III生态系统的能量流动.ppt

第五章III 生态系统的能量流动,王娓(北京大学城环学院生态学系),营养级的能量传递生态系统的初级生产生态系统的次级生产生态系统中的分解,摄食量-生物所摄取能量.对于植物，代表光合作用所吸收的 光能,对动物,代表动物吃进食物的能量同化量-对于植物,指光合作用所固定的能量,动物指消化后 吸收的能量呼吸量-生物在呼吸等新陈代谢活动中消耗的全部能量生产量-生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值.,1.营养级的能量传递,生态效率,同化效率=被植物固定能量/植物吸收日光能或被动物消化吸收能量/动物摄食能量生产效率=n营养级净生产量/n营养级同化能量消费效率=n+1营养级消费能量/n营养级净生产量林德曼效率=n+1营养级获得能量/n营养级获得能量,生态椎体,2.生态系统的初级生产,初级生产量(GP)-植物所固定的太阳能或所制造的有机物质净初级生产量(NP)-GP-R生产量(g/m2 a)-单位时间单位面积上的有机物质干重生物量(g/m2)-某一特定时刻调查时单位面积上的现存量 dB/dt=NP-R-H-D(H-被较高营养级动物所取食生物量;D-因死亡而损失的生物量),地球上初级生产力的分布,热带阳光强烈、气候温热、雨量充沛、营养物质丰富等产生了最高的生产力 温带和极地，冬日低温和长夜降低了生产量。沼泽和湿地处于陆地和水体栖息地分界面，充足水分供应，营养元素更新快。,卫星遥感NDVI指数,生物量与年生长动态测定,初级生产的生产效率,Florida 银泉生态系统初级生产力的生产效率,3 生态系统中的次级生产,食物种群,3.1 次级生产量的一般生产过程:,P(净生产量)=C(动物摄食能量)-FU(粪，尿能量)-R(呼吸能量),3.2 次级生产的生态效率,3.2.1 消费效率,引自Krebs 1978,3.2.2 同化效率,食草动物和碎食动物较低,食肉动物较高食草动物所吃植物,含有一些难消化的物质食肉动物吃的是动物组织,其营养价值较高食肉动物捕食时要消耗许多能量,净生长效率,食肉动物比食草动物低.,3.2.3 生产效率,无脊椎动物较为30-40%,外温性脊椎动物10%,内温性脊椎动物1-2%,为维持恒定体温而消耗很多已同化能量.动物生产效率与呼吸消耗呈显著负相关,仿Begon 1996,Lindeman最初研究结果大约为10%,后人称为十分之一法则.Pauly&Christensen(1995)40个水生群落营养级传递效率为2-24%,平均为10.13%.人如果直接以植物为食品,比以吃植物的动物为食,可供养多10倍的人口.世界粮农组织统计,富国人均直接谷物消耗低于穷国,但以肉乳蛋品为食物的粮食间接消耗量高于贫国数倍.,3.2.4 林德曼效率,林德曼1942年对赛达伯格湖能量流动的定量分析,4 生态系统中的分解,分解,碎裂,异化,淋溶,异化,淋溶,碎裂-由物理和生物作用，尸体分解为颗粒状碎屑异化-有机物质在酶作用下分解，从聚合体变成单体，进而成为矿物成分淋溶-可溶性物质被水所淋洗,植物枯枝落叶中各种化学成分的分解曲线,分解者微生物组织C/N比10:1，大多数植物组织C/N比40-80:1,氮供应量经常成为限制因素.待分解资源C/N比,常可作为生物降解性能的测度,最适25-30:1.,分解者,温度高、湿度大地带,分解速率高,低温干燥地带,分解速率低,土壤中易积累有机物质.热带土壤,无脊椎动物对分解活动贡献显著高于温带和寒带,起主要作用的是大型土壤动物.寒带和冻原土壤中多小型土壤动物,理化环境对分解的影响,分解速率随纬度变化,有机物积累随纬度变化,大，中，小型土壤动物区系的相对作用,问题：全球变暖会加快北方林土壤有机物分解吗？,