9.4.1磷素循环 - 磷素循环

1第四节第四节磷素循环磷素循环一、概述概述（一）磷素循环的磷素循环的基本过程基本过程*陆地生态系统磷素循环陆地生态系统磷素循环：岩石风化向土壤提供磷元素：岩石风化向土壤提供磷元素。植物通过根系从土壤中吸收磷元素物通过根系从土壤中吸收磷元素。动物以植物为食物而得动物以植物为食物而得到磷元素到磷元素。动、植物死亡后植物死亡后，残体被分解残体被分解，磷元素又返回磷元素又返回土壤土壤。在未受人为干扰的陆地生态系统中在未受人为干扰的陆地生态系统中，土壤和有机体土壤和有机体之间几乎是一个封闭循环系统之间几乎是一个封闭循环系统，磷元素的损失很少磷元素的损失很少。水生生态系统磷素循环水生生态系统磷素循环：磷元素被藻类和水生植物吸收：磷元素被藻类和水生植物吸收，然后通过食物链逐级传递然后通过食物链逐级传递。水生动水生动、植物死亡后植物死亡后，残体分残体分解，磷元素再次进入循环磷元素再次进入循环。也有一部分磷元素沉积于深水也有一部分磷元素沉积于深水底泥底泥，从此退出生态循环从此退出生态循环。2（二）磷素污染磷素污染在自然经济中在自然经济中，一方面从土地上收获农作物一方面从土地上收获农作物，另一方面把另一方面把废物和排泄物送回土壤废物和排泄物送回土壤，磷元素的收支基本平衡磷元素的收支基本平衡。但商品但商品经济发展后经济发展后，不断把农作物和农牧产品运往城市不断把农作物和农牧产品运往城市，城市垃城市垃圾和人畜排泄物不能返回农田圾和人畜排泄物不能返回农田，致使农田磷含量逐渐减少致使农田磷含量逐渐减少。施用磷肥已成为补偿磷亏损的重要农业措施施用磷肥已成为补偿磷亏损的重要农业措施。部分磷肥可部分磷肥可随农田排水进入水体随农田排水进入水体，造成磷的面源污染造成磷的面源污染。某些富磷工业某些富磷工业废水和接纳含磷洗涤剂的城市生活污水废水和接纳含磷洗涤剂的城市生活污水，则可造成磷的点则可造成磷的点源污染源污染。含磷废水排入河流含磷废水排入河流、湖泊或海湾湖泊或海湾，是引发水体富是引发水体富营养化重要原因营养化重要原因。3二、磷的同化磷的同化在生物体中在生物体中，核酸核酸(DNA和RNA)、ATP、磷脂和磷脂蛋白磷脂和磷脂蛋白都是重要的都是重要的含磷有机物含磷有机物。微生物从环境中吸收可溶性磷酸微生物从环境中吸收可溶性磷酸盐，并将其转化为有机磷化物并将其转化为有机磷化物。例如例如，在细胞内在细胞内，磷酸盐磷酸盐可与可与ADP反应产生反应产生ATP。4有效磷常常是生态系统有效磷常常是生态系统（包括农业包括农业）的重大制约因子的重大制约因子。可以用以用32PO43-来示踪营养物质在食物链上的传递情况来示踪营养物质在食物链上的传递情况。若把若把32PO43-引入水体生态系统引入水体生态系统，初级生产者初级生产者（浮游植物群落浮游植物群落）被迅速标记被迅速标记，而动物性浮游群落而动物性浮游群落（消费者消费者）则因不直接吸则因不直接吸收磷酸盐收磷酸盐，被标记得较慢被标记得较慢。高营养级生物高营养级生物（鱼和大型无脊鱼和大型无脊椎动物椎动物）被标记得更慢被标记得更慢。在每个营养级上在每个营养级上，放射性磷浓度放射性磷浓度都经历一个先升高后再降低的过程都经历一个先升高后再降低的过程。沉积物中的放射性磷沉积物中的放射性磷浓度则稳定增加浓度则稳定增加。如果实验进行得足够长如果实验进行得足够长，在沉淀和循环在沉淀和循环磷之间会建立一个平衡磷之间会建立一个平衡，但两者的最终比例取决于水的化但两者的最终比例取决于水的化学性质和水力条件学性质和水力条件。5三、有机磷化物的分解有机磷化物的分解一些细菌和真菌能产生一些细菌和真菌能产生肌醇六磷酸酶肌醇六磷酸酶，从肌醇六磷酸从肌醇六磷酸(植酸植酸)上释放磷酸上释放磷酸。肌醇六磷酸肌醇六磷酸（植酸植酸）+6H2O→肌醇肌醇+6PO43-一些细菌和真菌能产生一些细菌和真菌能产生核酸酶核酸酶(nuclease)和核苷酸酶核苷酸酶(nucleotidase)，先把核酸水解成核苷酸先把核酸水解成核苷酸，再从核苷酸上再从核苷酸上释放磷酸释放磷酸。核酸核酸+nH2O→n核苷酸核苷酸→n核苷核苷+nPO43-也有一些细菌和真菌能产生也有一些细菌和真菌能产生磷脂酶磷脂酶，把磷脂水解成脂肪酸把磷脂水解成脂肪酸、甘油和磷酸甘油和磷酸。卵磷脂卵磷脂+3H2O→2脂肪酸脂肪酸+甘油甘油+胆碱胆碱+PO43-