农业生态系统的能量流动
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农业生态系统中的能量流动
农业生态系统中的能量流动能量的流动是生态系统存在与发展的动力，一切的生命活动都依赖生物与环境之间的能量流通和转换。
由于生物与生物、生物与环境之间不断进行进行物质循环和能量转换的过程，不但使生物得以维持生存、繁衍与发展．而且也使得生态系统保持平衡与稳定。
在生态系统中．能量流动主要是从初级生产者向次级生产者流动。
能量的流动渠道主要通过’‘食物链”与“食物网”来实现。
在农业生态系统中，能址流动的主要渠道通常有三种形式：在生态系统中．能量流动主要是从初级生产者向次级生产者流动。
能量的流动渠道主要通过’‘食物链”与“食物网”来实现。
在农业生态系统中，能址流动的主要渠道通常有三种形式：( 1 ）捕食食物链从植物到草食动物再到肉食动物所联系的链条，如稻田中的“青草一昆虫一青蛙一蛇一人”。
( 2 ）寄生食物链由大有机体到小有机体进行能址的流动，如’‘人体寄生虫”、“哺乳动物一跳蚤”。
( 3 ）腐生食物链由利川死休的微生物组成，并通过腐烂分解，将有机体还原成无机物的食物链。
在生态系统中食物链不是唯一的，由于某一消费者不只吃一种食物（生物），每种食物（或生物）又被许多生物所食，因此形成相互交错、彼此联系的网状结构，故称食物网。
由于能量从一个营养级（水稻、杂草）到另一个营养级（如昆虫、老以）的流动过程中，有一部分被固定下来形成有机物的化学潜能．而另一部分通过多种途径被消耗，直到最后耗尽为止。
平均每个营养级的能量转化效率为10 % ，这就是著名的“十分之一定律”。
因此，营养级由低级到高级，依据个体数目、生物金与能址的分布，形成了底宽而顶尖的金字塔形，称之为生态金字塔或能量金字塔．即顺着营养级位序列（食物链）向上，能量急剧递减。
在每个营养级中将所有的生物量或活组织连起来，随若营养级的增加，其生物虽随着减少，形成生物量金字塔，这种金字塔在陆地生态系统和浅水生态系统中最为明显。
农业生态学-第6+7章(4节)-能量流动与物质循环
●
基本内容
1.能量的基本形态与来源：能量包括动能
和潜能；生态系统的主要能源是大阳能和 人工辅助能； 2.食物链和食物网：生态系统能量流动的 渠道，具有不同的类型和作用；
3.农业生态系统能量转化与流动途径：
将日光能转化为储存在植物有机物质中的 化学潜能，根据化学潜能去向不同而形成3 种不同的能流路径；
10 25 47
太阳辐射到 达大气层后
到达地球表面 大气或云层反射 云层吸收 臭氧、水蒸气、二氧化碳吸收 尘埃散射
地球上任何地方所接受到的太 阳辐射量因纬度、季节而异。 从世界范围来看，到达地球表 面的太阳辐射能，大部分地区 在418.68—3349.44J／cm2.d . 我国各地年辐射量变化为358—1004.8×109kJ／hm2.
太 阳 辐 射
约50%的可见光(0.4—0.7μm) 约43%的红外线（>0.76μm） 约7%的紫外线(<0.4μm)。
红橙光 是绿色植物叶绿素最容易吸收的部分，
是光合作用的主要能源。
2.人工辅助能 Artificial Auxiliary Energy
是指人类通过各种生产活动所投入到生态系 统中的人力、畜力、燃料、电力、机械、化 肥、农药、饲料等。 在农业生态系统中，人工辅助能是一种非常 重要的能量来源。 它的投入可以大大强化和辅助生态系统中生 物对太阳光能的固定、转化和流动。
(2)腐食性食物链（Saprophytric Food Chain)， 又称残屑食物链(Detritus Chain)
是指以死亡有机体或排泄物为能量来源， 在微生物或原生动物的参与下，经腐烂、分解 将其还原为无机物并从中取得能量的食物链。 农业上应用的腐食食物链有：“秸秆、粪 便等→沼气”、“棉籽壳、秸秆→蘑菇”等。
农业生态系统的能量流动
3.寄生食物链
寄生食物链是以活的动植物有机体为能量来源、以寄生方式生存的食物链。
（二）食物网
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与被取食关系，往往不是单一的，多数 情况是交织在一起，一种生物常常以多种食物为生，而同一种食物又往往被多种消费 者取食，于是就形成了生态系统内多条食物链相互交织，相互联结的“网络”。这种 网络被称为食物网。
（二）生态系统的能量来源
地球生态系统的能量90%以上有来自于日光能，另外不足10%是来自于 地热能、潮汐能、风能、水能等。太阳辐射能以电磁波的形式投射到地球。 在太阳辐射中，可见光约占50%，红外线约占43%，紫外线约占7%。可见光 是由7种不同的单色光（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）组成的。除绿光外， 其他均是绿色植物光合作用的生理辐射，其中红橙光是绿色植物叶绿素最容 易吸收的部分，是光合作用的主要能。植物只能将很少一部分生理辐射能转 化为储存在有机物里的化学能。红外线的主要作用是产生热效应，形成生物 生存的热量环境。紫外线则具有较强的组织穿透能力和破坏能力，能提高植 物组织中蛋白质及纤维素含量，还会杀死微生物。 在农业生态系统中，人工辅助能是一项非常重要的能量来源。所谓的人 工辅助能是指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、 燃料、电力、机械、化肥、农药、饲料等。它的投入可以大大强化和辅助生 态系统中生物对太阳光的固定、转化和流动。
二、食物链与食物网
生态系统中能量的流动是借助于食物链和食物网实现的。因此，食物链和食物网 便是生态系统中能量流动的渠道。
（一）食物链
食物链指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此联系起来的一个序列，组 成一个整体，就像是一条链索一样。这种链索关系就被称为食物链。
美国生态学家林德曼1942年在研究湖内生物种群能量流动规律时，受中国谚语 “大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃污泥”的启发，提出了著名的食物链理论。 在自然界中，一个完整和发育完全成熟的生态系统常具有这样一条典型的食物链: 植物 ——食草动物——一级食肉动物——二级食肉动物——顶级食肉动物。 食物链上能量和物质被暂时储存和停留的位置，也即每一种生物所处的位置（环 节）称为营养级。在上诉食物链中，植物称为第一营养级，食草动物称为第二营养级， 一级食肉动物称为第三营养级，二级食肉动物称为第四营养级，顶级食肉动物称为第 五营养级。 食物链在生物界是普遍存在的。在不同生态系统中均可以按食物链的发端和生物 成员取食的方式归纳为捕食食物链、腐食食物链、寄生食物链3种类型。
农业生态学3农业生态系统能流
消耗量 C=A+FU
同化量 A
生产量P
现存量改变 ΔB
十分之一定律 生态系统中，能量在食物链上流动，上一营养级大 约只能固定下一营养级能量的10%，这种规律称之 为十分之一定律。
3.生态系统能流
生态系统水平的 能量流动和食物 链水平的能量流 动有何区别？生 态系统的结构和 能量高效利用有 何关系？
(1)草牧食物链
从绿色植物开始，从小到大，从弱到强，弱肉 强食，存在明显的捕食关系和血淋淋的斗争，所以 又叫捕食食物链。
捕食中以活有机体为食，所以也叫活食食物链。
水稻-稻飞虱-青蛙-蛇-鹰
(2)腐食食物链
食物链成员与 死的有机体为食 ，通过腐烂分解 ，由腐生成员构 成的食物链
动物尸体-蝇-真菌-细菌
2.能量的形式及转化
太阳辐射能
热能
热能
动能
植物呼吸 动物呼吸 动物运动
势能
有机物化学能
有机物化学能 动物登高
有机物
光合
取食
动物取食 化学能
作用
动物发光
动物放电
光能
动物发声
电能
声能
生态系统中的能量形式及转换
3.生态系统的能源
太阳能
辅助能
自然辅助能 人工辅助能
生物辅助能 工业辅助能
太阳能
除太阳辐射能以外， 其它进入系统的任何形式 的能量。
农业生态学3农业生态系统能流
第三章 农业生态系统的功能—能流
一、能量流动的基本原理 二、能量流动过程 三、能流模型及能流分析 四、能流与生态系统生产力
一、 能量流动的基本原理
1.能量的概念
力学定义能量是：物体做功能力的量度。 物体对外界作了功，物体的能量要减少；反过来， 若外界对物体作了功，物体的能量就要增加。如某 些动物搬运食物，则动物对外界作了功，体内的化 学能减少。 生态系统中各组分的存在、变化及其发展，都与 能量息息相关，遵循一定的能量变化规律。
同化量 A
生产量P
现存量改变 ΔB
十分之一定律 生态系统中，能量在食物链上流动，上一营养级大 约只能固定下一营养级能量的10%，这种规律称之 为十分之一定律。
3.生态系统能流
生态系统水平的 能量流动和食物 链水平的能量流 动有何区别？生 态系统的结构和 能量高效利用有 何关系？
(1)草牧食物链
从绿色植物开始，从小到大，从弱到强，弱肉 强食，存在明显的捕食关系和血淋淋的斗争，所以 又叫捕食食物链。
捕食中以活有机体为食，所以也叫活食食物链。
水稻-稻飞虱-青蛙-蛇-鹰
(2)腐食食物链
食物链成员与 死的有机体为食 ，通过腐烂分解 ，由腐生成员构 成的食物链
动物尸体-蝇-真菌-细菌
2.能量的形式及转化
太阳辐射能
热能
热能
动能
植物呼吸 动物呼吸 动物运动
势能
有机物化学能
有机物化学能 动物登高
有机物
光合
取食
动物取食 化学能
作用
动物发光
动物放电
光能
动物发声
电能
声能
生态系统中的能量形式及转换
3.生态系统的能源
太阳能
辅助能
自然辅助能 人工辅助能
生物辅助能 工业辅助能
太阳能
除太阳辐射能以外， 其它进入系统的任何形式 的能量。
农业生态学3农业生态系统能流
第三章 农业生态系统的功能—能流
一、能量流动的基本原理 二、能量流动过程 三、能流模型及能流分析 四、能流与生态系统生产力
一、 能量流动的基本原理
1.能量的概念
力学定义能量是：物体做功能力的量度。 物体对外界作了功，物体的能量要减少；反过来， 若外界对物体作了功，物体的能量就要增加。如某 些动物搬运食物，则动物对外界作了功，体内的化 学能减少。 生态系统中各组分的存在、变化及其发展，都与 能量息息相关，遵循一定的能量变化规律。
第六章 农业生态系统的能量流2013
（三）普里高津的耗散结构理论
（dissipative structure）
一个远离平衡态的开放系统，通过与外界 环境所进行的物质、能量的不断交换，就 能克服无序状态，维持稳定状态。（ I.
Prigogine，1967 ）
四、能量流动的特征
1 ．能流是单向流动
2 ．能流是能量不断递减的过程
被生物体固定储存提供给下 一营养级的能量叫有效能。
10 次级消费者 (鱼类)
100
1,000
初级消费者 (浮游动物)
10,000 每个营养级的
可利用能力 (千卡)
生产者
热量
分解者
热量
热量
热量 热量
三、农业生态系统能量流动特点
1．能量流动途径为“双通道”。
辅助能
太阳能 初级生产者 各级消费者 分解者
产出输出
2．能量传递效率提高，农业增产明显。
z全球绿色植物光能利用率平均为0.1% z耕地农作物平均为0.4%，高产田为1.2-1.5%。 z畜业转化效率及产量也提高。
固定的 同化的
吃进的
收获的
可利用的
食源 不可利用的 未收获的 吃剩的 粪便
呼吸
3. 能量流动的途径和渠道是
食物链 (food chain) 食物网 (food web)
2
2013/4/11
食物链 (food chain)
指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系，彼此连 接起来的一个序列，组成一个整体，就像一条链索一 样，这种链索关系就，称为食物链.
2013/4/11
农业生态学
Agroecology
陈源泉
中国农业大学循环农业研究中心 电话：62731163 Email:rardc@
第三章农业生态系统能量流
2.营养级（trophic level）：食物链上的每一个食 性级。以符号T来表示，T1表示第一营养级，T2表示 第二营养级，T3……Tn余此类推。一般为4~5级。
食物链是生态系统内生物与生物之间相互联系的一 种主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。
二、食物链的种类
按性质不同分为四类： （1）捕食食物链（又称草牧食物链 gazing food chain）：
食物网本质上是生态系统中有机体之间一系列反复 的吃与被吃的相互关系。
营养结构：以营养为纽带，把生物与生物、生物与 环境紧密联系起来的结构。
四、农业生态系统食物链加环
（一）食物链加环的作用
在原有食物链中通过加入新的链环，延长 或完善食物链组合，改变农业生态系统的结构， 具有很好的效益。其作用表现在：
均朝着熵值增加的方向进行。 （2）开放系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的
任何过程，均使系统与环境熵值之和增加。
四、耗散结构理论
1.耗散结构(dissipative structure)：开放系统在远离平衡态的 非平衡状态下，系统可能出现的一种稳定的有序结构。 (Prigogine)
2.耗散结构理论：一个远离平衡态的开放系统，通过与外界 进行物质与能量的不断交换，就能克服混乱状态，维持稳定 状态，并且不断提高系统的有序性，使系统的熵减少。
R 呼吸
枯死、采食
总生产量Pg 量B
净生产量 Pn
现存
2、 地球生物圈主要生态系统初级生产力
据H.Whittaker（1975）计算，地球的初级生 产量为：（单位：×109吨）
兼具两种以上的功能环节。
如：稻田养鱼、鸭，即有减耗的作用（鱼鸭以水稻害 虫为食，减轻虫害危害，鱼、鸭粪肥又可肥田）， 又可生产鱼、蛋产品。
食物链是生态系统内生物与生物之间相互联系的一 种主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。
二、食物链的种类
按性质不同分为四类： （1）捕食食物链（又称草牧食物链 gazing food chain）：
食物网本质上是生态系统中有机体之间一系列反复 的吃与被吃的相互关系。
营养结构：以营养为纽带，把生物与生物、生物与 环境紧密联系起来的结构。
四、农业生态系统食物链加环
（一）食物链加环的作用
在原有食物链中通过加入新的链环，延长 或完善食物链组合，改变农业生态系统的结构， 具有很好的效益。其作用表现在：
均朝着熵值增加的方向进行。 （2）开放系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的
任何过程，均使系统与环境熵值之和增加。
四、耗散结构理论
1.耗散结构(dissipative structure)：开放系统在远离平衡态的 非平衡状态下，系统可能出现的一种稳定的有序结构。 (Prigogine)
2.耗散结构理论：一个远离平衡态的开放系统，通过与外界 进行物质与能量的不断交换，就能克服混乱状态，维持稳定 状态，并且不断提高系统的有序性，使系统的熵减少。
R 呼吸
枯死、采食
总生产量Pg 量B
净生产量 Pn
现存
2、 地球生物圈主要生态系统初级生产力
据H.Whittaker（1975）计算，地球的初级生 产量为：（单位：×109吨）
兼具两种以上的功能环节。
如：稻田养鱼、鸭，即有减耗的作用（鱼鸭以水稻害 虫为食，减轻虫害危害，鱼、鸭粪肥又可肥田）， 又可生产鱼、蛋产品。
第四章农业生态系统的能量流动
第四章农业生态系统的能量流动、本章学习目标：重点掌握：农业生态系统能流调控途径；能量分析方法一般掌握：林德曼效率；农业生态系统能量的来源与流动途径；初级生产与次级生产的关系；人工辅助能对农业生产的影响识记：食物链与食物网、辅助能、生态金字塔的概念二、本章主要内容一）农业生态系统能量的来源1. 生态系统能量的基本形式在生态系统中，能量有三种表现形式，即日光能、生物化学能和热能。
2. 生态系统的能量来源地球生态系统的能量90% 以上有来自于日光能，另外不足10% 是来自于地热能、潮汐能、风能、水能等。
太阳辐射能以电滋波的形式投射到地球。
来自太阳的能量是生态、经济和社会系统的基础动力，经过绿色植物的光合作用，太阳能被转化为有机态的化学能，贮存于植物体内．这些贮存的化学能随绿色植物进入食物链，在流经食物链各环节的过程中，生物质被动物和微生物消化和分解，贮存的化学能经过不同的转化过程最终以热能的形式散发到大气中——这就是自然生态系统的能流过程。
农业生态系统能量来源一部分与自然生态系统一样来自日光能，各种农业生物生长需要依靠太阳光完成光合作用，转化日光能为贮存于生物质中的化学能。
但是，农业生态系统还要另一项重要的能量来源，那就是人工辅助能。
人工辅助能：指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、燃料、电力、机械、化肥、农药、饲料等。
食物链：指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此连接起来的一个序列，组成个整体，就像一条链索一样，这种链索关系就被称为食物链。
在自然界，一个完整和发育成熟的生态系统常具有这样一条典型的食物链：植物-—食草动物—一级食肉动物——二级食肉动物——顶级食肉动物。
营养级：食物链上能量和物质被暂时贮存和停留的位置，也即每一种生物所处的位置（环节）称为营养级。
食物链在不同生态系统中均可以按食物链的发端和生物成员取食的方式归纳为三种类型：1）捕食食物链：亦称为草牧食物链，这种食物链起始于植物，经过食草动物，再到食肉动物这样一条以活有机体为能量来源的食物链类型。
农业生态学第四章--能量流动
A 贮存量 R1 体增热 R2 维持能
F 固体排泄物
U 液体排泄物
G 气体排泄物
ห้องสมุดไป่ตู้三节 次级生产的能量转化
二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用 1．转化农副产品，提高利用价值 2．生产动物蛋白质，改善食物构成。 3．促进物质循环，增强生态系统功能。 4. 提高经济价值。
第三节 次级生产的能量转化
第一节 能量流动的基本规律
三、能量流动的基本定律 1． 热力学第一定律（能量守恒定律） The first law of thermodynamics(the law of conservation of energy): When energy is converted from one form into another, energy is neither gained nor lost. Q=ΔE+W Q 吸热 ΔE 内能（潜能） W 做功 用于生态系统：绿色植物同化的太阳能=贮存在植物体内的化学潜能+植 物呼吸消耗的热能
第四章 农业生态系统的能量流动 Chapter 4 Energy Flow in Agroecosystem
第一节 能量流动的基本规律 The Basic Law of Energy Flow
第二节 初级生产的能量转化 Energy Flow on the level of primary production
efficiencies)
第一节 能量流动的基本规律
四、能量流动的特征 1．能流是单向流动 2．能流是能量不断递减的过程 3. 能量流动的途径和渠道是食物链(food chain)和食物网 (food web)
第二节 初级生产的能量转化
一、初级生产的能量平衡 1. 初级生产（primary production)：
农业生态系统的功能
第二节 农业生态系统的物质循环
物质循环：指生态系统的一切物质在生物与环境 不同组分之间的频繁转移和循环流动。包括有机物、 无机物、化学元素和水（作为介质） 生物地球化学循环：各种化学元素和营养物质， 在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至整个生物 圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，再从生物体 到环境，不断地进行流动和循环，就构成了生物地球 化学循环，简称生物地化循环 。 而那些生命必需元素和无机化合的移动，则称之 为养分循环。 养分循环一词被更多地称做矿质养分循环或矿质 循环，而不用于碳、氧、水等这样一些生命必需的、 非矿质的元素成分或化合物的循环。
（２）气相型循环： 贮存库：大气圈或水圈，以气体的方式 参与循环，循环迅速、完全。 代表物质： C 、 O 、 N 、 F （ 3 ）沉积型循环： 贮存库：岩石圈和土壤圈，循环缓慢、 周期长，不完全 代表物质： S 、 P 、 Ca 、 Na 、 Mg 、 Fe 、 Cu 、 Si 过程：岩石、土壤→风化 → 植物利用、 沉积 → 回到环境 → 风 化、重新利用
（四）次级生产在农业生态系统中的地位 和作用 1.转化农副产品，提高利用价值 2.生产动物蛋白质，改善食物构成。 3.促进物质循环，增强生态系统功能。 4.提高经济价值。 （五）初级生产与次级生产的关系 1.次级生产依赖初级生产。 2.合理的次级生产促进初级生产。 3.过度放牧破坏初级生产，使草原退 化。
3、氮循环 氮的循环与碳的循环大体相似，但很多环节 上都有特定的微生物参加
4、人类活动对氮循环的影响 (1) 含氮有机物燃烧产生 NOx 污染大气温室气体 (2)过度耕种使土壤氮素肥力下降 (3) 工业固氮抑制生物固氮，造成氮素局部富积和 氮循环 失调（水体富营养化） (4) 不合理施肥造成氮素流失污染地下水、蔬菜硝 酸盐中毒 5、农田氮素控制的途径 (1) 改进氮肥施用技术：分次施肥、氮肥深施等 (2) 平衡施肥和测土施肥 (3) 采用硝化抑制剂 (4) 合理灌溉 (5) 做好水土保持工作
农业生态学-第6章-能量流动
例如，“玉米秸秆→牛（牛粪） →蚯蚓→ 鸡（鸡 粪） → 猪（猪粪） → 鱼”、“秸秆青贮→生态 养猪（猪粪）→沼气（沼渣） →有机种植”等。这 些人工混合食物链实际上是食物链在农业上的具体 应用。
（二）食物网（Food Web）
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与 被取食关系，往往不是单一的，多数情况是 交织在一起的，一种生物常常以多种食物为 生，而同一食物又往往被多种消费者取食， 于是就形成了生态系统内多条食物链相互交 织，互相联结的“网络”，这种网络被称为 “食物网”。
含义是系统从温度为绝对零度无分子运动 的最大有序状态向含热状态变化过程中每 一度(温度变化)的热量(变化)，即熵变化 就是热量变化与绝对温度之比，在温度处 于绝对零度时熵值为零。
熵 实际上是对热力学体系中不可利用的热能
的度量。
热力学第二定律也称熵定律，因为能量总是从
集中形式趋向分散，这个过程不可逆。
二、食物链与食物网
Food chain and food web
食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠 道。
(一)食物链(Food chain)
1.食物链的概念与特点
食物链 指生态系统中生物组分通过吃与被吃
的关系彼此连接起来的一个序列，组成一个整 体，就像一条链索一样，这种链索关系就被称 为食物链。
重要问题
1.农业生态系统能量传递途径与转化的实质 2.农业生态系统能量转化的基本定律 3.人工辅助能对农业生产的作用 4.农业生态系统能值分析与调控途径
第一节 能量流动的途径 Pathway of the energy flow
农业生态系统能量的来源 食物链与食物网 农业生态系统能量流动的路径
一、农业生态系统能量的来源
营养级（Trophic levels)
（二）食物网（Food Web）
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与 被取食关系，往往不是单一的，多数情况是 交织在一起的，一种生物常常以多种食物为 生，而同一食物又往往被多种消费者取食， 于是就形成了生态系统内多条食物链相互交 织，互相联结的“网络”，这种网络被称为 “食物网”。
含义是系统从温度为绝对零度无分子运动 的最大有序状态向含热状态变化过程中每 一度(温度变化)的热量(变化)，即熵变化 就是热量变化与绝对温度之比，在温度处 于绝对零度时熵值为零。
熵 实际上是对热力学体系中不可利用的热能
的度量。
热力学第二定律也称熵定律，因为能量总是从
集中形式趋向分散，这个过程不可逆。
二、食物链与食物网
Food chain and food web
食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠 道。
(一)食物链(Food chain)
1.食物链的概念与特点
食物链 指生态系统中生物组分通过吃与被吃
的关系彼此连接起来的一个序列，组成一个整 体，就像一条链索一样，这种链索关系就被称 为食物链。
重要问题
1.农业生态系统能量传递途径与转化的实质 2.农业生态系统能量转化的基本定律 3.人工辅助能对农业生产的作用 4.农业生态系统能值分析与调控途径
第一节 能量流动的途径 Pathway of the energy flow
农业生态系统能量的来源 食物链与食物网 农业生态系统能量流动的路径
一、农业生态系统能量的来源
营养级（Trophic levels)
农业生态系统的能量流
1．辅助能的投入，促进农作物对太阳能的吸收、 利用和转化。
2．减少农业生物的非生产能量损耗。 3．使农业生产中的一些自然生物过程可以用人工
过程取代，提高效率。
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9
工业辅助能的使用所带来的一系列的问题 1．辅助能的效益随着辅助能的增加而降低。 2．能源紧张。 3 ．化肥农药对农业环境造成污染。
▪ 如森林不同层次生产量的排序为：乔木层>灌木 层>草被层。
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31
5.生态系统的初级生产量随群落的演替而变化
早期植物生物量很低，初级生产量不高；随演替进行， 生物量逐渐增加，生产量也提高；森林一般在叶面积指 数为4时，净初级生产量最高；系统到达顶极时，生物 量接近最大，但净生产量反而降低。
2. 投能结构：能量投入中辅助能在总输入能量所占的比例，无机 能和有技能所占的比例，化肥、农药各项投能所占的比例等等。
3. 辅助能的质量及其投入管理水平的高低有关。
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60
第五节 生态系统的能量关系
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61
生态系统能量流动的一般过程
精选ppt
62
精选ppt
63
8% 29.7%
25%
生物辅助能即是指来源 于生物有机体或有机物的 能量（有机能），如人 力，种苗种畜，及有机肥
中的生物化学潜能。
工业辅助能即是指以石 油，煤，天然气和电等形式 投入直接能量和以化肥农 药，农机农膜及其它农用工业品 形式投入的间接能的总称。
精选ppt
7
能源及类型
精选ppt
8
人工辅助能提高农业生态系统生产力的原因
精选ppt
3
1）能量来源---太阳辐射能
一般而言，它是农业生态系统的主要能量来源；其 作用视波长（99%为0.15-4u)不同而异，其中：
2．减少农业生物的非生产能量损耗。 3．使农业生产中的一些自然生物过程可以用人工
过程取代，提高效率。
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工业辅助能的使用所带来的一系列的问题 1．辅助能的效益随着辅助能的增加而降低。 2．能源紧张。 3 ．化肥农药对农业环境造成污染。
▪ 如森林不同层次生产量的排序为：乔木层>灌木 层>草被层。
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5.生态系统的初级生产量随群落的演替而变化
早期植物生物量很低，初级生产量不高；随演替进行， 生物量逐渐增加，生产量也提高；森林一般在叶面积指 数为4时，净初级生产量最高；系统到达顶极时，生物 量接近最大，但净生产量反而降低。
2. 投能结构：能量投入中辅助能在总输入能量所占的比例，无机 能和有技能所占的比例，化肥、农药各项投能所占的比例等等。
3. 辅助能的质量及其投入管理水平的高低有关。
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第五节 生态系统的能量关系
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生态系统能量流动的一般过程
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生物辅助能即是指来源 于生物有机体或有机物的 能量（有机能），如人 力，种苗种畜，及有机肥
中的生物化学潜能。
工业辅助能即是指以石 油，煤，天然气和电等形式 投入直接能量和以化肥农 药，农机农膜及其它农用工业品 形式投入的间接能的总称。
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能源及类型
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人工辅助能提高农业生态系统生产力的原因
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3
1）能量来源---太阳辐射能
一般而言，它是农业生态系统的主要能量来源；其 作用视波长（99%为0.15-4u)不同而异，其中：
简述农业生态系统的能量流动过程
在农业生态系统的神奇世界中，太阳在光照光照下能量时占据中心位置。
植物们和小太阳厨师一样，通过光合作用来工作他们的魔法，并将这种能量转化为美味的葡萄糖，充满了化学能量。
在烹饪趣味的游戏中，食草动物沿着并盛宴在能源包装的植物上，但乐趣并没有停止！能源之旅在传递给更高层次的用户的同时继续发展，形成了一连串的能源交流食物网。
然而，一路走来，由于呼吸和新陈代谢，所有的兴奋度都有一定的热量损失。
这就像一个充满活力的热土豆游戏，导致一个金字塔形的能量流动，使这个充满活力的生态系统与生命相呼应！
一些植物储存的能量被人类用于耕作。
我们种植作物来制造食物，当我们吃这些作物时，我们得到了储存在植物里的能量。
我们还利用能量来耕耕，收获，以及把作物移到周围。
但我们要小心，因为我们的农耕活动可能会破坏能源在环境中的自然流动，比如砍伐森林，只种植一种作物，以及使用杀虫剂和肥料等化学物质。
随着太阳辐射的接收，农业生态系统内的能量流动，随后通过光合作用过程被植物转化为化学能量。
然后通过摄取植物和其他生物，在生态系统内通过各种营养水平转移这种能量，从而形成复杂的食物网。
然而，必须承认，人类的农业努力具有影响生态系统内自然能源流动的潜力，强调采取可持续做法以维护农业生态系统能源流动的平衡至关重要。
农业生态系统能量流
能量的定义和重要性
能量是指物体具有的做工的能力，是生命活动的驱动力。在农业生态系统中， 能量是维持作物生长、农业生产和生物体生命活动的关键要素。
农业生态系统中的能量流
太阳能和光合作用
太阳能是农业生态系统的能源 来源，通过光合作用将太阳能 转化为植物和其他生物可利用 的化学能。
食物链和食物网
能量在农业生态系统中通过食 物链和食物网的形式传递。植 物通过光合作用储存能量，然 后被食草动物摄食，再被食肉 动物捕食。
能量损耗与能量转化
能量在农业生态系统中存在着 损耗和转化。能量损耗主要来 自生物代谢和热能散失，能量 转化则是生物体之间的能量传 递和转换。
能量流对农业生态系统的影响
增加农作物产量
通过合理管理能量流动，可以提高农作物的生长速度和产量。
维持生物多样性
良好的能量流动有助于维持农业生态系统中的生物多样性，进而促进生态平衡。
科技创新
利用先进的农业科技，如精准施肥、遥感监测 等，优化能量利用和农作物产量。
结论
能量流对农业生态系统至关重要。合理管理能量流动，既能提高农作物产量，维持生物多样性，减少能量损耗， 还可以推动农业的可持续发展。
农业生态系统能量流
农业生态系统是一个复杂的生态系统，其中能量起着关键的作用。了解农业 生态系统中的能量流是理解生命在农业系统中的运作方式的重要一步。
农业生态系统概述
农业生态系统是指由农田、农作物、农畜产品以及其他生物和非生性和农作物产量。
减少能量损耗
合理的能量管理可以降低能量损耗，提高能量利用效率，实现可持续农业。
优化能量流的策略
合理灌溉
通过科学合理地进行灌溉，避免水资源浪费， 从而提高能量利用效率。
农业生态学第67章(4节)能量流动与物质循环PPT课件
流动的气流、水流所产生的风能与水能；
海水涨落所产生的潮汐能；
生物生命活动所消耗的化学能；
人类劳动所付出的体能等等。
•7
潜能(potential Energy) 潜能是尚未做功， 但具有潜在的做功能力的能量。
潜能的形式也随处可见，如埋藏在地下的各 种化石能；储存在动植物体内的各种化学能； 静止水体中的潜在水能；静止地壳所存在的 运动能等等。
类型、作用及其产投效率；
6.农业生产系统的能流、能值分析。 7.农业生态系统养分循环效率及其平衡途径 8.农业生态系统物质循环造成的环境问题与 防治对策
•5
第一节 能量流动的途径 Pathway of the energy flow
农业生态系统能量的来源 食物链与食物网 农业生态系统能量流动的路径 能量流动的基本规律
第六章 能量流动与物质循环 Energy flows and matter cycles
第一节 能量流动的途径与基本规律 第二节 农业生态系统的能流分析 第三节 农业生态系统中的
养分循环与平衡 第四节 物质循环中的农业环境污染
•1
整体概述
概况一
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概况二
交级生产(Secondary production)
提 生态效率(Ecological Efficiency)
要
生态金字塔(Ecological pyramid) 熵(Entropy)
能值(Energy)
•3
●基本内容
1.能量的基本形态与来源：能量包括动能
和潜能；生态系统的主要能源是大阳能和 人工辅助能；
是指人类通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ各种生产活动所投入到生态系 统中的人力、畜力、燃料、电力、机械、化 肥、农药、饲料等。 在农业生态系统中，人工辅助能是一种非常 重要的能量来源。 它的投入可以大大强化和辅助生态系统中生 物对太阳光能的固定、转化和流动。
第4章 农业生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
光合作用是生态系统的能量之源
光
CO2 ＋ H2O 叶绿素 （CH2O）＋ O2பைடு நூலகம்
食物种群 ＝
动物得到的 ＝ 动物未得到的
被 更 高 营养
次级生产量＝ 级取食
被同化的 ＝
未被取食
动物吃进的 ＝
呼吸代谢
未同化的
动物未吃进的
生态系统中的能量形式及转换
第一节 初级生产中的能量流动
一、能量流动与转化的基本定律及其应用 二、初级生产中的能量流动
就 可能有成千上万个昆虫为生，又可能有数只鸟以这些昆 虫为生。这样如用数量表示就是一个两头小中间大的畸 形金字塔。
用生物量金字塔表示海洋中“浮游植物一浮游动物 一底栖动物“的食物链营养关系时，由于浮游植物的个 体小，它们以快速的代谢和较高的周转率达到较大的输 出，但生物现存量却较少。用生物量金字塔表示的就是 一个倒置的金字塔。但如果用能量金字塔表示食物链的 营养关系，则不受生物个体大小及代谢速度不同的影 响，可较准确地说明能量传递的效率和系统的功能特点。
生态金字塔理论对提高能量利用与转化效率、调控 营养结构、保持生态系统的稳定性具有重要的指导意义。 食物链长，塔的层次多，能量消耗多、储存少，系统不 稳定。食物链短，塔的层次少基部宽，能量储存多，系 统稳定，但食物链过短，塔的基部过宽时，则能量利用 率太低、浪费大。对于农业生态系统，不仅要求系统稳 定，还要求其转化效率要高，才能获得较多的生物产 品，以提高系统生产力。另外，食物链与生态金字塔理 论，对指导合理建立农业生态系统结构，保持适宜的人 地比例，农牧比例，草场载畜量以及人类食物构成上均 有重要指导作用。
热力学第一定律认为：能量可以在不同的介质中被 传递，在不同的形式中被转化，但数量上既不能被创 造，也不能被消灭，即能量在转化过程中是守恒的。在 热功转换过程中可用下列公式表示：
农业生态系统能量转化
能量沿食物链的输入、传递、转化及散失过程构成生态系统的能量流 动。
就一般生态系统而言，能量流动主要以绿色植物转化固定太阳能为贮 存在其有机体内的化学潜能，然后沿着食物链不同营养级流动，被进一步 转化为其他的有机体化学潜能以及伴随着的热能散失。由于生态系统中往 往存在由多条食物链交错构成的复杂食物网营养关系，捕食食物链、腐生 食物链，甚至寄生食物链同时存在。因此，生态系统的能量流动是沿着长 短不一的多条路径同时进行的 。
农业生态系统的初级生产主要包括农田、草地和林 地等的生产。
根据热力学第一定律，生态系统初级生产过程中的能量 平衡关系可表示为：
Q+q =α(Q+q) + 为太阳直射辐射量； q为太阳散射辐射量； α为辐射反射率； S为下垫面长波辐射和大气 长波辐射之和；
生态金字塔
第二节 农业生态系统能量流动的途径 与转化效率
一、农业生态系统能量流动的途径
二、农业生态系统的能量转化
三、农业生态系统的能量转化效率
四、农业生态系统人工辅助能的投入与转化效率
五、农业生态系统人工辅助能的合理投入与能流 方向的调控
一、农业生态系统能量流动的途径
1. 生态系统的能量流动途径
一、农业生态系统能量流动的途径
基本路径：
1. 有机物质内的化学能，沿着牧食食物链，通过取食关系被下一营养 级生物摄入体内，被转化为不同类型的生物质化学能。
2. 在能量转化过程中，每一营养级均有一部分生物质能以遗体、残体 及排泄物等形式直接进入腐生食物链，被分解或者降解。
3. 通过呼吸作用以热的形式释放到环境中。
农业生态系统还需要投入大量的人工辅助能量（artificial auxiliary energy），以提高食物链能量转化效率和系统的生产 力，满足人类的需要。
就一般生态系统而言，能量流动主要以绿色植物转化固定太阳能为贮 存在其有机体内的化学潜能，然后沿着食物链不同营养级流动，被进一步 转化为其他的有机体化学潜能以及伴随着的热能散失。由于生态系统中往 往存在由多条食物链交错构成的复杂食物网营养关系，捕食食物链、腐生 食物链，甚至寄生食物链同时存在。因此，生态系统的能量流动是沿着长 短不一的多条路径同时进行的 。
农业生态系统的初级生产主要包括农田、草地和林 地等的生产。
根据热力学第一定律，生态系统初级生产过程中的能量 平衡关系可表示为：
Q+q =α(Q+q) + 为太阳直射辐射量； q为太阳散射辐射量； α为辐射反射率； S为下垫面长波辐射和大气 长波辐射之和；
生态金字塔
第二节 农业生态系统能量流动的途径 与转化效率
一、农业生态系统能量流动的途径
二、农业生态系统的能量转化
三、农业生态系统的能量转化效率
四、农业生态系统人工辅助能的投入与转化效率
五、农业生态系统人工辅助能的合理投入与能流 方向的调控
一、农业生态系统能量流动的途径
1. 生态系统的能量流动途径
一、农业生态系统能量流动的途径
基本路径：
1. 有机物质内的化学能，沿着牧食食物链，通过取食关系被下一营养 级生物摄入体内，被转化为不同类型的生物质化学能。
2. 在能量转化过程中，每一营养级均有一部分生物质能以遗体、残体 及排泄物等形式直接进入腐生食物链，被分解或者降解。
3. 通过呼吸作用以热的形式释放到环境中。
农业生态系统还需要投入大量的人工辅助能量（artificial auxiliary energy），以提高食物链能量转化效率和系统的生产 力，满足人类的需要。
调查当地农田生态系统中的能量流动情况
6.人们通过什么方式来提高光能利用效率？
光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物通过光合作用 所产生的有机物中所含有的能量，与这块土地所接受的太阳 能的比。 合理密植。
7.怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造 沼气池，实现能量的多级利用。
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5 kg， 计算公式是(12+18)/12×2675， 这些葡萄糖储存的能量是1.07×108 kJ 计算公式是EG=MG×1.6×104；
生态农业是利用生态学的原理、系统工程的方法，遵 循自然规律建立起来的农业生产体系。
它的主要特点是结构协调，合理种养，全面发展，应 用现在技术，资源高效利用，内部良性循环，稳定持续发 展。如：桑基鱼塘生态系统、农作物秸秆利用生态系统等。
参考调查点：稻田生态系统
组成成分： （1） 非生物的物质和能量； （2） 生产者： 水稻、杂草、浮游植物等； （3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、 昆虫、鸟类等； （4）分解者：多种微生物。
调查当地农田生态系统中的能 量流动情况
பைடு நூலகம்
【调查】 调查当地农田生态系统中的能量流动情况
农田生态系统是人工建立的生态系统，其主要特点是人 的作用非常关键，人们种植的各种农作物是这一生态系统的 主要成员。
农田中的动植物种类较少，群落的结构单一。人们必须 不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动，才能够 使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。
这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107 kJ 计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×104；
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972×108 kJ
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对于热功转换可用下式表示：Q= U+W 式中 U 为系 统的内能内能变化；Q为系统吸收的热量；W为系统对外 所做的功 。
（一）食物链（food chain) 1.定义：生态系统中生物组分通过吃与被吃的关 系彼此连接起来的一个序列，组成一个整体犹 如一条链索一样，这种链索关系被称为食物链。 2.食物链理论 1942年美国生态学家林德曼（Lindeman)提出的， 基本涵义是：生态系统中绿色植物转化固定的 食物通过一系列取食与被取食关系，使生物成 员紧密联系起来的营养序列称为食物链。
第三章 农业生态系统的能量流动
内容提要
• 能量的基本形态与来源； • 食物链与食物网 • 农业生态系统能量流动与转化途径 • 农业生态系统能量转化的的基本原理 • 农业生态系统的能量生产 • 农业生态系统的辅助能 • 农业生产系统的能流与能值分析。
第一节农业生态系统能量流动的途径
一、农业生态系统能量的来源
人 工 辅 助 能
太阳能（主要能量来源占90%以上） 包括地热能、潮汐能、 风能、水能等
自然辅助能 对生态系统中食物链能
量转化与传递起辅助作 用的能量
人类通过各种生产活动投入到农 业生态系统中的人力、畜力、燃 料、电力、机械、化肥、农药等 强化和辅助生态系统中生物对太 阳能的固定、转化与流动的能量
二、食物用转化固定在植物体的化学能；由食物链转化 到动物体和微生物提中的化学能；动植物体被埋藏在地 壳经长期的地质作用所形成的化学能。 （3）热能
是一种广泛见于不同能量作功过程中的能量转化形式。
（二）生态系统的能量来源
农业 生态 系统 能量 来源
生态 系统 能量 来源
第二节能量流动与转化的基本定律
一、热力学第一定律——能量守恒定律 二、热力学第二定律——能量衰变定律 三、熵定律 （一）熵含义（二）熵变化（三）熵定律 四、普里（利）高律的耗散结构理论 （一）耗散结构（二）耗散结构理论 五、生态金字塔 （一）生态金字塔概念（二）生态金字塔类（三）生态 金字塔理论意义 六、林德曼效率定律与生态效率定律 （一）林德曼效率定律及意义（二）生态效率定律
二、食物链与食物网
（一）食物链 3.营养级 食物链上能量和物质被暂时储存和停留的 位置亦即每一种生物所处的位置（环节） 称为营养级。 植物 食草动物 一级食肉动物 二级食肉动物 顶级食肉动物
二、食物链与食物网
（一）食物链
4.食物链的类型
（1）捕食食物链亦即草牧食物链
起始端始于植物，经食草动物再到食肉动物这样一条以活得有机 体为能量来源的食物链类型。
1.能量
是物质具有作功的能力，能是物 质运动的量度，相应于不同的运 动形式，具有不同形态的能量。
（一）农业生态系统能量流动的
基本形态
2.能量的存在形式
根据是否作功，能量可分为潜能与动能两种 形式。
• 动能：是指正在作功的能量，与物体本身的 质量、运动速度和相对位置有关。其存在形 式有太阳能、风能、水能、潮汐能、化学能 与体能。
三、农业生态系统的能流途径
• 第三条路径：每一营养级的生物有机体在其 生命代谢的过程中均要进行呼吸作用，在这 个过程中，生物有机体中储存的化学潜能作 功，维持了生命的代谢，并驱动了生态系统 中物质流动和信息传递，生物化学潜能也转 化为热能散发于非生物环境中去。
• 第四条路径：在农业生态系统中，随着人类 从生态系统内取走大量的农畜产品，大量的 能量与物质流向系统外，形成了一股强大的 输出能流这是区别于自然生态系统的一条能 流途径。
（一）农业生态系统能量的基本形态 1. 能量；2. 能量的存在形式； 3. 生态系统中能量的 表现形式
（二）农业生态系统的能量来源 二、食物链与食物网 （一）食物链 1.定义；2.食物链理论；3.营养级；4.食物链的类型 （二）食物网 三、农业生态系统的能流途径
（一）农业生态系统能量流动的 基本形态
如 农田中的“水稻 蝗虫 青蛙”
（2）腐食食物链亦即残屑食物链
是指以死亡有机体或生物排泄物为能量来源，在微生物或原生动物 的参与下经腐烂分解将其还原为无机物并从中取得能量的食物链类 型。
（3）寄生食物链是以活的动植物有机体为能量来源，以寄生方式生 存的食物链。
如“十字花科蔬菜
小菜蛾幼虫
寄生蜂”
（4）混合食物链将以上3中食物链组合在一起所形成的既有捕食性 生物又有腐生性生物链甚至有寄生性生物的混合链。
一、热力学第一定律—能量守恒定律
能量守恒定律认为：能量可在不同的介质中被传递 ，在 不同的形式间被转换但能量既不能被创造也不能被消灭 即能量在转化的过程中是守恒的，只能按严格的热功当 量（J）比例由一种形式转变为另一种形式。
热量（Q）与机械功（W）之间是可以转化的，在转化的 过程中存在着确定的数量关系，即W=JQ、（J=4.2焦耳/ 卡）
• 第一条路径（主路径）：能量沿食物链各营 养级流动，每一营养级均将上一级转化而来 的部分能量固定在本营养级的生物体中，但 最终随着生物体的衰老死亡，经微生物分解 将全部能量释放到非生物环境中去。
• 第二条路径：在各个营养级中都有一部分死 亡的生物有机体以及排泄物或残留体进入到 腐食食物链，在分解者的作用下，这些复杂 的有机化合物被还原为简单的CO2、H2O和其他 无机物。有机物中的能量以热量的形式散发 于非生物环境中去。
• 潜能：静态能量，存在于物体内部的化学能 量，具有潜在的作功能力的能量。其存在形 式有化石能、生物化学能、运动能、潜在的 水能。
（一）农业生态系统能量流动的 基本形态
3.生态系统中能量的表现形式
（1）太阳能
是由太阳辐射出来的广谱电磁波所组成，当其未到达 物体表面后即开始作功而成为动能。 （2）生物化学能
如“稻草 牛 蚯蚓 鸡 猪 鱼”
（二）食物网
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与
被取食关系往往是相互交织在一起的，一种生 物常常以多种食物为生，而同一种食物又往往 被多种消费者取食，于是就形成了生态系统内 多条食物链相互交织，互相连接的“网络”这 种网络称为食物网。
如野生草 野鼠 野兔
猫头鹰
三、农业生态系统的能流途径
（一）食物链（food chain) 1.定义：生态系统中生物组分通过吃与被吃的关 系彼此连接起来的一个序列，组成一个整体犹 如一条链索一样，这种链索关系被称为食物链。 2.食物链理论 1942年美国生态学家林德曼（Lindeman)提出的， 基本涵义是：生态系统中绿色植物转化固定的 食物通过一系列取食与被取食关系，使生物成 员紧密联系起来的营养序列称为食物链。
第三章 农业生态系统的能量流动
内容提要
• 能量的基本形态与来源； • 食物链与食物网 • 农业生态系统能量流动与转化途径 • 农业生态系统能量转化的的基本原理 • 农业生态系统的能量生产 • 农业生态系统的辅助能 • 农业生产系统的能流与能值分析。
第一节农业生态系统能量流动的途径
一、农业生态系统能量的来源
人 工 辅 助 能
太阳能（主要能量来源占90%以上） 包括地热能、潮汐能、 风能、水能等
自然辅助能 对生态系统中食物链能
量转化与传递起辅助作 用的能量
人类通过各种生产活动投入到农 业生态系统中的人力、畜力、燃 料、电力、机械、化肥、农药等 强化和辅助生态系统中生物对太 阳能的固定、转化与流动的能量
二、食物用转化固定在植物体的化学能；由食物链转化 到动物体和微生物提中的化学能；动植物体被埋藏在地 壳经长期的地质作用所形成的化学能。 （3）热能
是一种广泛见于不同能量作功过程中的能量转化形式。
（二）生态系统的能量来源
农业 生态 系统 能量 来源
生态 系统 能量 来源
第二节能量流动与转化的基本定律
一、热力学第一定律——能量守恒定律 二、热力学第二定律——能量衰变定律 三、熵定律 （一）熵含义（二）熵变化（三）熵定律 四、普里（利）高律的耗散结构理论 （一）耗散结构（二）耗散结构理论 五、生态金字塔 （一）生态金字塔概念（二）生态金字塔类（三）生态 金字塔理论意义 六、林德曼效率定律与生态效率定律 （一）林德曼效率定律及意义（二）生态效率定律
二、食物链与食物网
（一）食物链 3.营养级 食物链上能量和物质被暂时储存和停留的 位置亦即每一种生物所处的位置（环节） 称为营养级。 植物 食草动物 一级食肉动物 二级食肉动物 顶级食肉动物
二、食物链与食物网
（一）食物链
4.食物链的类型
（1）捕食食物链亦即草牧食物链
起始端始于植物，经食草动物再到食肉动物这样一条以活得有机 体为能量来源的食物链类型。
1.能量
是物质具有作功的能力，能是物 质运动的量度，相应于不同的运 动形式，具有不同形态的能量。
（一）农业生态系统能量流动的
基本形态
2.能量的存在形式
根据是否作功，能量可分为潜能与动能两种 形式。
• 动能：是指正在作功的能量，与物体本身的 质量、运动速度和相对位置有关。其存在形 式有太阳能、风能、水能、潮汐能、化学能 与体能。
三、农业生态系统的能流途径
• 第三条路径：每一营养级的生物有机体在其 生命代谢的过程中均要进行呼吸作用，在这 个过程中，生物有机体中储存的化学潜能作 功，维持了生命的代谢，并驱动了生态系统 中物质流动和信息传递，生物化学潜能也转 化为热能散发于非生物环境中去。
• 第四条路径：在农业生态系统中，随着人类 从生态系统内取走大量的农畜产品，大量的 能量与物质流向系统外，形成了一股强大的 输出能流这是区别于自然生态系统的一条能 流途径。
（一）农业生态系统能量的基本形态 1. 能量；2. 能量的存在形式； 3. 生态系统中能量的 表现形式
（二）农业生态系统的能量来源 二、食物链与食物网 （一）食物链 1.定义；2.食物链理论；3.营养级；4.食物链的类型 （二）食物网 三、农业生态系统的能流途径
（一）农业生态系统能量流动的 基本形态
如 农田中的“水稻 蝗虫 青蛙”
（2）腐食食物链亦即残屑食物链
是指以死亡有机体或生物排泄物为能量来源，在微生物或原生动物 的参与下经腐烂分解将其还原为无机物并从中取得能量的食物链类 型。
（3）寄生食物链是以活的动植物有机体为能量来源，以寄生方式生 存的食物链。
如“十字花科蔬菜
小菜蛾幼虫
寄生蜂”
（4）混合食物链将以上3中食物链组合在一起所形成的既有捕食性 生物又有腐生性生物链甚至有寄生性生物的混合链。
一、热力学第一定律—能量守恒定律
能量守恒定律认为：能量可在不同的介质中被传递 ，在 不同的形式间被转换但能量既不能被创造也不能被消灭 即能量在转化的过程中是守恒的，只能按严格的热功当 量（J）比例由一种形式转变为另一种形式。
热量（Q）与机械功（W）之间是可以转化的，在转化的 过程中存在着确定的数量关系，即W=JQ、（J=4.2焦耳/ 卡）
• 第一条路径（主路径）：能量沿食物链各营 养级流动，每一营养级均将上一级转化而来 的部分能量固定在本营养级的生物体中，但 最终随着生物体的衰老死亡，经微生物分解 将全部能量释放到非生物环境中去。
• 第二条路径：在各个营养级中都有一部分死 亡的生物有机体以及排泄物或残留体进入到 腐食食物链，在分解者的作用下，这些复杂 的有机化合物被还原为简单的CO2、H2O和其他 无机物。有机物中的能量以热量的形式散发 于非生物环境中去。
• 潜能：静态能量，存在于物体内部的化学能 量，具有潜在的作功能力的能量。其存在形 式有化石能、生物化学能、运动能、潜在的 水能。
（一）农业生态系统能量流动的 基本形态
3.生态系统中能量的表现形式
（1）太阳能
是由太阳辐射出来的广谱电磁波所组成，当其未到达 物体表面后即开始作功而成为动能。 （2）生物化学能
如“稻草 牛 蚯蚓 鸡 猪 鱼”
（二）食物网
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与
被取食关系往往是相互交织在一起的，一种生 物常常以多种食物为生，而同一种食物又往往 被多种消费者取食，于是就形成了生态系统内 多条食物链相互交织，互相连接的“网络”这 种网络称为食物网。
如野生草 野鼠 野兔
猫头鹰
三、农业生态系统的能流途径