六能量流动.ppt

生态系统中的能量输入、传递和散失的过程称为能量流动。 能量流动是逐级递减，单向流动的，只有10-20%的能量能够流入下一个营养级，营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多，所以大多数的食物链只有3到4个营养级 ，一般不超过5级。 第一节 能量流动的基本规律 一、能量的基本概念、形态与度量 1. 能量（energy），在物理学上指的是物质具有作功的能力。能是物质运动的量度。 一般把能分为两种存在形式：潜能和动能。潜能是静态能量，它是存在于物体内部的化学能量，具有作功的潜在能力，生态系统中有机物质的化学结合能是潜能的一种。动能则与物体本身的质量、运动速度和相对位置有关，动能是物理学上所主要讨论的能量形式。 2．形态：日光能、化学能、动能和热能 3．度量：卡或千卡（生态学上）、焦耳（农业工程上，为目前国际标准单位） 二、生态系统的能量来源 1. 太阳能：占 90% 以上 （山东德州太阳能，给世界的榜样。山东德州是世界上最大的太阳能热水器制造基地，每年向社会提供的太阳能热水器产品超过300万平方米，相当于节约54万吨标煤、减排134.6万吨二氧化碳。） 2. 自然辅助能：如 地热能、核能、潮汐能等占 1% 3. 人工辅助能：人畜力、燃料、电力、肥料、农药等。 （二）热力学第二定律 由于总有一部分能量散发为不能再利用的热能，能量从一种形态转变为另一种形态的效率，总不可能是百分之百。 耗散结构论（Dissipativity Structure Theory） 耗散结构论的创始人是比利时物理学家普利高津教授，他是布鲁塞尔学派的首领。1969年他在国际“理论物理与生物学会议”上，发表《结构、耗散和生命》一文，提出了这一理论，受到各国学者的重视。普利高律由于这一重大贡献，荣获1977年诺贝尔化学奖。 耗散结构论是近十几年来发展起来的一门研究非平衡态开放系统的结构和特征的新兴学科。目前这一理论已被应用于自然和社会研究的许多方面，并且取得了 一系列重要成果。耗散一词，原意是指开放系统与外界进行的物质、能量、信息的交换运动。耗散结构论探讨系统从无序转变为有序的条件、相干行为和机制，探讨耗散结构的形成和生长的动力学，研究怎样通过“涨落”的作用使系统有序化以及研究在什么情况下可以有效地运用耗散结构的概念和范畴。 耗散结构在客观世界中是普遍存在的。物理学中的激光就是耗散结构的典型，当外界输入的激发能量较低时，原子象在一般光源中那样独立无规律的发射光子，每个光子的频率和相位不同，整个系统处于无序状态；而当外界输入的激发能量达到某一临界值时，就会突然发出单色性的方向性很强的激光光束，使整个系统成为有序状态。生物和社会系统都是耗散结构，要吸收养料排出废物，不断进行新陈代谢才能生存；一个城市需要输入食品、燃料、日用品或各种原料，要输出产品和排掉废弃物，才能存在下去，保持稳定的高度组织化的有序结构。因此耗散结构论的理论和方法对于自然现象和人类社会、生态系统等等都能适用。 农业生态经济系统是典型的具有耗散结构的开放系统，其特征表现为，它不但有农业生态系统的物质和能量的输入和输出，还有很多作为商品的农副产品的输出和农药，农业生产工具的输入。农业生态经济系统的物质和能量的输入和输出状况，即系统的开放状况，是通过人类有目的的经济活动实现的，这就是说，农业生态经济系统的开放状况，在很大程度上取决于人类经济活动对农业生态经济系统的影响程度。 股市是一个耗散结构：在股市中做买卖本质上就是一种博弈，而且博弈的本质对象只有一个，那就是资金流向。不管是国家政策的变化、公司基本面的变化、主力资金的变化、还是股民估值观念的变化等等，最终落实到市场上就是涨和跌，就是资金流入和流出。股市是是政府、企业、主力、散户和海外热钱间的游戏。股市是涨是跌，取决于这五方力量的方向及大小。　 (四)能量流动的特征 1．能流是单向流动 2．能流是能量不断递减的过程 3. 能量流动的途径和渠道是食物链 (food chain)和食物网 (food web) 3.食物链加环的作用 （1）提高农业生态系统的稳定性 （2）提高农副产品的利用率 一般农作物只有20%-30%的主产品可供人类直接食用，而70%-80%则为农副产品。如果在其中加入新的食物链环节，这一部分副产品可供其它动物或菌类利用，并制造出更多的次级产品，为人类提供更多的食物，从而提高了农副产品的利用率和经济效益。小麦秸秆、棉籽皮养蘑菇。 （3）提高能量的利用率和转化率 生态系统中，食物链上下一个营养级只能部分地利用上一个营养级所贮存的有机质和能量，而总有一部分未被利用，适当增加新的生物组分则可提高物质和能量的利用率。如农业生产中的一级产品苜蓿，如果直接当肥料施入农田，只能利用其物质，而能量则被白白浪费。如用苜蓿饲养肉牛，