农业生态学 8 能流.pptVIP

* 农业生态学(8) 耿宇鹏 gengyupeng@ 云南大学生态学与地植物学研究所 Oct 17, 2012 农业生态系统中的能流 能量流动的基本规律 自然生态系统的能流 农业的辅助能 农业初级和次级生产中的能流 石油农业的困境和出路 能量流动的基本规律 热力学第一定律（能量守恒） 在光合作用中，太阳能被转化为化学潜能与热能两种形式，但总量既没被创造，也没有被消灭。每固定1克分子CO2大约要吸收2.093×106 J的日光能，而光合产物中只有0.469×106 J的能量以化学潜能的形式被固定下来，其余的1.624×106 J的能量以热能的形式消耗在固定一克分子CO2时所做的功中。 热力学第二定律（熵增原理） 自然界的所有自发过程中，总有一些能量在转化过程中要变为不可利用的热能，所以任何能量的转化率都不可能达到100%。生态系统的能量流动是单向的不可逆的。 营养级间转化的效率（十分之一定律） 在生态系统中营养级之间的能量转化，大致十分之一转移到下一营养级，以组成生物量；十分之九被消耗掉，主要是消费者的呼吸和排泄。 自然生态系统的能流 太阳辐射能是自然生态系统能量的主要来源 进入生物圈的太阳能的耗散与分配 能量耗散形式 数量 反射 30 热能 46 蒸发作用（水循环） 23 风、浪、潮汐 0.2 光合作用 0.8 总计 100 能量金字塔 能量沿食物链传递过程中不断衰减，每一个营养级被净同化的部分都要大大地少于前一营养级，沿着营养级由低到高的顺序，其生物体所含能量一般呈现出基部宽，顶部尖的立体金字塔形，称为能量金字塔。 农业生态系统中的辅助能 除太阳辐射能外，对生态系统所补加的一切其他形式的能量统称辅助能。在自然生态系统中，辅助能的作用不明显，输入量小到可以忽略不计的程度。 在人工生态系统中，人类为了达到特定的目的，往往引入大量辅助能，包括人工输入的各种物化能（输入系统中的有机物质或无机物质所含能量）和动力能（使用有机或无机动力所直接消耗的能量）。 农业生态系统中辅助能 研究表明，农业生态系统辅助能输入量常常可达到整个系统能量输入总量的42.1%，甚至高的可达61.8%。 生态系统输入的能量 太阳能 辅助能 自然辅助能（潮汐、风、降雨、蒸发、水力、地热） 人工辅助能 工业辅助能 生物辅助能（劳力、畜力、有机肥、饲料、种子、生物质燃料等） 间接工业辅助能（化肥、农药、兽药、机具、农膜、农用设施） 直接工业辅助能（石油、煤、天然气、电） 农业辅助能的表现形式 机械化耕作 地下水灌溉 化肥、农药、种子、地膜 农业辅助能的作用 人工辅助能是人类调控农业生态系统的手段，其根本目的是提高作物产量与品质、提高劳动生产率。 从生态学角度看，辅助能主要是为了改善农业生产中的各类限制因子，提高农业生态系统的生产力。 农业八字宪法：土、肥、水、种、密（光）、保（害虫害草）、管（田间管理）、工（工具）、气 能量金字塔与饮食结构 亚洲人：以谷物为主 欧美人：食谱中的肉、蛋、奶占较高比例 18亿亩的耕地红线与种植结构 饮食结构能否调整？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *