12生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與信息流課件

第十章、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與信息流主要內(nèi)容第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的能量與能量環(huán)境第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力—初級生產(chǎn)第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力—次級生產(chǎn)第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的分解第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動第六節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的信息流動重點內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力—初級生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力—次級生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的分解生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動第一節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)中的能量與能量環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的基本驅(qū)動力—能量生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本規(guī)律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律一、生態(tài)系統(tǒng)的基本驅(qū)動力—能量能量：是指物體或者系統(tǒng)做功的能力。能量有多種形式，按運(yùn)動方式分：動能：指正在做功的能量，如風(fēng)能、水能等。潛能：指尚未做功，但有做功的潛在能力，如生物能、化學(xué)能。一切生命活動都需要能量推動，或者說：生命過程是能量聚、散的過程。能量是地球上生物生存和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的根本驅(qū)動力地球上基本能量來源？太陽的輻射能沒有太陽能就沒有地球上豐富多彩的生命和生態(tài)系統(tǒng)。二、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本規(guī)律生態(tài)系統(tǒng)的能流過程生態(tài)系統(tǒng)的能流主要是動能和潛能的傳遞與轉(zhuǎn)換。生態(tài)系統(tǒng)的動能（生物與環(huán)境之間）是指生物與環(huán)境之間以傳導(dǎo)和對流形式互相傳遞和轉(zhuǎn)化的一種能量，包括熱、輻射的相互傳遞。生態(tài)系統(tǒng)的潛能（生物與生物之間）是綠色植物（生產(chǎn)者）通過光合作用貯藏在光合產(chǎn)物化學(xué)鍵之內(nèi)，處于靜態(tài)的能量。這部分能量是固定態(tài)的能，難以流動。只有通過其他生物（如消費(fèi)者、分解者）的取食、利用，在生物之間傳遞和轉(zhuǎn)化，才能實現(xiàn)流動（逐級傳遞）。我們將生物與環(huán)境之間、生物與生物之間能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過程稱作生態(tài)系統(tǒng)的能流過程。生態(tài)系統(tǒng)能流渠道（途徑）生物與環(huán)境的直接交換食物鏈傳遞能量沿著食物鏈的一個個環(huán)節(jié)或營養(yǎng)級，向下傳遞，而實現(xiàn)流動。生態(tài)系統(tǒng)能流服從（遵守）熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律：即能量守恒定律在自然界發(fā)生的所有現(xiàn)象中，能量既不能消失，也不能憑空產(chǎn)生，只能由一種形式變?yōu)榱硪恍问健崃W(xué)第二定律：即能量遞減規(guī)律在封閉系統(tǒng)中，一切過程都伴隨著能量的改變，在能量傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，除了一部分可以繼續(xù)傳遞和作功的能量（自由能）外，總有一部分不能繼續(xù)傳遞和做功，而以熱的形式消散，這部分能量使系統(tǒng)的熵和無序性增加。是一個參數(shù)，用來形容一個系統(tǒng)的混亂程度，熵值越大，表明能量分布越均勻12.5+62.8+293+96.3=464.6生產(chǎn)者通過光合作用將簡單的無機(jī)物合成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，使得植物生物量增加，是一種生產(chǎn)過程初級生產(chǎn)或第一性生產(chǎn)第二節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力-初級生產(chǎn)自養(yǎng)生物（主要：植物）的生產(chǎn)過程稱為初級生產(chǎn)，其提供的生產(chǎn)力為初級生產(chǎn)力。自養(yǎng)生物（主要：植物）通過光合作用合成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，使植物的生物量（包括個體數(shù)量和生長）增加。2.1初級生產(chǎn)的基本概念＊初級生產(chǎn)量（第一性生產(chǎn)量）：植物所固定的太陽能或所制造的有機(jī)物質(zhì)。＊凈初級生產(chǎn)量（NP）

：初級生產(chǎn)過程植物固定的能量一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物的生長和生殖，這部分生產(chǎn)量成為淨(jìng)初級生產(chǎn)量。＊總初級生產(chǎn)量（GP）：初級生產(chǎn)過程植物固定的能量的總量。

GP=NP+R總初級生產(chǎn)量(GP)、呼吸所耗能量(R)和凈初級生產(chǎn)量(NP)三者之間的關(guān)系是：2.1初級生產(chǎn)的基本概念＊初級生產(chǎn)力：植物群落在一定空間一定時間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)積累的數(shù)量。＊生產(chǎn)量：單位時間單位面積上的有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)量(g/m2·a)。＊生物量

(biomass)：是指某一時刻單位面積上積存的有機(jī)物質(zhì)的量(g/m2,J/m2)。

dB/dt(生物量的變化)=NP-R-H（捕食）-D（死亡）區(qū)別生產(chǎn)量與生物量群落演替過程中生產(chǎn)量與生物量的變化趨勢如何？演替初期,生物量較低,因此固定太陽能形成有機(jī)物質(zhì)的速率低(即總初級生產(chǎn)量低)。隨著演替的進(jìn)行,生物量不斷積累,系統(tǒng)的初級生產(chǎn)量也不斷提高。對于凈初級生產(chǎn)量而言，并不一定隨著生物量增高而增高，為什么？地球陸地的初級生產(chǎn)力分布

2.2地球上初級生產(chǎn)力的分布地球海洋的初級生產(chǎn)力分布21全球陸地年凈初級生產(chǎn)總量為115×109t干物質(zhì)，海洋的為55×109t干物質(zhì)。海洋約占地球表面的2／3，但凈初級生產(chǎn)量只占1／3。在海洋中，由河口灣向大陸架到大洋區(qū)，單位面積凈初級生產(chǎn)量和生物量有明顯降低的趨勢。在陸地上，熱帶雨林生產(chǎn)量是很高的，年平均2200g／m2；濕地(沼澤和鹽沼)生產(chǎn)量年平均可達(dá)到2000g／m2；疏林及灌叢年平均為700g／m2。(P211，表10-1)。全球:沿緯度分布出現(xiàn)3個高峰：1、接近赤道；2、北半球中溫帶；3、南半球中溫帶海洋與陸地比較:陸地〉海洋海洋:河口灣〉大陸架〉大洋區(qū)(海洋荒漠）陸地:熱帶雨林第一海洋季節(jié)變動中等，而陸地季節(jié)波動大2010年8月2010年12月不同生態(tài)系統(tǒng)類型的初級生產(chǎn)力不同。陸地比水域的初級生產(chǎn)力總量大。陸地上初級生產(chǎn)力有隨緯度增加逐漸降低的趨勢。海洋中初級生產(chǎn)力由河口灣向大陸架和大洋區(qū)逐漸降低。生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力隨群落的演替而變化。水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力有垂直變化。初級生產(chǎn)力隨季節(jié)變化。

我國生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力總量：5411×103J/年農(nóng)田：1944×103J/年草原：343×103J/年林地：3129×103J/年森林覆蓋率：20世紀(jì)80年代：12.7%1996年：13.9%是世界森林覆蓋率平均水平的52%我國人均占有林地面積0.12hm2，人均活立木蓄積10.43m3，分別為世界平均的11%和12%。我國森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力水平比世界平均低10%左右我國草原面積很大，約占國土面積的40%，但草原生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力很低，主要原因是氣候干旱和土壤貧瘠。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力中：糧食作物：78%經(jīng)濟(jì)作物（包括蔬菜）：17%青飼料、綠肥作物：5%但是，由于人類對生物圈的干預(yù)利用，造成了植被破壞、生態(tài)系統(tǒng)退化，地球的初級生產(chǎn)力和初級生物量在逐年下降?，F(xiàn)在仍以每年1.6×107hm2的速度在消失，其中相當(dāng)部分是高生物量的熱帶雨林。據(jù)聯(lián)合國（1999）的資料，地球干旱土地的70%正面臨荒漠化的威脅，約占地球陸地面積的1/4，受影響的人口多達(dá)10億，其中沙漠化土地正以每年5萬—7萬hm2的速度迅速擴(kuò)展，鹽漠化土地面積也在逐年擴(kuò)大，造成了地球初級生產(chǎn)力的不斷下降。濕地面臨的主要問題：①濕地生物多樣性衰退趨勢明顯;②由于濕地面積減少和功能下降，喪失了淡水存蓄、調(diào)洪蓄洪的功能，加劇了水資源危機(jī)并增加了洪水災(zāi)害風(fēng)險。③濕地存在的幾大主要威脅因素，開墾與改造、污染、泥沙淤積和水資源不合理利用依然嚴(yán)重。④大量的改變濕地功能、用途的不合理利用活動；如黑龍江三江平原濕地、沿海省份的濱海濕地等仍然面臨著被開墾和圍墾的巨大威脅，我國西部地區(qū)的許多重要濕地由于上游水資源被轉(zhuǎn)為它用，濕地面積嚴(yán)重萎縮甚至干涸。⑤濕地保護(hù)投入短缺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足保護(hù)管理工作的實際需要。342.3初級生產(chǎn)的生產(chǎn)效率35最適條件下初級生產(chǎn)的效率估計(kcal/m2d,Loomis1963)能量輸入能量損失百分率%總?cè)肷淙展饽?000100不能被植物色素吸收的2780-55.8可被植物色素吸收的222044.2植物表面反射的185-3.7非活性吸收220-4.4光合作用可利用的181536.1在有機(jī)物合成中未利用的1633-32.5總初級生產(chǎn)量（GP）1823.6呼吸消耗（R）61-1.2凈初級生產(chǎn)量（NP）1212.436四個生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)效率的比較玉米田荒地Meadota湖CederBog湖總初級生產(chǎn)量/總?cè)肷淙展饬?.6%1.2%0.40%0.10%

呼吸消耗/總初級生產(chǎn)量23.4%15.1%22.30%21.00%凈初級生產(chǎn)量/總初級生產(chǎn)量76.6%84.9%77.70%79.00%20世紀(jì)40年代以來，對各生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)效率所作的大量研究表明，在自然條件下，總初級生產(chǎn)效率很難超過3％。一般說來，在富饒肥沃的地區(qū)總初級生產(chǎn)效率可以達(dá)到1％-2％；而在貧瘠荒涼的地區(qū)大約只有0.1％。就全球平均來說，總初級生產(chǎn)效率大概是0.2％-0.5％。2.4初級生產(chǎn)量的限制因素陸地生態(tài)系統(tǒng)NPR取食光①CO2②③H2O④營養(yǎng)⑤光合作用生物量GPO2＋溫度⑥⑦40輻射強(qiáng)度Fig.AnnualaveragesolarradiationreachingtheEarth’ssurface.光合作用率光強(qiáng)度BACPsp補(bǔ)償點飽和點光照影響C3、C3植物的光合速率Fig.Photosyntheticrateasafunctionoflightintensityinredoak,aC3plant,andinpigweed,aC4plant.溫度影響

在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率與溫度成正比，但是溫度超過生物體內(nèi)酶活性的最高溫度后，將會使得生物生長受阻甚至死亡。44溫度水對動植物生長發(fā)育的影響植物水分對植物生長有最低、最適和最高量的三基點。低于最低點，植物萎蔫、生長停止，高于最高點，根系缺氧、窒息、爛根。動物水分不足時，引起動物的滯育和休眠；許多動物的周期性繁殖與降水季節(jié)密切相關(guān)。水影響近年研究還發(fā)現(xiàn)一普遍規(guī)律：地面凈初級生產(chǎn)量與植物光合作用中氮的最高積聚量呈密切的正相關(guān)。N、P、K施肥都能增加初級生產(chǎn)量。土壤影響47營養(yǎng)元素

缺磷：植株深綠，常呈紅色或紫色，干燥時暗綠。莖短而細(xì)，基部葉片變黃，開花推遲，種子小不飽滿。

缺氮：植株淺綠、基部老葉變黃，干燥時呈褐色。莖短而細(xì)，分枝或分蘗少。若果樹缺氮則表現(xiàn)為果小、果少、果皮硬等現(xiàn)象。

缺鉀：老葉沿葉緣首先黃化，嚴(yán)重時葉緣呈灼燒狀。水域生態(tài)系統(tǒng)P=(R/K)xCx3.1(Ryther,1956)海洋浮游植物的凈初級生產(chǎn)力取決于太陽的日總輻射量、水中的葉綠素含量和光強(qiáng)度隨水深而減弱的衰變系數(shù)。水中的葉綠素含量，g/m3浮游植物的凈初級生產(chǎn)力R-相對光合率，K-光強(qiáng)度隨深度而減弱的衰變系數(shù)1993-11,GalapagosIslands，厄瓜多爾1995-5，赤道東太平洋1999-2，霍巴特(Hobart)2002-7，阿拉斯加海灣的Papa2.5初級生產(chǎn)量的測定方法收獲量測定法用于陸地生態(tài)系統(tǒng)。定期收割植被，干燥到恒重，然后以每年每平方米的干物質(zhì)重量表示。取樣測定干物質(zhì)的熱當(dāng)量，并將生物量換算為J／(m2·a)。為了使結(jié)果更精確，可在整個生長季中多次取樣，并測定各個物種所占的比重。氧氣測定法總初級生產(chǎn)量＝凈初級生產(chǎn)量＋呼吸量也叫黑白瓶法適合于水生生態(tài)系統(tǒng)黑瓶（呼吸作用）D1對照瓶（原始濃度）D0

白瓶(凈初級生產(chǎn)作用)D2放置于水樣深度處一定時間后，測各瓶的含氧量變化，求初級生產(chǎn)量。二氧化碳測定法原理方法基本與氧氣測定法一樣CO2濃度葉綠素測定法:丙酮提取放射性標(biāo)記物測定法：14CO32-遙感測定法消費(fèi)者通過攝取植物的制造的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)過消化分解后，最后合成自身所需營養(yǎng)物質(zhì)，從而使得動物生物量增加，所以也可稱為生產(chǎn)過程次級生產(chǎn)或第二性生產(chǎn)第三節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力—次級生產(chǎn)次級生產(chǎn)過程是異養(yǎng)生物的再生產(chǎn)過程。對于次級生產(chǎn)來說，凈初級生產(chǎn)量其所需能量的惟一來源。次級生產(chǎn)的能量來源主要是？如果初級生產(chǎn)量全部被動物利用，可否全部轉(zhuǎn)化為次級生產(chǎn)量？次級生產(chǎn)量：在被動物同化的能量中，有一部分用于動物的呼吸代謝和生命的維持，這一部分能最終將以熱的形式消散掉，剩下的那部分才能用于動物的生長和繁殖，這就是次級生產(chǎn)量。用于動物生長繁殖的能量如：肉、蛋、奶、毛皮、骨骼、血液以及各個器官均屬于次級生產(chǎn)量范疇。3.1次級生產(chǎn)一般過程次級生產(chǎn)過程普適模型包括植食動物和食肉動物。對植食動物來說，食物種群是指植物(凈初級生產(chǎn)量)，對食肉動物來說，食物種群是指動物(凈次級生產(chǎn)量)。對一個動物種群來說，其能量收支情況可以用下列公式表示：

C=A+FU

C——動物從外界攝食的能量；A——被同化能量；FU——糞、尿能量其中：A項又可分解如下：

A=P+RP——凈次級生產(chǎn)量；R——呼吸能量綜合上述兩式可以得到：P=C-FU-R3.2次級生產(chǎn)量的測定1、按已知同化量A和呼吸量R，估計生產(chǎn)量P：

P=(C-Fu)/A-R，F(xiàn)u-尿糞量3、根據(jù)生物量凈變化△B和死亡損失E，估計P：

P＝△B＋E2、根據(jù)個體生長或增重的部分Pg和新生個體重Pr，估計P：

P＝Pg＋PrP＝Pg＋Pr=20+30-10-10+10+10+10+10=70

P＝△B＋E=30+10+10+20=703.3次級生產(chǎn)的生態(tài)效率幾種生態(tài)系統(tǒng)中食草動物利用植物凈生產(chǎn)量的比例植物種群增長率高、世代短、更新快，其被利用的比例就較高；草本植物的支持組織比木本植物的少，能提供更多凈初級生產(chǎn)量為食草動物利用；小型的浮游植物的消費(fèi)者(浮游動物)密度很大，利用凈初級生產(chǎn)量比例最高。食草動物與食肉動物的同化效率、凈生長效率比較同化效率？凈生長效率？生長效率與呼吸作用有很好的負(fù)相關(guān)性同化效率食肉動物>食草動物凈生長效率食草動物>食肉動物各類群動物的生長效率生產(chǎn)效率隨動物類群而異。一般說來，無脊椎動物有較高的生產(chǎn)效率，約30％~40％（最高）外溫性脊椎動物居中，約10％（居中）內(nèi)溫性脊椎動物很低，僅1％~2％，它們?yōu)榫S持恒定體溫消耗很多同化能量（最低）72林德曼效率人如果以植物為食品代替以動物為食品，理論上可以養(yǎng)活10倍的人口第四節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)的分解

把動植物殘體中的復(fù)雜有機(jī)物分解為生產(chǎn)者能重新利用的簡單的化合物，并釋放出能量的過程。微生物、土壤原生動物、小型無脊椎動物一、分解過程分解過程碎裂：由于物理和生物的作用，把尸體分解成為顆粒狀的碎屑。異化：有機(jī)物質(zhì)在酶的作用下分解，從聚合體變成單體。淋溶：可溶性物質(zhì)被水淋洗出。交叉進(jìn)行、彼此影響分解過程的意義：通過死亡物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)，給生產(chǎn)者提供營養(yǎng)物質(zhì);維持大氣中二氧化碳的濃度;穩(wěn)定和提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，為碎屑食物鏈以后各級生物生產(chǎn)食物;改善土壤物理性狀，改造地球表面惰性物質(zhì);澳大利亞引進(jìn)異地金龜處理牛糞

澳洲大陸與其他陸地隔離，生物區(qū)系獨特，當(dāng)?shù)胤敝车淖畲螳F類是有袋類的大袋鼠。 移民于1788年運(yùn)去了第一批5頭奶牛和2頭公牛，到19世紀(jì)未超過4500萬頭。 每天約有4.5億堆又大又濕的牛糞。而當(dāng)?shù)氐慕瘕斪又饕∈掣捎驳拇蠹S，而對軟而濕的牛糞不感興趣。 由于當(dāng)?shù)厝狈Ψ纸馀＜S的生物，牛糞在草原上風(fēng)干硬化，幾年內(nèi)都難以分解，日積月積，牛糞數(shù)量驚人。牛糞覆蓋并破壞大面積草原，形成草原上的一塊塊禿斑。每年被毀的牧場竟達(dá)3600萬畝。

據(jù)實驗兩頭金龜子一前一后，能將100克牛糞在30~40小時內(nèi)，滾成球，埋入土層里，以備子代食用。由于牛糞中的蠅卵需96小時后才能孵化為幼蟲，牛糞埋入地下，蠅類無法孵化。因此，金龜子消除了牛糞，又破壞了蠅類滋生的條件。為此，60年代，澳大利亞引入了羚羊糞蜣(Onthophagusgazella)和神農(nóng)蜣螂(Catharsiusmolossus)等異地金龜，對分解牛糞發(fā)揮了明顯的作用。影響分解過程的因素分解者的生物種類待分解資源的質(zhì)量分解時的理化性質(zhì)4.2分解生物種類細(xì)菌和真菌生長型營養(yǎng)方式類型群體生長絲狀生長種類酵母、細(xì)菌真菌和放線菌多數(shù)真菌和少數(shù)細(xì)菌優(yōu)點

易于侵入微小的空隙和腔體，適合于利用顆粒狀有機(jī)質(zhì)。能穿透和入侵有機(jī)質(zhì)深部，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在被菌絲體達(dá)成眾多微小空隙的土壤中易于移動。

分泌細(xì)胞外酶，把底物分解為簡單的分子狀態(tài)，然后吸收。節(jié)能。缺點

不能穿入物質(zhì)內(nèi)部。

所需時間較長。

缺氧和極端環(huán)境中不能順利進(jìn)行。動物（陸地生態(tài)系統(tǒng)）小型土壤動物體寬<100μm，原生動物、線蟲、輪蟲。中型土壤動物體寬100μm~2mm，彈尾目昆蟲、螨、蚯蚓、雙翅目幼蟲、小型甲蟲。大型土壤動物（巨型）大型體寬2~20mm，巨型體寬>20mm，千足蟲、蝸牛、較大的蚯蚓等。動物（水域生態(tài)系統(tǒng)）碎裂者：石蠅幼蟲，以落入河流的樹葉為食物。顆粒狀有機(jī)物質(zhì)搜集者搖蚊幼蟲和顫蚓，從沉積物中搜集食物；紋石娥幼蟲，從水體中濾食有機(jī)顆粒。刮食者：蝙蜉蝣幼蟲。以藻類為食的食草性動物。捕食動物：螞蝗、蜻蜓幼蟲。4.3待分解資源的質(zhì)量待分解資源的物理性質(zhì)表面特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)待分解資源的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)組成單糖>半纖維素>纖維素>木質(zhì)素>蠟>酚4.4分解時的理化環(huán)境水熱條件溫度高、濕度大的地帶，有機(jī)質(zhì)分解速率高；低溫干燥地帶，分解速率低；分解速度隨緯度增高而降低(熱帶雨林—溫帶森林—凍原)。無脊動物在地球的分布隨緯度的變化呈現(xiàn)地帶性的變化規(guī)律。低緯度熱帶地區(qū)起作用的主要是大型土壤動物，其分解作用明顯高于溫帶和寒帶；高緯度寒溫帶和凍原地區(qū)多為中、小型動物，它們對物質(zhì)分解起的作用很小。分解指數(shù)K=I/X

K：分解指數(shù)，I：死有機(jī)物年輸入總量，X：系統(tǒng)中死有機(jī)物質(zhì)現(xiàn)存量各生態(tài)系統(tǒng)類型的分解特征比較（Swift，1979）凍原北方針葉林溫帶落葉林溫帶草原稀樹草原熱帶雨林凈初級生產(chǎn)/（t/hm2/a）1.507.5011.507.509.5050.00生物量/（t/hm2）10.00200.00350.0018.0045.00300.00枯木輸入/（t/hm2/a）1.507.5011.507.509.5050.00枯木現(xiàn)存量/（t/hm2）44.0035.0015.005.003.005.00時間(Kj）/a0.030.210.771.503.206.00時間（3/Kj）/a100.0014.004.002.001.000.5095%分解青藏高原的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)：1、微生物分解者種群高峰出現(xiàn)在6月中旬~9月，10月后就迅速減少；2、反映分解速率的CO2釋放量或土壤呼吸率，5月中旬最低，高峰期為7月中旬~8月中旬；8月份之后就迅速減少。第五節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的能量流動生態(tài)系統(tǒng)層次上的能量流動異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能流分析分解者和消費(fèi)者在能流中的相對作用熱力學(xué)第一定律：即能量守恒定律在自然界發(fā)生的所有現(xiàn)象中，能量既不能消失，也不能憑空產(chǎn)生，只能由一種形式變?yōu)榱硪恍问?。熱力學(xué)第二定律：即能量遞減規(guī)律在封閉系統(tǒng)中，一切過程都伴隨著能量的改變，在能量傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，除了一部分可以繼續(xù)傳遞和作功的能量（自由能）外，總有一部分不能繼續(xù)傳遞和做功，而以熱的形式消散，這部分能量使系統(tǒng)的熵和無序性增加。能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動，一部分以熱能的形式散失外，另外一部分會沿著食物鏈傳遞，數(shù)量上逐漸的減少，質(zhì)量逐漸提高。問：假設(shè)植物提供的凈初級生產(chǎn)量為X[J/（m2*a）]田鼠用于生長、生殖的能量是多少？鼬用于生長、生殖的能量是多少？5.1生態(tài)系統(tǒng)食物鏈層次上的能量流動在能量傳遞過程中，未被利用的能量占絕大多數(shù)，級別越高，呼吸作用越來越強(qiáng)（21%、30%、60%）5.2生態(tài)系統(tǒng)層次上的能流分析96CedarBog湖與銀泉能流比較CedarBog銀泉入射太陽能4.68×1097.12×109初級總生產(chǎn)量，效率%4.66×10６，0.18.71×10７，1.2植物呼吸,消耗%9.80×105，21.05.10×107，57.6凈初級生產(chǎn)量3.68×1063.70×107動物消耗(略)群落總呼吸，比例%1.24×106，26.65.97×107，68.2群落總分解，比例%1.30×106，27.92.12×107，24.3未利用的能量，比例%2.12×106，45.56.50×107，7.5CedarBog湖是一個沼澤水湖，銀泉是清泉水湖。97森林生態(tài)系統(tǒng)能流分析5.3異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)自養(yǎng)生物：能夠通過自身將無機(jī)物合成有機(jī)物，分為光能合成（各種綠色植物或藻類）和化能合成（如硝酸桿菌，亞硝酸桿菌）異樣生物：不能通過自身將無機(jī)物合成有機(jī)物，只能通過攝取有機(jī)物維持新陳代謝。自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)：直接依靠太陽能的輸入維持其功能的生態(tài)系統(tǒng)。異樣生態(tài)系統(tǒng)：主要依靠其他生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的有機(jī)物輸入維持自身的生存。

根泉錐泉1.28×1079.62×106取食取食3.98×1079.97×1061.42×1071.56×107未利用分解1005.4.分解者和消費(fèi)者在能流中的相對作用隔室：各個營養(yǎng)級和貯存庫；能力通道粗細(xì)：能流量的多少；箭頭：能量流動方向；外框：生態(tài)系統(tǒng)邊界；2個能流輸入通道：日光能輸入通道、現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)輸入通道；3個能量輸出通道：光合作用未被固定的日光能、生物呼吸及現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)的流失生態(tài)系統(tǒng)能流模型森林河流群落海洋、湖泊浮游生物群落草地NPP:凈初級生產(chǎn)量；DOM:死有機(jī)物質(zhì)；C：消費(fèi)者亞系統(tǒng)；D：分解者亞系統(tǒng)；R：呼吸不同群落的能流特征比較（Townsendetal.2000）CDNPPDOMRRCDNPPDOMRRCDNPPDOMRRCDNPPDOMRR幾乎每一個生態(tài)系統(tǒng)，由初級生產(chǎn)者所固定的能量，其主要流經(jīng)的途徑是分解者亞系統(tǒng)，包括呼吸失熱；只有以浮游生物為優(yōu)勢的水生群落食活食的消費(fèi)者亞系統(tǒng)在能流過程中有重要作用，其同化效率也比較高；但由于異養(yǎng)細(xì)菌密度高，所以消費(fèi)死有機(jī)物的比例也大于50%；對于河流和小池塘，由于大部分能量來源于從陸地生態(tài)系統(tǒng)輸入的死有機(jī)物，因此通過消費(fèi)亞系統(tǒng)的能流量很少第六節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)中的信息流動生態(tài)系統(tǒng)信息的基本特征信息與信息量生態(tài)系統(tǒng)信息的基本特征生態(tài)系統(tǒng)中的信息類型6.1信息與信息量信息：源于通信工程學(xué)，通常是指