生态系统的物质循环——生态系统的营养物质收支

发布时间:2021/7/26,浏览人次:3962

生态系统的营养物质收支

 

   生态系统的营养物质可通过自然或人为的过程不断地输出和输入,营养物质不断从叶子、枝条、根系、动物尸体和排泄物返回到土壤。经过分解作用,营养物质又以元素的形式重新被吸收。

 

一、营养物质的输入

   生态系统营养物质的输入主要包括三个方面:

   (1)降水过程。尘埃、气雾、雨和雪等降水过程可带来多种元素。Ovington等(1968)报道,在温带地区每年由于降雨而使各种元素的增长的量为:K:1~10kg/hm²;Ca:3~19kg/hm²;mg:4~11kg/hm²;N:0.8~4.9kg/hm²;P:0.2~0.6kg/hm²。

   (2)生物固氮的作用。通过固氮菌可把大气中的氮直接加以固定。豆科植物和根瘤菌形成根瘤,根瘤菌的固氮的能力很强。Tisdale等(1984)报道,豆科农作物的固氮量可达100kg/hm²。使生态系统的生物量有明显增加。据估算,每年以生物固氮输入到生物圈中的氮素可达约3亿t(Bolin et al. 1983)。

   (3)植物的直接吸收。由于母岩的分解,多种化学元素得到释放。植物树根能扎入土壤而直达母岩处,吸取所需的多种元素,并将这些元素送至地上部分的各器官;经过植物利用后,这些元素中的一部分又被枯枝落叶重新带回地面。

 

二、营养物质的输出

   生态系统营养物质的输出主要有:排水和人为活动两个途径。

   Viro等(1953)提供了排水中营养元素损失的数据,在美国一个黄杉林中,每年每公顷林地输出的元素量为:N:0.6kg;P:0.02kg;K:1kg;Ca:4.5kg。

   Likens等(1971)对建有6个小水池的落叶混交林进行分析,结果表明,除了Ca和SiO2以外,其他矿质元素的损失并不大。

   人为活动导致元素的损失是常常发生的。在收割中等收成的小麦时,每年从土壤带走营养元素的数量(kg/hm²)分别是:N:70;P:30;K:50;Ca:约30。这足以使土壤肥力下降。

 

三、134Cs在白栎树中的循环

   Witherspoon等(1962)用放射性示踪元素追踪法研究营养物质的循环。他们把7.4*105Bq的134Cs注入白栎树中,进行追踪观测。4月注入树中。6月初约有40%已转移到叶子。注入后第一次降雨时,放射性物质开始从叶子上淋溶下来。到9月耗损量达叶内最大浓度的15%。雨淋下的134Cs有70%进入了矿质土壤,剩下的30%分别进入枯枝落叶和下层林木。一到秋季落叶时,落叶中含有的铯相当于雨水从树冠淋溶下来的两倍。越冬期间,它们的一半又被淋溶到土壤中。土壤中的铯在两年内有92%仍保留在表层土里;其中80%集中在树冠范围之内,而树干周围就占了19%。这表明土壤中Cs的分布是在一定程度上受雨淋和径流的影响。


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——摘自科学出版社·蔡晓明编著·《生态系统生态学》·第二篇 生态系统功能·第九章 第七节

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