第8章-草地生态系统的第二性生产

1、生态系统的第二性生产生态系统的第二性生产次级生产量的生产过程次级生产量的生产过程o净初级生产量净初级生产量 是生产者以上各营养级所需是生产者以上各营养级所需能量的唯一来源能量的唯一来源n 从理论上讲，净初级生产量可以全部被异养生从理论上讲，净初级生产量可以全部被异养生物所利用，转化为次级生产物所利用，转化为次级生产n 实际上，任何一个生态系统中的净初级生产量实际上，任何一个生态系统中的净初级生产量都可能流失到这个生态系统中以外的地方去都可能流失到这个生态系统中以外的地方去n 对动物来说，初级生产量或因得不到，或因不对动物来说，初级生产量或因得不到，或因不可食，或因动物种群密度低等原因，总是有相

2、可食，或因动物种群密度低等原因，总是有相当一部分不能被利用当一部分不能被利用n 即使是被动物吃进体内的植物，也还有一部分即使是被动物吃进体内的植物，也还有一部分会通过动物的消化道被原封不动地排出体外会通过动物的消化道被原封不动地排出体外o 例如：蝗虫只能消化它们所吃进食物的例如：蝗虫只能消化它们所吃进食物的3030，其余，其余7070将以粪便形式排出体外，给腐食动物和分解者将以粪便形式排出体外，给腐食动物和分解者n 在被同化的能量中，有一部分用于动物的呼吸在被同化的能量中，有一部分用于动物的呼吸代谢和生命维持，这一部分最终将以热的形式代谢和生命维持，这一部分最终将以热的形式耗散掉耗散掉n 剩下

3、的一部分才能用于动物各器官组织的生长剩下的一部分才能用于动物各器官组织的生长和繁殖新的个体，这就是我们所说的次级生产和繁殖新的个体，这就是我们所说的次级生产量量n 当一个种群出生率最高和个体生长速度最快的当一个种群出生率最高和个体生长速度最快的时候，也就是这个种群次级生产量最高的时候，时候，也就是这个种群次级生产量最高的时候，这时候往往也是自然界初级生产量最高的时候这时候往往也是自然界初级生产量最高的时候n 这种情况不是巧合，而是自然选择长期起作用这种情况不是巧合，而是自然选择长期起作用的结果，因为次级生产量是靠初级生产量而得的结果，因为次级生产量是靠初级生产量而得到的到的次级生产的一般过程图

4、解次级生产的一般过程图解食物种群食物种群动物得到的动物得到的动物未得到的动物未得到的动物吃进的动物吃进的动物未吃进的动物未吃进的未同化的未同化的被同化的被同化的呼吸代谢呼吸代谢次级生产量次级生产量未被取食未被取食被更高营养级取食被更高营养级取食o 上述图解是一个普适模型，它可应用于任何上述图解是一个普适模型，它可应用于任何一种动物，包括植食动物和肉食动物一种动物，包括植食动物和肉食动物n 对植食动物来说，食物种群是指植物（初级生对植食动物来说，食物种群是指植物（初级生产量）产量）n 对肉食动物来说，食物种群是指动物（次级生对肉食动物来说，食物种群是指动物（次级生产量）产量）o 对一个动物种群来

5、说，其能量收支情况可以对一个动物种群来说，其能量收支情况可以用下列公式来表示用下列公式来表示C=A+FUn C C：代表动物从外界摄取的能量，：代表动物从外界摄取的能量，A A：代表被同：代表被同化的能量，化的能量，FUFU：代表以粪、尿形式损失的能量：代表以粪、尿形式损失的能量A=P+Rn P P：代表次级生产量，：代表次级生产量，R R：代表呼吸过程中的能：代表呼吸过程中的能量损失量损失P=C-FU-Rn 次级生产量等于动物吃进的能量减掉粪尿所含次级生产量等于动物吃进的能量减掉粪尿所含的能量，再减掉呼吸代谢过程中的能量损失的能量，再减掉呼吸代谢过程中的能量损失例：春季地栖蜘蛛种群例：春季地

6、栖蜘蛛种群草地生态系统的第二性生产草地生态系统的第二性生产o 概念：草地异养生物利用第一性生产的产品，概念：草地异养生物利用第一性生产的产品，形成动物有机物质的过程。形成动物有机物质的过程。n 第二性生产是一个复杂的过程，为了方便叙述，第二性生产是一个复杂的过程，为了方便叙述，分为分为 农业第二性生产农业第二性生产 和和非农业第二性生产非农业第二性生产o 农业动物农业动物o 非农业动物（野生物动物）非农业动物（野生物动物）o 反刍动物与第二性生产反刍动物与第二性生产n 草地生态系统中的反刍动物包括反刍家畜（农草地生态系统中的反刍动物包括反刍家畜（农业动物）和野生反刍动物（非农业动物，如黄业动物

7、）和野生反刍动物（非农业动物，如黄羊、野牛等）羊、野牛等）n 反刍动物在草地生态系统中有较重要的作用反刍动物在草地生态系统中有较重要的作用o 复胃（网胃、瘤胃、瓣胃、皱胃）复胃（网胃、瘤胃、瓣胃、皱胃）n 瘤胃内繁殖这大量的细菌和原生动物，使得发瘤胃内繁殖这大量的细菌和原生动物，使得发酵得以加强酵得以加强o 进入瘤胃的可消化干物质中，大约有进入瘤胃的可消化干物质中，大约有7070由这些微由这些微生物转化为可溶性化合物和气体化合物，部分被吸生物转化为可溶性化合物和气体化合物，部分被吸收，部分随嗳气而丢失收，部分随嗳气而丢失n 复胃的特殊功能，复胃的特殊功能， 使反刍动物具有能较好地消使反刍动物具

8、有能较好地消化纤维性饲料的能力（初级产品化纤维性饲料的能力（初级产品动物产品）动物产品）o 反刍动物的营养需要反刍动物的营养需要n 水、矿物质、一定的维生素、蛋白质及能量水、矿物质、一定的维生素、蛋白质及能量o 水对反刍动物是重要的，其中幼畜体内含水对反刍动物是重要的，其中幼畜体内含75758080的水分，成年育肥时仅含的水分，成年育肥时仅含5050的水的水o 反刍动物需要的维生素较多，其中复合维生素反刍动物需要的维生素较多，其中复合维生素B B在在具备必须原料的条件下，由瘤胃内的细菌合成；当具备必须原料的条件下，由瘤胃内的细菌合成；当食物中缺少钴时，会引起维生素食物中缺少钴时，会引起维生素B

9、 B1212的缺乏的缺乏n 就主要成分蛋白质和能量而言，反刍动物的消就主要成分蛋白质和能量而言，反刍动物的消化系统能从较粗的饲料中满足其需要；但对可化系统能从较粗的饲料中满足其需要；但对可溶性碳水化合物和蛋白质的利用率却较低溶性碳水化合物和蛋白质的利用率却较低n 牧草的营养物质不可能全部为家畜所利用，其牧草的营养物质不可能全部为家畜所利用，其各种成分的含量，也不可能正好符合家畜的需各种成分的含量，也不可能正好符合家畜的需要，所以还需应用科学技术，正确地饲养管理，要，所以还需应用科学技术，正确地饲养管理，才能使其达到平衡才能使其达到平衡n 反刍动物对蛋白质、能量的需要是随其种、品反刍动物对蛋白质

10、、能量的需要是随其种、品种和生理状态而种和生理状态而 变化的变化的o 从上述从上述2表中可以看出：表中可以看出：n 良好的草地可以满足牛、羊对蛋白质的需要，良好的草地可以满足牛、羊对蛋白质的需要，而不能够满足特别高产家畜的需要而不能够满足特别高产家畜的需要n 良好的草地可以满足家畜的能量需要，但对反良好的草地可以满足家畜的能量需要，但对反刍动物来讲，牧草被消化的能量还决定于在瘤刍动物来讲，牧草被消化的能量还决定于在瘤胃中进行发酵作用及排尿所耗损的能量，以及胃中进行发酵作用及排尿所耗损的能量，以及剩下的代谢能被利用的效率剩下的代谢能被利用的效率非反刍动物与第二性生产非反刍动物与第二性生产o 农业

11、非反刍动物农业非反刍动物n 马和鹅是以牧草为主食的动物马和鹅是以牧草为主食的动物n 猪和其他禽类虽不以草为主食，但也采食相当猪和其他禽类虽不以草为主食，但也采食相当数量的牧草，而且对其营养和生理有很大影响数量的牧草，而且对其营养和生理有很大影响n 存在有这些动物的草地生态系统中，它们对第存在有这些动物的草地生态系统中，它们对第二性生产也有不同程度的影响二性生产也有不同程度的影响o 马马n 单胃动物单胃动物n 具有发达的盲肠和结肠，两者中均有微生物孳具有发达的盲肠和结肠，两者中均有微生物孳生，它们所其的作用与那些存在于反刍动物瘤生，它们所其的作用与那些存在于反刍动物瘤胃中的微生物相同，甚至能合成

12、复合维生素胃中的微生物相同，甚至能合成复合维生素B B和和消化大量纤维素消化大量纤维素n 草地上的鲜草或调制的干草都是马的好食物，草地上的鲜草或调制的干草都是马的好食物，尽管它们消化利用的效率不同尽管它们消化利用的效率不同n 马的生产效率和反刍动物不同，反刍动物提供马的生产效率和反刍动物不同，反刍动物提供肉、乳，马虽可提供肉、乳，但通常是提供动肉、乳，马虽可提供肉、乳，但通常是提供动力力o 挽用力完成工作的能量约为工作时所消耗能量的挽用力完成工作的能量约为工作时所消耗能量的2424n 马对第二性生产的影响还表现在由于马性喜奔马对第二性生产的影响还表现在由于马性喜奔驰运动，能量消耗较其他动物大，

13、影响动物物驰运动，能量消耗较其他动物大，影响动物物质积累质积累n 马在奔跑过程中对牧草和生草土的践踏，降低马在奔跑过程中对牧草和生草土的践踏，降低了牧草的可食性和产量，从而间接地影响第二了牧草的可食性和产量，从而间接地影响第二性生产效率性生产效率n 冬春季缺草时，马善于用其蹄掘食草根和嫩芽；冬春季缺草时，马善于用其蹄掘食草根和嫩芽；既影响第一性生产，也影响第二性生产既影响第一性生产，也影响第二性生产o 鹅鹅n 高效的草食动物，以较低矮、幼嫩而多叶的植高效的草食动物，以较低矮、幼嫩而多叶的植物为食物为食n 冬季、产卵季及冬季、产卵季及6 6周龄以内，在农业生态系统中周龄以内，在农业生态系统中均喂

14、以粉料均喂以粉料n 鹅的消化系统不同于哺鹅的消化系统不同于哺乳动物，主要区别是鹅乳动物，主要区别是鹅有一贮存囊（嗉囊）与有一贮存囊（嗉囊）与食管相连食管相连n 在腺胃与十二指肠之间在腺胃与十二指肠之间有一肌胃，食物能在肌有一肌胃，食物能在肌胃中被沙粒磨碎胃中被沙粒磨碎n 鹅放牧采食能力并鹅放牧采食能力并不低，生长快，转不低，生长快，转化率高，周转快，化率高，周转快，草地养鹅可以提高草地养鹅可以提高第二性生产力从而第二性生产力从而提高经济效益提高经济效益其他其他o 其他禽类其他禽类n 包括鸡、鸭和火鸡等，其消化系统基本与鹅相包括鸡、鸭和火鸡等，其消化系统基本与鹅相同，提倡牧场养禽是有道理的同，提

15、倡牧场养禽是有道理的n 从营养来讲，在于能以较廉价的牧草代替较贵从营养来讲，在于能以较廉价的牧草代替较贵重的谷物饲料，还可以获得维生素重的谷物饲料，还可以获得维生素A A及动物性食及动物性食物，也有利于清除害虫物，也有利于清除害虫n 豆科牧草纤维素含量低，使禽类易于消化豆科牧草纤维素含量低，使禽类易于消化n 鲜草对快速生长的肉用仔鸡意义不大，因不能鲜草对快速生长的肉用仔鸡意义不大，因不能满足其营养总量满足其营养总量n 牧草的叶黄素和其他色素导致家禽的皮肤、腿牧草的叶黄素和其他色素导致家禽的皮肤、腿和蛋黄出现暗黄的色素沉淀和蛋黄出现暗黄的色素沉淀n 单独放牧家禽较困难，可与反刍动物综合利用单独放

16、牧家禽较困难，可与反刍动物综合利用第二性生产的生产量与生产力第二性生产的生产量与生产力o 总生产量总生产量n 第二性生产者利用第一性产品形成的物质和能第二性生产者利用第一性产品形成的物质和能量综合量综合o 净生产量净生产量n 净积累净积累o 生产量的测定方法生产量的测定方法n 数量调查法数量调查法o 家畜：计数统计，野生动物：标记重捕法家畜：计数统计，野生动物：标记重捕法n 动物活重测定：个体活重测定、群体活重计算动物活重测定：个体活重测定、群体活重计算（现存量）、活重增长量测算（现存量）、活重增长量测算n 记录资料统计法记录资料统计法o 农业动物的生产量农业动物的生产量n 产品产量产品产量o

17、 产肉量：胴体重产肉量：胴体重= =空腹活重空腹活重屠宰率屠宰率n 屠宰率1（头重蹄重内脏重血重）/空腹活重o 产奶量：日产量、年产量产奶量：日产量、年产量o 产毛量：个体平均剪毛量、群体剪毛量产毛量：个体平均剪毛量、群体剪毛量n 增重量：增重量：G=WG=Wt2 t2WWt1 t1o 可计算群体利用草地后的总生产量可计算群体利用草地后的总生产量o 非农业动物生产量非农业动物生产量n 啮齿动物啮齿动物o 高原鼠兔、高高原高原鼠兔、高高原鼢鼠、旱獭鼢鼠、旱獭n 昆虫昆虫o 草地毛虫、蝗虫草地毛虫、蝗虫n 草地退化使鼠虫繁草地退化使鼠虫繁殖率增加殖率增加第二性生产的生产力第二性生产的生产力o 定义

18、定义n 一定时期内单位面积草地上第二性生产者（或一定时期内单位面积草地上第二性生产者（或生产者个体），利用第一性产品形成动物物质生产者个体），利用第一性产品形成动物物质的能力的能力o 表示方法表示方法n 农业第二性生产力表示方法：某一时间单位面农业第二性生产力表示方法：某一时间单位面积上的畜产品产量或家畜增重量或能量，积上的畜产品产量或家畜增重量或能量，t/ha/at/ha/an 非农业第二性生产的表示：非农业第二性生产的表示：o 每个时期增加的动物个体数，只（头）每个时期增加的动物个体数，只（头）/ha/a/ha/ao 某一时期单位面积增加的活体重，某一时期单位面积增加的活体重，t/ha/a

19、t/ha/ao 农业动物生产力的评定农业动物生产力的评定n 产肉力的评定：产肉力的评定：o 经济早熟性：在一定营养水平下，肉畜达到经济成经济早熟性：在一定营养水平下，肉畜达到经济成熟（屠宰体重）所需时间熟（屠宰体重）所需时间o平均日增重：以平均日增重高为好，但不同的动物平均日增重：以平均日增重高为好，但不同的动物是不同，如：牛是不同，如：牛7007001000g1000g为高，鹅为高，鹅50g50g为高为高o饲料报酬：一般以肥育期内，平均增重饲料报酬：一般以肥育期内，平均增重1kg1kg所消耗所消耗的饲料表示饲料报酬，即料肉比，料肉比值低，转的饲料表示饲料报酬，即料肉比，料肉比值低，转化率高化

20、率高o料肉比料肉比= =消耗饲料总量消耗饲料总量/ /总重量总重量o 产乳力评定产乳力评定n 日产乳量日产乳量n 一个泌乳期的产乳量一个泌乳期的产乳量n 平均乳脂率平均乳脂率=（F FMM）/M/M100%100%FF抽样月份的乳脂率抽样月份的乳脂率MM抽样月的产乳量抽样月的产乳量各月积加符号各月积加符号o 产毛力评价产毛力评价n 剪毛量剪毛量: :指一年从产毛动物个体活群体剪下的全指一年从产毛动物个体活群体剪下的全部毛的重量，如哈萨克羊产毛量部毛的重量，如哈萨克羊产毛量1.881.882.67kg/2.67kg/头头n 净毛量：动物体上剪下的毛为污毛，除去其中净毛量：动物体上剪下的毛为污毛，

21、除去其中的油汗、粪渣、泥沙和草籽、草屑等杂质后叫的油汗、粪渣、泥沙和草籽、草屑等杂质后叫净毛，净毛占污毛的百分比叫净毛率，净毛，净毛占污毛的百分比叫净毛率，40406060n 毛的品质：长度、细度（支数）、密度毛的品质：长度、细度（支数）、密度o 繁殖力评定繁殖力评定n 受胎率受胎率= =（受胎母畜数（受胎母畜数/ /参与配种母畜数）参与配种母畜数） 100% 100%n 繁殖率与成活率繁殖率与成活率o 繁殖率繁殖率= =（年内出生仔畜数（年内出生仔畜数/ /上年终成年母畜数）上年终成年母畜数）100%100%o 成活率成活率= =（年终成活仔畜数（年终成活仔畜数/ /年内出生仔畜数）年内出生

22、仔畜数）100%100%第二性生产的生产效率第二性生产的生产效率o 生产效率生产效率n 一定原有的总能量（输入能）通过某种过程，一定原有的总能量（输入能）通过某种过程，除去消耗的能量外，所获得的有效能（输出能）除去消耗的能量外，所获得的有效能（输出能）的比率的比率n 生产效率生产效率= =（输出能（输出能/ /输入能）输入能）100%100%o 第二性生产的生产效率（第二性生产的生产效率（efficiency of secondary production）也可以概述为）也可以概述为生产量与资源量之比生产量与资源量之比E(效率效率)=P(生产量生产量)/R(资源量资源量)n 生产量的计算方法生

23、产量的计算方法o 用一定时期内活一定面积上的畜产品产量，包括肉、用一定时期内活一定面积上的畜产品产量，包括肉、乳、毛、皮，年产量、活每公顷的年产量乳、毛、皮，年产量、活每公顷的年产量o 动物活重的增加量，即期末与开始时相比动物物质动物活重的增加量，即期末与开始时相比动物物质增加的总量，不管这些物质期末是否要收获增加的总量，不管这些物质期末是否要收获o 用能量来计算，即计算能量流经一个系统的速率用能量来计算，即计算能量流经一个系统的速率n 2 2个问题个问题o 当动物种群总量已经达到只能处于维持状态时，就当动物种群总量已经达到只能处于维持状态时，就不可能产生进一步的增长，即使个体数增多，由于不可

24、能产生进一步的增长，即使个体数增多，由于资源的限制作用，种群总的重量不可能增加资源的限制作用，种群总的重量不可能增加o 动物在一年内的某段时间增加的体重可能在某一段动物在一年内的某段时间增加的体重可能在某一段时间里丧失掉，如牧区牲畜的时间里丧失掉，如牧区牲畜的“秋肥冬瘦秋肥冬瘦”现象现象o 表示效率的方法表示效率的方法n 个体家畜的牲畜效率个体家畜的牲畜效率o 公式公式E=P/RE=P/R可用于任何时期，各种产品和各种资源可用于任何时期，各种产品和各种资源的情况下，计算生产效率的情况下，计算生产效率o 这一公式计算饲料转化成肉类的效率最适用，这里这一公式计算饲料转化成肉类的效率最适用，这里P=

25、P=在在t t时间内胴体重的增加或活重的增加，时间内胴体重的增加或活重的增加，R R在在t t时期内消耗的饲料量时期内消耗的饲料量n 家畜群体在一个繁殖周期内的生产效率家畜群体在一个繁殖周期内的生产效率o 即计算一头母畜在一个繁殖周期内生产仔畜这一过程的即计算一头母畜在一个繁殖周期内生产仔畜这一过程的生产效率生产效率E=N/（y）式中：式中：N后代个体数，后代个体数，C后代胴体重（后代胴体重（kg），），DP母畜在妊母畜在妊娠期间所需要的饲料量（娠期间所需要的饲料量（kg），），D1母畜泌乳期所需的饲料量（母畜泌乳期所需的饲料量（kg），），D 母畜非妊娠非泌乳期所需的饲料量（母畜非妊娠非泌乳

26、期所需的饲料量（kg），），y每个幼畜所需的每个幼畜所需的饲料量（饲料量（kg），），（y）R（即资源）（即资源）o 利用草地生产乳品的生产效率利用草地生产乳品的生产效率n 不同畜种、不同泌乳期、不同的饲养管理水平、不同畜种、不同泌乳期、不同的饲养管理水平、不同的体况产乳效率不同不同的体况产乳效率不同n 产乳效率：以单位取食量的产乳量来表示产乳效率：以单位取食量的产乳量来表示E=P/E=P/（F Fm m+F+FP P+F+F1 1）100%100%通常用能量、脂肪、蛋白、矿物质衡量通常用能量、脂肪、蛋白、矿物质衡量o 利用草地生产肉的生产效率利用草地生产肉的生产效率n 屠宰率屠宰率: :胴体

27、重占空腹活重的比胴体重占空腹活重的比o 与动物种类、年龄、生长速度、膘情有关与动物种类、年龄、生长速度、膘情有关n 净肉率净肉率o 胴体除去骨骼为净肉，净肉与胴体之比叫净肉率胴体除去骨骼为净肉，净肉与胴体之比叫净肉率n 肉类生产效率主要表现在以下两个方面肉类生产效率主要表现在以下两个方面o 消耗饲料中每单位蛋白质所产生的人类可食蛋白质消耗饲料中每单位蛋白质所产生的人类可食蛋白质的数量的数量o 消耗的饲料能量所生产的可食能量的数量消耗的饲料能量所生产的可食能量的数量n 蛋白质的生产效率蛋白质的生产效率o 测定饲料和产品中氮的含量测定饲料和产品中氮的含量o 利用草地生产毛、皮的生产效率利用草地生产

28、毛、皮的生产效率n 净能转化率很低（以淀粉计），为：净能转化率很低（以淀粉计），为：o 羊毛羊毛1:451:45o 乳乳1:51:5o 肉肉1:2.41:2.4第二性生产效率的影响因素及其提高途径第二性生产效率的影响因素及其提高途径o 产品和资源与效率的关系产品和资源与效率的关系E=P/R式中：式中：PP畜产品畜产品 R R同期内消耗的饲料量同期内消耗的饲料量n 可见，影响可见，影响P P和和R R的因素，都会影响效率的因素，都会影响效率n 对产品对产品P P重要的是：动物体重的增加，既是产重要的是：动物体重的增加，既是产品，又是生产其他产品的基础；增加肉、乳、品，又是生产其他产品的基础；增加

29、肉、乳、毛的产量及其在体重中所占的比例；动物的毛的产量及其在体重中所占的比例；动物的种、品种及其生产性能种、品种及其生产性能n 资源（资源（R R）包括：用于动物维持的草料；用）包括：用于动物维持的草料；用于增加体重的草料；用于生产产品的草料于增加体重的草料；用于生产产品的草料o 影响生产效率的主要因素影响生产效率的主要因素n 生长率的意义生长率的意义o 效率（效率（E E）主要由供给饲料所能达到的生长率所制）主要由供给饲料所能达到的生长率所制约的，换句话说，产品的生产效率主要决定于用来约的，换句话说，产品的生产效率主要决定于用来生产产品的饲料摄入量生产产品的饲料摄入量o 用来生产产品的饲料摄入量越高，则产品量也越高，用来生产产品的饲料摄入量越高，则产品量也越高，从而生产效率也越高从而生产效率也越高哺乳动物生长的哺乳动物