登陆注册
6025900000005

第5章 元素转换—沼泽的物质循环

1.万物之本—碳循环

沼泽中的生物不断的生长、死亡、再生长,形成了完整的物质循环过程,其中,碳和氮两种元素的循环是两条主线。

碳是一切生物体中最基本的成分,因此碳循环是沼泽生物物质循环过程中最基本的循环。

沼泽中的碳来自大气和溶解于水中的二氧化碳,以及泥炭中的有机物质的分解。沼泽的碳循环,首先是植物进行光合作用,稳定大气中的二氧化碳,合成碳水化合物。一部分碳水化合物,又被植物呼吸消耗,产生二氧化碳,返回土壤和大气中,从而完成碳的简单循环过程。其次是在植物残体通过泥炭化过程形成泥炭,在需氧性细菌的作用下,泥炭中的有机物质开始被分解,释放出的二氧化碳参加生态系统碳循环。在泥炭的有机物质中含有纤维素和半纤维素及多糖类物质等。多糖类物质在细菌、真菌和少数放线菌所分泌的水解酶的作用下,分解为葡萄糖等。葡萄糖在不同条件和不同微生物作用下的分解产物有很大的差异。

沼泽地表有常年积水和季节性积水两种情况,在这两种不同的情况下,葡萄糖分解特点也就是二氧化碳的释放特点,不同的是:季节性积水沼泽在干季时,葡萄糖经需氧性的细菌和真菌的分解,最后产生二氧化碳、水和能量,二氧化碳返回土壤和大气中;常年积水沼泽或季节性积水沼泽在雨季时,葡萄糖经厌氧性细菌分解,首先形成有机酸和二氧化碳,最后释放出甲烷和氢气。二氧化碳为中间产物,部分返回大气中。

沼泽类型不同,泥炭种类也不一样。相应地,泥炭含碳量也有差别。此外,在有机质含量基本相同的条件下,泥碳含碳量与分解度有关,分解度越大,含碳量越高,反之则小。另外,泥炭的含碳量,还随着地质年代的增加而增加。据估算,含碳量增加2%?3%,需要5000?8000年,因为碳聚积要依靠缓慢进行的次生缩合过程、脱水过程和脱羧基作用来进行。

煤是含碳物质。沼泽中的植物残体逐渐形成泥炭,泥碳在漫长的地质时期中经压力成岩作用而形成煤,煤由于地壳变动便露出地表,通过风化或人类燃烧,释放二氧化碳到大气中,参与地球碳的循环。这种通过沉积物的碳循环周期比大气碳循环要长得多。

你知道煤是怎样形成的吗?

煤,一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。煤俗称煤炭。

在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后,由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。而腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。

我国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品,河南省巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有《石史》,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。

2.非它莫属—氮循环

氮是组成动植物体内蛋白质的主要成分,也是沼泽生态循环中重要的一环。

氮循环过程比碳循环复杂。沼泽生态系统中氮素主要来源于大气中的游离态氮、降水携带的少量硝态氮和铵态氮,还有泥炭中的含氮有机物质,如蛋白质、腐植酸、生物碱等。大气中的游离态氮,要经过固氮细菌的固氮作用,才能被植物吸收。沼泽植物桤木根部的束状大根瘤中,生活有共生的放线菌,能固定大气中的氮,因此桤木沼泽中,氮的含量较多。

沼泽中氮的循环主要是泥炭中的含氮有机物质在微生物的作用下,经过复杂的生物化学过程,然后释放出氮。但是含氮有机物质分解过程在不同条件下(需氧条件、厌氧条件)有不同特点。需氧性细菌分解发生在干季泥炭的表层,在微生物的作用下泥炭中含氮有机物,转化为氨,其中一部分氨返回土壤被植物利用,另一部分又可在亚硝化细菌和硝化细菌等微生物的作用下,氧化为亚硝酸及硝酸盐类,被植物吸收。

泥炭中的含氮量在沼泽地表常年积水情况下,以厌氧性细菌活动为主,并伴有需氧性细菌活动。氮的转化以反硝化过程为主。反硝化细菌以亚硝酸及硝酸盐作为氧的来源,将化合态氮转化为游离态氮,最后返回大气中,实现了氮的循环。

泥炭中的含氮化合物90%以上是有机态氮。泥炭含氮量随着泥炭类型的不同而不同,富养泥炭含氮量高,贫养泥炭含氮量低。

同类推荐
  • 早这么想就对了

    早这么想就对了

    思维能力在人的生活中有着举足轻重的作用。无论你是什么身份,也无论你从事何种职业,拥有良好的思维能力,都将使你离成功更近一步。《早这么想就对了》精选365个经典的思维游戏,让读者和全世界最聪明的学生一起思考,逐步形成有条理、有创新、有辨别能力的黄金思维体系,从而提高读者解决问题的能力,轻松面对生活中的各种挑战。
  • 爱打架的秦大象

    爱打架的秦大象

    班里转来一位“万吨级”男生,名叫秦大象,是个打架狂。转来两天半,全班男女同学几乎都尝过他的拳头。同学们团结起来对付秦大象,秦大象处处遇白眼受冷落,变成一只孤独的“老鹰”。“打架狂”还能在4年4班待下去吗?篮球超人大桃在上学的路上捡到了一个超大钱包,大钱包转交到失主手里,失主感激万分,来到学校向大桃致谢,发给大桃一个9万9千元钱大红包,同学们惊呆一片,大桃彻底晕菜,倒在地上不省人事……足球先生贾踢要去喀麦隆参加世界小学生足球赛,老师和同学们都很开心。得意忘形的贾踢,把头发染成了绿豆芽,被老师逼着去剃头。结果绿豆芽头型变成了电灯泡。教练恼火了,向他亮了“黄牌”。贾踢还能去成喀麦隆吗?
  • 老鼠画廊奇案(课外侦探组·番外版)

    老鼠画廊奇案(课外侦探组·番外版)

    本书是中国的名侦探柯南系列。小主人公米多西、欧木棋和马威卡三人同第九探案组的表姐麦洁一起,对种种诡异的案件进行了细致调查。凶手是如何嫁祸《韩林的自画像》而逍遥法外的?高空表演的小丑为什么系有保险绳却不幸坠亡?进行全国巡演的天才琴童为何突然失踪?为什么档案室恰巧被雷电击中着火,而其他科室安然无恙?一切的悬疑和罪犯的诡计都没有逃过课外侦探组的缜密推理。这本书可以锻炼读者的逻辑思维能力和推理能力,并使读者的知识面得到扩大。
  • 青少年道德修养综合手册:品质篇

    青少年道德修养综合手册:品质篇

    这是一部青少年道德修养的百科全书。她用鲜活的语言,生动的故事、把那么枯燥乏味的人生哲理讲得趣味盎然。把那些名人成功的秘诀剖析得令人恍然大悟,一目了然。
  • 辛巴达航海记

    辛巴达航海记

    辛巴达和叙拉古国的王子普罗士从小就是好朋友,而且都对海上探险充满神往。长大后各奔前程的两人,一个实现夙愿当上了自由自在的海盗,另一个则成为人民拥戴的王子,之后再也没有联络。做起了海盗的辛巴达天不怕地不怕。一次,他决定去盗取宝物“和平之书”,没想到却发现“和平之书”的主人,竟然是好朋友普罗士。最后,普罗士终于讲明了“和平之书”的重要,也说服了辛巴达放弃盗宝。此时的“和平之书”却被邪恶女神爱瑞丝偷走,女妖试图借此毁灭世界。“和平之书”被盗之后,整个“雪城”陷入了一片混乱恐慌之中,矛头纷纷都指向辛巴达。但普罗士相信辛巴达的清白,万般无奈之下,他主动提出以自己生命做抵押,让辛巴达追回宝物“和平之书”。
热门推荐
  • 涩鼬

    涩鼬

    一个很简单的故事一本很简单的小说
  • 谪剑神

    谪剑神

    你可曾对我们身处的宇宙有过好奇?宇宙的外面又是什么?是永恒的无尽,还是小孩手中的一粒玻璃珠?让我们随着谪剑仙李太白的修仙路,一步一步去揭开无尽宇宙的秘密吧!
  • 左手倒影,右手青春

    左手倒影,右手青春

    她一直深爱着他,但他们两个就像两个世界的人。
  • 星君传奇

    星君传奇

    曾经的天才,现在的废材,断浪从高高的星空,跌落到无比黑暗的深渊。被人嘲笑,他不为所动,被人欺辱,他铭记于心。但就连他,最青梅竹马的爱人,也因此要与他解除婚约,这是他万万不能接受的。所以,断浪的内心,只刻下了两个字“变强”。他暗自发誓:总有一天,我要让那些欠我的人,全部偿还回来。要那些曾经放弃我的人,感到后悔,自责。从此,断浪便踏上了一条成为强者的不归路……
  • 火之帝君

    火之帝君

    五行金木水火土,火之本源成帝君。不喜权势喜长寿,但叫亲人共长久。
  • 邪魅boss独宠小娇妻

    邪魅boss独宠小娇妻

    他和她是从小一起长大的青梅竹马,同时也是四大家族之一的前两位。两个人从小被称之为金童玉女,天作之合。可是因为一场误会,让八岁的韩云曦离开中国十年,而他,宫亦辰,却不知道她为什么走,苦苦等待。十年,弹指一挥间,转瞬即逝,韩云曦回国,而此时的两人再见,韩云曦依旧因为当年的事而无法释怀,宫亦辰却是激动无比,自己等了十年的女孩终于回来了。可是,韩云曦这十年内变得太多,自己手持婚戒准备和她订婚时,换来的却是她的冷笑与漠视,冷冷的留下一句:“宫亦辰,你永远都不要妄想我们还会回到从前了。”但是他还是不愿意放弃。最终,他们的误会能解开吗,他们又会走到一起吗······
  • 都市伏凰决

    都市伏凰决

    贫民窟的少年沐晨,突然变成了俏佳人珠宝集团老总的大公子;利益与金钱的驱使下一段恩情与亲情的纠葛多少阴谋与背叛的交织一部鸿蒙古简,成就少年沐晨,一段不同寻常的路
  • 情关驿站

    情关驿站

    一位才情卓然的女记者,无意中发现自己有沟通灵界的异能,她从帮助身边的朋友开始,真实记录了万世因果轮回,掀开了有情山的层层迷障
  • 碎月岁岳

    碎月岁岳

    道,,是孤独的,我的道路,,便是孤道,无情岁月,千年已过,无尽的岁月,无尽的时空,无尽的开始与终结。(扣扣群,欢迎加入碎月岁岳,群号码:498166204)
  • 龙血战皇

    龙血战皇

    念力修炼,强大为了谁?为了我爱的人和爱我的人,爱生活,爱家人,爱自己,爱读者。这个世界没有魔法与斗气的纵横,有的只是发挥得淋漓尽致的意念之力,还有伴随着意念之力而生的意魄之器。意者是一个崇高的职业,光辉皇者更是意者一生奋斗的目标。破九天,飞升,只是一个传说。