物質(zhì)循環(huán)的主要特點(diǎn)
一、物質(zhì)處于不斷循環(huán)之中
生物圈是由物質(zhì)構(gòu)成的。據(jù)估計(jì)，生物圈約有1.8*1012t的活物質(zhì)，這些物質(zhì)主要由化學(xué)元素組成。人類(lèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了109種化學(xué)元素。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)（主要是生物生命活動(dòng)所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素），在各個(gè)營(yíng)養(yǎng)階層之間傳遞并聯(lián)結(jié)起來(lái)構(gòu)成了物質(zhì)流。
生態(tài)系統(tǒng)之間礦物元素的輸入和輸出以及它們?cè)诖髿馊Α⑺Αr石圈之間以及生物間的流動(dòng)和交換稱(chēng)為生物地（球）化（學(xué)）循環(huán)（biogeochemical cycle），即物質(zhì)循環(huán)（cycling of material）。物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力來(lái)自能量；物質(zhì)是能量的載體，保證能量從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是緊密相聯(lián)的。
二、物質(zhì)循環(huán)是個(gè)復(fù)雜過(guò)程
生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)是個(gè)復(fù)雜過(guò)程，這主要是：
（1）介質(zhì)多樣。物質(zhì)在陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)存在著明顯的差別。
（2）涉及的元素眾多，形態(tài)變化大。物質(zhì)循環(huán)涉及的元素眾多。在不同條件下，銅有7種形態(tài)。形態(tài)不僅決定該元素在環(huán)境中的物理化學(xué)穩(wěn)定性，而且具有不同的生物學(xué)意義。
（3）有多種化學(xué)作用。物質(zhì)在循環(huán)中不斷氧化、還原、組合、分解，在過(guò)程中常受到溫度、濕度、酸堿度以及土壤母質(zhì)等物理化學(xué)性質(zhì)的作用，而影響物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。
三、庫(kù)與流通率
物質(zhì)在環(huán)境中都存在一個(gè)或多個(gè)貯存場(chǎng)所，其數(shù)量大大超過(guò)結(jié)合在生物體中的數(shù)量，這些貯存場(chǎng)所就稱(chēng)為庫(kù)（pool）。庫(kù)有兩類(lèi)：貯存庫(kù)（reservoir pool）和交換庫(kù)（exchange pool），巖石層中含碳量很大，可以看作是一個(gè)庫(kù)。貯存庫(kù)特點(diǎn)是庫(kù)容量大，元素在庫(kù)中滯留的時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)速率小，多屬于非生物成分。交換庫(kù)則容量較小，元素滯留的時(shí)間短，流速較大。
流通率（flux rate）指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中單位時(shí)間單位面積流通的數(shù)量。指單位時(shí)間、單位面積內(nèi)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的絕對(duì)值。
四、生物地化循環(huán)的類(lèi)型
從整個(gè)生物圈的觀點(diǎn)出發(fā)，盡管化學(xué)元素各有其特性，但根據(jù)其屬性，生物地化循環(huán)可分成三種主要類(lèi)型。
①水循環(huán)；②氣體型循環(huán)（gaseous type）；③沉積型循環(huán)（sedimentary type）。
生物地化循環(huán)的研究主要在個(gè)別生態(tài)系統(tǒng)和全球生態(tài)系統(tǒng)兩個(gè)層次上進(jìn)行。
在個(gè)別生態(tài)系統(tǒng)層次上（例如湖泊、水庫(kù)或森林等），主要是研究某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)途徑、速率及其作用。在全球生態(tài)系統(tǒng)層次上，重點(diǎn)是研究某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在全球范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)以及在該系統(tǒng)內(nèi)生物和非生物成分之間的交換過(guò)程、速率等。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第二篇 生態(tài)系統(tǒng)功能·第九章 第一節(jié)
