| English | 意味 |
|---|---|
| reservoir/ˈrezəvwɑː/ | 貯留庫 |
| transpiration/trænspəˈreɪʃn/ | 蒸散作用 |
| nitrogen fixation/ˈnaɪtrədʒn fɪkˈseɪʃn/ | 窒素固定 |
| nitrification/ˌnaɪtrɪfɪˈkeɪʃn/ | 硝化作用 |
| assimilation/əˌsɪmɪˈleɪʃn/ | 同化作用 |
| ammonification/ˌæməˌnɪfɪˈkeɪʃn/ | アンモニア化 |
| denitrification/diːˌnaɪtrɪfɪˈkeɪʃn/ | 脱窒作用 |
同一の原子が多くの生物の餌となり得る
- 落ち葉に含まれる炭素原子は分解者に入り、大気に戻り、後に新しい植物に取り込まれる。物質は再利用されるが、エネルギーは熱として散逸し、継続的な外部供給を必要とする。
- 貯留庫は物質を保持する。生物体は生物性貯留庫であり、大気、水、土壌、岩石は非生物性貯留庫である。サイクルは、それら間を原子が移動するプロセスを記述している。
無機炭素貯留庫はどれか？
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空気は無生物であり、葉と昆虫は生物由来の貯留庫である。
水は大気、陸地、生命の間を移動する
- 蒸発は液体の水を大気へ運びます。蒸散は植物から水蒸気を放出します。凝結は水滴を形成し、降水は水を陸地や海に戻します。
- 地表流と浸透は水を地表水、土壌、地下水へ運びます。生物は水を取り込み、排泄物、呼吸、分解を通じてそれを戻します：海洋は主要な貯留庫ですが、Cycle全体ではありません。
植物から大気へ水蒸気を送るプロセスはどれか？
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蒸散作用は植物から水蒸気を放出する。
カルバートは食物に入り、貯留庫に戻る
- 光合成は炭素をCO₂から有機分子へ移します。摂食はその炭素を生物間で移動させ、細胞呼吸によって一部がCO₂として戻されます。
- 分解は死した生物からの炭素を循環させます。燃焼は燃料やバイオマスから炭素を放出し、長期貯留庫には土壌、堆積物、化石燃料が含まれます。これらのプロセスは炭素を移動させるものであり、新しい炭素原子を作成するものではありません。
光合成はそれまで存在しなかった新しい炭素原子を生み出す。
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既存の炭素をCO₂から有機分子に組み込む。
大気中の窒素可利用化する
- 多くの生物は直接大気中のN₂を使用できません。窒素固定を行う微生物はこれをアンモニアに変換し、これが土壌でアンモニウムになることがあります。
- 硝化作用はアンモニウムを亜硝酸を経て硝酸塩に変換します。同化作用は利用可能な窒素を有機分子に取り込みます：植物はアンモニウムまたは硝酸塩を取り上げ、消費者は摂食によって窒素を得ます。
大気中のN₂をアンモニアに変えるプロセスはどれか？
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窒素固定により、大気中の窒素が還元された化学的形態で利用可能になる。
生物および土壌からの窒素の還流
- **アンモニフィケーション（アンモニア化）**は分解中に有機窒素からアンモニウムを放出します。脱窒作用は硝酸塩を窒素ガスに変換し、窒素を大気に還流させます。
- 演算例：大気中のN₂ → アンモニウム → 硝酸塩 → 植物タンパク質 → 分解者による放出アンモニウム。N₂に戻るには、窒素が硝化作用を経てから脱窒作用を通ることがあります。すべての原子が一度の巡りですべてのプロセスを経るわけではありません。
硝酸態窒素を大気中の窒素ガスに戻すプロセスはどれか？
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脱窒作用は窒素を大気中に還流させる。
分解者は有機窒素からアンモニウムを放出する。このプロセスは何か？
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アンモニフィケーションは有機窒素をアンモニウムとして循環させる。
ホスファートは主に岩石、土壌、水を通じて移動する
- 風化作用はホスファートを岩石から土壌・水へ放出します。生産者はホスファートを吸収し、DNAやATPのような分子で使用し、摂食によって消費者へ伝達されます。
- 排泄と分解によりホスファートが環境に戻されます。沈殿は堆積物に保存され、地質学的プロセスによって岩石が再び形成または露出することがあります。このサイクルには窒素サイクルのような主要な大気ガス貯留庫はありません。
リンの循環には、大気中のN₂と同様に、大気中のリン酸ガスという大きな貯留庫がある。
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リンは主に岩石、土壌、水、生物を通じて循環する。
演算調査：湖における栄養素パルス
- 地表流が湖に窒素とホスファートを加えます。どちらかが制限要因であれば、生産者の成長が増加する可能性があります；大量のバイオマスが死んだ場合、分解者は呼吸を行い、溶解酸素を消費します。
- 同じ事象は栄養素、炭素、水サイクルを結びつけます。結論を下す前に栄養素、バイオマス、酸素を測定してください；低酸素のみではどの栄養素が入ったかを特定できません。
藻類の爆発的増殖が死滅した際、溶解酸素を低下させるのはどのプロセスか？
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分解者は死んだ有機物を呼吸する際に酸素を消費する。
過程を選択し、原子の軌跡をたどる
- 原子の始点と終点を問う: N₂からアンモニアへの固定化;有機窒素からアンモニアへのアンモニフィケーション;硝酸イオンから窒素ガスへの脱窒化。
- 化学的形が変わっても物質は保存される。これらのサイクルをエネルギーの流れと生物のエネルギー予算に結びつけ、原子とエネルギーが異なる物理量であることを意識する。
この炭素の経路を順にたどれ。
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炭素はこれらのプロセスによって非生物性と生物性の両方の貯留庫间で移動する。
- 水、炭素、窒素、リンは生物学的・非生物学的な貯留庫間を移動し、化学的形が変化してもその原子数は保存される。
- 各移動過程を特定する。エネルギーは外部から流入して熱として散逸するが、物質は循環される。