生态系统生态学 第一节生态系统的一般特征 第二节生态系统的能量流动 第三节生态系统的物质循环 第四节自然生态系统 内容提要 单元测试
生态系统生态学 ⚫ 第一节 生态系统的一般特征 ⚫ 第二节 生态系统的能量流动 ⚫ 第三节 生态系统的物质循环 ⚫ 第四节 自然生态系统 ⚫ 内容提要 ⚫ 单元测试
第二节生态系统的能量流动 §1生态系统的生物生产 §2生态系统中的分解 ●§3生态系统的能流过程 ●§4生态系统能流分析 ●课堂讨论 ●参考文献 ●思考题 ●预习内容
第二节 生态系统的能量流动 ⚫ §1 生态系统的生物生产 ⚫ §2 生态系统中的分解 ⚫ §3 生态系统的能流过程 ⚫ §4 生态系统能流分析 ⚫ 参考文献 ⚫ 思考题 ⚫ 预习内容 ⚫ 课堂讨论
§1生态系统的生物生产 ●生物生产的基本概念 生物生产 生物量与生产量 ●初级生产 M总初级生产与净初级生产 影响初级生产的因素 初级生产量的测定方法 ●次级生产 次级生产的基本特点 次级生产量的测定方法
§1 生态系统的生物生产 ⚫ 生物生产的基本概念 ➢ 生物生产 ➢ 生物量与生产量 ⚫ 初级生产 ➢ 总初级生产与净初级生产 ➢ 影响初级生产的因素 ➢ 初级生产量的测定方法 ⚫ 次级生产 ➢ 次级生产的基本特点 ➢ 次级生产量的测定方法
生物生产 生物生产:是生态系统重要功能之一。生态系统不断运 转,生物有机体在能量代谢过程中,将能量、物质重新 组合,形成新的产品的过程,称生态系统的生物生产。 生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。 从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过 程是生态系统能量贮存的基础阶段,因此,绿色植物的 这种生产过程称为初级生产( primary production), 或第一性生 ●初级生产以外的生态系统生产,即消费者利用初级生产 的产品进行新陈代谢,经过同化作用形成异养生物自身 的物质,称为次级生产( secondary production), 或第二性生j
生物生产 ⚫ 生物生产：是生态系统重要功能之一。生态系统不断运 转，生物有机体在能量代谢过程中，将能量、物质重新 组合，形成新的产品的过程，称生态系统的生物生产。 生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。 ⚫ 生态系统中绿色植物通过光合作用，吸收和固定太阳能， 从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过 程是生态系统能量贮存的基础阶段，因此，绿色植物的 这种生产过程称为初级生产（primary production）， 或第一性生产。 ⚫ 初级生产以外的生态系统生产，即消费者利用初级生产 的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身 的物质，称为次级生产（secondary production）， 或第二性生产
生物量和生产量 生物量( biomass):某一特定观察时刻,某一空间范围内, 现有有机体的量,它可以用单位面积或体积的个体数量 重量(狭义的生物量)或含能量来表示,因此它是一种现 存量( standing crop) 现存的数量以N表示,现在的生物量以B表示。现存 生物量通常用平均每平方米生物体的干重(gm2)或平均每 平方米生物体的热值来表示(Jm2) 生产量( production):是在二定时间阶段中,某个种群或 生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是 时间上积累的概念,即含有速率的概念。有的文献资料中 生 生产力 production rate)和生产率( productivity 视为同义语,有的则分别给予明确的定义。 ●生物量和生产量是不同的概念,前者到某一特定时刻为止 委系练所积鬆下来的生产量,而后者是某一段时间内生
生物量和生产量 ⚫ 生物量（biomass）:某一特定观察时刻，某一空间范围内， 现有有机体的量，它可以用单位面积或体积的个体数量、 重量（狭义的生物量）或含能量来表示，因此它是一种现 存量(standing crop)。 现存的数量以N表示，现在的生物量以B表示。现存 生物量通常用平均每平方米生物体的干重(g·m-2 )或平均每 平方米生物体的热值来表示(J ·m-2 )。 ⚫ 生产量(production): 是在一定时间阶段中，某个种群或 生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是 时间上积累的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中， 生产量、生产力(production rate)和生产率(productivity) 视为同义语，有的则分别给予明确的定义。 ⚫ 生物量和生产量是不同的概念，前者到某一特定时刻为止， 生态系统所积累下来的生产量，而后者是某一段时间内生 态系统中积存的生物量
生产量和现存量关系示意图 生产量P 生产量P 现存量 现存量 A 减少量E B减少量E P=△B+E
生产量和现存量关系示意图 现存量 现存量 P＝△B＋E B 生产量P A 减少量E 生产量P 减少量E
总初级生产与净初级生 ●初级生产过程可用下列方程式概述: 光能 6C0,+6H,O c6H12O6+602 叶绿素 ●总初级生产( gross primary production,GP与净初级生 产( net primary production,NP:植物在单位面积、单 位时间内,通过光合作用固定太阳能的量称为总初级生产 (量),常用的单位:小·m2·a1或gDW·m2.a1;植 物总初级生产(量)减去呼吸作用消耗掉的(R),余下 的有机物质即为净初级生产(量)。二者之间的关系可表 示如下 GP=NP+R: NP=GP-R
总初级生产与净初级生产 ⚫ 初级生产过程可用下列方程式概述： 光能 6CO2＋6H2O C6H12O6 ＋ 6O2 叶绿素 ⚫ 总初级生产(gross primary production,GP)与净初级生 产(net primary production,NP)：植物在单位面积、单 位时间内，通过光合作用固定太阳能的量称为总初级生产 (量)，常用的单位：J ·m -2 ·a -1 或 gDW ·m -2 ·a -1；植 物总初级生产（量）减去呼吸作用消耗掉的（R），余下 的有机物质即为净初级生产（量）。二者之间的关系可表 示如下： GP＝NP+R ； NP＝GP－R
影响初级生产的因素 cO2② 光 NP 取食 光合作用 R 生物量 污染物 ⑤O2+温度⑥ GP HO 营养 陆地生态系统中,初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养 物质(物质因素)、氧和温度(环境调节因素)六个因素决定的
影响初级生产的因素 NP R CO2 光 H2O 营养 取食 O2＋温度 陆地生态系统中，初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养 物质(物质因素) 、氧和温度(环境调节因素)六个因素决定的。 污染物 ⑥ ② ① ③ ④ ⑤ 光合作用 生物量 GP
初级生产量的测定方法 之量收割法:收获植物地上部分烘干至恒重,获得单位时 间丙的净初级生产量。 氧气测定法:总光合量=净光合量+呼吸量 氧化碳测定法:用特定空间内的二氧化碳含量的变化 作为进入植物体有杌质中的量,进而估算有机质的量 ●pH测定法:水体中的pH值随着光合作用中吸收二氧化碳 和呼吸过程中释放二氧化碳而发生变化,根据pH值变化 估算初级生产量。 吐绿素测定法:叶绿素与光合作用强度有密切的定量关系, 通过测定体中的叶绿素可以估计初级生产力 放射性标记测定法:,把具有14c的碳酸盐(4cQ2)放入含 有天然水体浮游植物的样瓶中,沉入水中,经过一定时间 的培养,滤出浮游植物,干燥后,测定放射性活性,确定 光合作用固定的碳量。由于浮游植物在黑暗中也能吸收 14c,因此,还要角“暗吸收”加以校正
初级生产量的测定方法 ⚫ 产量收割法：收获植物地上部分烘干至恒重，获得单位时 间内的净初级生产量。 ⚫ 氧气测定法：总光合量＝净光合量＋呼吸量 ⚫ 二氧化碳测定法：用特定空间内的二氧化碳含量的变化， 作为进入植物体有机质中的量，进而估算有机质的量。 ⚫ pH测定法：水体中的pH值随着光合作用中吸收二氧化碳 和呼吸过程中释放二氧化碳而发生变化，根据pH值变化 估算初级生产量。 ⚫ 叶绿素测定法：叶绿素与光合作用强度有密切的定量关系， 通过测定体中的叶绿素可以估计初级生产力。 ⚫ 放射性标记测定法：把具有14C的碳酸盐( 14CO3 2- )放入含 有天然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中，经过一定时间 的培养，滤出浮游植物，干燥后，测定放射性活性，确定 光合作用固定的碳量。由于浮游植物在黑暗中也能吸收 14C，因此，还要用“暗吸收”加以校正
黑白瓶法 黑瓶 对照瓶 白瓶 放置于水样深度处 (呼吸作用)(消除误差)(净光合作用)深 定时间后,测各瓶的含氧量变化,求初级生产量
黑白瓶法 黑瓶 （呼吸作用） 白瓶 (净光合作用) 对照瓶 （消除误差） 放 置 于 水 样 深 度 处 一定时间后，测各瓶的含氧量变化，求初级生产量