植物生态学生态系统3生物生产和能量流动.pptVIP

生态系统生态学 第12章: 生态系统的能量流动 主要内容 生态系统中的初级生产 生态系统中的次级生产 生态系统中的分解 生态系统中的能流分析 生态系统中的信息传递 §1.生态系统的初级生产 初级生产 初级生产：自养生物的生产过程，其提供的生产力为初级生产力。 初级生产的基本概念 初级生产量(primary production)： 生态系统中绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量称为初级生产量，也称第一性生产。 净初级生产量(net primary production) ： 在初级生产过程中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物的生长和生殖，这部分生产量称净初级生产量。 总初级生产量(gross primary production)： GP=NP+R(呼吸) 初级生产力 初級生产力(primary productivity)： 植物群落在一定空间一定时间内所生产的有机物质积累的速率称为生产率，或生产力。 生物量(biomass): 是指某一时刻调查时单位面积上积存的有机物质，以鲜重或干重表示。 现存量(standing crop)： 是指绿色植物初级生产量被植食动物取食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分。 全球初级生产力分布特点 全球初级生产力等级 全球初级生产量可划分为三个等级： 生产量极低的区域。生产量1000大卡/m2.yr或者更少。大部分海洋和荒漠属于这类区域。辽阔的海洋缺少营养物质，荒漠主要是缺水。 中等生产量区域。生产量为1000-10000大卡/m2.yr。许多草地、沿海区域、深湖和一些农田属于这类区域。这些地区的生产量居于中等水平。 高生产量的区域。生产量大约为10000-20000大卡/m2.yr或者更多。大部分湿地生态系统、河口湾、泉水、珊瑚礁、热带雨林和精耕细作的农田、冲积平原上的植物群落等属于这类区域。 全球生态系统类型的分布 全球陆地的植被指数 全球初级生产量的计算模型 Miami模型： T年均温 R年降水 Thornthwaite 纪念模型： E实际蒸散量 Chikugo模型： RDI辐射干燥度 Rn陆地表面获得的净辐射 陆地生态系统的净初级生产量的影响因素 初级生产量的测定方法 收获量测定法 定期收获植被，烘干至恒重，然后以每年每平方米的干物质重量表示。 氧气测定法——黑白瓶法 通过氧气变化量测定初级生产量，黑瓶、对照瓶、白瓶。 二氧化碳测定法 通过二氧化碳变化量测定初级生产量，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 放射性元素以碳酸盐的形式，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，确定光合作用固定的碳量。 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量计算取样面积的初级生产量。 陆地生态系统类型的净第一性生产力和生物量 初级生产的生产效率 日光利用效率 §2.生态系统的次级生产 次级生产 次级生产：消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成自身的物质，称为次级生产，亦称第二性生产。 蜘蛛种群的次级生产 生态系统中的次级生产过程 P=C-FU-R P：净次级生产量 C：动物从外界摄食的能量 FU：排泄物 R：呼吸能量 次级生产的生态效率 消费效率：食草动物对植物净生产量的利用 植物种群增长率高，世代短，更新快，被利用的百分比高； 草本植物维管束少，能提供较多的净初级生产量； 浮游动物利用的净初级生产量比例最高。 同化效率 草食、碎食动物同化效率低，肉食动物高。 生产效率 不同动物类群有不同的生长效率，无脊椎动物生产效率较高。 一个线性食物链的各营养级间的能量流 §3.生态效率 回顾 营养级间的物质传递——DDT 生态效率的概念和类型 生态效率 营养级内和营养级间的能量传递效率 生态效率类型 同化效率 生产效率 消费效率 林德曼效率 生态效率的计算参数 摄取量(I)：表示各生物所摄取的能量。 同化量(A)：动物消化道内被吸收的能量，即消费者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日光能。 净生产量(P)：生物呼吸消耗后所净剩的同化能量值。 呼吸量(R)：生物在呼吸等新陈代谢和各种活动所消耗的全部能量。 同化效率 (Assimilation efficiency) 生产效率(Production efficiency) 生产效率Pe 形成新生物量的能量占同化能量的百分比 Pe=Pn/An 营养级越高，生长效率越低。植物的生长效率动物。 植物将光合能量大约40%呼吸，60%生长，肉食动物同化能量大约65%用于呼吸，35%用于生长。哺乳动物呼吸消耗的能量最多，大约占同化量的97-