四 生态系统的物质循环
生态系统中能量的源头是太阳能，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢？比如，生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧，为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢？原来，在生物群落与无机环境之间，物质是不断地循环的。在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是地球上最大的生态系统——生物圈，其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环。下面以碳的循环为例来说明生态系统的物质循环过程。
碳循环左图揭示了生态系统中碳循环的过程
绿色植物通过光合作用，把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸作用，又把二氧化碳释放到大气中。生产者和消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中去。由此可见，碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内运动，因此，碳循环具有全球性。
如果大量的森林被砍伐殆尽，会对碳的循环有什么影响？参考答案
由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等化石燃料，使地层中经过千百万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，进而导致气温升高，形成“温室效应”。温室效应对生物圈和人类社会都有着不可忽视的影响，比如加快极地冰川的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。
假如海平面比现在升高1m，会对沿海城市和农村产生什么影响？
通过上面的分析可以看出，生态系统的物质循环和能量流动具有不同的特点。在物质循环的过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用；能量流动则不同，能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的，而且运动是单向的，不是循环的。
能量流动和物质循环的关系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
一、选择题
1．在生态系统中，碳元素参与物质循环的主要形式是： [ ]
A．二氧化碳； B．碳酸盐； C．碳酸； D．碳水化合物。
2．在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过程是： [ ]
A．光合作用； B．呼吸作用； C．蒸腾作用； D．异化作用。
二、问答题
1．生物圈是不是一个在物质上自给自足的生态系统？为什么？
2．生态系统的能量流动和物质循环有什么不同的特点？二者之间的关系是怎样的？参考答案