生态系统的能量流动课件.ppt

第一页，共三十三页，2022年，8月28日 第一节 生态系统能量流动的基本规律 一生态系统的能量来源 第二页，共三十三页，2022年，8月28日 一生态系统的能量来源 1.太阳能：占 99% 以上 2.自然辅助能 (natural a uxiliary energy ) ：如 地热能、潮汐能、核能等占 1% 3. 人工辅助能 (artificial auxiliary energy) ：人畜 力、燃料、电力、肥料、农药等农业生态景观 与农业生态系统的水平结构 第三页，共三十三页，2022年，8月28日 生态系统辅助能 生态系统的辅助能 第四页，共三十三页，2022年，8月28日 二 能量流动的基本定律 能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。生态系统是一个热力学系统，生态系统中能量的传递、转换遵循热力学的两条定律： 第一定律：能量守恒定律，能量可由一种形式转化为其他形式的能量，能量既不能消灭，又不能凭空创造。 第二定律：熵律，任何形式的能（除了热）转化到另一种形式能的自发转换中，不可能100％被利用，总有一些能量作为热的形式被耗散出去，熵就增加了。 第五页，共三十三页，2022年，8月28日 第二节 生态系统能流过程与能流分析 生态系统中能量流动的途径 1 食物链（食物网）是生态系统能量流动的渠道。 牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。 2 能量流动以食物链作为主线，将绿色植物与消费者之间进行能量代谢的过程有机地联系起来。 3 牧食食物链的每一个环节上都有一定的新陈代谢产物进入到腐屑食物链中，从而把两类主要的食物链联系起来。 4 能量在各营养级之间的数量关系可用生态金字塔表示。 第六页，共三十三页，2022年，8月28日 生态锥体(Charles Elton,1927) 生态锥体（ecological pyramid）: 能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量由低到高用图型表示，就成为一个金字塔形，称能量锥体或能量金字塔。同样如果以生物量或个体数目来表示，可能得到生物量锥体（pyramid of energy）和数量锥体（pyramid of number） 。三类锥体合称为生态锥体。 a 生物量锥体(gDW · m-2 ) b 能量锥体(kcal · m-2 · a -1 ) c 数量锥体(个体 · ha-1) 1 2 1 2 第七页，共三十三页，2022年，8月28日 生态系统的能流过程 个体水平的能流过程 在植物或动物的个体能流中，太阳辐射能或食物作为能源分别被动物或植物通过取食或吸收使能量进入有机体，其间伴随着辐射能的损耗及植物蒸腾耗热和动物体表水分蒸发的能量损耗。 生态系统水平的能流过程 进入生态系统的能量在这食物链之间被逐级利用，其间有一部分太阳能被反射、散射而离开了生态系统，有一部分经呼吸作用以热能的形式离开了系统，还有一部分以产品的形式输出。 第八页，共三十三页，2022年，8月28日 生态系统中的能量流动 对生态系统中的能量流动进行研究可以在种群、食物链和生态系统三个层次上进行。 能量金字塔 数量金字塔 第九页，共三十三页，2022年，8月28日 太阳 辐射能 有机物质的合成过程，即生产者（绿色植物）吸收太阳能量形成初级生产量。 热 能 化学能 热 能 机械能 活有机物质被各级消费者（动物）消费的过程。 死有机物质（动植物残体和排泄物）被腐生物分解的过程。 生态系统中能量的流动过程 第十页，共三十三页，2022年，8月28日 生态系统能量流动过程 第十一页，共三十三页，2022年，8月28日 能量流动过程分析： 呼吸 呼吸 呼吸 呼吸 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 分解者(细菌、真菌等） 呼吸 第十二页，共三十三页，2022年，8月28日 第十三页，共三十三页，2022年，8月28日 从图中可以看出，L中大约有一半左右的太阳辐射能量是植物体内叶绿素不能吸收利用的(叶绿素主要吸收波长为640～660 nm的红光和波长为430～450 nm的蓝紫光)，在叶绿素能够吸收的那部分太阳辐射能量中，又有大部分转变成热而散失掉了(对陆生植物来说，这主要用于蒸腾作用)。因此，真正被植物体光合作用固定下来的太阳辐射能量就不是很多了。 第十四页，共三十三页，2022年，8月28日 一个普适的生态系统能流模型(Odum, 1959) 说明:方框表示各营养级,能流通道粗细表示能量的多少,箭头表示能流流动方向; 两个能量输入通道:日光能输入和现成有机物质输入通道; 三个输出通道:光合作用中没固定的日光能,生态系统生物的呼吸以及现成有机物质的流失. 第十五页，共三十三页，2022年，8月28日 生态系统能量流动特点 能流在生态系统中和在物理系统