师：同学们好，今天我们继续学习第23章第三节——生态系统的结构和功能。在前两节课中，我们学习了食物链和食物网。它们反映了生物之间因食物形成的复杂关系，生态系统中的有机物和能量，正是沿着食物链在生物间运输和传递，所以食物链和食物网是生态系统的营养结构。此外，我们还研究了生态系统中的能量流动。
生物体的生命活动都需要能量，太阳能是所有生物生命活动的能量来源。绿色植物作为生产者，通过光合作用将光能转化为化学能，贮存在有机物中，这些能量输入生态系统，成为生态系统的总能量。能量沿着食物链单向流动，由于生物自身生命活动的需要，能量在流动时逐级递减。经科学推算，每个营养级只能把所获能量的10% - 20%传递给下一个营养级，所以一般情况下，生态系统中的食物链不超过5个环节。同时，一个生态系统的生存和发展，需要有源源不断的能量输入。由此可见，能量流动维系着生态系统的生存和发展，是生态系统的重要功能之一。
在生态系统中，物质和能量沿着食物链运输和传递。能量传递具有单向流动、逐级递减的特点，那么组成生物体的物质在生态系统中的运输和传递情况如何，又有哪些特点呢？本节课，我们就一起来研究组成生物体的物质在生物和无机环境之间的传递情况。
为便于研究，我们先回顾组成生物体的物质有哪些。我们知道，组成生物体的物质可分为两大类：一类是无机物，包括水和多种无机盐，水在生物体内含量最多，没有水就没有生命；无机盐种类多，虽每种含量少，但作用非常重要。另一类是有机物，包括糖类、脂类、蛋白质等。糖类是生物体生命活动的主要能源物质，脂类中的脂肪是主要储能物质，蛋白质是生命活动的基本物质。科学家发现，生物体内的这些有机物都含有碳，碳是有机物的重要成分。
所以，讨论生态系统中的物质传递过程时，我们可以选择碳、水等物质具体分析，这也是科学研究常用的方法——把复杂问题转化为多个简单问题研究，再归纳总结得出一般规律和特点。另外，我们要明确组成生物体的物质在生态系统中的传递范围。比如，呼出的二氧化碳可能被身边或远处的绿色植物吸收；吃的食物可能来自身边，也可能来自遥远的地方。因此，讨论物质的运输和传递，不能局限于小范围的生态系统，而要着眼于地球上最大的生态系统——生物圈。下面，我们具体分析生物圈中碳和水在生物和无机环境之间的传递情况。
大家看这幅图，这是生物圈中组成生物体的碳在生物和无机环境之间传递情况示意图。先看哪些是生物，哪些是无机环境。图中树木代表植物，牛代表动物，还有肉眼无法观察到的微生物。空气中的二氧化碳、煤、石油等属于无机环境。在无机环境中，空气是二氧化碳库，二氧化碳是碳的一种存在形式；在生物体内，碳存在于多种有机物中。
那么，碳如何在生物和无机环境之间传递呢？首先，无机环境中的碳怎样进入生物体内？从图中可以看出，通过绿色植物的光合作用，二氧化碳转化为有机物，构成植物体的一部分，碳就进入了植物体内。那碳又如何进入动物等其他生物体内呢？我们知道，动物直接或间接以植物为食，通过食物链，碳由绿色植物传递到动物和其他生物体内。不过，碳进入植物和动物体内的过程不同，绿色植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，使碳进入体内，属于自养型；动物只能获取植物体内现成有机物中的碳，构成自身组成部分，属于异养型。
接着看，进入生物体内的碳如何回到无机环境？大家观察示意图，找出途径及涉及的生命活动。第一个途径是动植物的呼吸作用，通过呼吸作用，生物体内的有机物分解成二氧化碳等无机物，二氧化碳释放到大气中，部分碳以二氧化碳形式回到无机环境。第二个途径是微生物的分解作用，动植物死亡后，其含碳有机物被腐生微生物分解成无机物，碳也以二氧化碳形式回到无机环境。生物体自身的呼吸作用和腐生微生物的分解作用，使生物体内的碳及时回到无机环境，补充无机环境中的碳，所以通常情况下，大气中二氧化碳含量能保持相对稳定。
还有一种途径，生物体成为化石燃料，经过漫长时间，古代动植物遗体掩埋地下，数亿年后成为煤、石油等化石燃料，被利用后，碳也以二氧化碳形式回到无机环境。生物体中的碳回到无机环境后，又可被生产者作为原料合成有机物，重新进入生物体内。所以，组成生物体内的碳在生物和无机环境之间往返循环，这就是碳在生物圈中的传递情况，称为生态系统中的碳循环。
现在请大家思考，如果某一时期大量砍伐植物或大量开采利用化石燃料，大气中二氧化碳含量会如何变化，对环境有什么影响？
根据碳循环分析，大量砍伐植物或大量使用化石燃料，会导致大气中二氧化碳含量升高。二氧化碳是温室气体，含量升高会引起地球表面温度上升，即全球变暖，进而导致冰雪融化加快、海平面上升等不利影响。那如何避免这些不利影响呢？我们可以通过植树造林，提高陆地植被覆盖率，让植物吸收更多二氧化碳；同时，尽可能减少化石燃料使用量，降低二氧化碳排放量，从而降低大气中二氧化碳含量，有效遏制全球气温变暖带来的不利影响。