生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)-wenkub
2023-05-28 02:24:01 本頁(yè)面
【正文】 ? 陸生定期收獲植被，烘干至恒重 ? 以每年每平方米的干物質(zhì)重量表示 ?以其 生物量 的 產(chǎn) 出 測(cè)定 ，但 位于 地下的 生物量 ， 難以測(cè)定 ?地下的部分可以 占 有 40%至 85%的 總生產(chǎn)量 ，因此 不能省略 氧氣測(cè)定法 ? 通過(guò)氧氣變化量測(cè)定總初級(jí)生產(chǎn)量 ? 1927年 , ? 從一定深度取自養(yǎng)生物的水樣，分裝在體積為 125300ml的白瓶 (透光 )、黑瓶 (不透光 )和對(duì)照瓶中 ? 對(duì)照瓶測(cè)定初始的溶氧量 IB ? 黑白瓶放置在取水樣的深度，間隔一定時(shí)間取出，用化學(xué)滴定測(cè)定黑白瓶的的含氧量 DB、 LB ? 計(jì)算呼吸量 (IBDB)，凈生產(chǎn)量 (LBIB)，總生產(chǎn)量 (LBDB) 二氧化碳測(cè)定法 ? 用塑料罩將生物的一部分套住 ? 測(cè)定進(jìn)入和抽出空氣中的 CO2 ? 透明罩：測(cè)定凈初級(jí)生產(chǎn)量 ? 暗罩：測(cè)定呼吸量 放射性標(biāo)記物測(cè)定法 ?用 放射性 14C測(cè)定其吸收量 ，即光合作用固定的碳量 ? 放射性 14C以碳酸鹽的形式提供，放入含有自然水體浮游植物的樣瓶中，沉入水中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，濾出浮游植物，干燥后在計(jì)數(shù)器測(cè)定放射活性，然后計(jì)算： 14CO2/CO2=14C6H12O6/C6H12O6 ? 確定光合作用固定的碳量 ? 需用“暗呼吸”作校正 葉綠素測(cè)定法 ? 植物定期取樣 ? 丙酮提取葉綠素 ? 分光光度計(jì)測(cè)定葉綠素濃度 ? 每單位葉綠素的光合作用是一定的，通過(guò)測(cè)定葉綠素的含量計(jì)算取樣面積的初級(jí)生產(chǎn)量 二、生態(tài)系統(tǒng)中的次級(jí)生產(chǎn) 次級(jí)生產(chǎn)的基本過(guò)程 次級(jí)生產(chǎn)過(guò)程模型 食物資源 未采食 拒食 未食 糞便 (Fu) 呼吸 (R) 分解 被采食 可利用 食用 (C) 同化 (A) 動(dòng)物產(chǎn)品產(chǎn)生能量 (P) 潛在能量 保持能量 損 失 能 量 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ C=A+Fu A=P+R C=P+Fu+R P=CFuR 食物種群 動(dòng)物得到的 動(dòng)物未得到的 動(dòng)物吃進(jìn)的 動(dòng)物未吃進(jìn)的 被同化的 未同化的 凈次級(jí)生產(chǎn)量 呼吸代謝 被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)取食 未被取食 對(duì)一個(gè)動(dòng)物種群來(lái)說(shuō)，其能量收支情況可以用下列公式表示： C = A + F U 其中 C代表動(dòng)物從外界攝食的能量， A代表被同化能量， FU代表糞、尿能量。 ??? CKRP浮游植物的凈生產(chǎn)力 的計(jì)算公式： 其中： P為浮游植物的光合作用率（以每天每平方米海洋表面所固 定的表示； R為入射光亮的相對(duì)光合作用率； K為每米深光的消退 系數(shù)； C為每立方米海水所含葉綠素的克數(shù)。 結(jié)果：硅藻、綠藻 藍(lán)綠藻 藍(lán)綠藻能成為優(yōu)勢(shì)浮游植物的原因： 浮游動(dòng)物和魚(yú)不愿以藍(lán)綠藻為食。 如森林，一般喬木層最高，灌木層次之，草被層更低， 而地下部分反映了同樣情況。 生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)量，還隨群落的演替而變化。 ? 生物量：指在某一定時(shí)刻調(diào)查時(shí)單位面積上積存的有機(jī)物 質(zhì)，單位是克干重 /m2或 J/m2。 2地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布 全球凈初級(jí)生產(chǎn)力在沿地球緯度分布上有三個(gè)高峰，第一高 峰接近與赤道，第二高峰出現(xiàn)在北半球的中溫帶，而最小的第三 高峰出現(xiàn)在南半球的中溫帶。 ? 早期由于植物生物量很低，初級(jí)生產(chǎn)量不高。 水體也有類似的規(guī)律，不過(guò)水面由于陽(yáng)光直射，生產(chǎn)量 不是最高，最高的是深數(shù) m左右，并隨水的清晰度而變化。 很多藍(lán)綠藻能固定大氣中的氮，但氮缺乏時(shí)，它們便處于 有利的競(jìng)爭(zhēng)地位。 件下，每克葉綠素每小時(shí)在光合作用中可固定 。 A項(xiàng)又可分解如下： A = P + R 其中 P代表凈生產(chǎn)量， R代表呼吸能量。 在尸體分解中，這三個(gè)過(guò)程是交叉進(jìn)行、相互影響的。最不易分解的是腐殖質(zhì)（ humus），它主要 來(lái)源于木質(zhì)。 如，分解者微生物身體組織中含 N量高，其 C∶N 約為 10∶1 ， 即微生物生物量每增加 11g就需要有 1gN的供應(yīng)量。最適 C∶N 比大約是 25~30∶1 。 一個(gè)表示生態(tài)系統(tǒng)分解特征的重要指標(biāo)： K=I / X 其中， k=分解指數(shù)， I=死有機(jī)物輸入年總量， X為系統(tǒng)中死有 機(jī)物質(zhì)總量（現(xiàn)存量）。 二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) （一）研究能量傳遞規(guī)律的熱力學(xué)定律 能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的傳遞和轉(zhuǎn)化規(guī)律服從熱力學(xué)的兩個(gè)定律： 熱力學(xué)第一定律 在自然界中，能量既不能消失也不能憑空產(chǎn)生，它只能以嚴(yán)格的當(dāng)量比例由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。 一個(gè)普適生態(tài)系統(tǒng)的能流模型（ Odum, 1959） 光合作用 呼吸 總生產(chǎn)量 入射 日光能 草食動(dòng)物 肉食動(dòng)物 頂級(jí)肉食動(dòng)物 分解者 貯存 有機(jī)物質(zhì) 凈生產(chǎn)量 群落呼吸 輸出 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)規(guī)律 ? 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞、轉(zhuǎn)換遵循熱力學(xué)的兩條定律： ?第一定律：能量守恒定律，能量可由一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式的
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