能量流动课件.ppt

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1、第六章生态系统中的能量流动第一节能量流动的基本原理第二节能量流动的渠道第三节能量流动的过程第四节能流模型（自学）第五节能流与生态系统生产力Energyflowsinecosystem食物链(FoodChain)食物网(Foodweb)人工辅助能(ArtificialAuxiliaryEnergy)生态效率(EcologicalEfficiency)生态金字塔(Ecologicalpyramid)熵(Entropy)能值(Energy)本章提要概念与术语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

2、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；●基本内容4.生态系统能量转化的基本原理：热力学的3个基本定律、林德曼效率和生态效率定律；5.生态系统的辅助能：人工辅助能的类型、作用及其产投效率；6.生产系统的能流、能值分析。基本内容本章着重讨论能量在生态系统中的转化、流动特点，所遵循的规律、分析能量在生态系统的流通途径及在不同环节的损耗，分析不同生态系统的能量效率及生产力,使大家树立能量观，了解提高能流效率

3、的途径和方法等.1.生态系统能量传递途径与转化的实质2.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.生态系统能量分析与调控途径重要问题第一节能量流动的基本原理能量的概念、形式及转化生态系统的能源热力学第一定律热力学第二定律序、熵与耗散结构Principleoftheenergyflow一、能量的概念、形式及转化1.能量的概念能量是衡量物质存在和运动变化的量度，是物理学中一个重要的基本概念。经典力学的定义：是指物体作功能力的量度。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

4、对外界作了功，体内的化学能减少。Conceptformandtransformationofenergy物理学认为，能量是系统状态的函数，它的增量等于“外界对系统所作功的总和”。这是能量的普遍定义。若物体的位置、速度、温度等状态改变了，能量也随之改变。因此，不同生态系统的组分、结构不同，其能量特征也不同；同一生态系统不同的发展演替阶段，能量特征也不同。对生态系统能量变化规律进行研究，能从本质上认识生态系统，并对其进行合理的调控。2.能量的形式及转化能量的形式多种多样，各种形式可以相互转化。能量(Energy)作为一种做功的动力，根据是否做功，划分为:动

5、能、潜能两种形式.动能(DynamicEnergy)动能是正在做功的能量.动能存在的形式很多:太阳光能;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。潜能(potentialEnergy)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。各能量存在的形式可以自发地或在外力的作用下相互转化。太阳辐射热能植物呼吸动物呼吸动物运动动物登高动物发声动物发光动物放电热能有机物

6、化学能动能势能声能光能电能有机物化学能生态系统中的能量形式及相互转化能量转化的一般形式二、生态系统的能源地球生态系统的能量90%以上来自于日光能，另外不足10%是来自于地热能、潮汐能、风能、水能等。太阳辐射到达大气层后1.太阳辐射能Energysourcesinecosystem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.约50%的可见光(0.4—0.7μm)约43%的红外线（>0.7

7、6μm）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。太阳辐射2.人工辅助能ArtificialAuxiliaryEnergy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。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。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。三、热力学第一定律—能量守恒定律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

8、。在热功转换过程中可用下列公式表示：Q=△U+W式中：Q为系统吸收的能量；△U为系统的内能变化