散反應(yīng)進(jìn)行的方向取決于參加反應(yīng)的各成 分的濃度。由此調(diào)節(jié)大氣和水體的二氧 化碳移動量。,碳酸鹽的沉積發(fā)生于水域生態(tài)系統(tǒng)中。包括碳酸鹽化合物在水中的溶

7、解和以沉積物形式（特別是石灰?guī)r）沉積下來。水生藻類和植物吸收CO2進(jìn)行光合作用，導(dǎo)致碳酸鈣的形成和沉積。許多藻類將體內(nèi)碳酸鈣排入周圍水中，但建瞧藻和珊瑚藻則將其結(jié)合在自身堅固的身體結(jié)構(gòu)。,,全球氣候變暖,直接證據(jù)是所有低緯度山區(qū)的冰川都在融化后退，近50年融化后退速度明顯加快。IPCC(2001)對全球增溫研究作了總結(jié)：20世紀(jì)全球平均地表溫度增加了0.6℃左右；地表以上8km大氣層溫度在過去40年中有所上升，平均每1

8、0年增加0.1 ℃，而近地表氣溫增加0.15 ℃?？茖W(xué)家預(yù)測（2004年）：目前，世界平均氣溫比工業(yè)革命前高0.7 ℃；未來25年，全球溫度提高1 ℃。某些生態(tài)系統(tǒng)將開始感到壓力；未來50年，全球溫度提高2 ℃。種種嚴(yán)重的后果將迅速涌現(xiàn)：北極熊和海象生存受到威脅；生活在熱帶的珊瑚礁可能死亡，水生動物被迫遷移；中國的闊葉林將開始枯萎；受饑餓的人數(shù)增加，面臨水資源短缺的人數(shù)將增加15億；未來50-100年，全球溫度提高3 ℃。氣候

9、變暖的影響將開始接近臨界點(diǎn)。亞馬遜雨林可能遭受不可挽回的破壞，珊瑚礁的徹底死亡成為普遍現(xiàn)象，更多的植物種類將滅亡，55億的人將生活在糧食大幅減產(chǎn)的地區(qū)，面臨水資源短缺的人數(shù)將達(dá)到30億；未來——全球溫度提高3 ℃以上（可能在2070年之后發(fā)生），后果將是災(zāi)難性的。,全球氣候變暖的原因,大氣溫室氣體濃度增加大氣CO2濃度：20世紀(jì)90年代后， CO2濃度年增加率在0.9-2.8mg.kg-1之間；大氣CH4濃度：自1750年以來，增

10、加了1060ug.kg-1（約增加151%），并繼續(xù)增加。 CH4的增溫效應(yīng)是CO2的20倍。大氣N2O濃度：自1750年以來，增加了46ug.kg-1，并繼續(xù)增加。 1/3的是人類活動產(chǎn)生的，N2O的增溫效應(yīng)是CO2的200倍。含氯氟烴(CFCs) :含氯氟烴(CFCs) 是人工合成物, 主要來源是工業(yè)生產(chǎn)。它們在大氣中的濃度由30 多年前的0 增加到目前的約1×10-9(體積含量)。隨著各國逐漸禁止使用這些物質(zhì), 濃度

11、會逐漸下降。大氣臭氧層的損耗,臭氧層是地球上生物的保護(hù)傘，能夠阻止紫外線進(jìn)入大氣。2000年科學(xué)家測定南極上空的臭氧層洞的面積已經(jīng)達(dá)到美國國土面積的3倍，北極也出現(xiàn)類似的問題。主要原因來自氯氟烴(CFCs)和N2O,大氣CO2濃度變化,在大氣CO2的總碳量（640億噸）中，每年有35億噸被陸生植物所同化，84億噸溶于海洋和其它地表水。呼吸作用和從水中釋放到大氣的CO2補(bǔ)充大氣中丟失的這些碳。估計，碳在大氣中平均滯留時間是5年。由于

12、滯留時間短，大氣CO2量對CO2的產(chǎn)生十分敏感。自然陸地生態(tài)系統(tǒng)中，植物通過光合作用從大氣中攝取碳的速率與通過呼吸和分解作用而把碳釋放到大氣中的速率大體相同，光合作用吸收1.5x1010噸碳，植物死后被分解約釋放1.7x1010噸碳。碳在生態(tài)系統(tǒng)中的含量變化能夠通過碳循環(huán)自我調(diào)節(jié)，恢復(fù)到原有水平。,人類每年約向大氣中釋放2×1010噸的CO2 ，使陸地、海洋和大氣之間二氧化碳交換的平衡受到干擾。,,目前全球碳循環(huán)研究已經(jīng)確

13、定的與人類活動有關(guān)的3 個主要源是化石燃料燃燒、水泥生產(chǎn)和土地利用變化 向大氣排放的碳總量約為7. 5 Pg C/a, 其中約有一半(3. 8 Pg C/a ) 留在大氣圈中增加大氣CO2 濃度, 而另外一半被海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)這兩個主要碳庫所吸收。通過海洋環(huán)流、生物地球化學(xué)模型以及測量大氣—海洋CO2 分壓差異，估計的80 年代全球海洋碳吸收通量約為2±0. 8 Pg C/a 左右，尚有約1. 7 Pg C/a的不平衡

14、存在, 這個不平衡部分可能來自收支平衡估計的不確定性, 但肯定存在一些還沒了解清楚的陸地碳匯, 這就是全球碳循環(huán)研究中的未知碳匯問題。,土壤呼吸(碳的異化反應(yīng))指土壤由于代謝作用而釋放CO2的過程,包括3個生物學(xué)過程和一個非生物學(xué)過程。生物學(xué)過程植物根系呼吸土壤動物呼吸土壤微生物的異氧呼吸非生物學(xué)過程少量的土壤有機(jī)物氧化而產(chǎn)生的CO2土壤呼吸的影響因素土壤溫度土壤濕度土壤有機(jī)物質(zhì),,未來大氣CO2濃度變化,工業(yè)革命

15、前為280μmol·mol-1, 2003年上升到379μmol·mol-1.過去的50年中,大氣CO2濃度年平均上升速率為1μmol·mol-1,而過去10年中,則以每年高達(dá)1·8μmol·mol-1的速率加速增長.如果按此速度增加,到2030年,大氣中的CO2濃度將達(dá)到450μmol·mol-1;到2050年將增加到720μmol·mol-1 。根源來自人類活動

16、：化石燃料燃燒和土地利用變化,,碳循環(huán)的時間變化根據(jù)海洋沉積物中埋藏的有機(jī)物和碳酸鹽的沉積，地理學(xué)家估算出從大氣中遷出的碳量及沉積形成的時間。約550-400百萬年前，大氣中CO2濃度是現(xiàn)在的15-20倍400-300百萬年前，CO2濃度急劇下降，接近現(xiàn)在的水平。-森林發(fā)展、沉積約2.5x104萬年前，大氣中 CO2濃度再次增加，接近現(xiàn)在水平的5倍，并保持約100百年之久，之后穩(wěn)定下降。,大氣CH4濃度變化,全球每年甲烷的排放量

17、達(dá)到5.35×108t, 通過天然源(160×108t/a）和人為源(375×108t/a)二個途徑釋放到大氣；目前大氣中甲烷的平均濃度為1.72×10-6(即1.72 cm3/m3),并且每年以0. 8%~1.0%的速度增加, 甲烷對溫室效應(yīng)的影響越來越大。20世紀(jì)80年代甲烷的溫室效應(yīng)已達(dá)到20%?？茖W(xué)家估計,到2030年甲烷的貢獻(xiàn)將達(dá)到50%, 成為頭號溫室氣體。天然濕地是CH4 的主要

18、源, 全球天然濕地的CH4 排放約占總釋放量的20%。,每年全球反芻動物產(chǎn)生約8000萬噸的甲烷排放量，約占每年人為源甲烷排放量的28%。據(jù)估算，生產(chǎn)1公斤牛肉所產(chǎn)生的溫室氣體排放相當(dāng)于36公斤二氧化碳，或人類每食用一公斤牛肉產(chǎn)生的溫室氣體，與一輛汽車行駛155公里產(chǎn)生的溫室氣體相當(dāng)。,甲烷的主要人為排放源 106t/a,全球變暖的后果,冰川融化與海平面上升氣候變暖導(dǎo)致海平面上升的二種途徑：陸地冰蓋融化使固

19、態(tài)水流入海洋海洋熱膨脹導(dǎo)致海平面上升由250名科學(xué)家歷經(jīng)四年完成的一份權(quán)威研究報告指出，北極變暖的速度是全球平均的2倍，北極冰比30年前薄了一 半，冰的分布面積縮小了10%。如果按目前的速度保持下去，到2070年北極的夏季可能沒有冰了，到本世紀(jì)末，海平面因此升高1m，淹沒許多沿海地區(qū)。在過去的50年，每年約有104立方公里的冰川匯入海洋，導(dǎo)致海平面以1.28-1.65mm/a的速度上升，近十年則以3mm/a的速度上升。西藏林芝地

20、區(qū)川藏公路以北的冰川，1986-1998退縮了100m，1998年至今又退縮了100m。在過去的30年里，全球海洋溫度上升0.2-0.5℃，由此造成海平面上升1.3-1.6mm。與冰川融化對海平面的影響幾乎一致。,,對農(nóng)業(yè)的影響農(nóng)業(yè)水資源的影響從全球角度看,近50來年降水量在增加,但不同區(qū)域降水格局變化不同.北半球中高緯度陸地的降水量在20世紀(jì)每10年增加了0·5% ~1·0%,熱帶陸地每10年增加了0

21、3;2% ~0·3%,亞熱帶陸地每10年減少了0·3%左右。我國華北、西北地區(qū)未來(到2030年)降水的總趨勢將減少,最大減少量在4mm左右；新疆南疆、陜甘寧和青海地區(qū)的降水略有增加,最大增加量在3mm左右；內(nèi)蒙和東北的大部分地區(qū)未來降水將增加,但增加強(qiáng)度有限。對植物生長的影響隨CO2濃度升高, 植物光合速率增加,水分利用 率升高，植物生長量增加，如小麥增加10-15%。對農(nóng)作物生長發(fā)育的影響在水稻結(jié)實(shí)

22、期,溫度上升1℃~2℃,產(chǎn)量將下降10%~20%，溫度每增加1℃,玉米平均產(chǎn)量將減少3%。,,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定性增加。由于冬季氣候變暖，冬小麥和樹木等提早發(fā)芽和開花，春季霜凍對作物和樹木的損害不斷加重。生物災(zāi)害非洲大部分地區(qū)和亞洲大陸地區(qū)，干旱的頻率都大幅度增加,歐洲將面臨新冰河時代，溫度可能會下降5－8℃之多。世界野生動物基金會的科學(xué)家預(yù)言，全世界最有價值的115個野生動物棲息地將要85%因氣候變暖而遭到破壞，從而，使其中1/5的

23、物種滅絕。,應(yīng)對全球變化的對策與思路,《京都議定書》 規(guī)定締約方在2008-2012年的第一承諾期是將溫室氣體排放量比1990年平均削減5.2%。其中,歐盟削減8%、美國削減7%、日本削減6%、加拿大削減6%、東歐各國削減5%至8%?！毒┒甲h定書》建立了三種靈活減排機(jī)制,即聯(lián)合履約、清潔發(fā)展機(jī)制和國際排放貿(mào)易。通過交易轉(zhuǎn)讓或者境外合作的模式來獲得溫室氣體排放權(quán)?！毒┒甲h定書》是在未確定碳排放權(quán)分配的前提下采取的減排行動的承諾,不可

24、能導(dǎo)致溫室氣體排放量上升趨勢發(fā)生具有重大歷史意義的逆轉(zhuǎn), 對于溫室氣體大氣濃度以及全球平均氣溫升高只有非常小的影響。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家強(qiáng)調(diào): 《京都議定書》規(guī)定的溫室氣體削減量, 將為未來中國、印度等發(fā)展中國家增加的排放量所抵消, 以此來催促發(fā)展中國家盡早參與溫室氣體減排行動。IPCC 報告顯示（2007年）,溫升超過3 ℃—4 ℃將對自然和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響,其相應(yīng)的溫室氣體濃度為550 ppm 到660 ppm 水平,而全

25、球具有穩(wěn)定該濃度水平的經(jīng)濟(jì)減排潛力,且其成本和代價是可以接受的,以此作為全球減排溫室氣體的長期目標(biāo)。,,《哥本哈根協(xié)議》到2050年將升溫控制2℃內(nèi)，未提及是否以前工業(yè)化時期的全球氣溫作參照若實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，2020年溫室氣體減排比1990年降低25-40%減排目標(biāo)：未提及2050年長期減排目標(biāo)，對于2020年中期減排，各國在2010年1月30日前向聯(lián)合國提交具體減排計劃；資金方面：發(fā)達(dá)國家在2010-2012年間，向發(fā)展中國家每

26、年提供100億氣候援助資金，2013-2020年，每年提供1000億美元援助資金；協(xié)議將采取自愿加入原則，2010年1月1日執(zhí)行。,部分國家減排目標(biāo),中國： 2020年比2005年單位GDP的CO2排放減排40-45%；全球降低碳排放活動的市場將達(dá)到2萬億美元，全球碳交易市場2020年將達(dá)到3.5萬億美元;我國百萬美元GDP能耗是美國的3倍、德國的5倍、日本的近6倍。中國企業(yè)在“節(jié)能降耗”上存在著巨大的降減空間，也孕育著巨大的商機(jī)

27、“碳足跡”倒逼產(chǎn)業(yè)升級美國：2020年比2005年減排17%，2020-2050年減排83%，按2005年不變?nèi)丝谟嬎?，相?dāng)于人均排放量150t，如果各國均按此排放標(biāo)準(zhǔn)，2050年大氣CO2濃度將達(dá)到600ppm。發(fā)達(dá)國家排放的CO2量：從工業(yè)革命到1950年，約占全球的95%，1950-2000年約占全球的77%。中國：1904-2004年，約占全球的8%，2004年人均排放3.6t，約為世界人均值的87%，為發(fā)達(dá)國家的1/3

28、，美國的1/5。,應(yīng)對全球變化的對策與思路,減少溫室氣體排放的措施已實(shí)施的措施林業(yè)/農(nóng)業(yè)：造林、免耕、秸稈資源化利用（沼氣）、降低化肥用量等工業(yè)：降低火力發(fā)電、生物能源、清潔能源未來設(shè)想固封CO2CO2埋入海底掩埋溫室氣體向海洋“施鐵”抵擋陽光輻射“太空罩”降溫軌道遮陽傘戴上“太空環(huán)”人工造“烏云”：鋁粉和硫粉,二）氮循環(huán)-氣體循環(huán),氮是蛋白質(zhì)的基本成分，是一切生命結(jié)構(gòu)的原料。 大氣化學(xué)成分含78%的氮，通過

29、固氮作用，大氣游離氮與氧結(jié)合成硝酸鹽或亞硝酸鹽，或與氫結(jié)合成氨，為生物所利用。固氮的途徑有三種閃電、火山爆發(fā)活動的高能固氮約占地球固氮的10%形成氨或硝酸鹽，隨著降雨到達(dá)地球表面工業(yè)固氮生物固氮,3、生物固氮約占地球固氮的90% 固氮生物：固氮菌、根瘤菌和藍(lán)藻等自養(yǎng)和異養(yǎng)微生物固氮菌和根瘤菌含有固氮酶這種酶在有氧時無活性, 在氧濃度極低時活性增強(qiáng)。因此，生活在相對缺氧的土壤中的根瘤菌有很強(qiáng)的固氮能力。,氨化作用（am

30、monification）由土壤中氨化細(xì)菌和真菌的作用將有機(jī)氮(氨基酸和核酸)分解成為氨與氨化合物，氨溶水即成為NH4＋，可為植物所直接利用。 硝化作用(nitrification)在通氣情況良好的土壤中，氨化合物被亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，供植物吸收利用。,含氮有機(jī)物的轉(zhuǎn)化和分解過程,ＮＨ4+→ＮＯ２- —亞硝化單胞菌和亞硝化球菌ＮＯ２- →ＮＯ３-－硝化菌和硝化球菌（海洋）反硝化作用（denitrific

31、ation）也稱脫氮作用，無氧或缺氧條件下，反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)?，回到大氣庫中?ＮＯ３－→ＮＯ２－→ＮＯ→Ｎ２Ｏ→Ｎ２,氮平衡破壞引起的環(huán)境問題,污染水體（水體富營養(yǎng)化）：全國耕地平均施化肥N量為224 ~400 千克/公頃, 超過國際上公認(rèn)的上限225 千克/公頃。但是氮肥利用率很低，不足40%，約比發(fā)達(dá)國家低20%。因農(nóng)田施用化肥氮, 每年轉(zhuǎn)化成污染物而進(jìn)入環(huán)境的氮素達(dá)1 000 萬噸左右，成為河流、湖泊、水庫富營養(yǎng)化

32、的重要污染源, 造成地下水硝酸鹽污染，危害人體健康。 N3O N2O：血紅蛋白結(jié)合形成正鐵血紅蛋白——藍(lán)嬰病 胺結(jié)合形成亞硝胺——致癌物加速全球氣溫升高：反硝化作用形成的N2O是主要的溫室氣體種類之一, 自1750年以來，大氣N2O濃度增加了46ug.kg-1，并繼續(xù)增加。 N2O的增溫效應(yīng)是CO2的200倍。臭氧層破壞-N2O:2000年

33、科學(xué)家測定南極上空的臭氧層洞的面積已經(jīng)達(dá)到美國國土面積的3倍，北極也出現(xiàn)類似的問題。降低土壤質(zhì)量：引起土壤次生鹽漬化，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低農(nóng)作物品質(zhì)污染空氣，形成酸雨：我國大部分地區(qū)大氣主要污染物NOX 濃度持續(xù)上升，酸雨已經(jīng)從硫酸型向硝酸型轉(zhuǎn)化且頻率上升、強(qiáng)度提高，造成了南方土壤的進(jìn)一步酸化。,,三）水循環(huán),驅(qū)動力：由蒸發(fā)作用、蒸騰作用和降水過程所驅(qū)動；全球水量為1,400,000x104億噸，海洋：約占97%其它：冰川、地下

34、水等占3%冰蓋和冰川（29,000x104億噸）地下水（8000x104億噸）,地球的降水量和蒸發(fā)量基本相等：蒸發(fā)量：海洋約占總蒸發(fā)量的84%，陸地只有16%;降水：海洋占總降水的77%，陸地占23%;海洋的降水比蒸發(fā)少7%，而陸地的降水則比蒸發(fā)量多7%。,湖泊河流（100x104億噸）土壤濕氣（100x104億噸）空氣中的水蒸氣（13x104億噸）活生物體內(nèi)所有水分（1x104億噸）,,我國水資源分布狀況及問題總量少

35、：我國水資源總量為2.8萬億m3，約為世界人均占有量的1/4。分布極不平衡：全國水資源81%集中分布在耕地僅占全國36%的長江流域及其以南地區(qū)；而耕地面積占全國64%的淮河及其以北地區(qū)，其水資源僅占全國的19%。結(jié)構(gòu)性短缺：淡水污染嚴(yán)重，南方大城市季節(jié)性缺水節(jié)約用水、保護(hù)水資源,四）磷循環(huán)---沉積型循環(huán),磷元素通過巖石風(fēng)化等作用釋放出來參與循環(huán)，又通過沉積等作用進(jìn)入地殼而暫時離開循環(huán)，屬沉積型循環(huán)。主要存在形式：巖石相和溶解鹽

36、相。循環(huán)源于巖石的風(fēng)化，終于水中的沉積。以沉積型方式循環(huán)的物質(zhì)有：磷、硫、鉀等多種元素。,四）磷循環(huán)---沉積型循環(huán),磷是核酸、細(xì)胞膜、能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、骨骼和牙齒的主要成分，高能磷酸鍵在二磷酸腺苷(ADP) 和三磷酸腺苷(ATP)之間可逆地移動，它是細(xì)胞內(nèi)一切生化作用的能量，生活的細(xì)胞都不可缺少磷。磷在植物體內(nèi)參與光合作用、呼吸作用、能量儲存和傳遞、細(xì)胞分裂等過程，促進(jìn)植物生長發(fā)育，所以，農(nóng)業(yè)大量使用磷肥。我國缺磷土壤面積約為10.

37、09億畝，主要是北方石灰性土壤、東北白漿土、紅壤、紫色土壤和低產(chǎn)水稻土?？茖W(xué)家在一些小湖泊中研究湖泊生物生產(chǎn)力，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)力隨著磷用量增加而急劇增加，但不隨碳、氮增加而增加。磷流失是目前農(nóng)業(yè)磷污染的主要來源，磷作為營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)入河流湖泊，導(dǎo)致藻類及浮游生物大量繁殖，水體透明度降低，溶解氧大量減少，水質(zhì)惡化、魚類及其它生物大量死亡。,,,循環(huán)途徑由于風(fēng)化侵蝕作用和人類的開采，磷被釋放出來；植物直接從土壤或水體中吸收磷酸根離子（PO4

38、3-），形成各種有機(jī)化合物；經(jīng)食物鏈而在生物之間流動，生物死亡或動物通過尿液分泌磷酸鹽把食物中過多的磷排出，磷化細(xì)菌將碎屑中的磷轉(zhuǎn)化為磷酸根離子，重新回到環(huán)境中；溶解性磷酸鹽部分被植物重新利用，部分隨著水流進(jìn)入江河湖海，并沉積在海底。酸度極大地影響植物對磷的可利用性酸性土壤中，磷黏附在土粒上，與鐵和鋁形成相對不可溶的化合物；堿性土壤中，磷與某些元素（如鈣）形成不可溶化合物；pH6-7時可溶性磷酸鹽的濃度最高，磷的可利用性最大

39、。由于這兩個原因，使磷的循環(huán)為不完全循環(huán)，陸地的磷損失越來越大，現(xiàn)存數(shù)量越來越少，磷將成為人類和陸地生物的限制因子。,有毒有害物質(zhì)循環(huán),指對有機(jī)體有毒有害的物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，通過生物鏈富集或被分解的過程。生物積累(bioaccumlation): 指生態(tài)系統(tǒng)中生物不斷進(jìn)行新陳代謝的過程中，體內(nèi)來自環(huán)境的元素或難分解的化合物的濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。生物濃縮(bioconcentration): 指生態(tài)系統(tǒng)中同一營養(yǎng)級上許多生物