农业生态系统的能量流ppt课件.ppt

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1、第六章农业生态系统的能量流第一节能量流动的基本规律第二节初级生产的能量转化第三节次级生产的能量转化第四节生态系统中的辅助能第五节生态系统的能量关系1第一节能量流动的基本规律2二、能量流动的基本过程能源---流动中转换---流出1）能量来源：太阳能和辅助能2）能量流动的基本途径31）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：红外线（>0.76u占43%）主要产生热效应，形成农业生态系统的自然热环境。紫外线（<0.4u占7%实达1%）主要产生消毒灭菌的生物学效应。

2、可见光（0.4-0.76u占50%)由七色光组成，除绿光外，都是光合作用的有效辐射，是农业生态系统最根本的能源。41）能量来源---辅助能辅助能即是指除太阳能外，对农业生态系统所补加的一切其它形式能量的总称。其占系统总输入能量的比例依农业生产水平而定，如我国目前约为30-60%。其作用主要有三：其一是维持部分农业生物的生命；其二是改善农业生物的生活环境；其三是改变各种生物间的比例关系。根据来源可将其分为自然辅助能人工辅助能5自然辅助能自然辅助能即是指自然存在的辅助能。如风能，潮汐能，水势能等。6人工辅助能人工辅助能即是指为了达到特定目的

3、而人为向农业生态系统补充的能量总称。根据性质不同，它可进一步分为生物辅助能和工业辅助能两类，其中：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。7能源及类型8人工辅助能提高农业生态系统生产力的原因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。9工业辅助能的使用

4、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。10能量流动路径即是指农业生态系统中能量流动的渠道。总体来讲，农业生态系统能量流动的主渠道是食物链和食物网。具体有三条基本流径：其一是太阳能路径其二是有机能路径其三是无机能路径2）能量流动的基本途径11其一是太阳能路径：热离散或微生物其二是有机能路径：热离散或微生物其三是无机能路径：无机能做功热离散有机能新生种养生物体产品输出呼吸太阳能植物动物产品输出呼吸呼吸能量流动的基本途径12三、能量流动的基本定律1）热力学第一定律---能量守

5、恒：能量可以在不同介质中传递，也可以在不同形式间转换，但在所有这些过程中能量保持恒定，既不能创生，也不会消灭。132个例子：1）2）142）热力学第二定律---能量效率和能流方向定律自然界的所有自发过程，能量的代替均有一定的方向，而且任何的能量转换，其效率不可能达到100%。要点：能量传递有一定的方向，是不可逆的。能量转化过程中存在着衰变现象，必然有能量的耗散。为了判断能量流动的方向和限度，用自由能和熵两个概念来描述。15自由能：系统总能中用来作功的能量。熵系统总能中不能用来作功的能量，是系统无序性的量度。在封闭的系统中，自发过程总是向

6、自由能减少、熵值增加的方向进行。1617热力学两个定律18四、热力学定律在农业生态系统中的应用1.根据热力学第一定律，可以对农业生态系统的能量流进行定量研究。2.在农生态系统能量流中，只有少部分转化成有机形态的化学潜能储存起来，大部分转化成热能而耗散。人们应该尽量减少能量的无谓消耗，提高能量的转化效率。3.能量流的流动方向是不可逆的，能量只能称为转化或转移，而不能是循环。4.为了维持农业生态系统的稳定，应不断的向系统输入能量，减少熵。19第二节初级生产的能量转化初级生产/第一性生产是指自养生物利用无机环境中的能量进行同化作用，在生态系统

7、中首次把环境的能量转化成有机体化学能，并贮存起来的过程。20初级生产力：初级生产积累能量和物质的速率，也叫第一性生产力。以每年每平方米合成的干物质克数火积累的能量千卡数表示。g/m2.a或kal/m2.a一、初级生产中的能量平衡关系2122二、初级生产的能量效率与生产力比较1、不同种类的植物光合能力差异很大；2、C3、C4、CAM植物光合能力差异很大；3、同种植物的不同生态型品种产量差异很大；4、同种植物的不同群体结构能量利用率差异较大；5、地球上生态系统初级生产量分布不均。23三、地球主要生态系统的生产力（一）241.陆地比水域的初级

8、生产量大陆地生态系统约占地球表面1/3，而初级生产量约占全球的2/3。主要原因是占海洋面积最大的大洋区缺乏营养物质，其生产力很低，平均仅125g/m2.yr，有“海洋荒漠之称”。25Averagenetpr