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27.9: 氮循环
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氮循环
 

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27.9: 氮循环

>p>存在于所有蛋白质和DNA中的氮原子在生态系统的非生物和生物组分之间循环。然而,地球上氮的主要形式是氮气,大多数动物和植物都不能使用氮气。因此,氮气必须首先通过固氮细菌转化为可用的形式,然后才能通过其他生物体循环。在人类农业中使用含氮肥料和动物废物产品极大地影响了天然氮循环。

生物氮循环

我们呼吸的空气中大约78%是氮气。然而,以这种形式,N2,很少有有机体能够使用它。氮构成了所有生物体的基本分子,如蛋白质和DNA。不能利用大气中的氮形态,大多数生物体使用固氮和硝化原核生物的副产物。固氮作用将氮气(N2)转化为氨(NH3),而硝化作用将NH3转化为亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)。植物可以直接利用氨和硝酸盐,而食植物的有机体通过吸收植物获得氮。当这些有机体死亡时,土壤中的细菌能够在一个叫做氨化的过程中将有机氮转化为氨。通过反硝化作用,好氧细菌可以将氨气转化为氮气,然后释放回大气,完成循环。

氮汇

大气中的氮气是长期储存氮气的主要储层。然而,生态系统中还有其他更小的氮汇。氮可以在沼泽、海洋沉积物和沉积岩中被相对较长的时间束缚。然而,由于氮化合物很容易溶于水,沉积岩的风化作用可以将氮释放回生态系统。

人类对氮循环的影响

由于氮通常是自然环境中植物生长的限制因素,农民在土壤中添加氮作为肥料来增加农业产量。农业径流进入水生生态系统可导致富营养化和非正常快速增长的有毒藻类物种。饲养大量牲畜也会增加土壤和当地水源中的硝酸废物量。


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