12 第十二章 生态系统中的能量流动

第十二章 生态系统中的能量流动

1、在生态系统发育的各个阶段中,生物量、总初级生产量、呼吸量和净初级生产量是如何变化的?

答:在初级生产过程中,植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉,剩下的可用于植物生长和生殖,这部分生产量称为净初级生产量(net primary production)。而包括呼吸消耗在内的全部生产量,称为总初级生产量(gross primary production)。

生物量(biomass)在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质

生态系统的初级生产量随群落的演替而变化。早期由于植物生物量很低,初级生产量不高;随时间推移,生物量逐渐增加,生产量也提高;当生态系统发育成熟或演替达到顶级时,随生物量接近最大,系统由于保持在动态平衡中,净生产量反而最小

2、地球上各种生态系统的总初级生产量占总入射日光能的比率都不高,那么初级生产量的限制因素有哪些?试比较水域和陆地两大类生态系统。

答(1)陆地生态系统

光、CO2、水和营养物质是初级生产量的基本资源,温度是影响光合效率的主要因素,而食草动物的捕食会减少光合作用生物量。水易成为限制因子,各地区降水量与初级生产量有最密切关系。温度与初级生产量的关系比较复杂:温度上升,总光合效率升高,但超过最适温度则又转为下降;呼吸率随温度上升而呈指数上升;其结果是净生产量与温度呈驼背状曲线。营养物质是植物生产力的基本资源,最重要的是N、P、K,对各种生态系统施加氮肥都能增加初级生产量。地面净初级生产量与植物光合作用中氮的最高积聚量呈密切的正相关

(2)水域生态系统

光是影响水体初级生产力的最重要的因子。水中的叶绿素含量是一个重要因子,营养物质的多寡是限制浮游植物生物量的原因。决定淡水生态系统初级生产量的限制因素,主要是营养物质、光和食草动物的捕食

3、测定初级生产量的方法有哪些?

答:(1)收获量测定法:用于陆地生态系统。定期收割植被,干燥到质量不变,然后以每年每平方米的干物质质量来表示。

(2)氧气测定法:主要用于水生生态系统,即黑白瓶法;

(3)CO2测定法:用塑料帐将群落的一部分罩住,测定进入和抽出的空气中CO2含量;

(4)放射性标记物测定法:把放射性14C以碳酸盐的形式放入含有自然水体浮游植物的样瓶中,沉入水中经过短时间培养,滤出浮游植物,干燥后在计数器中测定放射性,然后通过计算确定光合作用固定的碳量,此外,还要用“暗呼吸”校正。

(5)叶绿素测定法:通过薄膜将自然睡进行过滤,然后用丙酮提取,将丙酮提取物在分光光度计中测定光吸收,在通过计算,化为每平米含叶绿素多少克。

4、概括生态系统次级生产过程的一般模式。

答:净初级生产量是生产者以上各营养级所需能量的唯一来源。从理论上讲,净初级生产量可以全部被异养生物所利用,转化为次级生产量。

5、怎样估计次级生产量?

答:(1)按同化量和呼吸量估计生产量,即P = A – R;按摄食量扣除粪尿量估计同化量,即

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