1、生态系统生态学l 第一节 生态系统的一般特征l 第二节 生态系统的能量流动l 第三节 生态系统的物质循环l 第四节 自然生态系统l 内容提要l 单元测试第二节 生态系统的能量流动l 1 生态系统的生物生产l 2 生态系统中的分解l 3 生态系统的能流过程l 4 生态系统能流分析l 参考文献l 思考题l 预习内容l 课堂讨论1 生态系统的生物生产l 生物生产的基本概念 生物生产 生物量与生产量l 初级生产 总初级生产与净初级生产 影响初级生产的因素 初级生产量的测定方法l 次级生产 次级生产的基本特点 次级生产量的测定方法生物生产l 生物生产：是生态系统重要功能之一。生态系统不断运转，生物有机体
2、在能量代谢过程中，将能量、物质重新组合，形成新的产品的过程，称生态系统的生物生产。生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。l 生态系统中绿色植物通过光合作用，吸收和固定太阳能，从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过程是生态系统能量贮存的基础阶段，因此，绿色植物的这种生产过程称为 初级生产 （ primary production）， 或第一性生产。l 初级生产以外的生态系统生产，即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身的物质，称为 次级生产 （ secondary production）， 或第二性生产。生物量和生产量l 生物量（ biomass） :某
3、一特定观察时刻，某一空间范围内，现有有机体的量，它可以用单位面积或体积的个体数量、重量（狭义的生物量）或含能量来表示，因此它是一种现存量 (standing crop)。现存的数量 以 N表示， 现在的生物量 以 B表示。 现存生物量 通常用平均每平方米生物体的干重 (gm-2)或平均每平方米生物体的热值来表示 (J m-2 )。l 生产量 (production): 是在一定时间阶段中，某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中， 生产量、生产力 (production rate)和 生产率(productivity)视为同
4、义语，有的则分别给予明确的定义。l 生物量和生产量是不同的概念，前者到某一特定时刻为止，生态系统所积累下来的生产量，而后者是某一段时间内生态系统中积存的生物量。生产量和现存量关系示意图现存量 现存量P B EB生产量 PA 减少量 E生产量 P减少量 E总初级生产与净初级生产l 初级生产过程可用下列方程式概述：光能6CO2 6H2O C6H12O6 6O2 叶绿素l 总初级生产 (gross primary production,GP)与净初级生产 (net primary production,NP)： 植物在单位面积、单位时间内，通过光合作用固定太阳能的量称为总初级生产 (量 )，常用的单
5、位： J m -2 a-1 或 gDW m -2 a-1；植物总初级生产（量）减去呼吸作用消耗掉的（ R），余下的有机物质即为净初级生产（量）。二者之间的关系可表示如下：GP NP+R ； NP GP R影响初级生产的因素NPRCO2 光H2O 营养取食O2 温度陆地生态系统中，初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养物质 (物质因素 ) 、氧和温度 (环境调节因素 )六个因素决定的。污染物 光合作用生物量GP初级生产量的测定方法l 产量收割法：收获植物地上部分烘干至恒重，获得单位时间内的净初级生产量。l 氧气测定法：总光合量净光合量呼吸量l 二氧化碳测定法：用特定空间内的二氧化碳含量的变化，作为
6、进入植物体有机质中的量，进而估算有机质的量。l pH测定法：水体中的 pH值 随着光合作用中吸收二氧化碳和呼吸过程中释放二氧化碳而发生变化，根据 pH值 变化估算初级生产量。l 叶绿素测定法：叶绿素与光合作用强度有密切的定量关系，通过测定体中的叶绿素可以估计初级生产力。l 放射性标记测定法：把具有 14C的碳酸盐 (14CO32-)放入含有天然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中，经过一定时间的培养，滤出浮游植物，干燥后，测定放射性活性，确定光合作用固定的碳量。由于浮游植物在黑暗中也能吸收 14C， 因此，还要用 “暗吸收 ”加以校正。黑白瓶法黑 瓶（ 呼吸作用 ）白瓶(净光合作用 )对照瓶（消除误差）放置于水样深度处一定时间后，测各瓶的含氧量变化，求初级生产量
