河北农业大学林学院河北农业大学林学院

1、河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY第二章 生态系统的能量流动一 关于能量的基本概念 二 生物能量的来源 三 生态系统的营养结构 四 生态系统中能量动态和储存 五 森林经营对生态系统中能量的影响河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY为什么要研究生态系统的能量流动？ 能量是生态系统的驱动力。能量是生态系统的驱动力。 林业、农业、渔业、牧业等工作者对森 林、农田、渔场、草原等的经营管理，应掌 握能量的输入和输出途径及其限制因素，以 达到高产目的，设法调整生态系统的能量分 配关系，使能量流向对人类最有益的部分。林业、农业、渔业、牧业等工作者对森 林、农田、渔场、草原等的经营管理，应掌 握能量的输入和输出途径及其限制因素，以 达到高产目的，设法调整生态系统的能量分 配关系，使能量流向对人类最有益的部分。河北农业大

2、学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY一、牛顿的热力学定律一、牛顿的热力学定律热力学第一定律：热力学第一定律： 又称为能量守恒与转化原理又称为能量守恒与转化原理. （ Energy Conservation Law ）?能量可从一种形式转换成另一种形式，但 能量即不能增加也不会减少。能量可从一种形式转换成另一种形式，但 能量即不能增加也不会减少。 如太阳辐射能，通过绿色植物的光合作用 转变为存在于有机物质化学键中的化学潜 能；动物通过消耗自身体内贮存的化学潜 能变成爬、跳、飞、游的机械能。如太阳辐射能，通过绿色植物的光合作用 转变为存在于有机物质化学键中的化学潜 能；动物通过消耗自身体内贮存的化学潜 能变成爬、跳、飞、游的机械能。河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY热力学第二定律热力学第二定律(熵熵entropy

3、law)?自然界中任何形式的能最终归宿是热能， 且不可逆。自然界中任何形式的能最终归宿是热能， 且不可逆。?在能量的转换过程中，总有一些能量损失 掉，一种形式的能不会全部转换成另一种 形式的能。在能量的转换过程中，总有一些能量损失 掉，一种形式的能不会全部转换成另一种 形式的能。自然界和自然规律隐藏在黑暗中：上帝说，让牛顿出生吧！于是一切遂见光明。自然界和自然规律隐藏在黑暗中：上帝说，让牛顿出生吧！于是一切遂见光明。蒲伯蒲伯河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY热学的两个定 第一定：热学的两个定 第一定：A = B + C 第二定：第二定：C AA: 日光，100单位释放的能量B: 热，98单位释放的能量形式SUNSUNC:糖，2单位浓缩的能量形式橡树叶，能量转换系统河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY二

4、、 生物能量的来源?我们能利用的能量来自：太阳辐射、核能、 地热?太阳辐射能是生态系统中的能量的最主要来 源。万物生长靠太阳！河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY按能量来源将生物分为：草食动物（草食动物（herbivores）肉食动物肉食动物 (carnivores)杂食动物杂食动物(omnivores)腐生物腐生物(saprotrophs)异养生物自养生物异养生物自养生物光能自养型光能自养型(photoautotrophs)化能自养型化能自养型(chemoautotrophs)生产者消费者河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY三、 生态系统的能量流动三、 生态系统的能量流动（一）食物链（一）食物链 食物链食物链(food chains)：植物所固定的能量通 过一系列的取食与被食关系在生态系统中进 行传递

5、，生物之间存在的这种能量传递关系， 称为食物链。植物所固定的能量通 过一系列的取食与被食关系在生态系统中进 行传递，生物之间存在的这种能量传递关系， 称为食物链。大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米螳螂捕蝉，黄雀在后螳螂捕蝉，黄雀在后!河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY食物链类型：食物链类型：?草牧食物链（捕食食物链）草牧食物链（捕食食物链）: 是以绿色植物为 基础，从草食动物开始的食物链。草原和水体 生态系统是以草牧食物链为主的生态系统。是以绿色植物为 基础，从草食动物开始的食物链。草原和水体 生态系统是以草牧食物链为主的生态系统。草食动物草食动物肉食动物肉食动物绿色植物绿色植物初级生产者初级生产者二级消费者 三级生产者二级消费者 三级生产者初级消费者 二级生产者初级消费者 二级生产者三级消费者 四级生产者三级消费者 四级生产者四级消费者 五级生产者四级消费者 五级生产者陆地与海洋生态系统的食物链陆地与海洋生态系统的食物

6、链河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY?腐生食物链（分解食物链）腐生食物链（分解食物链）: 指以死有机物质为基 础，从腐生生物物开始的食物链。指以死有机物质为基 础，从腐生生物物开始的食物链。森林是以腐生食 物链为优势的生态系统。森林是以腐生食 物链为优势的生态系统。在森林中，有在森林中，有90%的净生 产是被腐生生物所分解消耗的。的净生 产是被腐生生物所分解消耗的。 在自然界中不如捕食食物链明显，但是它是最 重要的食物链在自然界中不如捕食食物链明显，但是它是最 重要的食物链。初级生产者合成的有机质只有一小 部分被动物取食，而在食物链中进行传递，大部分 被分解者所分解。初级生产者合成的有机质只有一小 部分被动物取食，而在食物链中进行传递，大部分 被分解者所分解。植物残

7、体真菌细菌蚯蚓植物残体真菌细菌蚯蚓思考题：森林与草原生态系统的能量流动有何不同？思考题：森林与草原生态系统的能量流动有何不同？河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY?寄生性食物链寄生性食物链:由宿主和寄生生物物构成。它以大型 动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、 细菌和病毒。后者与前者是寄生性关系。 如，黄鼠跳蚤鼠疫细菌； 树叶尺蠖寄蝇寄生蜂。由宿主和寄生生物物构成。它以大型 动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、 细菌和病毒。后者与前者是寄生性关系。 如，黄鼠跳蚤鼠疫细菌； 树叶尺蠖寄蝇寄生蜂。河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY（二）食物网（二）食物网(food webs) 生态系统中的多条食物链相互交织、相互 连接形成的网状结构，称为生态系统中的多条食物链相互交织、相互 连接形成的

8、网状结构，称为食物网食物网。?生态系统通过食物网维持着生态系统的相对 稳定和平衡。生态系统通过食物网维持着生态系统的相对 稳定和平衡。?生态系统通过食物链推动着生物的进化，成 为自然界发展演变的动力。生态系统通过食物链推动着生物的进化，成 为自然界发展演变的动力。河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY食物网食物网这种以营养为纽带，把生物与环境、生 物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系 统的这种以营养为纽带，把生物与环境、生 物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系 统的营养结构营养结构。河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY（三）生态系统中的营养级在生态系统中，如果某些有机体的食物取自食 物链的同一层次，则这些有机体属于同一营养级。在生态系统中，如果某些有机体的食物取自食 物链的同一层次，则这些有机体属于同

9、一营养级。绿色植物绿色植物以草食动物为 食的动物以草食动物为 食的动物草食动物草食动物以以第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级第四营养级第四营养级以以第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级第四营养级第四营养级第五营养级第五营养级杂食动物 往往在不同的 食物链中处于 不同的营养级， 比如人。杂食动物 往往在不同的 食物链中处于 不同的营养级， 比如人。河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY（四）生态系统中能量的流动（四）生态系统中能量的流动 1.能量流动的过程：能量流动的过程：太阳呼吸作用呼吸作用分解者分解者取食取食取食取食河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY生产者草食动物肉食动物第二级肉食动物分解者热热热热热Sun生态系统的能量流动生态系统的能量流动河北农业大学林学院河北农业大学林学院河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一河北农业大学林学院 2007年9月3日星期一FOREST ECOLOGYFOREST ECOLOGY1.能量流动特点：能量流动特点： （1） “越流越细越流越细”，能量在流动过程中逐渐减少。 到最后，不足以维持一个营养级，所以一般营养 级不超过，能量在流动过程中逐渐减少。 到最后，不足以维持一个营养级，所以一般营养 级不超过5个。 （个。 （2）能量单向流动，不可逆。绿色植物固定的能）能量单向流动，不可逆。绿色植物固定的能 量最后都以热量的形式散发出去。量最后都以热量的形式散发出去。 2.生态系统中的三种能流：生态系统中的三种能流： （1）第一种能流：沿草牧食物链进行的能流。通 过捕食过程实现。 （）第一种能流：沿草牧食物链进行的能流。通 过捕食过程实现。 （2）第二种能流：沿腐生食物链进行的能流。通 过微生物的分解过程来实现。是还原和腐化过程。）第二种能流：沿腐生食物链进行的能流。通 过微生物的分解过程来实现。是还原和腐化过程。 （3）第三种能流

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