生态学生态系统的能量流动

1、会计学1生态学生态系统的能量流动生态学生态系统的能量流动2022-5-2322022-5-2332022-5-2342022-5-2352022-5-2362022-5-2372022-5-2382022-5-2392022-5-23102022-5-23112022-5-23122022-5-23132022-5-23142022-5-23152022-5-2316NPRCO2光光H2O营养营养取食取食O2温度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(物质因素物质因素) 、氧和温度、氧和温度(环境调节因素环境调节因素

2、)六个因素决定的。六个因素决定的。污染物污染物光合作用光合作用生物量生物量GP2022-5-23172022-5-2318Fig. Photosynthetic rate as a function of light intensity in red oak, a C3 plant, and in pigweed, a C4 plant.Fig. Change in net productivity along a precipitation gradient.2022-5-23192022-5-23202022-5-23212022-5-23222022-5-23232022-5-23242

3、022-5-2325黑瓶黑瓶（呼吸作用呼吸作用）白瓶白瓶(净光合作用净光合作用) 对照瓶对照瓶（消除误差）（消除误差）放放置置于于水水样样深深度度处处一定时间后，测各瓶的含氧量变化，求初级生产量一定时间后，测各瓶的含氧量变化，求初级生产量2022-5-23262022-5-23272022-5-23282022-5-23292022-5-23302022-5-23312022-5-2332食物食物资源资源未采食未采食拒食拒食未食未食粪便粪便(Fu)呼吸呼吸(R)分解分解被采食被采食可利用可利用食用食用(C)同化同化(A)动物产品动物产品产生能量产生能量(P)潜潜在在能能量量保持能量保持能量损损

4、失失能能量量C=A+FuA=P+RC=P+Fu+RP=C-Fu-R2022-5-2333未捕获未捕获(876.1g)猎物种群生产量猎物种群生产量(886.4g)被捕获被捕获(10.3g)被吃下被吃下(7.93g)I未吃下未吃下(2.37g)未同化未同化(0.63g)同化同化(7.3g)A净次级生产净次级生产(2.7g)P呼吸呼吸(4.6g)R2022-5-23342022-5-23352022-5-23362022-5-23372022-5-23382022-5-23392022-5-23402022-5-23412022-5-23422022-5-23432022-5-23442022-5-

5、23452022-5-23462022-5-23472022-5-23482022-5-23492022-5-23502022-5-2351熱力学的两个定律： 第一定律：A = B + C 第二定律：C A2022-5-23522022-5-23532022-5-23542022-5-23552022-5-23562022-5-23572022-5-23582022-5-23592022-5-2360PG=208.10PN=88.33A=33.68P=14.78A=3.83P=0.67A=0.21P=0.06A=50.60P=4.60III 分分119.7718.903.160.1346.00

6、25.0,输出输出4.86 输入输入总总/净生产净生产呼吸呼吸效率效率0.4260.4400.1760.2860.091营养级营养级总总PNC=20.14R总总187.96单位：单位： kcalm-2yr-1 2022-5-2362未吸收未吸收497228.6R=96.3R=18.8R=7.5未利用未利用 293.1未利用未利用 29.3未利用未利用 5.0单位：单位：Jcm-2a-1 99.9%总初级生产总初级生产 GP=464.70.1%食草动物食草动物 H=62.8食肉动物食肉动物 C=12.6分解分解12.5分解分解2.1分解分解入射日光能入射日光能 497693.313.5%20.1

7、%2022-5-2363 Cedar Bog Cedar Bog Silver Spring Silver Spring 入射太阳能入射太阳能 4.684.6810109 9 7.127.1210109 9 初级总生产量，效率初级总生产量，效率% % 4.664.6610106 6，0.1 0.1 8.718.7110107 7，1.2 1.2 植物呼吸植物呼吸, ,消耗消耗% % 9.809.8010105 5， 21.0 21.0 5.105.1010107 7，57.6 57.6 初级净生产量初级净生产量 3.683.6810106 6 3.703.7010107 7 动物消耗动物消耗(

8、 (略略) ) 群落总呼吸，比例群落总呼吸，比例% %1.241.2410106 6，26.6 26.6 5.975.9710107 7，68.2 68.2 群落总分解，比例群落总分解，比例% % 1.301.3010106 6，27.9 27.9 2.122.1210107 7，24.3 24.3 未利用的能量，比例未利用的能量，比例% % 2.122.1210106 6，45.5 45.5 6.506.5010107 7，7.5 7.5 2022-5-23642022-5-2365生态系统生态系统 总初级生产量总初级生产量PG 自养呼吸自养呼吸RA % 净初级生产量净初级生产量PN 异养呼

9、吸异养呼吸RH 群落净生产量群落净生产量PNC PN/PG(%) PNC/PG(%)三叶草田三叶草田 24400 9200 0.377 15200 800 14400 62.3 59.0中龄栎林中龄栎林 11500 6500 0.565 5000 3000 2000 43.5 17.4热带雨林热带雨林 45000 32000 0.711 13000 13000 0 28.9 0银泉银泉 20810 12000 0.577 8810 6870 2000 42.3 9.62022-5-23662022-5-23672022-5-23682022-5-23692022-5-23702022-5-23

10、712022-5-23722022-5-23732022-5-2374新英格兰盐沼地新英格兰盐沼地肋螺肋螺Geukensia demissa潜在食潜在食物源中的稳定同物源中的稳定同位素含量。位素含量。C、N和和S的稳定同位的稳定同位素可以将肋螺潜素可以将肋螺潜在的食物源区分在的食物源区分开。开。 2022-5-2375肋螺体内的稳肋螺体内的稳定同位素含量定同位素含量表明，湾口附表明，湾口附近许多地点以近许多地点以浮游植物为食浮游植物为食，而内陆的主，而内陆的主要以一种要以一种C4植植物物Spartina为为主要食物。主要食物。2022-5-2376 骨有机质中的骨有机质中的1313C C浓度浓

11、度说明了生活在北美东部说明了生活在北美东部温带森林的史前土著美温带森林的史前土著美洲人的饮食成份。洲人的饮食成份。 公元前公元前30003000年到公元年到公元500500年，年， 1313C C浓度较低，浓度较低，表明食物几乎完全来源表明食物几乎完全来源于于C C3 3植物；公元植物；公元10001000年年之后，迅速增加，表明之后，迅速增加，表明主要以主要以C C4 4植物植物Zea maysZea mays的谷类为食物。的谷类为食物。2022-5-2377分解的分解的营养物质营养物质水草水草浮游植物浮游植物浮游浮游动物动物浮游浮游捕食者捕食者食枝叶食枝叶动物动物底栖底栖捕食者捕食者浮游生

12、物浮游生物捕食者捕食者软泥软泥细菌细菌细菌细菌内部内部太阳辐射能太阳辐射能太阳辐射能太阳辐射能外外 部部 1 2 3 4 4 3 2 12022-5-23782022-5-2379 未利用的能量未利用的能量有有机机体体利利用用的的部部分分 非呼吸耗散的能非呼吸耗散的能呼吸耗散的能呼吸耗散的能1234(3= 4 +R3)R4(2= 3 +R2)(1= 2 +R1)R2R112022-5-2380总初级生产量总初级生产量111.0植食动物植食动物15.0肉食动物肉食动物3.0分解分解3.0分解分解0.5分解分解微量微量呼吸呼吸23.0呼吸呼吸4.5呼吸呼吸1.8未利用未利用70.0太阳能太阳能11

13、8872未利用未利用7.0未利用未利用1.2未吸收未吸收的能的能1187612022-5-2381cal cm-2 a 1 cal cm-2 a 1 cal cm-2 a 1 2022-5-23822022-5-2383试用能量生态学原理，从环境保护的角度，试用能量生态学原理，从环境保护的角度，论述秸杆的充分利用。论述秸杆的充分利用。作物作物家畜家畜食用菌食用菌蚯蚓蚯蚓籽实籽实秸杆秸杆饲料饲料糖化糖化一级利用一级利用产品产品输出输出粪便粪便二级利用二级利用接种接种菌床杂屑菌床杂屑三级利用三级利用产品输出产品输出接种接种排泄物排泄物肥料肥料光能光能产品输出产品输出秸杆秸杆秸杆秸杆饲料饲料2022-5-23842022-5-23852022-5-23862022-5-23872022-5-23882022-5-2389生态系统生态系统 总初级生产量总初级生产量PG 自养呼吸自养呼吸RA % 净初级生产量净初级生产量PN 异养呼吸异养呼吸RH 群落净生产量群落净生产量PNC PN/PG(%) P