10 第十章 生态系统能量流动要点

第十章

生态系统的能量流动第一节生态系统中的初级生产第二节生态系统中的次级生产第三节生态系统中的分解——土壤第四节生态系统中的能量流动第五节第六节第七节异养生态系统的能流分析生态系统能流模型生态系统中的信息及传递

第一节生态系统中的初级生产

一.初级生产的基本概念

1.初级生产：第一生产

指生态系统中，绿色植物通过光和作用积累有机质的过程。

2.总初级生产量

\指在一定时间内，生产者在植物光合作用过程中固定的太阳能的量。

\生产力：速率，表示单位面积，单位时间

2内所固定的能量。即有机物干重g/d.m

3.净初级生产量

生产力NP(Pn NP=GP-R 生物量的变化率Pn=△G/△T 组织的增大数量的增多，由于植物的生长和生殖.

4.生物量

\指单位面积上的生产量。第一生产力（净初级生产力）：植物除去呼吸消耗而余下的有机物积累速率。

\净生产量的积累量，系统总内能的储存量。B=Pn积累量

5.现存量

S=B-H-D=GP-R-H-D

一定面积的地段上，某一特定观测时刻存在着的活的植物体的总量。

H:被植物动物取食的量

D：死亡的量

\净初级生产量：

①用于植物的生产和生殖（体积的增大，数量的增多，繁殖器官的形成）用于生长时，各部分的分配比例不同.

②地上，地下生物量的比值=根茎比。

③在地球上的分布规律：热带雨林>热带草原>陆地>海洋

海洋中上涌带较高

④NP随生态系统的发育变化，若生态系统达到顶级稳定，则NP=0，GP最大湿地：沼泽，河口湾，

生物量

①NP的积累量NP>0,B上升；NP<0,B下降；NP=0,B最大

②随时间的推移增加，表现为生物量的逐渐增大,与最适叶面积指数,logist方程的应用③植物的地上生物量岁季节变化，随降雨量和热量的组合而变化。

④存在垂直分布现象，地上，地下都有。水内也存在——透光性

⑤通过各类生物的生物量的比较和计算，来推断生物在生态系统中的相对重要性

二．初级生产者的生产效率

1.地球接受到的太阳能的多少2植物能利用的太阳能3.植物吸收后能固定的能量4.初级生产效率在全球分布的一般特征

5.讨论初级生产效率应注意的一些问题

\①植物只利用入射光的1/2\②考虑全年入射日光——忽略季节差异\③日光穿透水层时有衰减的能力被忽略 6、季节的转变，降水光照变化；7、能量换算存在误差。

三、初级生产量的限制因素

（一）

\1、主要限制因素：光照、水、CO2、O2、

营养、温度.

\2、等值：生态因素的组合不同。可以产生等值的生产量——生态因素的补偿性。\3、最适条件下，单一因素常可成为限制因子，影响程度的大小看偏离最适环境的距离。

\4、生态系统能否形成最大生物量来形成光合器官，提高光能利用率。

\5、植物水分的蒸发、蒸腾量：太阳辐射、温度、降雨量的综合作用的指标，和叶片的大小温度、湿度都有关系。

（二）、不同生态系统的主要限制因子：

沙漠：水分；海洋：光强、营养物质；陆地：光照时间、降水、营养物质；热带雨林：光照、养分、降水

四、初级生产量的测定方法

(一收获量测定法

用于陆地生态系统。定期收割植被，烘干至恒重，然后以每年每平方米的干物质重量来表示。

(二氧气测定法

多用于水生生态系统，即黑白瓶法。

(三ＣＯ测定法

用塑料帐将群落的一部分罩住，测定进入和抽出空气中CO2含量。

(四放射性标记物测定法

把放射性以碳酸盐(的形式，放入含有自然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过短时间培养，滤出浮游植物，干燥后在计数器中测定放射活性，然后通过计算，确定光合作用固定的碳量。

(五叶绿素测定法

通过薄膜将自然水进行过滤，然后用丙酮提取，将丙酮提出物在分光光度计中测量光吸收，再通过计算，化为每m2含叶绿素多少克。

第二节生态系统中的次级生产

一、次级生产的概念及生产过程：

1、次级生产量：

\1）狭义：植食动物利用初级生产者固定的能量进行同化作用的过程或制造有机物的过程。

广义：生产者以外的所有有机体利用初级生产者所固定的能量进行同化作用的各过程，表现为动物、微生物的生长、繁殖、和微生物的储存。

\2）第二性生产量：

A、在单位时间里，各种异养生物直接或间接消耗绿色植物形成的产品所形成的动物产品的量。

B、作用：

a、延长了物质和能量在生态系统内的流动和传递过程。

b、以第一性生产为基础，直接反映第一性生产的质和量。

c、第二性生产量的形成一动物采食可食性植物开始，直到取得动物产品，伴随一系列的损耗。

2、次级生产过程：形成次级生产量的过程。次级生产过程的能量损失类型：

不可利用的（无法取食或不可取食的）

可以利用单未被利用的（动物种群密度过低）已被采食但未被同化的（粪便排泄物）

呼吸消耗（基础代谢、运动代谢、维持生命总的消耗量）

同化但未被利用的（汗、分泌物）。

二、次级生产量的测定：

1、消费者动物的能量收支：C=A+FU

C：摄食量，A：同化量。FU：未同化量A=PS+R PS：生产量，PS=A-R=C-FU-R

2、测定方法：方法很多，程序如下：

1）以摄食率确定种群所摄取的总能量值

2）测定同化量：A=PS+R，PS：称重，R：实验室易测定

3）净生产量的测定：

a、净生产量ps=生长+ 出生

b、ps=生物量的净变化+ 死亡和迁出的生物量