生态系统中的能量流动

初级生产量的限制因素
陆地生态系统
辐射强度和日照时间:光强升高，光照时间长，提高产量 光合途径：光合作用途径的不同，直接影响初级生产力的高低 水：光合作用的原料，缺水显著抑制光合速率 温度：温度升高，总光合速率升高 营养元素 二氧化碳
辐射强度
Fig. Annual average solar radiation reaching the Earth’s surface.
Fire的影响
水域生态系统
光
P=R*C*3.7/k
P:浮游植物的净初级生产力，R： 相对光合率，k：光强度随水深 度而减弱的衰变系数，C：水中 的叶绿素含量
不同生态系统的初级生产力
地球上初级生产力的分布
不同生态系统类型的初级生产力不同 陆地比水域的初级生产力总量大 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低 生态系统的初级生产力随群落的演替而变化 水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化 初级生产力随季节变化
初级生产力的分布
生产力极低的区域:1000kcal/m2.yr或者更少
大部分海洋和荒漠;辽阔的海洋缺少营养物质，荒漠主要是缺水
中等生产力区域：1000-10000kcal/m2.yr
许多草地、沿海区域、深湖和一些农田
高生产力的区域：10000-20000kcal/m2.yr或者更多
大部分湿地生态系统、河口湾、泉水、珊瑚礁、热带雨林和精耕 细作的农田、冲积平原上的植物群落等
ห้องสมุดไป่ตู้
南极干谷
Fig. An Antarctic dry valley.
土壤水分蒸发
Fig. The rate of net primary production as a function of actual evapotranspiration measured in several grassland sites in the US.
玉米地
荒地
1.2% 15.1%
产比总 量值初 的为级
生 产 。，量 呼与 吸入 占射 总日 初光 级能 生的
Mendota湖
0.40% 22.30%
产比总
量值初
的为级
生
产
。
， 呼
量 与
吸入
占射
总日
初光
级能
生的
Cedar Bog湖
0.10% 21.00%
产比总
量值初
的为级
生
产
。
， 呼
量 与
吸入 占射 总日 初光 级能 生的
重表示 现存量：是指绿色植物初级生产量被植食动物取食及枯枝落叶掉落后
所剩下的存活部分 SC=GP-R-H-D
初级生产
地球上初级生产力的分布
不同生态系统类型的初级生产力不同 陆地比水域的初级生产力总量大 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低 生态系统的初级生产力随群落的演替而变化 水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化 初级生产力随季节变化
温度
营养元素
营养元素
This kind of analysis quantifies the relative limitation effects in a way that allows comparison across nutrients and habitats.
二氧化碳
Fire 刺激生长与繁殖
本章内容
生态系统中的初级生产 生态系统中的次级生产 生态系统中的分解 生态系统中的能量流动
生态系统中的初级生产
初级生产的基本概念 地球上初级生产力的分布 初级生产的生产效率 初级生产量的限制因素 初级生产量的测定方法
生产的基本概念
生产过程:
生产者通过光合作用合成复杂的有机物质，使植物的生物量(包括个 体数量和生长)增加
得到了额外的自然能量和营养物质 热带森林面积占5%，生产力占28% 水域、河口湾、海藻床和珊瑚礁等面积占0.4%，生产力占2.3% 赤道附近区域、北、南半球中温带
初级生产的生产效率
最适条件下的初级生产力
不同生态系统类型初级生产效率
生产效率=被固定的光能/入射光能
(1)玉米地 (2)荒地 (3)Mendota湖 (4)Cedar Bog湖
消费者摄食植物已经制造好的有机物质(包括直接的取食植物和间接 的取食食草动物和食肉动物)，通过消化、吸收在合成为自身所需的 有机物质，增加动物的生产量
初级生产：自养生物的生产过程，其提供的生产力为初级生产力 次级生产：异养生物再生产过程，提供的生产力为次级生产力
初级生产的基本概念
初级生产量:绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量称为初级生 产量，也称第一性生产量
NET PRIMARY PRODUCTIVITY
Average net primary productivity in grams of organic material per square meter per year of some terrestrial and aquatic ecosystems
地球上初级生产力的分布
不同生态系统类型的初级生产力不同 陆地比水域的初级生产力总量大 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低 生态系统的初级生产力随群落的演替而变化 水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化 初级生产力随季节变化
初级生产力随群落的演替而变化
淨初級生产量：初级生产过程植物固定的能量一部分被植物自己的呼 吸消耗掉，剩下的可用于植物的生长和生殖，这部分生产量成为淨初 級生产量(NP)
总初級生产量：初级生产过程植物固定的能量的总量 GP=NP+R 初级生产力：植物群落在一定空间一定时间内所生产的有机物质积累
的数量 生物量：是指某一时刻单位面积上积存的有机物质的量。以鲜重或干
C3、C3植物的光合速率
Fig. Photosynthetic rate as a function of light intensity in red oak, a C3 plant, and in pigweed, a C4 plant.
降水
Fig. Change in net productivity along a precipitation gradient.