要追踪碳的路线,就跟着一个碳原子从一个储存库走到下一个,并在每个箭头上写出过程名称。当题目给出循环图或一段生态系统的简短描述,并要求你解释碳如何移动时,就会用到这项技能。
它建立在光合作用、呼吸作用和取食之上,也为分解与营养回收打基础。更大的课题见营养循环与种群。
这个概念是怎样一步步建立的?
碳主要存在于几个储存库:空气或水中的二氧化碳、生物体内的有机化合物、死亡有机物,以及化石燃料。储存库之间的箭头就是过程。
- 光合作用把碳从二氧化碳转入生产者体内的碳水化合物。
- 取食把有机碳沿食物链传给下一个生物。
- 呼吸作用把二氧化碳从生物体释放回空气或水中。
- 死亡与分解把碳从生物体转入死亡物质,分解者的呼吸作用再把它变回二氧化碳。
- 燃烧木材或化石燃料会迅速释放二氧化碳。
好的答案会交替写出一个储存库,然后是使它移动的过程。
例题详解
一张图显示一片小森林。虚构的年度流量,以碳的单位表示:光合作用吸收 120,植物呼吸释放 60,动物呼吸释放 6,分解者呼吸释放 50。
问题: 追踪一个碳原子从空气到一只鸟再回来的路线。然后判断这片森林是在增加还是在失去碳。
第一步,空气到植物: 原子在二氧化碳中。叶片中的光合作用把它合成葡萄糖。
第二步,植物到毛虫: 毛虫吃叶子,所以原子通过取食随有机化合物传递。
第三步,毛虫到鸟: 鸟吃毛虫,原子进入鸟的组织。
第四步,回到空气,路线 A: 鸟进行呼吸作用,原子以二氧化碳的形式离开。
第四步,回到空气,路线 B: 鸟死亡,分解者分解尸体,它们的呼吸作用把原子以二氧化碳的形式释放。
第五步,收支: 释放的碳 = 60 + 6 + 50 = 116。吸收的碳 = 120。净变化 = 120 − 116 = +4,所以今年森林储存的碳比释放的多 4 个单位,例如储存在生长的木材中。
这是供练习的虚构数据,不是真实森林的测量值。
要留意什么错误?
错误答案: “植物从空气中拿碳,动物吃了它,然后碳就进入土壤。”
有两个问题。第一步没有写出任何过程,漏掉了光合作用。第二,碳不会直接“进入土壤”:它转入死亡物质,由分解者通过呼吸作用把它变回二氧化碳。
改正: “植物吸收二氧化碳,通过光合作用把它合成葡萄糖。碳通过取食传给动物。动物死亡后,分解者分解尸体并进行呼吸作用,把二氧化碳释放到空气中。”
现在每个箭头都有过程,每个储存库都有碳的形式。
自我检测
1. 写出把碳从草叶传到兔子体内的过程。
查看答案
取食。 兔子吃草,有机碳化合物就从植物传到动物。
2. 在一片沼泽中,光合作用吸收 80 个单位的碳,所有呼吸作用和分解释放 85 个单位。沼泽整体上是在增加还是失去碳?
查看答案
净变化 = 80 − 85 = −5。沼泽失去 5 个单位,也就是那一年释放的碳多于储存的碳。
3. 写出两个把二氧化碳释放到空气中的过程。
查看答案
呼吸作用(植物、动物或分解者)和燃烧(木材或化石燃料)中任意两个。
下一步
很多学生看得懂循环,却因为漏写过程名称而丢分。生物线上一对一补习的老师可以和你一起检查你写的路线,指出漏了哪一步。