自然界的物质循环

生物有机体大约由40多种元素组成，其中碳、氢、氧、硫、磷是最主要的元素，它们都来源于环境，构成生态系统中的生物个体和生物群落。生产者把无机物转化为有机物，给消费者消耗；消费者产生的废弃物及生产者的残体被分解者消化，又转化为无机物，返回环境，供植物重新利用。地球上无数个这样的物质循环，汇合成生物圈的总的物质循环。

以生物圈的碳循环为例。绿色植物的光合作用把二氧化碳从大气中取走，合成碳水化合物贮存在体内，食草和食肉动物再分别通过食物链吸收这种营养物质。动物的呼吸和微生物对动植物残体的分解，又将碳以二氧化碳形式排入大气。未经完全分解的有机残体埋在地下、堆积在海底，转化成煤、石油和天然气，人类开采化石燃料，在燃料燃烧过程中也向大气排入大量二氧化碳。

像碳一样，生态系统中几乎所有的营养物质都在生物与非生物环境之间循环流动。物质循环的顺利进行使生态系统的各部分协调一致，对生态系统的自我调节起着重要作用。如果人类大规模干扰，物质循环不能畅通进行，就会造成严重的环境污染和破坏，导致生态失调。近几十年来，人类活动不断加剧，将大量的矿产从地下开采出来，并且人工制造了一些自然环境中本来不存在的物质，使物质循环受到空前影响，某些物质在局部富集或缺乏，产生不利于生物和人类生存的环境效应。比如，人们大量燃烧石油、煤等燃料，加上森林面积的大量减少，就会使大气中二氧化碳的浓度升高。大气中二氧化碳聚积在近地表上空，像温室的隔膜一样，阻止地面热量向外层空间散失，产生温室效应。有人估计，如果按现在的速度继续燃烧化石燃料的话，到2050年，全世界的平均气温将要升高3℃，后果不堪设想。