12第十二章生态系统中的能量流动

1、第十二章 生态系统中的能量流动1、在生态系统发育的各个阶段中，生物量、总初级生产量、呼吸量和净初级生产量是如 何变化的？答： 在初级生产过程中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用 于植物生长和生殖，这部分生产量称为 净初级生产量（ net primary production ） 。而包 括呼吸消耗在内的全部生产量，称为 总初级生产量（ gross primary production ） 。生物量（ biomass ） 在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质 生态系统的初级生产量随群落的演替而变化。早期由于植物生物量很低，初级生产量 不高；随时间推移，生物量逐渐增加

2、，生产量也提高；当生态系统发育成熟或演替达到顶 级时，随生物量接近最大，系统由于保持在动态平衡中，净生产量反而最小2、地球上各种生态系统的总初级生产量占总入射日光能的比率都不高，那么初级生产量的 限制因素有哪些？试比较水域和陆地两大类生态系统。答（ 1）陆地生态系统光、C02、水和营养物质是初级生产量的基本资源，温度是影响光合效率的主要因素， 而食草动物的捕食会减少光合作用生物量。 水易成为限制因子， 各地区降水量与初级生产量 有最密切关系。 温度与初级生产量的关系比较复杂：温度上升，总光合效率升高，但超过最适温度则又转为下降； 呼吸率随温度上升而呈指数上升； 其结果是净生产量与温度呈驼背状

3、曲线。营养物质是植物生产力的基本资源，最重要的是N、P、K,对各种生态系统施加氮肥都能增加初级生产量。 地面净初级生产量与植物光合作用中氮的最高积聚量呈密切的正相关（2）水域生态系统光是影响水体初级生产力的最重要的因子。 水中的叶绿素含量是一个重要因子， 营养物 质的多寡是限制浮游植物生物量的原因。 决定淡水生态系统初级生产量的限制因素， 主要是 营养物质、光和食草动物的捕食3、测定初级生产量的方法有哪些？答：（ 1）收获量测定法： 用于陆地生态系统。定期收割植被，干燥到质量不变，然后以每年 每平方米的干物质质量来表示。（2）氧气测定法： 主要用于水生生态系统，即黑白瓶法；（3） CO2测定法

4、：用塑料帐将群落的一部分罩住，测定进入和抽出的空气中C02含量；（4） 放射性标记物测定法：把放射性 14C 以碳酸盐的形式放入含有自然水体浮游植物的样 瓶中， 沉入水中经过短时间培养，滤出浮游植物， 干燥后在计数器中测定放射性， 然后通过 计算确定光合作用固定的碳量，此外，还要用 “暗呼吸 ”校正。（ 5）叶绿素测定法： 通过薄膜将自然睡进行过滤，然后用丙酮提取，将丙酮提取物在分光 光度计中测定光吸收，在通过计算，化为每平米含叶绿素多少克。4、概括生态系统次级生产过程的一般模式。答：净初级生产量是生产者以上各营养级所需能量的唯一来源。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

5、次级生产量。5、怎样估计次级生产量？答：（1）按同化量和呼吸量估计生产量，即P =A -R;按摄食量扣除粪尿量估计同化量，即A = C -FUP = Pg + Pr（2）利用种群个体生长和出生的资料计算动物的净生产量，即式中： Pr 生殖后代的生产量Pg 个体增重的部分净生产量 = 生物量变化 + 死亡损失6、分解过程的特点和速率取决于哪些因素？答：生态系统的分解（decomposition）是死有机物质的逐步降解过程。分解时，无机元素从有机物质中释放出来，称为 矿化 ，它与光合作用时无机营养元素的固定正好是相反的过程。分解过程的特点和速率，取决于待分解资源的质量、分解者生物的种类和分解时的理

6、化 环境条件三方面（ 1）分解者生物 细菌和真菌动植物尸体的分解过程， 一般从细菌和真菌的入侵开始， 它们利用其可溶性物质， 主要是氨 基酸和糖类 动物 陆地生态系统的分解者是动物，按身体大小，一般分为 4 个类群： 微型土壤动物（原生动物、线虫、轮虫等； 中型土壤动物（小型甲虫等） ； 大型和巨型土壤动物（千足虫、蜗牛、蚯蚓等） ； 水生生态系统的分解者按其功能分为： 碎裂者（石蝇幼虫） ，以落入河流中的树叶为食； 颗粒状有机物质搜集者，从沉积物中搜集（颤蚓）和在水体中滤食有机颗粒（纹石蛾幼 虫）； 刮食者； 以藻类为食的食草性动物； 捕食动物，以其它无脊椎动物为食水生生态系统与陆地生态系统

7、的分解过程， 其基本特点是相同的。 陆地土壤中蚯蚓是重 要的碎裂者生物， 水体底物中各种甲壳纲生物起同样作用。 水体中的滤食生物则是陆地生态 系统所缺少的。（ 2）资源质量待分解资源在分解者生物的作用下进行分解， 资源的物理和化学性质影响着分解的速率。 资源的物理性质包括表面特性和机械结构；资源的化学性质则随其化学组成而不同。（ 3 ）理化环境条件 一般来说，温度高、湿度大的地带，其土壤中的分解速率高；低温和干燥的地带，其分 解速率低，因而土壤中易积累有机物质。在同一气候带内局部地方有区别，可能取决于该地的土壤类型和待分解资源的特点7、自养生态系统和异养生态系统的区别有哪些？答：自养生态系统

8、靠绿色植物固定太阳能，直接依靠太阳能的输入来维持其功能； 异养生态系统 不依靠或基本上不依靠太阳能的输入，主要由其他生态系统所生产的有 机物输入来维持自身的生存。8、试比较陆地生态系统和水域生态系统，说明限制初级生产量的限制因素有哪些？答：（1）陆地生态系统： 光、CQ、水和营养物质是初级生产量的基本资源，温度是影响 光合效率的主要因素，而食草动物的捕食会减少光合作用的生物量。一般情况下，植物有 充分的可利用的光辐射，但也有可能成为限制因子，例如冠层下的叶子接受光辐射可能不 足。水最易成为限制因子，各地区降水量和初级生产量有密切的关系。温度与初级生产量 的关系比较复杂：温度上升，总光合速率升高，但超过最适温度则又转为下降：而呼吸率 随温度上升而呈指数上升：其结果是净生产量与温度呈驼背状曲线。营养物质是植物生产 力的基本资源，最重要的是N, P, K。对各种生态系统施加氮肥都有增加初级生产量。