第6章 农业生态系统的能量流动

复习生态系统农业生态系统生态系统的功能生物生产能量流动物质循环信息传递第六章农业生态系统的能量流动一、农业生态系统能量流动的途径二、能量流动与转化的基本规律三、农业生态系统的能量生产四、农业生态系统的辅助能一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源能量的基本形态动能潜能一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源能量的基本形态生态系统中：日光能、生物化学能、热能一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源能量的基本形态生态系统中：日光能、生物化学能、热能极少一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源能量的基本形态生态系统中：日光能、生物化学能、热能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式

潜能动能一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源能量的基本形态生态系统中：日光能、生物化学能、热能不同能量做功过程中的能量转化形式日光能、生物化学能热能（能量）最初来源贮存方式利用形式一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源生态系统的能量来源日光能

90%可见光：约50%红外线：约43%紫外线：约7%太阳辐射红橙光一、农业生态系统能量流动的途径1.农业生态系统能量的来源

农业生态系统的能量来源人工辅助能指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、燃料、电力、机械、化肥、农药、饲料等。一、农业生态系统能量流动的途径2.食物链与食物网完整成熟的生态系统绿色植物食草动物一级食肉动物二级食肉动物顶级食肉动物营养级一二三四五一、农业生态系统能量流动的途径2.食物链与食物网复杂食物网复杂↓稳定、平衡调节补偿农业生态系统较多品种→稳定一、农业生态系统能量流动的途径3.农业生态系统能量流动的路径第一条路径（主路径）植物→食草动物→食肉动物···？死亡→微生物分解回归无机环境取食消化三条一、农业生态系统能量流动的途径3.农业生态系统能量流动的路径第二条路径（腐食）植物→食草动物→食肉动物···←分解者死亡个体、排泄物等腐食食物链CO2

H2O热量一、农业生态系统能量流动的途径3.农业生态系统能量流动的路径第三条路径（呼吸）植物→食草动物→食肉动物···呼吸作用化学潜能→能量一、农业生态系统能量流动的途径3.农业生态系统能量流动的路径二、能量流动与转化的基本定律太阳辐射能化学潜能固定转化人类生物学特性定律二、能量流动与转化的基本定律1.热力学第一定律——能量守恒定律能量在转化过程中是守恒的Q=△U+WQ：系统吸收的能量△U：系统的内能变化W：系统对外所做的功二、能量流动与转化的基本定律1.热力学第一定律——能量守恒定律能量在转化过程中是守恒的光合作用：固定1g分子CO2日光能209.3×104J

=化学潜能46.9×104J

+热量散失162.4×104J

二、能量流动与转化的基本定律2.热力学第二定律——能量衰变定律能量：集中型→分散型能量转化效率<100%不可逆二、能量流动与转化的基本定律3.熵与耗散结构是系统从温度为绝对零度无分子运动的最大有序状态向含热状态变化过程中温度变化时的热量变化。系统无序程度熵变化=△热量/△温度

二、能量流动与转化的基本定律3.熵与耗散结构熵是对热力学体系中不可利用的热能的度量热力学第二定律也称熵定律，因为能量总是从集中形式趋向分散，这个过程不可逆熵定律可以表述为一切自发过程总是向熵值增加的方向进行熵最大状态=系统平衡状态有序→无序生态系统无序→有序？二、能量流动与转化的基本定律3.熵与耗散结构开放系统↔外界环境普利高津能量、物质↓负熵增加↓有序、稳定生态系统←太阳能辅助能二、能量流动与转化的基本定律4.生态金字塔各营养级：

个体数量、生物量、能量的比例关系数量金字塔生物量金字塔能量金字塔二、能量流动与转化的基本定律4.生态金字塔能量金字塔二、能量流动与转化的基本定律4.生态金字塔生物量金字塔数量金字塔二、能量流动与转化的基本定律4.生态金字塔比较

能量金字塔表达营养结构最全面，确切表示食物通过食物链的效率，永远是正塔型

数量金字塔过分突出小生物体的重要性

生物量金字塔过分突出大生物体的重要性二、能量流动与转化的基本定律4.生态金字塔农业生态系统食物链长→塔层次多→能量消耗多、储存少食物链短→塔层次少→能量储存多、利用率低不稳定稳定系统稳定＋利用率高=系统生产力↑食物链＋生态金字塔→合理建立结构、比例二、能量流动与转化的基本定律5.林德曼效率与生态效率定律林德曼定律（十分之一定理）二、能量流动与转化的基本定律5.林德曼效率与生态效率定律生态效率定律营养级之间发生在营养级之内的大量能量耗损，也是影响能量转化效率的重要方面↑生态效率二、能量流动与转化的基本定律5.林德曼效率与生态效率定律生态效率定律二、能量流动与转化的基本定律5.林德曼效率与生态效率定律生态效率定律营养级之间的生态效率定律摄食效率：上(In)下(In-1)两个营养级摄食量之比，In/In-1

同化效率：上(An)下(An-1)两个营养级同化量之比，即An/An-l生产效率：上(NPn)下(NPn-1)两个营养级生产量之比，即NPn/NPn-1利用效率：该营养级生产量(NPn)与上一级营养级的同化量(An-1)之比，即NPn/An-1。二、能量流动与转化的基本定律5.林德曼效率与生态效率定律生态效率定律营养级内部的生态效率定律组织生长效率：生产量(NPn)与同化量(An)之比，即NPn/An生态生长效率：生产量(NPn)与摄食量(In)之比，即NPn/In同化效率：同化量(An)与摄食量(In)之比，即An/In维持价：生产量(NPn)与呼吸量(Rn)之比，即NPn/Rn三、农业生态系统的能量生产1.初级生产初级生产的能量转化初级生产：第一性生产，绿色植物进行光

合作用积累能量的过程。1mol有机物2821kJ能量三、农业生态系统的能量生产1.初级生产初级生产的能量转化初级生产力（量）：单位时间内、单位面积上初级生产积累的能量或者干物质的量。

植物：能量呼吸作用（R）生长繁殖总初级生产力（GP）净初级生产力（NP）kJ/m2·aGP=NP+R三、农业生态系统的能量生产1.初级生产初级生产的能量转化生物量：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：是指绿色植物生产的初级生产力除去被植食动物取食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分。三、农业生态系统的能量生产1.初级生产三、农业生态系统的能量生产农田草地林地1.初级生产农业生态系统的初级生产力三、农业生态系统的能量生产2.次级生产

指消费者、分解者利用初级生产的有机物质进行同化作用，表现为自身的生长、繁殖和营养物质的储存。三、农业生态系统的能量生产2.次级生产次级生产的能量平衡植物三、农业生态系统的能量生产2.次级生产次级生产的能量转化效率食草动物对植物净生产量的利用营养级之间能量利用效率海洋>湖泊>草地>