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第十二章 生态系统中的能量流动12.1 生态系统中的初级生产12.2 生态系统中的次级生产12.3 生态系统中的分解12.4 生态系统中的能量流动第一页，共九十页。1.生态系统中的初级生产1.1 初级生产的基本概念1.2 地球上初级生产力的分布1.3 初级生产的生产效率1.4 初级生产量的限制因素1.5 初级生产量的测定方法第二页，共九十页。第三页，共九十页。12.1.1 初级生产的基本概念生产过程：生产者通过光合作用合成复杂的有机物质，使植物的生物量(包括个体数量和生长)增加消费者摄食植物已经制造好的有机物质(包括直接的取食植物和间接的取食食草动物和食肉动物)，通过消化、吸收在合成为自身所需的有机物质，增加动物的生产量初级生产：自养生物的生产过程，其提供的生产力为初级生产力次级生产：异养生物再生产过程，提供的生产力为次级生产力第四页，共九十页。初级生产的基本概念初级生产量(primary production)：绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量称为初级生产量，也称第一性生产量净初级生产量(net primary production)：初级生产过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长和生殖，这部分生产量成为淨初級生产量(NP)总初级生产量(gross primary production)：初级生产过程植物固定的能量的总量 GP=NP+R第五页，共九十页。初级生产力：植物群落在一定空间一定时间内所生产的有机物质积累的数量 生物量 (biomass)：是指某一时刻单位面积上积存的有机物质的量。以鲜重或干重表示现存量：是指绿色植物初级生产量被植食动物取食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分 SC=GP-R-H-D第六页，共九十页。初级生产第七页，共九十页。第八页，共九十页。1.2 地球上初级生产力的分布不同生态系统类型的初级生产力不同陆地比水域的初级生产力总量大陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低生态系统的初级生产力随群落的演替而变化水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化初级生产力随季节变化第九页，共九十页。第十页，共九十页。不同生态系统的初级生产力第十一页，共九十页。NET PRIMARY PRODUCTIVITYAverage net primary productivity in grams of organic material per square meter per year of some terrestrial and aquatic ecosystems第十二页，共九十页。初级生产力随群落的演替而变化第十三页，共九十页。初级生产力的分布生产力极低的区域：1000kcal/m2.a或者更少，如大部分海洋和荒漠。中等生产力区域：1000-10000kcal/m2.a，如草地、沿海区域、深湖和一些农田。高生产力的区域：10000-20000kcal/m2.a或者更多，如大部分湿地生态系统、河口湾、泉水、珊瑚礁、热带雨林和精耕细作的农田、冲积平原上的植物群落等。第十四页，共九十页。1.3 初级生产的生产效率第十五页，共九十页。最适条件下的初级生产力第十六页，共九十页。不同生态系统类型初级生产效率生产效率=被固定的光能/入射光能玉米地荒地Mendota湖Cedar Bog湖第十七页，共九十页。陆 地玉米地第十八页，共九十页。荒地第十九页，共九十页。湖泊Mendota 湖Cedar Bog 湖第二十页，共九十页。1.4 初级生产量的限制因素第二十一页，共九十页。陆地生态系统辐射强度和日照时间：光强升高，光照时间长，提高产量光合途径：光合作用途径的不同，直接影响初级生产力的高低水：光合作用的原料，缺水显著抑制光合速率温度：温度升高，总光合速率升高营养元素二氧化碳第二十二页，共九十页。辐射强度Fig. Annual average solar radiation reaching the Earth’s surface.第二十三页，共九十页。C3、C3植物的光合速率Fig. Photosynthetic rate as a function of light intensity in red oak, a C3 plant, and in pigweed, a C4 plant.第二十四页，共九十页。第二十五页，共九十页。降水Fig. Change in net productivity along a precipitation gradient.第二十六页，共九十页。南极干谷Fig. An Antarctic dry valley.第二十七页，共九十页。土壤水分蒸发Fig. The rate of net primary producti