任何生态系统都有能量在不断地流动，物质在不断地循环，二者紧密联系，形成一个整体，是生态系统的动力。在生态系统中还存在着信息联系。能量流动、物质循环和信息联系构成了生态系统的基本功能。

1．生态系统中的能量流动

生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳。来自太阳的能量在生态系统中的流动是按热力学定律进行的。热力学第一定律指出，能量可从一种形式转变为另一种形式，在转换过程中不会消灭，也不会增加，即能量守恒。热力学第二定律指出，能量总是沿着从集中到分散、从能量高到能量低的方向传递的，在传递的过程中又总会有一部分成为无用的能放散。太阳能向地面流动时，也是遵循这些规律进行的。进入大气层的太阳能是每分钟每平方厘米1.94卡。其中约30％被反射回去，20％被大气吸收，只有46％左右到达地面，10％左右辐射到绿色植物上，又有大部分被反射回去，真正被绿色植物利用的只占辐射到地面上的太阳能的1％左右。绿色植物利用这一部分太阳能进行光合作用制造的有机物质，每年可达1500—2000亿吨，这是绿色植物提供给消费者的有机物产量。绿色植物通过光合作用把太阳能（光能）转变成化学能贮存在这些有机物质中，提供给消费者需要。能量再通过食物链首先转移给草食动物，再转移给肉食动物。动植物死后的尸体被分解者分解，把复杂的有机物转变为简单的无机物，在分解过程中把有机物中贮存的能量放散到环境中去。同时，生产者、消费者和分解者的呼吸作用，又都要消耗一部分能量，被消耗的能量也放散到环境中去，这就是能量在生态系统中的流动（图2-4）。

2．生态系统中的物质循环

在生态系统的各个组成部分之间，不断地进行着物质循环。碳、氢、氧、氮、磷、硫是构成生命有机体的主要物质，占原生质成分的97％，也是自然界中的主要元素，因此，这些物质的循环是生态系统基本的物质循环。锰、锌、铜、钼、钴、钙、镁、钾等生物需要的微量元素，在生态系统中也构成了各自的循环。与环境污染关系较密切的主要有水、碳、氮等三大循环。

1）水循环 水由氢、氧组成，是生命过程氢的主要来源，一切生命有机体大部分是由水组成的。水又是生态系统中能量流动与物质循环的介质，对调节气候和净化环境也起着重要作用。

水约占据地球表面的70％，在冰川、冰山、海洋、河流、湖泊、土壤、大气和生物体中的水约有14亿立方公里。

海洋、湖泊、河流和地表水不断蒸发，形成水蒸气，进入大气；植物吸收到体内的大部分水分，通过叶表面的蒸腾作用，进入大气。在大气中水分遇冷，形成雨、雪、雹，重新返回地面。一部分直接落到海洋、河流、湖泊等水域中；一部分落到陆地表面。落到陆地上的水又一部分渗入地下，形成地下水，再供植物根系吸收；一部分在地表形成径流，流入海洋、河流和湖泊，这就是水循环（图2-5）。

2）碳循环 碳存在于生物有机体和无机环境中。在生物有机体内，碳是构成生物体的主要元素，约占生活物质总量的25％。在无机环境中，碳是以二氧化碳和碳酸盐的形式存在的。在地球表层碳的藏量约为 20 ×106亿吨，在大气中的二氧化碳约为 7000亿吨。因此，碳循环主要是从二氧化碳到生活物质，再以二氧化碳的形式回到空气中去，一小部分形成煤、石油等化石燃料贮藏在地层中。
　　本文标题：生态学研究的基本内容(3)
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