(3) 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)
在生態(tài)系統(tǒng)中，物質從物理環(huán)境開始，經生產者、消費者和分解者，又回到物理環(huán)境，完成一個由簡單無機物到各種高能有機化合物，最終又還原為簡單無機物的生態(tài)循環(huán)。通過該循環(huán)，生物得以生存和繁衍，物理環(huán)境得到更新并變得越來越適合生物生存的需要。在這個物質的生態(tài)循環(huán)過程中，太陽能以化學能的形式被固定在有機物中，供食物鏈上的各級生物利用。
生物維持生命所必需的化學元素雖然為數眾多，但有機體的97%以上是由氧、碳、氫、氮和磷五種元素組成的。作為物質循環(huán)的例子，下面分別介紹碳、氮和磷的生態(tài)循環(huán)過程。
�、� 碳循環(huán)
碳是構成生物原生質的基本元素，雖然它在自然界中的蘊藏量極為豐富，但綠色植物能夠直接利用的僅僅限于空氣中的二氧化碳（CO2）。生物圈中的碳循環(huán)主要表現在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳，經光合作用轉化為葡萄糖，并放出氧氣（O2）。在這個過程中少不了水的參與。有機體再利用葡萄糖合成其他有機化合物。碳水化合物經食物鏈傳遞，又成為動物和細菌等其他生物體的一部分。生物體內的碳水化合物一部分作為有機體代謝的能源經呼吸作用被氧化為二氧化碳和水，并釋放出其中儲存的能量。由于這個碳循環(huán)，大氣中的CO2大約20年就完全更新一次。
�、� 氮循環(huán)
在自然界，氮元素以分子態(tài)（氮氣）、無機結合氮和有機結合氮三種形式存在。大氣中含有大量的分子態(tài)氮。但是絕大多數生物都不能夠利用分子態(tài)的氮，只有象豆科植物的根瘤菌一類的細菌和某些藍綠藻能夠將大氣中的氮氣轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮（硝酸鹽）加以利用。植物只能從土壤中吸收無機態(tài)的銨態(tài)氮（銨鹽）和硝態(tài)氮（硝酸鹽），用來合成氨基酸，再進一步合成各種蛋白質。動物則只能直接或間接利用植物合成的有機氮（蛋白質），經分解為氨基酸后再合成自身的蛋白質。在動物的代謝過程中，一部分蛋白質被分解為氨、尿酸和尿素等排出體外，最終進入土壤。動植物的殘體中的有機氮則被微生物轉化為無機氮（氨態(tài)氮和硝態(tài)氮），從而完成生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán)。
�、� 磷循環(huán)
磷是有機體不可缺少的元素。生物的細胞內發(fā)生的一切生物化學反應中的能量轉移都是通過高能磷酸鍵在二磷酸腺苷（ADP）和三磷酸腺苷（ATP）之間的可逆轉化實現的。磷還是構成核酸的重要元素。磷在生物圈中的循環(huán)過程不同于碳和氮，屬于典型的沉積型循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)中的磷的來源是磷酸鹽巖石和沉積物以及鳥糞層和動物化石。這些磷酸鹽礦床經過天然侵蝕或人工開采，磷酸鹽進入水體和土壤，供植物吸收利用，然后進入食物鏈。經短期循環(huán)后，這些磷的大部分隨水流失到海洋的沉積層中。因此，在生物圈內，磷的大部分只是單向流動，形不成循環(huán)。磷酸鹽資源也因而成為一種不能再生的資源。
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