生态学：生态系统的能量流动.ppt

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1、第十章生态系统的能量流动§1生态系统的生物生产§2生态系统中的分解§3生态系统的能流过程§4生态系统能流分析7/30/20211§1生态系统的生物生产生物生产的基本概念生物生产生物量与生产量初级生产总初级生产与净初级生产影响初级生产的因素初级生产量的测定方法次级生产次级生产的基本特点次级生产量的测定方法7/30/20212生物生产生物生产：是生态系统重要功能之一。生态系统不断运转，生物有机体在能量代谢过程中，将能量、物质重新组合，形成新的产品的过程，称生态系统的生物生产。生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。生态系统中绿色植物通过

2、光合作用，吸收和固定太阳能，从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过程是生态系统能量贮存的基础阶段，因此，绿色植物的这种生产过程称为初级生产（primaryproduction），或第一性生产。初级生产以外的生态系统生产，即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身的物质，称为次级生产（secondaryproduction），或第二性生产。7/30/20213生物量和生产量生物量（biomass）:某一特定观察时刻，某一空间范围内，现有有机体的量，它可以用单位面积或体积的个体数量、重量（狭义的生物量）

3、或含能量来表示，因此它是一种现存量(standingcrop)。现存的数量以N表示，现在的生物量以B表示。现存生物量通常用平均每平方米生物体的干重(g·m-2)或平均每平方米生物体的热值来表示(J·m-2)。7/30/20214生产量(production):是在一定时间阶段中，某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中，生产量、生产力(productionrate)和生产率(productivity)视为同义语，有的则分别给予明确的定义。生物量和生产量是不同的概念，

4、前者到某一特定时刻为止，系统所积累下来的生产量，而后者是某一段生态时间内生态系统中积存的生物量。7/30/20215总初级生产与净初级生产初级生产过程可用下列方程式概述：光能6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2叶绿素总初级生产(grossprimaryproduction,GP)与净初级生产(netprimaryproduction,NP)：植物在单位面积、单位时间内，通过光合作用固定太阳能的量称为总初级生产(量)，常用的单位：J·m-2·a-1或gDW·m-2·a-1；植物总初级生产（量）减去呼吸作用消耗掉的（R），余下的有机物

5、质即为净初级生产（量）。二者之间的关系可表示如下：GP＝NP+R；NP＝GP－R7/30/20216初级生产7/30/20217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7/30/20218不同生态系统的初级生产力NETPRIMARYPRODUCTIVITY初级生产力随群落的演替而变化Averagenetprima

6、ryproductivityingramsoforganicmaterialpersquaremeterperyearofsometerrestrialandaquaticecosystems7/30/20219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

7、雨林和精耕细作的农田、冲积平原上的植物群落等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7/30/202110初级生产的生产效率7/30/202111不同生态系统类型初级生产效率生产效率=被固定的光能/入射光能玉米地7/30/202112荒地总初级生产量与入射日光能的比值为1.2%，呼吸占总初级生产量的15.1%。7/30/202113Mendota湖总初级生产量与入射日光能的比值为0.40%，呼吸占总初级生产量的22.30

8、%。7/30/202114CedarBog湖总初级生产量与入射日光能的比值为0.10%，呼吸占总初级生产量的21.00%。7/30/202115影响初级生产的因素NPRCO2光H2O营养取食O2＋温度陆地生态系统中，初级