基础生态学42教案分析.doc

第12章 生态系统中的能量流动 一、生态系统中的初级生产 1、初级生产量和生物量的基本概念 总初级生产量（GP）、呼吸消耗的能量（R）、净初级生产量（NP）之间的关系： GP=R + NP NP=GP – R → 供生长、生殖之需—动物和人可以利用的能量 初级生产量通常是用每年每平方米所生产的有机物质干重（g／m2·a）或每年每平方米所固定能量值（J／m2·a）表示 生物量的概念 生物量：在某一特定时刻调查时，生态系统单位面积内所积存的这些活有机质就叫生物量。 生物量实际上就是净生产量的累积量，某一时刻的生物量就是在此时刻以前生态系统所累积下来的活有机质总量。 生产量含有速率的概念，是指单位时间单位面积上的有机物质生产量， 而生物量是指在某一特定时刻调查时单位面积上积存的有机物质。 2、地球上初级生产力的分布 陆地上湿地（沼泽和盐沼）生产量最高， ≥2500g/m2 海洋中藻类和珊瑚礁生产量最高， ≥2000g/m2 净初级生产力纬度分布前三名： 赤道附近；北半球的中温带；南半球的中温带 陆地季节波动大：夏季＞冬季 垂直变化：乔木层＞灌木层 ＞草被层 3、初级生产量的限制因素 1，陆地生态系统 ——水、温度、营养物质 2，水域生态系统 ——营养物质、光和食草动物的捕食 二、生态系统的次级生产 1，次级生产的一般过程模型 2，动物种群的能量收支公式 P = C – FU – R C代表动物从外界摄食的能量，A被同化的能量；FU代表排泄的能量；P净生产量；R呼吸能量。 3，次级生产的生态效率 消费效率：世代周期短高于世代周期长的 草本植物、浮游生物世代短，更新快，消费效率高 同化效率：肉食动物的高于植食动物， 净生长效率： 营养级越高，净生长效率越低。 植食动物肉食动物； 植物动物 生产效率：无脊椎动物外温性脊椎动物内温性脊椎动物 林德曼定律 林德曼定律（十分之一定律）：能量沿营养级的移动时，逐级变小，后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右。 三、生态系统中的分解 1，分解过程的性质 概念： 死有机物质的逐步降解过程 性质:将有机物还原为无机物、释放能量 分解的生态意义 建立和维持全球生态系统的动态平衡 通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生产者提供营养物质 维持大气中CO2浓度 稳定和提高土壤有机质的含量，为碎屑食物链以后各级生物生产食物 改善土壤物理性状 分解作用的三个过程 碎化：把尸体分解为颗粒状的碎屑 异化：有机物在酶的作用下，进行生物化学的分解 从聚合体变成单体(如纤维素降解为葡萄糖) 进而成为矿物成分(如葡萄糖降为CO2和H2O) 淋溶：可溶性物质被水淋洗出，完全是物理过程? 影响分解过程的因素 分解者生物 待分解资源质量 分解时的理化环境 2，分解者生物 （1） 细菌、真菌： 分解过程的开始 生长型：群体生长——酵母、细菌（繁殖、扩散） 丝状生长——真菌、放线菌（穿透） 营养方式：（节能） 分解细胞外酶——催化分解底物——再吸收 （2）动物 A，陆地生态系统 分解者主要是食碎屑的无脊椎动物 小型：100μm以下，不能碎裂枯枝落叶，属粘附类型 中型：100μm-2mm，调节微生物种群的大小和处理和加工大型动物粪便 大型和巨型：2mm-20mm, 碎裂植物残叶和翻动土壤,对分解和土壤结构有明显影响 B，水生生态系统 动物的分解过程分为搜集、刮取、粉碎、取食或捕食等几个环节 碎裂者：以落入河流中的树叶为食 颗粒状有机物质搜集者：一类从沉积物中搜集；另一类从水体中滤食有机颗粒 刮食者：其口器适应在石砾表面刮取藻类和死有机物 以藻类为食的食草性动物： 捕食动物：以其他物脊椎动物为食 3. 资源质量 物理、化学性质影响分解速率 物理性质：表面特性和机械结构 化学性质：随其化学组成而不同 单糖半纤维纤维素木质素 C:N 最适的C：N = 25-30：1 4 ，理化环境对分解的影响 水热条件 温度高、湿度大的地带，有机质分解速率高 低温干燥地带，分解速率低 分解速度随纬度增高而降低 分解生物的相对作用 无脊动物在地球上的分布随纬度的变化呈现地带性的变化规律 低纬度热带地区起作用的主要是大型土壤动物，其分解作用明显高于温带和寒带 高纬度寒温带和冻原地区多为中、小型动物，它们对物质分解起的作用很小 分解指数 K=I/X K：分解指数，I