農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)國(guó)家精品課程課件(第三章)

1、第三章第三章 能量流動(dòng)能量流動(dòng)Chapter 3 Energy flow 2021-12-291國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課2一、一、能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)移二、二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)遵守能量流動(dòng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)遵守能量流動(dòng)的基本規(guī)律基本規(guī)律三、三、食物是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量食物是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量載體載體四、四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源、能流途農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源、能流途徑和能效徑和能效五、五、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流調(diào)控農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流調(diào)控主要內(nèi)容主要內(nèi)容2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課3（一）能量轉(zhuǎn)移（一）能量轉(zhuǎn)移 植物利用太陽(yáng)能，通過光合作用生植物利用太陽(yáng)能，通過光合作用

2、生產(chǎn)食物能，食物能通過食物鏈和食物網(wǎng)，產(chǎn)食物能，食物能通過食物鏈和食物網(wǎng)，從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。太陽(yáng)能太陽(yáng)能 綠色植物綠色植物 食草動(dòng)物食草動(dòng)物 食肉動(dòng)物食肉動(dòng)物一、能量轉(zhuǎn)移一、能量轉(zhuǎn)移食草動(dòng)物食草動(dòng)物食肉動(dòng)物食肉動(dòng)物2021-12-294國(guó)家級(jí)精品資源共享課The relationship between matter and energy Once energy is transformed into heat, it can no longer be used by living organisms to do work or to fuel t

3、he synthesis of biomass, the heat is lost to the atmosphere and can never be recycled. Life on Earth is possible because a fresh supply of solar energy is made available every day. In contrast, nutrients such as carbon can be reused. Chemical nutrients, the building blocks if biomass, can be used ag

4、ain, and recycling is a critical feature. Unlike the energy in solar radiation, nutrients are not in unalterable supply. If plants, and their consumers were not eventually decomposed, the supply of nutrients would become exhausted and life on Earth would cease.2021-12-295國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共

5、享課61.流流生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)不斷地被生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)不斷地被吸收、貯存和轉(zhuǎn)移的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。吸收、貯存和轉(zhuǎn)移的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。能量的能量的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移能量流。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化能量流。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化物質(zhì)流。物質(zhì)流。流量要多，流速要快流量要多，流速要快 增加流量的方法：增加流量的方法：提高能量轉(zhuǎn)化效率、提高能量轉(zhuǎn)化效率、減少消耗減少消耗 增加流速的方法：增加流速的方法：縮短周轉(zhuǎn)周期、提高縮短周轉(zhuǎn)周期、提高周轉(zhuǎn)速率周轉(zhuǎn)速率（二）流、庫(kù)、環(huán)的概念及應(yīng)用（二）流、庫(kù)、環(huán)的概念及應(yīng)用2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課72.庫(kù)庫(kù)能量和物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過程中暫時(shí)被吸能量和物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過程中暫時(shí)被吸收和貯存的單位。收和貯存的單

6、位。庫(kù)要大、庫(kù)效率要高。庫(kù)要大、庫(kù)效率要高。（1）植物庫(kù)植物庫(kù)：庫(kù)大庫(kù)大土地利用充分、植物產(chǎn)品土地利用充分、植物產(chǎn)品多；庫(kù)效率高多；庫(kù)效率高光合效率高光合效率高（2）動(dòng)物庫(kù)動(dòng)物庫(kù)：庫(kù)大庫(kù)大種群多數(shù)量大、動(dòng)物產(chǎn)品種群多數(shù)量大、動(dòng)物產(chǎn)品多；庫(kù)效率高多；庫(kù)效率高出欄率高，產(chǎn)肉蛋奶多出欄率高，產(chǎn)肉蛋奶多（3）土壤庫(kù)土壤庫(kù)：庫(kù)大庫(kù)大土壤肥力高而穩(wěn)庫(kù)效率土壤肥力高而穩(wěn)庫(kù)效率高高養(yǎng)分損失少，利用率高養(yǎng)分損失少，利用率高 2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課83.環(huán)環(huán)各種庫(kù)將流連接起來形成的各種庫(kù)將流連接起來形成的整體。整體。環(huán)結(jié)構(gòu)要合理環(huán)結(jié)構(gòu)要合理 環(huán)流庫(kù)是相互聯(lián)系的。庫(kù)要大、效率環(huán)流庫(kù)是相互聯(lián)系的。庫(kù)

7、要大、效率高；環(huán)結(jié)構(gòu)要合理；流要多且流暢。高；環(huán)結(jié)構(gòu)要合理；流要多且流暢。2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課9（一）熱力學(xué)第一定律（一）熱力學(xué)第一定律 二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)遵守能量流動(dòng)的二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)遵守能量流動(dòng)的基本規(guī)律基本規(guī)律（二）熱力學(xué)第二定律（二）熱力學(xué)第二定律1.1.能量傳遞有一定的方向，是不可逆的。能量傳遞有一定的方向，是不可逆的。2.2.能量轉(zhuǎn)化過程中存在著衰變現(xiàn)象，必然有能量轉(zhuǎn)化過程中存在著衰變現(xiàn)象，必然有能量的耗散。能量的耗散。3.3.為了判斷能量流動(dòng)的方向和限度，用為了判斷能量流動(dòng)的方向和限度，用自由自由能能和和熵熵來描述。來描述。2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享

8、課10The first law of thermodynamics states that energy can neither be created nor destroyed. The second law of thermodynamics states that every transformation results in a reduction of the free energy of the system. Because energy transformation cannot be 100% efficient (from the second law), heterot

9、rophs must have less energy, and must therefore be rarer than the plants they feed on. The complexity of ecological interactions means that it is not possible to construct predictive mathematical models of living systems based on these laws of thermodynamics.Ecosystems and the laws of thermodynamics

10、2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課11 普里高津耗散結(jié)構(gòu)理論普里高津耗散結(jié)構(gòu)理論 Prigogines dissipation structure theory 指開放系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡態(tài)下，指開放系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡態(tài)下，系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一種穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一種穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)。 表明：一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，通過表明：一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，通過與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量的不斷交換，與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量的不斷交換，就能克服混亂狀態(tài)，維持穩(wěn)定狀態(tài)并且還就能克服混亂狀態(tài)，維持穩(wěn)定狀態(tài)并且還有可能不斷提高系統(tǒng)的有序性，使系統(tǒng)的有可能不斷提高系統(tǒng)的有序性，使系統(tǒng)的商

11、減少。商減少。2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課121.根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可以對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可以對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流進(jìn)行定量研究。的能量流進(jìn)行定量研究。2.在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流中，只有少部分轉(zhuǎn)化在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流中，只有少部分轉(zhuǎn)化成有機(jī)形態(tài)的化學(xué)潛能儲(chǔ)存起來，大部分轉(zhuǎn)化成有機(jī)形態(tài)的化學(xué)潛能儲(chǔ)存起來，大部分轉(zhuǎn)化成熱能而耗散。成熱能而耗散。3.能量流的流動(dòng)方向是不可逆的，能量只能稱能量流的流動(dòng)方向是不可逆的，能量只能稱為轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，而不能是循環(huán)。為轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，而不能是循環(huán)。4.為了維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，應(yīng)不斷的向?yàn)榱司S持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，應(yīng)不斷的向系統(tǒng)輸入能量，

12、減少熵。系統(tǒng)輸入能量，減少熵。(四四)熱力學(xué)定律在農(nóng)業(yè)熱力學(xué)定律在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課13（一）食物鏈（一）食物鏈1.1.定義：定義：生態(tài)系統(tǒng)中，來源于植物的食物生態(tài)系統(tǒng)中，來源于植物的食物能通過一系列吃與被吃的關(guān)系，把生物緊能通過一系列吃與被吃的關(guān)系，把生物緊密的聯(lián)系起來，形成以食物營(yíng)養(yǎng)為中心的密的聯(lián)系起來，形成以食物營(yíng)養(yǎng)為中心的鏈索關(guān)系即食物鏈。鏈索關(guān)系即食物鏈。典型的食物鏈：典型的食物鏈：植物植物食草動(dòng)物食草動(dòng)物一級(jí)食一級(jí)食肉動(dòng)物肉動(dòng)物二級(jí)食肉動(dòng)物二級(jí)食肉動(dòng)物頂級(jí)食肉動(dòng)物頂級(jí)食肉動(dòng)物三、食物是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量載體三、食物是農(nóng)業(yè)生態(tài)

13、系統(tǒng)的能量載體 Autotrophic organisms assimilate inorganic resources into packages of organic molecules. There become the resources for heterotrophs which then become a resource for another consumer. At each link in this food chain we can recognize three pathways to the next trophic level: decomposition, pa

14、rasitism and predation. Consumers may be generalists (polyphagous), taking a wide variety of prey species or may specialize on single species or a range of closely related species (monophagous). Pathways of nutrient flow2021-12-2914國(guó)家級(jí)精品資源共享課食物鏈?zhǔn)澄镦?021-12-2915國(guó)家級(jí)精品資源共享課 A characteristic of an ecosys

15、tem is the number and nature of the species that occupy its various trophic levels. The relationship between constituents of one trophic level and constituents of adjacent trophic levels may be described by a food chain. This is a chain of eating and being eaten that connects, for example, carnivoro

16、us animals to their ultimate plant food. Many food chains exist in any given ecosystem and can be combined into food webs. Ecosystems vary considerably in the pattern of their energy-nutrient webs.Interactions between trophic levels2021-12-2916國(guó)家級(jí)精品資源共享課Top-down or bottom-up? It has been argued that

17、 the earth is green and vegetated because herbivore numbers are regulated by their predators (top-down control), whilst all other trophic levels are regulated by competition for resources (bottom-up control). This simple model is attractive but of doubtful value. Herbivore species are highly constra

18、ined in the range of plant tissue they can eat, due to plant defences, and hence may be limited by competition even if the world is green. Further, at a gross level, plants are not energy-limited but space limited, so any space cleared by herbivory opens opportunities for more plants.2021-12-2917國(guó)家級(jí)

19、精品資源共享課螳螂捕蟬，螳螂捕蟬，黃雀在后！黃雀在后！哈！哈！哈！哈！植物汁液植物汁液蟬蟬( (初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者) )螳螂螳螂( (二級(jí)消費(fèi)者二級(jí)消費(fèi)者) )黃雀黃雀( (三級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者) )鷹鷹( (四級(jí)消費(fèi)者四級(jí)消費(fèi)者) )( (頂極食肉動(dòng)物頂極食肉動(dòng)物) )2021-12-2918國(guó)家級(jí)精品資源共享課食物鏈的基本類型（四種）食物鏈的基本類型（四種）（1 1）捕食食物鏈，）捕食食物鏈，又稱為活食或草食食物鏈又稱為活食或草食食物鏈 海洋中：浮游植物海洋中：浮游植物浮游動(dòng)物浮游動(dòng)物蝦蝦魚魚 草原上：草草原上：草羚羊羚羊老虎老虎 農(nóng)田中：水稻農(nóng)田中：水稻蝗蟲蝗蟲青蛙青蛙 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中：作

20、物秸稈農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中：作物秸稈牛牛人人（2 2）腐生食物鏈，）腐生食物鏈，又稱碎屑或殘?jiān)澄镦溣址Q碎屑或殘?jiān)澄镦?農(nóng)業(yè)上用秸稈、糞便生產(chǎn)沼氣農(nóng)業(yè)上用秸稈、糞便生產(chǎn)沼氣 棉籽殼、稻草培育蘑菇棉籽殼、稻草培育蘑菇2021-12-2919國(guó)家級(jí)精品資源共享課（3 3）寄生食物鏈）寄生食物鏈植物型：大豆植物型：大豆菟絲子菟絲子動(dòng)物型：哺乳動(dòng)物動(dòng)物型：哺乳動(dòng)物跳蚤跳蚤原生動(dòng)物原生動(dòng)物細(xì)菌細(xì)菌病毒；馬病毒；馬蛔蟲蛔蟲（4 4）混合食物鏈）混合食物鏈 稻草稻草牛（牛糞）牛（牛糞）蚯蚓蚯蚓雞（雞糞）雞（雞糞）豬（豬糞）豬（豬糞）魚；稻魚；稻螟螟赤眼蜂；菜（溫棚）赤眼蜂；菜（溫棚）雞（雞糞）雞（雞糞）沼氣（沼渣）

21、沼氣（沼渣）肥田肥田2.2.營(yíng)養(yǎng)級(jí)：營(yíng)養(yǎng)級(jí)：生物在食物鏈上所處的位置，生物在食物鏈上所處的位置，即食物鏈上每一個(gè)環(huán)節(jié)稱為營(yíng)養(yǎng)級(jí)。即食物鏈上每一個(gè)環(huán)節(jié)稱為營(yíng)養(yǎng)級(jí)。2021-12-2920國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課21 生產(chǎn)者生產(chǎn)者420108噸年噸年食草動(dòng)物食草動(dòng)物64108噸年噸年第第1級(jí)食肉動(dòng)物級(jí)食肉動(dòng)物10108噸年噸年第第2級(jí)食肉動(dòng)物級(jí)食肉動(dòng)物1.5108噸年噸年 第第3級(jí)食肉動(dòng)物級(jí)食肉動(dòng)物0.22108噸年噸年The Trophic Pyramid:A Model of Consumption2021-12-2922國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-

22、29國(guó)家級(jí)精品資源共享課232021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課24（1）同一食物鏈中常同一食物鏈中常含有食性和生活習(xí)性極不相含有食性和生活習(xí)性極不相同的生物。同的生物。（2）同一生態(tài)系統(tǒng)中同一生態(tài)系統(tǒng)中可能有多條食物鏈，各種食可能有多條食物鏈，各種食物鏈相互聯(lián)系，協(xié)同發(fā)揮作用。物鏈相互聯(lián)系，協(xié)同發(fā)揮作用。（3）自然生態(tài)系統(tǒng)中自然生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目是有限的。，營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目是有限的。（4）不同生態(tài)系統(tǒng)中不同生態(tài)系統(tǒng)中，各類食物鏈的比重不同。，各類食物鏈的比重不同。森林生態(tài)系統(tǒng)：森林生態(tài)系統(tǒng)：腐生食物鏈占生產(chǎn)有機(jī)物的腐生食物鏈占生產(chǎn)有機(jī)物的90%草原生態(tài)系統(tǒng)：草原生態(tài)系統(tǒng)：腐生食物鏈占生

23、產(chǎn)有機(jī)物的腐生食物鏈占生產(chǎn)有機(jī)物的70%農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)：腐生食物鏈占生產(chǎn)有機(jī)物的腐生食物鏈占生產(chǎn)有機(jī)物的20%30%3.3.食物鏈的基本特征食物鏈的基本特征2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課251.1.食物網(wǎng)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的概念食物網(wǎng)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的概念食物網(wǎng)：食物網(wǎng)：生態(tài)系統(tǒng)中，一種生物常常以多種生生態(tài)系統(tǒng)中，一種生物常常以多種生物為食，同一生物又常常被多種生物取食，于物為食，同一生物又常常被多種生物取食，于是食物鏈交錯(cuò)起來，多條食物鏈相互連接、形是食物鏈交錯(cuò)起來，多條食物鏈相互連接、形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與環(huán)境、生以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生

24、物與環(huán)境、生物與生物，緊密連接起來的結(jié)構(gòu)。物與生物，緊密連接起來的結(jié)構(gòu)。 （二）食物網(wǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（二）食物網(wǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)Food Webs Illustrate Complex Trophic Relationships2021-12-2926國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課27 生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾、自動(dòng)修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾、自動(dòng)修復(fù)的能力稱為的能力稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。影響穩(wěn)影響穩(wěn)定性的因素有很多，如生物的適應(yīng)性、定性的因素有很多，如生物的適應(yīng)性、外界干擾的程度、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)等。外界干擾的程度、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)等。 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、食物

25、網(wǎng)復(fù)雜的生態(tài)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、食物網(wǎng)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，穩(wěn)定性強(qiáng)系統(tǒng)，穩(wěn)定性強(qiáng)2.2.營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課28（一）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源（一）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源1.1.太陽(yáng)能是生態(tài)系統(tǒng)的主要能源太陽(yáng)能是生態(tài)系統(tǒng)的主要能源2.2.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的輔助能農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的輔助能輔助能的類型：輔助能的類型：自然輔助能、人工輔助能：生物自然輔助能、人工輔助能：生物輔助能（有機(jī)能）、工業(yè)輔助能（無機(jī)能）輔助能（有機(jī)能）、工業(yè)輔助能（無機(jī)能）輔助能的性質(zhì)：輔助能的性質(zhì)：不能轉(zhuǎn)化成生物能，對(duì)生物能的不能轉(zhuǎn)化成生物能，對(duì)生物能的合成、轉(zhuǎn)化起輔助作用合成、

26、轉(zhuǎn)化起輔助作用輔助能的作用：輔助能的作用：促進(jìn)轉(zhuǎn)化、減少消耗、改善環(huán)境促進(jìn)轉(zhuǎn)化、減少消耗、改善環(huán)境四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源、四、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源、能流途徑和能效能流途徑和能效2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課29（二）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流途徑（二）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能流途徑 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是指能量由非生物環(huán)境是指能量由非生物環(huán)境經(jīng)生物有機(jī)體，再到外界環(huán)境所進(jìn)行的一系列傳經(jīng)生物有機(jī)體，再到外界環(huán)境所進(jìn)行的一系列傳遞過程。遞過程。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)的一般途在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)的一般途徑包括以下幾個(gè)方面：徑包括以下幾個(gè)方面：1.1.太陽(yáng)輻射的能量進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)太陽(yáng)輻

27、射的能量進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)2.2.以植物有機(jī)體儲(chǔ)存的能量，沿食物鏈流動(dòng)轉(zhuǎn)化以植物有機(jī)體儲(chǔ)存的能量，沿食物鏈流動(dòng)轉(zhuǎn)化3.3.生態(tài)系統(tǒng)中能量的外界輸入及輸出生態(tài)系統(tǒng)中能量的外界輸入及輸出n生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 輸入生態(tài)系統(tǒng)中的能量（太陽(yáng)能）總是和生物有輸入生態(tài)系統(tǒng)中的能量（太陽(yáng)能）總是和生物有機(jī)體貯存、轉(zhuǎn)換的能量和釋放的熱量相等。機(jī)體貯存、轉(zhuǎn)換的能量和釋放的熱量相等。 以熱的形式散失的能量不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與以熱的形式散失的能量不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動(dòng)和被利用流動(dòng)和被利用2021-12-2930國(guó)家級(jí)精品資源共享課Ecological efficiency=10%Loss?202

28、1-12-2931國(guó)家級(jí)精品資源共享課Primaryproducers100 J1,000,000 J of sunlight10 J1,000 J10,000 JPrimaryconsumersSecondaryconsumersTertiaryconsumers2021-12-2932國(guó)家級(jí)精品資源共享課The dynamics of energy through ecosystems have important implications for the human population.2021-12-2933國(guó)家級(jí)精品資源共享課Energy flow through a commun

29、ity Given that specified values can be obtained for net primary production and CE, AE and PE, it is possible to predict, using models, the pathway of energy flow at different trophic levels for different communities. From such modeling studies, which are supported by field data, the most significant

30、 finding is the overwhelming importance of the decomposer system. Overall, in a steady state community, losses through animal respiration balance NPP so that standing crop biomass remains the same.2021-12-2934國(guó)家級(jí)精品資源共享課太陽(yáng)輻射能太陽(yáng)輻射能 24%52%云層吸收10 %浮塵15%反射25%臭氧層、水蒸氣等9% 24%地球表面地球表面47%反射4%散射6%散射17%散射損失9%20

31、21-12-2935國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課36一個(gè)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的能量流一個(gè)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的能量流分解者分解者消費(fèi)者呼吸、熱量消費(fèi)者呼吸、熱量生產(chǎn)者呼吸、熱量生產(chǎn)者呼吸、熱量腐生生物分解和呼吸及腐生生物分解和呼吸及熱量熱量生產(chǎn)者生產(chǎn)者太陽(yáng)輻射能輸入太陽(yáng)輻射能輸入消費(fèi)者消費(fèi)者消費(fèi)者消費(fèi)者消費(fèi)者消費(fèi)者未利用未利用未利用未利用2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課372021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課38Ecosystem Energy Flow能流特征能流特征逐級(jí)減少逐級(jí)減少單方向性單方向性能流路徑能流路徑2021-12-2939國(guó)家級(jí)精品資源共享課Ass

32、imilatory:同化的同化的 Dissimilatory：異化的：異化的2021-12-2940國(guó)家級(jí)精品資源共享課2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課41 1.1.能量流動(dòng)過程中損耗的必然性能量流動(dòng)過程中損耗的必然性（1 1）由于不可食或不得食）由于不可食或不得食（2 2）消費(fèi)者密度低或食物選擇限制）消費(fèi)者密度低或食物選擇限制 （3 3）利用后未被同化）利用后未被同化（4 4）同化后呼吸消耗掉）同化后呼吸消耗掉（5 5）變?yōu)樯a(chǎn)量又被減少）變?yōu)樯a(chǎn)量又被減少 營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量傳遞效率約平均為營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量傳遞效率約平均為10%10%。（三）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能效和生（三）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能效和生態(tài)金

33、字塔規(guī)律態(tài)金字塔規(guī)律2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課422.能量傳遞效率（生態(tài)效率）：能量傳遞效率（生態(tài)效率）：通常指食通常指食物鏈各環(huán)節(jié)上能量的各種轉(zhuǎn)化效率。物鏈各環(huán)節(jié)上能量的各種轉(zhuǎn)化效率。肉豬肉豬35%、奶牛、奶牛 20%、蛋雞、蛋雞15%、肉兔、肉兔1318%、肉羊、肉羊11%、肉牛、肉牛58%。2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課43新陳代謝、生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)是生命的基本功能新陳代謝、生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)是生命的基本功能 物理運(yùn)動(dòng)物理運(yùn)動(dòng)化學(xué)運(yùn)動(dòng)化學(xué)運(yùn)動(dòng)生命運(yùn)動(dòng)生命運(yùn)動(dòng) 2021-12-29國(guó)家級(jí)精品資源共享課44 生態(tài)金字塔是生態(tài)學(xué)研究中用以反映食物鏈生態(tài)金字塔是生態(tài)學(xué)研究中用以反映食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間生物個(gè)體數(shù)量、生物量和能量比例各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間生物個(gè)體數(shù)量、生物量和能量比例關(guān)系的一個(gè)圖解模型。關(guān)系的一個(gè)圖解模型。類型 數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔樹木樹木昆