农业生态学4农业生态系统的基本功能(物流).pptVIP

2013级农学专业选修课

;2.库和流;库：;库：;库：;库与流的相互关系;周转率：指系统达到稳定状态后，某一组分（库）中的物质在单位时间内所流出的量或流入的量占库存总量的分数值。

单位时间交换量

周转率=————————

库存量

周转期：是库中物质全部更换平均需要的时间，也是周转率的倒数。;在生物量的周转中，往往用更新率、更新期的概念，其含义同周转率、周转期

如某一森林的现存量为324t/hm2，年净生产量为28.6t/hm2，其更新率=28.6／324=0.088,更新期约11.3年。

如某一水体中浮游生物的现存量为0.07t/hm2，年净生产量为4.1t/hm2，其更新率=4.1／0.07=59，更新期只有6.23天。;循环物质（FC)占总输入物质(FI)的比例,称为物质的循环效率（EC)。

EC=FC/FI

物质循环效率是衡量生态系统功能强弱的重要标志。一般来说，EC值越高，表示该系统的功能越强。;（二）物质循环的基本形式;指化合物或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物有机体以死体、残体或排队泄物形式将物质或元素返回环境，经过五大自然圈循环后，再被生物利用的过程。

特点：时间长，范围广，是闭合式的循环。

如大气圈中的CO2，约300年循环1次；O2约2000年循环1次;水的地质大循环;生态系统环境中的元素或化合物被生物利用后返回环境，不经五大自然圈层的循环，又相继被生物利用的过程。

特点：时间短、范围小，是开放式的循环。;Ca的生物小循环;主要

特征;;水的大循环;水的小循环;农田生态系统的水分平衡;水分流、养分流与能流的关系;1960年以来对地表径流人工控制能力增长3倍；水库蓄水量达到湖泊和河流的3－6倍，占将近一半的可利用水资源

水资源利用每10年增加20％，15－35％地区出现过度利用，在21世纪将成为制约全球社会经济发展的主要生态因素;人类对水循环的影响及水问题;(1)植被破坏;(2)水利工程;AswanDam

1960~1970:竣工

20世纪80年代负面影响渐现;我国湿地正面临严峻的威胁;(3)开采地下水;(4)水体污染;1.碳的作用：

糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生物体的基本物质，在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大约占生物体干重的49％，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。

2.碳的贮存库：

岩石库（化石燃料和沉积岩）

水体库（溶解CO2和碳酸钙）

大气库（CO2）

生物库（有机分子）

土壤库（有机质）

;3.碳循环;碳的小循环;生物和大气之间的循环

特点：是一个生物过程；属于气相循环。

过程：CO2通过绿色植物光合作用进入生态系统，和水形成碳水化合物，在系统中流动，通过生物的呼吸作用返回大气；一部分生物遗体没有被分解者分解，转变为石油和煤，这部分碳暂时脱离循环，一经开采运到地面燃烧，仍可产生CO2再返回碳循环。

大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。

;海洋与大气间的交换

自然过程，生物不能控制。

海洋溶解的CO2是大气库中CO2的50倍，海洋对大气中的CO2具有缓冲机制。

碳盐的形成和分解（沉积循环）

大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中形成碳酸盐和重碳酸盐。通过不同的成岩过程，又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。在化学和物理作用（风化）下，这些岩石被破坏，所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。;（1）碳循环的形式：

（2）碳在自然界中的存在形式：

（3）碳在生物体内的存在形式：

（4）碳进入生物体的途径：

（5）碳在生物体之间传递途径：

（6）碳进入大气的途径：;1Tg=1012g;1Pg=1015g;4.农业生态系统中的碳素流动

（1）碳素通过作物的光合作用从大气流向作物。

（2）碳素自作物流向土壤。

（3）碳素沿食物链向家畜和人体流动，然后由人畜呼吸作用、粪便及其遗体等重新进入环境。

（4）土壤向大气排放CO2.

（5）土壤向大气排放CH4.

（6）人为施入土壤中的碳（有机肥和化肥等）

（7）作物收获移出农业生态系统的碳量。;作业：绘制稻田尺度与一个农业生态系统尺度的

碳循环图;人类追加的CO2：

植被破坏：20亿吨

土壤破坏：20亿吨

矿物燃烧：60亿吨;碳循环失调造成的环境问题——温室效应

GreenhouseeffectGlobalwarming;碳循环失调造成的环境问题——温室效应

GreenhouseeffectGlo