文档介绍：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse膂第二章生态系统中的能量流动袈第一节生态系统中的初级生产羇一、初级生产量和生物量的基本概念螂生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用和绿色植物对太阳能的固定。所以绿色植物是生态系统最基本的组成成分,没有绿色植物就没有其他的生命(包括人类),也就没有生态系统。绿色植物固定太阳能是生态系统中第一次能量固定,所以植物所固定的太阳能或所制造的有机物质就称为初级生产量或第一性生产量(primaryproduction)。动物是靠消耗植物的初级生产量来合成自身物质,因此动物和其他异养生物的生产量就称为次级生产量或第二性生产量(secondaryproduction)。膃在初级生产量中,有一部分是被植物自己的呼吸(R)消耗掉了,剩下的部分才以有机物质的形式用于植物的生长和生殖,primaryproduction,NP),而把包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量(grossprimaryproduction,GP)。这三者之间的关系是:芁GP=NP+R蒆NP=GP-R蒂初级生产量通常是用每年每平方米所生产的有机物质干重(g/m2·a)或每年每平方米所固定能量值(J/m2·a)表示,所以初级生产量也可称为初级生产力,它们的计算单位是完全一样的,但在强调“率”的概念时,应当使用生产力。克干重和焦之间可以互相换算,其换算关系依动植物组织而不同,×104J,×104焦热量值。羀在某一特定时刻调查时,生态系统单位面积内所积存的这些生活有机质就叫生物量(biomass)。生物量实际上就是净生产量的累积量,生物量的单位通常是用平均每平方米生物体的干重(g/m2)或平均每平方米生物体的热值(J/m2)来表示。应当指出的是,生产量和生物量是两个完全不同的概念,生产量含有速率的概念,是指单位时间单位面积上的有机物质生产量,而生物量是指在某一特定时刻调查时单位面积上积存的有机物质。荿因为GP=NP+R所以,袆如果GP-R>0,则生物量增加;芃如果GP-R<0,则生物量减少;肂如果GP=R则生物量不变。蒇芅生物量/总生产量羃时间对生态系统中某营养级来说,总生物量不仅因生物呼吸而消耗,也由于受更高营养级动物的取食和生物的死亡而减少,所以肃dB/dt=NP-R-H-D袀其中的dB/dt代表某一时期内生物量的变化,H代表被较高营养级动物所取食的生物量,D代表因死亡而损失的生物量。一般说来,在生态系统演替过程中,通常GP>R,NP为正值,这就是说,净生产量中除去被动物取食和死亡的一部分,其余则转化为生物量,因此生物量将随时间推移而渐渐增加,表现为生物量的增长(图5—11)。当生态系统的演替达到顶极状态时,生物量便不再增长,保持一种动态平衡(此时GP=R)。螄值得注意的是,当生态系统发展到成熟阶段时,虽然生物量最大,但对人的潜在收获量却最小(即净生产量最小)。可见,生物量和生产量之间存在着一定的关系,生物量的大小对生产量有某种影响,(韭菜地).了解和掌握生物量和生产量之间的关系,对于决定森林的砍伐期和砍伐量,经济动物的狩猎时机和捕获量,鱼类—的捕捞时间和鱼获量都具有重要的指导意义。螃地球上不同生态系统的初级生产量和生物量受温度和雨量的影响最大,所以,地球各地的初级生产量和生物量随气候的不同而相差极大,(p214.)表5-2比较了地球上主要生态系统的净初级生产量生物量。从表中可以看出:袁生态系统羈净初级生产力莈生物量蒄生态系统羂净初级生产力芀热带雨林袇2000g/m2·a膄45kg/m2蝿海水上涌区葿1000g/m2·a芆温带森林羄1300g/m2·a袁30kg/m2薇沼泽蚆3300g/m2·a蚅温带草原袂500g/m2·~2500g/m2·a虿冻土带肈140g/m2·,开阔大洋的净初级生产力是很低的,但是,在某些海水上涌的海域(即深海的营养水向表层涌流),净初级生产力却相当高,总的来说,海洋的净初级生产量要比陆地低得多。芈在任何一个生态系统中,净初级生产力都是随着生态系统的发育而变化的。例如,一个栽培松林在生长到20年的时候,净初级生产力达到最大,此后随着树龄的增长,用于呼吸的总初级生产量会越来越多,而用于生长的总初级生产量会越来越少,即净初级生产量越来越少。正如一个生态系统的净生产量会随着生态系统的成熟而减少一样,净生产量和总生产量的比值(NP/GP)也会随着生态系统的成熟而下降,这将意味着呼吸消耗占总初级生产量的比重越来越大,而净初级生产量占总初级生产量的比重越来越小,即用于新的有机物质生产的总初级生产量越来越少。蚂二、初级生产量的