《基础生态学》课程教学资源（PPT课件）第五章 生态系统生态学（2/4）第二节 生态系统的能量流动

精品课J101 第五章生态系统生态学 第一节生态系统的一般特征 第二节生态系统的能量流动 第三节生态系统的物质循环 第四节自然生态系统 内容提要 单元测试 中国农业大学资源与环境学院2025年6月20日

` 精品课 J 10-1 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 第五章 生态系统生态学 ⚫ 第一节 生态系统的一般特征 ⚫ 第二节 生态系统的能量流动 ⚫ 第三节 生态系统的物质循环 ⚫ 第四节 自然生态系统 ⚫ 内容提要 ⚫ 单元测试

精品课J10-2 第二节生态系统的能量流动 §1生态系统的生物生产 §2生态系统中的分解 §3生态系统的能流过程 §4生态系统能流分析 课堂讨论 参考文献 ● 思考题 ●预习内容 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日

` 精品课 J 10-2 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 第二节 生态系统的能量流动 ⚫ §1 生态系统的生物生产 ⚫ §2 生态系统中的分解 ⚫ §3 生态系统的能流过程 ⚫ §4 生态系统能流分析 ⚫ 参考文献 ⚫ 思考题 ⚫ 预习内容 ⚫ 课堂讨论

精品课J10-3 §1生态系统的生物生产 生物生产的基本概念 生物生产 生物量与生产量 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 次级生产 次级生产的基本特点 次级生产量的测定方法 中国农业大学资源与环境学院2025年6月20日

` 精品课 J 10-3 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 §1 生态系统的生物生产 ⚫ 生物生产的基本概念 ➢ 生物生产 ➢ 生物量与生产量 ⚫ 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 ⚫ 次级生产 ➢ 次级生产的基本特点 ➢ 次级生产量的测定方法

精品课J10-4 生物生产 生物生产：生态系统不断运转，生物有机体在能量代谢 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。 初级生产(primary production):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 为初级生产或第一性生产。 次级生产(secondary production):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 级生产或第二性生产。 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日

` 精品课 J 10-4 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 生物生产 ⚫ 生物生产：生态系统不断运转，生物有机体在能量代谢 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。 ⚫ 初级生产（primary production）: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 为初级生产或第一性生产。 ⚫ 次级生产（secondary production）: 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 级生产或第二性生产

精品课J10-5 生物量和生产量 生物量(biomass) 某一特定观察时刻，某一空间范围内， 空有有机孔本的量，一 它可以用单位面积或体积的个体数量、 量（狭义的生物量）或含能量来表示，因此它是一种现 荐量(standing crop). 现存的数量以N表示，现在的生物量以B表示。现存 生物量通常角平均每平方米生物体的宇重(gm2)或平均每 平方来生物体的热值来表示（小m2)。 生产量(production):是在一定时间阶段中，某个种群或 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。 害物量和生产量是不的橙爸 前者到某一特定时刻为止， 系统所积累 来的生产量， 后者是某二段时简丙生 系统中积存的生物量。 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日

` 精品课 J 10-5 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 生物量和生产量 ⚫ 生物量（biomass）:某一特定观察时刻，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(g·m-2 )或平均每 平方米生物体的热值来表示(J·m-2 )。 ⚫ 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。 ⚫ 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

精品课J10-6 生产量和现存量关系示意图 生产量P 生产量P 现存量 现存量 减少量E 减少量E P=△B十E 四衣亚人子贝你境学院 2025年6月20日

` 精品课 J 10-6 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 生产量和现存量关系示意图 现存量 现存量 P＝△B＋E B 生产量P A 减少量E 生产量P 减少量E

精品课J10-7 总初级生产与净初级生产 初级生产过程可用下列方程式概述： 光能 6CO2+6H20 C6H12O6+602 叶绿素 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)，常用的单位：Jm2·a1或gDW·m2·a1;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一R 中国农业大学资源与环境学院2025年6月20日

` 精品课 J 10-7 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 总初级生产与净初级生产 ⚫ 初级生产过程可用下列方程式概述： 光能 6CO2＋6H2O C6H12O6 ＋ 6O2 叶绿素 ⚫ 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

精品课J10-8 影响初级生产的因素 CO2◆② NP 取食 光合作用 生物量 ⑤O2+温度⑥ 污染物 GP H2O 营养 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

` 精品课 J 10-8 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 影响初级生产的因素 NP R CO2 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 ⑥ ② ① ③ ④ ⑤ 光合作用 生物量 GP

精品课J10-9 初级生产量的测定方法 ● 产量收割法：收获植物地上部分烘干至恒重，获得单位时 间丙的净初级生产量。 氧气测定法：总光合量=净光合量十呼吸量 左氯化碳泗定法用特定窑回内的氯华墜貪量的銮化， 作为进入植物深有机质年的量，迸而居算宥机质的量。 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H值变化 估算初级生产量。 人心造餐额跫稼幸的叶餐秦气改盒斜男爨壁1第的定关系， 放射性标记测定法：把具有14C的碳酸盐(14CO,2)放入含 有天然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中，经过定时▣ 花怠思国定电 的培养， 滤出浮游植物，于燥后，测定放射性活性，确定 浮游植物在黑暗中也能吸收 因此，还要角“暗吸收？加以校正。与环境学院2025年6月20日

` 精品课 J 10-9 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 初级生产量的测定方法 ⚫ 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。 ⚫ 氧气测定法：总光合量＝净光合量＋呼吸量 ⚫ 二氧化碳测定法：用特定空间内的二氧化碳含量的变化， 作为进入植物体有机质中的量，进而估算有机质的量。 ⚫ 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。 ⚫ 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。 ⚫ 放射性标记测定法：把具有14C的碳酸盐( 14CO3 2- )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

精品课J10-10 黑白瓶法 黑瓶 对照瓶 白瓶 (呼吸作用) (消除误差) (净光合作用) 放置于水样深度处 定时间后，测各瓶的含氧量变化，求初级生产量 干画心人子页克子元 Z02Z30万20日

` 精品课 J 10-10 中国农业大学资源与环境学院 2025年6月20日 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