生态系统的基本功能.ppt

第二节 生态的基本功能 n一、生态效率 n二、生物生产 n三、生态系统的能量流动 n四生态系统的物质循环 n五生态系统的信息传递 一生态效率 n常用的几个能量参数 n（）摄取量 n（）同化量，初级生产量GP n（）呼吸量 n（）生产量，净初级生产量NP ； NP GP n营养级位之内的生态效率 n(1)同化效率植物固定的能量吸收的光能 动物吸收的能量动物摄食量 Ae=An/In (2)生长效率: 组织生长效率=n营养级净生产量/n营养级同化量 TGe=NPn/An 生态生长效率= n营养级净生产量/n营养级摄入量 EGe=NPn/In n3.营养级位之间的生态效率 n(1)消费效率和利用效率 n消费效率=(n+1)营养级摄入量/n营养级净生产量 Ce=In+1/NPn n利用效率=(n+1)营养级同化量/n营养级净生产量 Ue=An+1/NPn n(2)林德曼效率=(n+1)营养级同化量/n营养级净生产量 Le=An+1/An 1/10法则 二.生物生产 n1.生态系统的初级生产 n2.生态系统的次级生产 n3.生态系统的分解 1.生态系统的初级生产 n初级生产力：单位面积植 物初级生产者形成自身生 物量的速率。（J/m2d ）（t/hm2a) n总初级生产力(GP) ：植物 光合作用所固定的太阳能 的总量。 n净初级生产力(NP):总初级 生产力与呼吸消耗量（R） 的差值。 nNP=GP-R 2.生态系统的次级生产 n次级生产力：异养生物形成生 物量的速率。决定三个方面。 n利用率(CE)：一个营养级食物 摄入量In占上一营养级被食生 物可利用量Pn-1的百分比。 nCe= In/ Pn-1100% n同化率(AE)：吸收同化量An占 摄取食物量In的百分比。 nAe= An/ In100% n生产效率(Pe):新产生的生物量 (Pn=An-Rn)占被同化能量(An) 的百分比。 Pe=Pn/ An100% 次级生产 n1.次级生产依赖于初级生产，两者在生态系 统中成正相关关系； n在统一生态系统中次级生产力小于初级生 产力； n高一营养级的次级生产力小于低一营养级 的生产力，整个生态系统成营养金字塔。 n原因：一个营养级内有机物不是100可以 取食，相邻营养级之间取食率小于100， 同化率小于100，生产率小于100。 生物量 n单位：能量（J/m2）、 干有机物（t/hm2) n生物量：单位面积地面 的生物有机物的重量。 包括生、死有机物。 初级生产与次级生产 n影响初级生产力的主要因素： n1.光照 n2.温度 n3.水分 n4.土壤或养分 n初级生产力高的生态系统：沼泽地、河口 湾、珊瑚礁、红树林、耕地等。 生产力与生物量的关系 n每kg现存生物量每年可形成新生物量（kg） n1.森林平均0.042kg n2.其他陆地生态系统平均0.29kg n3.水体生态系统平均17.0kg n为什么水体的最大： n1.水体生物活细胞占比重大，都参与光合； n2.浮游植物生活周期短，更新快； 三、 生态 系统 的能 量流 动 光 热 传递与转换 能量流动的概念 n能量在生物与环境 之间、生物与生物 之间的传递与转换 过程。 生态系统能量流动分析 n生物量 n初级生产力 n次级生产力 思考 n不同生态系统的能量流动特征（生物量、 初级生产、第一营养级次级生产、第二营 养级次级生长等） n森林生态系统 n湿地生态系统 n草原生态系统 n水生生态系统 n海洋生态系统 能量流动的特点 n1.单向性 n2.开放性 n3.遵循热力学第一定律，能量守恒 n4.遵循热力学第二定律。能量转移和转换会 导致生态系统自由能流失而减少，部分被 用来做功，导致系统的负熵减少，无序性 增加。 四、生态系统的物质循环 n生物从环境（大气 圈、水圈、土壤岩 石圈）中获得的营 养元素，经过食物 链在生物之间流动 ，最后由分解者分 解回归于环境，部 分元素又可以重新 被植物吸收利用， 再次进入食物链， 如此反复。 太 阳 能 物质循环的类型按范围分类 n1.生物化学循环：营养元素在植物体内的在分配。 如根据生理功能需要、器官衰老死亡前转移（有 效成分损失可减少50以上）等。范围小，周期 短。 n2.生物地球化学循环：在生态系统内，以生物为 主体与环境之间进行的化学元素迅速交换，流速 快，周期短。 n3.地球化学循环：化学元素在不同生态系统之间 甚至整个生物圈内的循环。范围大、周期长。 n陆地生 态系统 的物质 循环模 式图 土壤圈 物质循环的类型按循环物质性质 n1.气相循环：如氧气、氮气、二氧化碳、水等，参 与循环的物质以气体的形式在大气中扩散，可以 被植物重新吸收利用。具有明显的全球性。 n2.沉积循环：通过岩石风化释放出来的元素如磷 、硫、钾等，被植物吸收利用转变为生态系统各 种生物的营养物质，分解后一部分留在土壤中， 一部分流入海洋并沉积。 n3.有毒污染物质循环：如重金属、农药等。伴随 着食物链的延伸，或浓度增大，或毒性加剧 生物放大作用。 n二 氧 化 碳 循 环 气 相 循 环 沉 积 循 环 n自然界固 氮的途径 及其氮的 循环 n高能固氮 n生物固氮 n氮 的 循 环 磷的来源及其循环 磷的蓄库及其循环 n磷的 循环 水循环 水循环 生物放大作用 n1.放射性锶：青草中浓度是土壤中21倍，吃 此青草的牛体内浓度为青草的700倍； n2.汞：水体1ug/L，海藻100 ug/L，鱼体1122 ug/L；并且部分转化为有机汞； n3.其他：DDT、六六粉等农药。 物质循环的生态学意义 n1.物质是能量的载体，物质循环是能量流动 的基础； n2.物质再生利用，提高生态系统生产能力； n3.减少物质流失，