六生态系统的能量流动.ppt

第六章 生态系统的能量流动 第一节 生态系统能量流动的基本规律 第二节 生态系统能流过程与能流分析 第三节 生态系统的生物生产 第一节 生态系统能量流动的基本规律 一生态系统的能量来源 一生态系统的能量来源 1.太阳能：占 99% 以上 2.自然辅助能 (natural a uxiliary energy ) ：如 地热能、潮汐能、核能等占 1% 3. 人工辅助能 (artificial auxiliary energy) ：人畜 力、燃料、电力、肥料、农药等农业生态景观 与农业生态系统的水平结构 生态系统辅助能 二 能量流动的基本定律 能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。生态系统是一个热力学系统，生态系统中能量的传递、转换遵循热力学的两条定律： 第一定律：能量守恒定律，能量可由一种形式转化为其他形式的能量，能量既不能消灭，又不能凭空创造。 第二定律：熵律，任何形式的能（除了热）转化到另一种形式能的自发转换中，不可能100％被利用，总有一些能量作为热的形式被耗散出去，熵就增加了。 第二节 生态系统能流过程与能流分析 生态系统中能量流动的途径 1 食物链（食物网）是生态系统能量流动的渠道。 牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。 2 能量流动以食物链作为主线，将绿色植物与消费者之间进行能量代谢的过程有机地联系起来。 3 牧食食物链的每一个环节上都有一定的新陈代谢产物进入到腐屑食物链中，从而把两类主要的食物链联系起来。 4 能量在各营养级之间的数量关系可用生态金字塔表示。 生态锥体(Charles Elton,1927) 生态锥体（ecological pyramid）: 能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量由低到高用图型表示，就成为一个金字塔形，称能量锥体或能量金字塔。同样如果以生物量或个体数目来表示，可能得到生物量锥体（pyramid of energy）和数量锥体（pyramid of number） 。三类锥体合称为生态锥体。 生态系统的能流过程 个体水平的能流过程 在植物或动物的个体能流中，太阳辐射能或食物作为能源分别被动物或植物通过取食或吸收使能量进入有机体，其间伴随着辐射能的损耗及植物蒸腾耗热和动物体表水分蒸发的能量损耗。 生态系统水平的能流过程 进入生态系统的能量在这食物链之间被逐级利用，其间有一部分太阳能被反射、散射而离开了生态系统，有一部分经呼吸作用以热能的形式离开了系统，还有一部分以产品的形式输出。 生态系统中的能量流动 对生态系统中的能量流动进行研究可以在种群、食物链和生态系统三个层次上进行。 生态系统能量流动过程 一个普适的生态系统能流模型(Odum, 1959) 生态系统能量流动特点 能流在生态系统中和在物理系统中不同，在生态系统中是变动的。 能量是单向流 能量在生态系统内流动的过程是不断递减的过程 能量在流动中质量逐渐提高 林德曼的十分之一定律能量沿食物链流动时,能量越来越小,通常后一营养级所获得的能量大约为前一营养级的能量的10%. 能量流动的生态效率 生态效率（ecological efficiencies）: 是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。最重要的生态效率(Kozlovsky,1969)有同化效率、生长效率、消费或利用效率、林德曼效率。 同化效率(assimilation efficiency,AE): 衡量生态系统中有机体或营养级利用能量和食物的效率。AE=An/In, An为植物固定的能量或动物吸收同化的食物，In为植物吸收的能或动物摄取的食物。 生长效率(growth efficiency, GE) : 同一个营养级的净生产量（Pn）与同化量（An）的比值。GE＝Pn／An。 消费或利用效率(comsumption efficiency,CE) : 一个营养级对前一个营养级的相对摄取量。CE＝ In＋1／Pn， In＋1为n＋1营养级的摄取量， Pn为n营养级的净生产量。 食物链层次上的能流分析 一个牧食食物链的能流分析 生态系统层次上的能流分析 一个人工林生态系统的能流分析 研究能量流动特点的意义 研究能量流动特点的目的就是帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 举例说明其意义 第三节 生态系统的生物生产 生物生产：是生态系统重要功能之一。生态系统不断运转，生物有机体在能量代谢过程中，将能量、物质重新组合，形成新的产品的过程，称生态系统的生物生产。生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。 生态系统中绿色植物通过光合作用，吸收和固定太阳能，从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过程是生态系统能量贮存的基础