生態(tài)系統(tǒng)中能量流動-免費閱讀
【正文】 ?原理：能量沿生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈或食物網(wǎng)定向逐級流動并被各級營養(yǎng)級上的生命有機體逐級利用。 a –1 。用 Λn表示各營養(yǎng)級的能量含量，浮游植物通過光合作用將一部分太陽輻射能轉(zhuǎn)化為自身能量 Λ1 ，浮游動物取食浮游植物中的能量，為初級消費者，其能量含量為 Λ2，其余 Λ Λ4 依次類推。由于生態(tài)系統(tǒng)中不同的組成部分這些比值是不同的，因此，生態(tài)學(xué)家可以用穩(wěn)定同位素的比值來研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其過程。生態(tài)系統(tǒng)中，最高的營養(yǎng)級 15N的相對濃度最高，最低的營養(yǎng)級 15N的相對濃度最低。它相當(dāng)于同化效率、生長效率和利用效率的乘積，即： In＋ 1／ In＝ An/In最重要的生態(tài)效率 (Kozlovsky,1969)有同化效率、生長效率、消費或利用效率、林德曼效率。 m2 ) b 能量錐體(kcal ? 牧食食物鏈和腐食食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)能流的主要渠道。 ? 食物鏈的類型 ：根據(jù)食物鏈的起點不同，可將其分成兩大類 : ?牧食食物鏈 （ grazing food chain）：又稱捕食食物鏈，以活的動植物為起點的食物鏈，如綠色植物，草食動物、各級食肉動物。 熱力學(xué)第二定律 在封閉系統(tǒng)中，一切過程都伴隨著能量改變，在能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，除了一部分可以繼續(xù)傳遞和做功的能量外，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。 4， 理化環(huán)境對分解的影響 一般說來，溫度高、濕度大的地帶，其土壤中的分解速率高， 而低溫和干燥的地帶，其分解速率低，因而土壤中易積累有機 物質(zhì)。 2， 分解者生物 3， 資源質(zhì)量 待分解資源在分解者生物的作用下進(jìn)行分解，因此資源的 物理和化學(xué)性質(zhì)影響著分解的速度。綜合上述兩式可以得到： P = C – F U – R 三、生態(tài)系統(tǒng)中的分解 1， 分解過程的性質(zhì) 無機的元素從有機物質(zhì)中釋放出來，稱為礦化。 CO2 光 溫度 O2 ? 海洋生態(tài)系統(tǒng) 光：是限制海洋初級生產(chǎn)量的一個重要因子。 ? 一般森林在葉面積指數(shù)達(dá)到 4時，凈初級生產(chǎn)量最高 ? 但當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育成熟或演替達(dá)到頂極時，雖然生物量接 近最大，系統(tǒng)由于保持在一動態(tài)平衡中，凈生產(chǎn)量反而最小。第六章 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動 一、生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn) 1初級生產(chǎn)的基本概念 ? 初級生產(chǎn)量或第一性生產(chǎn)量（ primary production） 植物所固定的太陽能或所制造的有機物質(zhì) . ? 凈初級生產(chǎn)量（ primary production） ? 總初級生產(chǎn)量（ gross primary production） GP = NP + R NP = GP – R ? 生產(chǎn)量 :指單位時間單位面積上的有機物質(zhì)生產(chǎn)量。 水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量都有垂直變化。 1米深出， 50%的光被吸收； 20米深出，僅有 5— 10%的光。 分解作用是一個很復(fù)雜的過程，它包括碎裂、異化和淋溶三個 過程的綜合。資源的物理性質(zhì)包括表面 特性和機械結(jié)構(gòu)，資源的化學(xué)性質(zhì)則隨其化學(xué)組成而不同。 在同一氣候帶內(nèi)局部地方也有區(qū)別，它可能決定于該地的 土壤類型和待分解資源的特點。 （二）能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動的特點 ① 太陽的輻射能以光能的形式輸人生態(tài)系統(tǒng)后，通過光合作用被植物所固定，但不能再以光能的形式返回； ② 自養(yǎng)生物被異養(yǎng)生物攝食后，能量就由自養(yǎng)生物流到異養(yǎng)生物體內(nèi)，不能再返回給自養(yǎng)生物； ③ 從總的能流途徑而言，能量只是一次性流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)，是不可逆的。寄生食物鏈可以看作捕食食物鏈的一種特殊類型。 ? 能量流動以食物鏈作為主線，將綠色植物與消費者之間進(jìn)行能量代謝的過程有機地聯(lián)系起來。 m2 ?同化效率 (assimilation efficiency,AE): 衡量生態(tài)系統(tǒng)中有機體或營養(yǎng)級利用能量和食物的效率。 Pn／ An 由于 C4植物含有相對高的 13C ，因此，穩(wěn)定同位素分析可以物種食物中的 C3和 C4的相對濃度。 肋螺不同食物中的穩(wěn)定同位素比率 新英格蘭鹽沼地肋螺Geukensia demissa潛在食物源中的穩(wěn)定同位素含量。并定義 λn 為從 Λn1 到 Λn 正的能量流動速率， λn’ 為從 Λn到 Λn+1負(fù)的能量流動速率； Rn為各營養(yǎng)級呼吸速率。 呼吸 +未利用 +分解 ＝總初級生產(chǎn)量 ，能量守恒 總初級生產(chǎn)量 植食動物 肉食動物 分解 分解 分解 微量 呼吸 呼吸 呼吸 未利用 太陽能118872 未利用 未利用 未吸收的能118761 美國明尼達(dá)州塞達(dá)波格湖的能流分析 －－波格湖生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔 cal ?生態(tài)工程設(shè)計：能量多層分級利用 作物 家畜 食用菌 蚯蚓 籽實 秸桿 飼料 糖化 一級利用 產(chǎn)品 輸出 糞便 二級利用 接種 菌床雜屑 三級利用 產(chǎn)品輸出 接種 排泄物 肥料 光能 產(chǎn)品輸出 秸桿
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