厦门大学：《海洋生态学》课程教学资源（PPT课件）第八章 海洋生态系统的能流及次级生产力

第八章 海洋生态系统的能流 及次级生产力 学习目的 掌握海洋生态系统能流的基本过程、食物链、 营养级和生态效率等基本概念。 掌握海洋食物网特点和有关简化食物网、同 资源种团、粒径谱和生物量谱、微生物环的组成、 结构及其在生态系统能流、物流中的作用等能流 研究新进展的有关知识。 了解海洋生态系统能流和动物种群次级产量 的一些基本分析方法

第八章 海洋生态系统的能流 及次级生产力 学习目的 掌握海洋生态系统能流的基本过程、食物链、 营养级和生态效率等基本概念。 掌握海洋食物网特点和有关简化食物网、同 资源种团、粒径谱和生物量谱、微生物环的组成、 结构及其在生态系统能流、物流中的作用等能流 研究新进展的有关知识。 了解海洋生态系统能流和动物种群次级产量 的一些基本分析方法

第一节 海洋食物链、营养级和生态效率 一、海洋牧食食物链与碎屑食物链 （一）牧食食物链：以活植物体为起点 ◼ 1. 大洋食物链（6个营养级） ◼ 2. 沿岸、大陆架食物链（4个营养级） ◼ 3. 上升流区食物链（3个营养级） ◼ 海洋食物链环节数与初级生产者的粒径大小呈相反关系 ◼ 关于上升流区的营养层次问题存在一些争论

第一节 海洋食物链、营养级和生态效率 一、海洋牧食食物链与碎屑食物链 （一）牧食食物链：以活植物体为起点 ◼ 1. 大洋食物链（6个营养级） ◼ 2. 沿岸、大陆架食物链（4个营养级） ◼ 3. 上升流区食物链（3个营养级） ◼ 海洋食物链环节数与初级生产者的粒径大小呈相反关系 ◼ 关于上升流区的营养层次问题存在一些争论

海洋食物链

海洋食物链

（二）碎屑食物链：以碎屑为起点 1. 来源：尸体,蜕皮,粪团 2. 重要性： ①能流大; ②加强生态系统的多样性与稳定性; ③对近岸和外海、大洋表层和底层的能量流（和物质 流）起联结作用; ④营养价值很高

（二）碎屑食物链：以碎屑为起点 1. 来源：尸体,蜕皮,粪团 2. 重要性： ①能流大; ②加强生态系统的多样性与稳定性; ③对近岸和外海、大洋表层和底层的能量流（和物质 流）起联结作用; ④营养价值很高

二、营养级与生态效率 （一）营养级: 食物链上按能量消费等级划分的各个环节。 ◼ 1. 特点： 每一营养级包含一系列种类,营养级是有限的. ◼ 2. 特定种群所处营养级按其实际同化的能源而确定 混合食料的营养级大小 ＝ ∑（鱼类各种食料生物类群的营养 级大小×其出现频率百分组成） ◼ 3. 食碎屑动物的营养层次较难确定，往往将整个食碎屑类群 作为黑箱（black box）来考虑

二、营养级与生态效率 （一）营养级: 食物链上按能量消费等级划分的各个环节。 ◼ 1. 特点： 每一营养级包含一系列种类,营养级是有限的. ◼ 2. 特定种群所处营养级按其实际同化的能源而确定 混合食料的营养级大小 ＝ ∑（鱼类各种食料生物类群的营养 级大小×其出现频率百分组成） ◼ 3. 食碎屑动物的营养层次较难确定，往往将整个食碎屑类群 作为黑箱（black box）来考虑

图 8.2 浅海食物网中各营养级的关系（引自邓景耀等 1988 ）

图 8.2 浅海食物网中各营养级的关系（引自邓景耀等 1988 ）

◼ （二）生态效率 ◼ 1. 概念：一个特定营养级获取的能量与向该营养级输入的能 量之比. Pn-1 Pn C 食物种群＝ 动物得到的＝ 动物未得到的 动物吃进的＝ 动物未吃进的 被同化的＝ 未同化的 次级生产量＝ 呼吸代谢 被更高营养 级取食 未被取食 营养级（ n）的生态效率（ E）＝ 营养级（ n）的生产量 营养级（ n－1）的生产量 营养级间利用效率（ EC）＝ 营养级（ n）的消费量 营养级（ n－1）的生产量 K1＝P / C K2＝P / A E＝EC· K1

◼ （二）生态效率 ◼ 1. 概念：一个特定营养级获取的能量与向该营养级输入的能 量之比. Pn-1 Pn C 食物种群＝ 动物得到的＝ 动物未得到的 动物吃进的＝ 动物未吃进的 被同化的＝ 未同化的 次级生产量＝ 呼吸代谢 被更高营养 级取食 未被取食 营养级（ n）的生态效率（ E）＝ 营养级（ n）的生产量 营养级（ n－1）的生产量 营养级间利用效率（ EC）＝ 营养级（ n）的消费量 营养级（ n－1）的生产量 K1＝P / C K2＝P / A E＝EC· K1

2. 生态效率的一些规律： ◼ 一般大型动物的生长效率低于小型动物，老年低于幼年。 ◼ 肉食动物的同化效率高于植食动物。 ◼ 变温动物的生长效率高于恒温动物。 ◼ 大洋群落食物链的平均生态效率比沿岸上升流区的低。 ◼ 与陆地食植性动物对植物的消耗和吸收相比较，海洋浮游 动物对浮游植物的利用效率和总生长效率都比较高。 ◼ 海洋生态系统平均生态效率通常比陆地的高 。 ◼ 食物丰富度与生态效率

2. 生态效率的一些规律： ◼ 一般大型动物的生长效率低于小型动物，老年低于幼年。 ◼ 肉食动物的同化效率高于植食动物。 ◼ 变温动物的生长效率高于恒温动物。 ◼ 大洋群落食物链的平均生态效率比沿岸上升流区的低。 ◼ 与陆地食植性动物对植物的消耗和吸收相比较，海洋浮游 动物对浮游植物的利用效率和总生长效率都比较高。 ◼ 海洋生态系统平均生态效率通常比陆地的高 。 ◼ 食物丰富度与生态效率

（三）根据营养级和生态效率计算次级产 量 ◼ Pn+1 ＝ P1 E n+1 ◼ Pn+1表示营养级n+1的 产量，P1是初级产量， E是生态效率，n是营养 级传递的数目。 ◼ “水平”环节使一个营 养级之内的输出能量被 降低 100 100 10 1 0.55 10 5 0.5 5 食 物 链 食物 网 肉食性动物生产 浮游动物生产 浮游植物生产 图8.3 一个由食物链有分支造成能量输出减少的简单例子（假定在通过 每一个生产层时的转移效率是 10%）（引自Steele1974）

（三）根据营养级和生态效率计算次级产 量 ◼ Pn+1 ＝ P1 E n+1 ◼ Pn+1表示营养级n+1的 产量，P1是初级产量， E是生态效率，n是营养 级传递的数目。 ◼ “水平”环节使一个营 养级之内的输出能量被 降低 100 100 10 1 0.55 10 5 0.5 5 食 物 链 食物 网 肉食性动物生产 浮游动物生产 浮游植物生产 图8.3 一个由食物链有分支造成能量输出减少的简单例子（假定在通过 每一个生产层时的转移效率是 10%）（引自Steele1974）

第二节 海洋食物网及能流分析 一、简化食物网与营养层次关键种 （一）营养结构分析的难题 海洋食物关系（食物网）是非常复杂 初级碎屑物来源难以归入某一特定的营养级 （二）简化食物网 功能群（functional group），或称同资源种团（guilds），将那 些取食同样的被食者并具有同样的捕食者的不同物种（或相同物 种的不同发育阶段）归并在一起作为一个营养物种。以营养物种 来描绘食物网结构就是简化食物网

第二节 海洋食物网及能流分析 一、简化食物网与营养层次关键种 （一）营养结构分析的难题 海洋食物关系（食物网）是非常复杂 初级碎屑物来源难以归入某一特定的营养级 （二）简化食物网 功能群（functional group），或称同资源种团（guilds），将那 些取食同样的被食者并具有同样的捕食者的不同物种（或相同物 种的不同发育阶段）归并在一起作为一个营养物种。以营养物种 来描绘食物网结构就是简化食物网