4第四章 农业生态系统的能量流动.ppt

1、第四章：农业生态系统中的能量流动，初级生态系统中能量流动的基本规律，次级生态系统中的能量流动，农业生态系统中的辅助能量，参考思维问题的预习内容，课堂讨论，1能量流动的基本规律，生态系统的能量来源1。太阳能：占99%以上。天然辅助能源：如地热能、潮汐能和核能，占1 . 3%。人工辅助能量：人和动物的动力、燃料、电力、肥料、农药等农业生态景观和农业生态系统的水平结构、能量流动的基本规律和热力学第一定律：系统任何状态的变化都伴随着吸热、放热和做功，而系统的总能量并不增加或减少，而是守恒的。热力学第二定律：因为总有一部分能量作为热能释放出来，不能再利用，从一种形式到另一种形式的能量转换效率永远不可能是

2、100%。自由能是系统中可以用来做功的那部分能量。做功后，自由能衰减成无用的能量，通常是分散的热能。根据热力学第二定律，世界上所有有序的结构、模式和排列自然会趋于无序。为了保持系统的有序，有必要使系统获得更大的工作潜力。普里戈金的耗散结构理论：是一个远离平衡的开放系统，它可以通过物质和能量与外部环境的不断交换来克服无序和保持稳定。生态系统是一个具有耗散结构的开放系统，遵循热力学第二定律。能量流的特征：1 .能量流是单向流动；2.能量流动是一个降低能量的过程；3.能量流动的方式和渠道是食物链和食物网的能量转换；2.初级生产是指自养生物吸收无机环境中的能量，并在生态系统中首次将环境能量转化为有机化

3、学能并储存起来的过程。估算作物生产力的意义如下：1 .提供理论作物产量，定量表达一定气候、土壤和农业技术水平下作物可能的生产力，预测农业发展前景；2.制定国家或地区农业发展规划，确定投资方向和相关农业政策依据；3.它是估算土地人口承载力的基础；4.它是揭示作物生长规律、产量形成和环境条件之间相互作用机制，定量分析资源利用、产量、潜力和产量限制因素的有效手段。1.因地制宜，增加绿色植被覆盖，充分利用太阳辐射能量，增加系统的生物量通量或能量通量，增强系统的稳定性。2.适当增加投资，保护和改善生态环境，消除或减缓限制因素的制约。3.改善植物品质特性，培育光合效率高、抗逆性强的优良品种。4.加强生态系

4、统内部物质循环，减少养分和水分的限制。5.完善耕作制度，提高复种指数，合理密植，实行套种，提高栽培管理技术。6.调整和控制作物种群结构，尽早形成和保持最佳种群结构。第二次生产的能量转换，指的是异养生物的生产，即生态系统消费者和分解者利用第一次生产同化、生长和发育以及繁殖后代的过程。在：个主要农业次级生产者中，畜牧业和水产养殖业、昆虫和真菌生产都是次级产品。二次生产在农业生态系统中的地位和作用。改造农副产品，提高利用价值。生产动物蛋白和改善食物组成。3.促进物质循环，增强生态系统功能。4.提高经济价值。中国农业生态系统的二次生产。生产结构：中国应该从以猪为主的单一结构向以禽、蛋、猪和水产品为主的

5、多结构转变。加快家禽发展。2.二次生产精矿转化率低的主要原因是原料来源高度分散初级生产和次级生产的关系1。二次生产依赖于一次生产。2.合理的二次生产促进一次生产。3.过度放牧破坏了初级生产，使草地退化。提高二次生产的方法：1 .调整种植结构，建立粮食-经济-饲料三元结构；2.培育、改良和推广优良的畜禽和渔业品种；3.实行分散管理和适度集约种植；4.大力发展饲料，实施科学喂养；5.改善二次生产的构成：发展草食动物和水产品，发展腐生食物链，利用分解能量等。4.生态系统中的辅助能量。生态系统人工辅助能量对农业增产的意义。辅助能源投入的作用是改善不良的生态环境条件，缓解环境中的一些限制性因素，促进农作

6、物对太阳能的吸收、利用和转化。2.总的来说，随着人工辅助能源投入的增加，特别是工业辅助能源投入的增加，产量明显增加。3.工业辅助能源投入的增加也带来了能源短缺、环境污染和成本增加等问题。今后应优化辅助能源的投入，提高辅助能源的利用效率。今后，农业应更多地投资于科学、技术和信息，而不是直接投入工业辅助能源。农业生态系统的能量流动特征和转化效率。1.自然生态系统与农业生态系统的比较。自然生态系统主要是自然辅助能源。农业生态系统：自然辅助能源和人工辅助能源的大量投入和产出。2.不同类型农业生态系统的比较不同的历史发展时期：原始农业：辅助能源投入少，生产力低；传统农业：辅助能源投入多，生产力相对较高；

7、现代农业：辅助能源投入多，生产力和二次生产大幅提高；5生态系统的能量关系和能量流动路径；1.太阳辐射可以通过光合作用进入生态系统，成为生态系统的主要能源。2.以植物有机物形式储存的化学势沿着食物链和食物网流动，驱动生态系统完成物质流动和信息传递的功能。3.化学势储存在生态系统的生物成分中，或者随着产品的产出离开生态系统。4.植物、动物和微生物通过呼吸释放热能并失去它。5.辅助能量在能量流中起辅助作用，以太阳辐射能量为起点，以食物链为主线。1.生态效率：即食物链中所有环节的能量转换效率。生态金字塔意味着，当能量经过一个营养级时，净吸收的能量比以前的营养级要少得多。当营养水平从低到高时，其中包含的个体数量、生物量或能量呈现类似于埃及金字塔的塔状分布。3.林德曼十分之一定律：在自然条件下，以能量计算，每年从任何营养级收获的产量仅为前一营养级产量的十分之一。生态效率与生态金字塔，农业生态系统能量流动关系的调整方向，1。注重初级生产，扩大绿色植物面积，提高光能