生态系统中能量流动.ppt

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1、第六章生态系统中能量流动生态系统中的能量流动一、生态系统中的初级生产1初级生产的基本概念初级生产量或第一性生产量（primaryproduction）植物所固定的太阳能或所制造的有机物质.净初级生产量（netprimaryproduction）总初级生产量（grossprimaryproduction）GP=NP+RNP=GP–R生产量:指单位时间单位面积上的有机物质生产量。生物量：指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质，单位是克干重/m2或J/m2。2地球上初级生产力的分布全球净初级生产力在沿地球纬度分布上有三个高峰，第一高峰接近与赤道，第二高峰出现在北半球的中温

2、带，而最小的第三高峰出现在南半球的中温带。海洋净初级生产力的季节变动是中等程度的，而陆地生产力的季节波动则明显的大，夏季比冬季平均高60%。生物圈主要生态系统的年和季节净初级生产力(单位1015g)海洋的陆地的季节的V-VI月10.915.7VII-I月13.018.0X-XII月12.311.5I-III月11.311.2生物地理的贫营养的11.0热带雨林17.8中营养的27.4落叶阔叶林1.5富营养的9.1针阔混交林3.1大型水生植物1.0常绿针叶林3.1落叶针叶林1.4稀树草原16.8多年生草地2.4阔叶灌木1.0苔原0.8荒漠0.5栽培田8.0总计48.556.4

3、我国陆地植被净初级生产力及其季节变化，根据遥感信息和地面气候资料的模型初步估计，年总净初级生产力约为2.645×109tC（孙睿、朱启疆，2000）。生态系统的初级生产量，还随群落的演替而变化。早期由于植物生物量很低，初级生产量不高。一般森林在叶面积指数达到4时，净初级生产量最高但当生态系统发育成熟或演替达到顶极时，虽然生物量接近最大，系统由于保持在一动态平衡中，净生产量反而最小。水体和陆地生态系统的生产量都有垂直变化。如森林，一般乔木层最高，灌木层次之，草被层更低，而地下部分反映了同样情况。水体也有类似的规律，不过水面由于阳光直射，生产量不是最高，最高的是深数m左右，并

4、随水的清晰度而变化。3，初级生产量的限制因素（1）陆地生态系统光、CO2、水和营养物质是初级生产量的基本资源，温度是影响光合效率的主要因素，而食草动物的捕食减少光合作用生物量。（2）水域生态系统淡水生态系统富养化（entrophication）N,P,C是造成湖泊富养化的主要营养物质，磷是植物生产量的主要限制因子。结果：硅藻、绿藻蓝绿藻蓝绿藻能成为优势浮游植物的原因：浮游动物和鱼不愿以蓝绿藻为食。很多蓝绿藻能固定大气中的氮，但氮缺乏时，它们便处于有利的竞争地位。CO2光温度O2海洋生态系统光：是限制海洋初级生产量的一个重要因子。1米深出，50%的光被吸收；20米深出，仅有

5、5—10%的光。浮游植物的净生产力的计算公式：其中：P为浮游植物的光合作用率（以每天每平方米海洋表面所固定的表示；R为入射光亮的相对光合作用率；K为每米深光的消退系数；C为每立方米海水所含叶绿素的克数。3.7是在光饱和的条件下，每克叶绿素每小时在光合作用中可固定3.7克碳。营养物质：K、P为主要限制因子，但却分布在深水层中。肥沃的土壤可含5%的有机质和0.5%的N，可生长50kg/m2（干重）；富饶的海水只有0.00005%的N，只能维持不足5g/m2（干重）的浮游植物的生存。4，初级生产量的测定方法（1）收获量测定法（2）氧气测定法（3）CO2测定法（4）放射性标记物测

6、定法（5）叶绿素测定法收获量测定法陆生定期收获植被，烘干至恒重以每年每平方米的干物质重量表示以其生物量的产出测定，但位于地下的生物量，难以测定地下的部分可以占有40%至85%的总生产量，因此不能省略氧气测定法通过氧气变化量测定总初级生产量1927年T.Garder,H.H.Gran用于测定海洋生态系统生产量从一定深度取自养生物的水样，分装在体积为125-300ml的白瓶(透光)、黑瓶(不透光)和对照瓶中对照瓶测定初始的溶氧量IB黑白瓶放置在取水样的深度，间隔一定时间取出，用化学滴定测定黑白瓶的的含氧量DB、LB计算呼吸量(IB-DB)，净生产量(LB-IB)，总生产量(L

7、B-DB)二氧化碳测定法用塑料罩将生物的一部分套住测定进入和抽出空气中的CO2透明罩：测定净初级生产量暗罩：测定呼吸量放射性标记物测定法用放射性14C測定其吸收量，即光合作用固定的碳量放射性14C以碳酸盐的形式提供，放入含有自然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过一定时间，滤出浮游植物，干燥后在计数器测定放射活性，然后计算：14CO2/CO2=14C6H12O6/C6H12O6确定光合作用固定的碳量需用“暗呼吸”作校正叶绿素测定法植物定期取样丙酮提取叶绿素分光光度计测定叶绿素浓度每单位叶绿素的光合作用是一定的，通过测定叶绿素的含