第六章 农业生态系统的能流.pptVIP

一、基本的能流定律 热力学第一定律——能量守恒定律 根据热力学第一定律可知： 热力学第二定律——能量衰变定律（能量效率与传递方向） 熵 熵增加原理 耗散结构 二、农业生态系统能量流动的途径 1.食物链（food chain ） 捕食食物链（Predator Chain） 腐生食物链（Saprophytric Food Chain） 寄生食物链（Parasitic Food Chain） 混合食物链 2.营养级(Trophic Levels) 3.食物网（Food Web） 4.生态效率Ecological Efficiency 十分之一定律 　 是Lindman在20世纪30年代末期对天然湖泊和实验室水族箱的研究中得到的，实际上是对食物链营养级之间能量传递效率的一个粗略定量的描述。十分之一定律（林德曼效率）指的是食物链营养级之间的能量传递效率大约平均为10%。 5.生态金字塔（Ecological Pyramid） 生态金字塔由三种基本类型 6.农业生态系统能流路径 第一条路径（主路径）：植物有机体被一级消费者（食草动物）取食消化，称为二级生产者，二级生产者又被称为二级消费者（食肉动物）所取食消化，称为三级生产者，还有四、五级生产者等。能量沿食物链各营养级流动。每一营养级都将上一级转化而来的部分能量固定在本营养级的生物有机体中，但最终随着生物体的衰老死亡，经微生物分解全部能量逸散归还于非生物环境。 第二条路径：在各个营养级中都有一部分死亡的生物有机体，以及排泄物或残留体进入到腐食食物链，在分解者（微生物）的作用下，这些复杂的有机化合物被还原为简单的CO2、H2O和无机物质。有机物质中的能量以热量的形式消散于非生物环境。 第三条路径：无论那一级生物 有机体在其生命代谢过程中都要进行呼吸作用，在这个第三条路径：无论那一级生物 有机体在其生命代谢过程中都要进行呼吸作用，在这个过程中生物有机体中存贮的化学潜能做功，维持了生物的代谢，并驱动了生态系统中物质流动和信息传递，生物化学潜能也转化为热能，消散于非生物环境中。 以上三条路径是所有生态系统能量流动的共同路径，对于开放的农业生态系统而言，能量流动的路径也更为多样。从能量来源上讲，除了太阳辐射能之外，还有大量的辅助能量的投入，人工辅助能的投入并不能直接转化为生物有机体内的化学潜能，大多数在做功之后以热能的形式散失，它们的作用是强化、扩大、提高生态系统能量流动的速率和转化率，间接地促进了生态系统的能量流动与转化。从能量的输入来看，随着人类从生态系统内取走大量的农畜产品，大量的能量与物质流向系统之外，形成了一股强大的输出能流，这是农业生态系统区别于自然生态系统的一条能流路径，也称为第四条能流路径 三、生态系统的能量生产 1.初级生产Primary Production 也称第一性生产，主要是指绿色植物进行光合作用积累能量的过程。 初级生产量 生态系统初级生产力 陆地自然生态系统的NPP（g/m2·a）一般在0-3500之间。四个级别： （1）2000-3000：高于标准值。热带森林、沼泽、湖泊、双季稻田、甘蔗田等。 （2）1000-2000：一般大多数陆地生态系统的标准值。温带森林、优质草地、高产农田等。 （3）250-1000：一般草原、干草原、疏林地、低产田。 （4）0-250：荒漠、冰原地带 2.次级生产（Secondary Production) 指初级生产以外的有机体生产，即消费者、分解者利用初级生产的有机物质进行同化作用，表现为自身的生长，繁殖和营养物质的储存。 次级生产力（secondary productivity） 在单位时间内，各种异养生物直接或间接消费绿色植物，制造或形成产品的数量。 Ps＝C－F－U－R 式中： 　　　ＰＳ为次级生产量 　　　Ｃ为消费量（在特定时间内被异养生物体　　　所采食的食物总量） Ｆ为排泄物或粪便（没有被有机体　　　 　　　同化的部分） 　 Ｕ为分泌物（同化后未被吸收而被　　　 　　　排出的物质，包括尿） R为呼吸量（包括同化了的食物通过转化 　　 成热或机械能，用以维持生命的那部分） 3、次级生产在农业生态系统中的作用和地位 转化农副产品，提高利用价值 生产动物蛋白质食品改善膳食组成 促进物质循环，增强生态系统功能，提高产品经济价值 5.提高农业生态系统生产力的途径 1)增加人工辅助能量　　提高初级生产力 增加辅助能投入可以改善农业生态系统的机能、提高初级生产力 提高辅助能利用效率是降低初级生产成本提高净生产力的关键之一 避免工业辅助能对环境资源、土壤性状的破坏，是充分利用辅助能增加初级生产力的重要方面 2)引进新品种，实行多