第8章 生态系统的功能
海洋生态学课后习题and解答
海洋生态学课后习题第一章生态系统及其功能1.生态系统概念所强调的核心思想是什么？生态系统是指一定时间和空间范围内，生物群落和非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的相互联系相互作用并具有自动调节机制的自然整体。
生态系统概念所强调的核心思想是自然界生物与环境之间具有不可分割的整体性。
2.生态系统有哪些基本组分？各自执行什么功能？生态系统的基本组成可以概括为非生物和生物两部分，包括非生物环境，生产者、消费者、分解者。
①非生物成分：生态系统的生命支持系统，提供生态系统中各种生物的栖息场所、物质条件，也是生物能量的源泉。
②生物成分：执行生态系统功能的主体。
三大功能群构成三个亚系统，并且与环境要素共同构成统一整体。
只有通过这个整体才能执行能量流动和物质循环的基本功能。
（1）生产者：所有绿色植物、光合细菌、化能细菌等，制造的有机物是一切生物的食物来源，在生态系统能量流动和物质循环中居于首要地位。
（2）消费者：不能从无机物制造有机物的全部生物，直接或间接依靠生产者制造的有机物为生，通过摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者加工和本身再生产的作用。
（3）分解者：异养生物，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等。
在生态系统中连续进行与光合作用相反的分解作用。
每一种生物产生的有机物基本上都可以被已经存在于自然界的微生物所分解。
3.生态系统的能量是怎样流动的？有哪些特点？植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分被其呼吸作用所消耗，剩下的才是可以供给下一营养级的净初级产量。
植食性动物只能同化一部分净初级生产量，其余部分形成粪团排出体外，被吸收的量又有一部分用于自身生命活动，还有一部分以代谢废物形式排出，剩下的才是能够提供给下一营养级的总能量。
服从热力学第一、第二定律，即能量守恒定律和能量转化定律。
能量单向流动，不循环，不断消耗和散失。
任何一个生态系统的食物链不可能很长，陆地通常3-4级，海洋很少超过6级，因为能量随营养级增加而不断减少，意味着生物数量必定不断下降，而维持种群繁衍必须要有一定数量保证。
林业生态保护与修复技术作业指导书
林业生态保护与修复技术作业指导书第1章林业生态保护与修复概述 (3)1.1 生态保护与修复的定义 (3)1.2 林业生态保护与修复的意义 (3)1.3 国内外林业生态保护与修复现状 (4)第2章生态系统结构与功能 (4)2.1 生态系统的组成 (4)2.1.1 生物组成 (4)2.1.2 非生物环境 (5)2.2 生态系统的功能 (5)2.2.1 能量流动 (5)2.2.2 物质循环 (5)2.2.3 信息传递 (5)2.2.4 生态服务 (5)2.3 生态系统健康与稳定性 (5)2.3.1 生物多样性 (5)2.3.2 营养结构 (6)2.3.3 恢复力 (6)2.3.4 抗干扰能力 (6)第3章森林生态系统保护技术 (6)3.1 森林资源调查与监测 (6)3.1.1 调查方法 (6)3.1.2 监测内容 (6)3.1.3 监测技术 (6)3.2 森林植被恢复与重建 (6)3.2.1 恢复方法 (6)3.2.2 重建技术 (6)3.2.3 植被配置 (6)3.3 森林防火与病虫害防治 (7)3.3.1 森林防火 (7)3.3.2 病虫害防治 (7)第4章草地生态系统保护技术 (7)4.1 草地资源调查与评价 (7)4.1.1 调查内容与方法 (7)4.1.2 草地评价 (7)4.2 草地植被恢复与重建 (7)4.2.1 植被恢复技术 (7)4.2.2 植被重建策略 (8)4.3 草地鼠害与虫害防治 (8)4.3.1 鼠害防治 (8)4.3.2 虫害防治 (8)第5章湿地生态系统保护技术 (8)5.1.1 调查内容与方法 (8)5.1.2 评价指标体系 (8)5.1.3 调查与评价成果应用 (8)5.2 湿地生态恢复与重建 (9)5.2.1 生态恢复技术 (9)5.2.2 生态重建模式 (9)5.2.3 技术集成与应用 (9)5.3 湿地生物多样性保护 (9)5.3.1 物种多样性保护 (9)5.3.2 生态系统功能保护 (9)5.3.3 生物多样性监测与评估 (9)5.3.4 生物安全防控 (9)5.3.5 社区参与与公众教育 (9)第6章沙漠化土地治理技术 (9)6.1 沙漠化土地成因与特征 (9)6.1.1 成因 (9)6.1.2 特征 (10)6.2 防沙治沙工程规划与设计 (10)6.2.1 规划原则 (10)6.2.2 设计要点 (10)6.3 沙漠化土地治理技术措施 (10)6.3.1 生物措施 (10)6.3.2 工程措施 (10)6.3.3 农艺措施 (10)6.3.4 水资源合理利用 (10)6.3.5 生态监测与评估 (11)第7章水土保持与修复技术 (11)7.1 水土流失成因与危害 (11)7.1.1 水土流失成因 (11)7.1.2 水土流失危害 (11)7.2 水土保持工程规划与设计 (11)7.2.1 水土保持工程规划 (11)7.2.2 水土保持工程设计 (11)7.3 水土保持植物措施与工程措施 (12)7.3.1 水土保持植物措施 (12)7.3.2 水土保持工程措施 (12)第8章生态廊道建设技术 (12)8.1 生态廊道概述 (12)8.2 生态廊道规划与设计 (12)8.2.1 选址与布局 (12)8.2.2 设计要求 (13)8.3 生态廊道建设与维护 (13)8.3.1 建设技术 (13)第9章生态保护与修复项目管理 (14)9.1 项目策划与立项 (14)9.1.1 项目背景分析 (14)9.1.2 目标设定 (14)9.1.3 项目范围与规模 (14)9.1.4 技术路线与措施 (14)9.1.5 经费预算与筹资 (14)9.1.6 立项申请 (14)9.2 项目实施与监测 (14)9.2.1 项目组织与管理 (14)9.2.2 施工准备 (14)9.2.3 施工过程管理 (14)9.2.4 生态监测 (15)9.2.5 数据收集与处理 (15)9.3 项目评估与验收 (15)9.3.1 评估指标体系 (15)9.3.2 中期评估 (15)9.3.3 预验收与整改 (15)9.3.4 竣工验收 (15)9.3.5 评估结果运用 (15)第10章生态保护与修复政策法规及其实施 (15)10.1 我国生态保护与修复政策法规体系 (15)10.2 主要生态保护与修复政策法规解读 (15)10.3 生态保护与修复政策法规的实施与监管 (16)第1章林业生态保护与修复概述1.1 生态保护与修复的定义生态保护与修复是指针对生态系统结构和功能的退化、受损或破坏，通过生物、物理、化学等手段，实现生态系统功能的恢复与提升，使其具备自我维持和自我修复能力的过程。
第八章 生态系统的干扰与退化
干扰的类型
按干扰动因——自然干扰和人为干扰
按干扰来源——内源干扰和外源干扰
按干扰性质——破坏性干扰和增益性干扰
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1.1.1 自然干扰和人为干扰
自然干扰是指来自不可抗拒的自然力的干扰作用， 包括大气干扰、地质干扰和生物干扰等等。
如火灾、冰雹、洪水冲积、雪压、异常的霜冻、 酸雨、地震、泥石流、滑坡、病虫害侵袭和干旱 等等。 人为干扰指由于人类生产、生活和其他社会活动 形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种 影响。
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四、退化生态系统的类型
1. 2. 3. 4. 裸地(barren)：分为原生和次生两种； 森林采伐迹地(logging slash)； 弃耕地(abandoned till, sidcard cultivated)； 荒漠化弃地(desert)；
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1. 采矿废弃地(mine derelict)；
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6）西南山地农牧交错生态脆弱区
分布于：青藏高原向四川盆地过渡的横断山区，行政 区域涉及四川阿坝、甘孜、凉山等州，云南省迪庆、丽江、 怒江以及黔西北六盘水等40余个县市。 生态环境脆弱性表现：地形起伏大、地质结构复杂， 水热条件垂直变化明显，土层发育不全，土壤瘠薄，植被ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稀疏；受人为活动的强烈影响，区域生态退化明显。
重要生态系统类型：北极 泰加林、沙地樟子松林；疏林草 甸、草甸草原、典型草原、疏林
沙地、湿地、水体等。
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2）北方农牧交错生态脆弱区
主要分布：年降水量300～450毫米的北方干旱半 干旱草原区，行政区域涉及蒙、吉、辽、冀、晋、陕、 宁、甘等8省区。 生态环境脆弱性表现：气候干旱，水资源短缺， 土壤结构疏松，植被覆盖度低，容易受风蚀、水蚀和 人为活动的强烈影响。 重要生态系统类型：典型草原、 荒漠草原、疏林沙地、农田等。
生态学第8章群落的组成与结构
影响群落物种多样性的因子及相互作用
种间关联
• 种间关联系数： • 一般用2X2列联表计算
生活型
概念：根据植物的形态结构与综合适应特征来划分 植物类群，称为“生活型”， － 反应环境中各种生态因子的综合作用
－ 不同种类的植物在相同或相似环境中趋 同适应，成为相同生活型
生活型系统
生活型—— 生态适应的特征为划分依据
每个植物群落都是由一定的植物种群组成的。因此，
种类组成是区别不同群落首要特征。一个群落中种类
成分的多少及每种个体的数量，是度量群落多样性的 基础。
一个群落中的植物个体，分别处于不同高度
和密度，从而决定群落的外部形态。
植物群落是生态系统的一个结构单元，它本身除具 有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点。例 如，生活型组成、种的分布格局、成层性、季相、
• （二）边缘效应（edge effect）
– 定义 – 边缘种（edge species）
• （一）群落交错区（ ecotone ）
– 定义 – 群落交错区的特点 • 环境异质性 • 生物多样性 – 定义 – 边缘种（edge species） 仅发生于交错区或 原产于交错区、在交 错区最丰富的物种。
• 亚优势种：指个体数量与作用都次于优势
种，但在决定群落性质和控制群落环境方 面仍起着一定作用的物种。
伴生种：为群落常见种类，它与优势种相伴 存在，但不起主要作用。它依赖于优势种 所提供的条件，如果优势种被排除，则导 致它们在生境中丧失，如附生性植物、寄 生生物、专性阴地植物等。
偶见种或罕见种：在群落中出现频率很低的
密度是指单位面积上的植物株数，用公式表示: d(密度)=N/S 式中：d——密度； N——样地内某种植物的个体数目； S——样地面积。
2012海洋生态学第8章-海洋生态系统的分解作用与生物地化循环
嫌氧微生物代谢类型的重要性 ：继续分解作用
底栖动物会通过摄食、消化和代谢加速有机物质的分解 大型动物还起着对有机碎屑的“粉碎者”的作用
大型底栖动物的生物扰动作用改变了沉积物环境的特征， 从而影响有机物质的分解过程。
第四节 碳循环和海洋生物泵
不同系统的碳库容量比较
Carbon pool (Pg,
6CO2＋6H2O＋能量 C6H12O6＋6O2
酶
厌氧呼吸
（二）有机物质的分解过程
包括可溶性物质的沥滤、微生物的降解和异养生物的消耗等 1. 沥滤阶段（leaching phase）：不需细菌 2. 分解阶段（decomposition phase）：有机物 3. 耐蚀阶段（refractory phase）：有机物，海洋腐殖土 特征和强度决定于分解者生物（主要是细菌和微型原生动 物）、被分解者的组分和理化环境条件三类变量。
温室气体的不断排放引起表层海水温度的升高和深层 海水溶解氧的减少。
高纬度低温海水的下沉这一物理过程，虽然可以携带从大 气中吸收的CO2进入深层，但是，在赤道上升流区，海水会 向大气释放CO2，从长时间尺度和全球尺度讲，这一物理过 程对CO2的收支是平衡的。
海洋生物泵的作用引起广泛关注。
（二）海洋生物泵的效率估计 当前人类活动释放到大气中的碳约为69×108 t／a。 全球海洋初级生产的固碳能力（即初级生产力）超过 200×108 tC／a。
1．海水中可溶性氮的化学形态 DIN：NH4+、NO3－、NO2－和N2
DON：氨基酸、尿素和肽类
2．无机氮化合物的相互转化
海水中氨离子如果没有被浮游植物吸收：
NH3―NH2OH― N2O2－2―NO2－―NO3－
海洋生态学课后思考题答案全
海洋生态学课后思考题答案全Revised by BETTY on December 25,2020第一章生态系统及其功能概论1 生态系统概念所强调的核心思想是什么？答: 生态系统概念所强调的核心思想主要强调自然界生物与环境之间不可分割的整体性，树立这种整体性思想使人类认识自然的具有革命性的进步。
生态系统生物学是现代生态学的核心。
2 生态系统有哪些基本组分它们各自执行什么功能答：生态系统的基本组成成分包括非生物和生物两部分。
非生物成分是生态系统的生命支持者，它提供生态系统中各种生物活动的栖息场所，具备生物生存所必须的物质条件，也是生命的源泉。
生物部分是执行生态系统功能的主体。
可分为以下几类：生产者:能利用太阳能进行光合作用，制造的有机物是地球上一切生物的食物来源，在生态系统中得能量流动和物质循环中居首要地位。
消费者：它们之间或者间接的依靠生产者制造的有机物为食，通过对生产者的摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者的加工和本身再生产的作用。
分解者：在生态系统中连续的进行着与光合作用相反的分解作用。
3生态系统的能量是怎么流动的有什么特点答：生态系统的能量流动过程是能量通过营养级不断消耗的过程。
其特点如下：（1）生产者（绿色植物）对太阳能利用率很低，只有1%左右。
（2）能量流动为不可逆的单向流动。
（3）流动中能量因热散失而逐渐减少，且各营养层次自身的呼吸所耗用的能量都在其总产量的一半以上，而各级的生产量则至多只有总产量的一小半。
（4）各级消费者之间能量的利用率平均为10%。
（5）只有当生态系统生产的能量与消耗的能量平衡的，生态系统的结构与功能才能保持动态的平衡。
4 生态系统的物质是怎样循环的有什么特点答：生态系统的物质循环通过生态系统中生物有机体和环境之间进行循环。
生命所需的各种元素和物质以无机形态被植物吸收，转变为生物体中各种有机物质，并通过食物链在营养级之间传递、转化。
当生物死亡后，有机物质被各种分解者分解回到环境中，然后再一次被植物吸收，重新进入食物链。
《森林生态学》课程大纲
《森林生态学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：森林生态学（英文）：Forest Ecology课程编号：14241001课程学分：3.5课程总学时：56学时课程性质：专业基础课二、课程内容简介本课程主要内容包括光、温、水、气、土、火等生态因子对森林植物的影响，森林种群的基本特征及其变化规律，森林群落的基本特征和演替规律，森林群落的分类及地理分布，森林生态系统的基本概念，森林生态系统的能量流动和养分循环的基本规律，森林生态效益评价和生物多样性保护原理，全球变化与森林生态系统的关系，生态系统恢复的基本原理等。
本课程包括课堂教学和综合实习两个教学环节。
通过本课程的学习，要求学生掌握森林生态学的基本理论和基本技能，能够应用森林生态学的基本理论分析林业生产和生态环境中的实际问题，并能运用森林生态学的基本方法，提出解决这些问题的可能途径和基本措施。
三、教学目标与要求森林生态学是林学专业的专业基础课，是森林经理学、营林学、森林保护学等专业课程的基础。
通过本课程的学习，要求学生掌握森林植物的生长发育与其生态因子关系的基础知识，能够针对林业生产实践中存在的相关问题提出可行的解决方案；掌握森林生态系统的形成、演变和分布规律的基本理论，能够针对不同类型的森林生态系统，提出其经营管理的方法和途径；认识森林生物多样性的基本原理，能够针对不同类型森林和流域的性质特征，提出其开发管理和综合治理的生态学思想和基本策略。
四、教学内容与学时安排绪论（2学时）1.教学目的与要求：通过学习，要求学生了解生态学的发展趋势和现代林业的基本内涵，理解森林及林分的基本概念，掌握森林生态学研究的内容、任务和研究趋势。
2.教学重点与难点：森林生态学研究的内容，现代林业的基本内涵。
习题要点：森林生态学的概念；现代生态学产生的背景；森林生态学的研究内容。
第一章森林与环境（16学时）1. 教学目的与要求：通过学习，要求学生了解森林与环境的概念，理解生态因子作用的一般特征，掌握森林植物与不同生态因子之间的相互关系。
森林生态学考研大纲
《森林生态学》考研大纲第一章 绪论了解森林生态学的发展简史和内容、任务。
了解森林生态学与各专业的关系，如何学好森林生态学？第二章森林与环境1.森林、环境的概念与类型基本概念：森林、环境、森林环境了解环境的类型2.生态因子作用了解生态因子的分类，掌握生态因子与环境因子的区别及其作用的基本规律3 光因子基本概念：光补偿点、光饱和点、耐荫树种、喜光树种、长日照植物、短日照植物、中日照植物重点掌握内容：太阳辐射光谱和辐射强度的生态效应和光周期现象以及光因子在森林生态中的重要性。
了解内容：太阳辐射特性及时空变化。
4. 温度因子基本概念：最适温度、积温、寒害、冻害、冻拔、生理干旱、根颈灼伤。
重点掌握内容：温度对植物的影响、温度与植物分布的关系。
了解内容：温度的时间和地理变化、温度因子在森林生态中的重要性。
5. 水分因子基本概念：水生植物、中生植物、旱生植物。
重点掌握内容：植物对水分过多和不足的适应、森林的水分平衡、森林对降水的影响、水分和森林生态的关系。
了解内容：不同形态水及其生态意义、水分条件对植物分布和产量的影响。
6.土壤因子基本概念：凋落物层、半腐层、腐殖层、细根周转。
重点掌握内容：森林土壤的成土因素，林木根系与土壤物理、化学性质的关系、土壤的生态意义以及森林经营对土壤的影响。
了解内容：土壤的物理性质和化学性质、土壤肥力。
7. 风因子重点掌握内容：掌握风对植物的影响和植被对风的作用。
了解内容：风的时间和空间的变化 、风对森林生态的重要性。
8 火因子和地形因子重点掌握内容：火对植物的影响和植物的适应和地形因子的生态意义。
了解内容：火的类型和发生条件、火对土壤影响、森林火灾的等级划分；地形概念。
第三章 森林种群基本概念：种群、种群密度、生命表 、种群调节、种群的生态对策。
重点掌握内容：种群的基本特征、种群的增长模型、非密度制约因素和密度制约因素、林分种群调节理论、种群的各种生态对策以及种群生态在森林经营中的重要性。
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2 生态系统中的次级生产
次级生产：是指消费者或分解者对初级
生产者生产的有机物及储存在其中的
能量进行再生产和再利用的过程。
1 次级生产量的生产过程
次级生产量
猎物种群生产量(886.4g)
未捕获(876.1g) 被捕获(10.3g)
被吃下(7.93g)I 同化(7.3g)A 净次级生产(2.7g)P
硝酸盐 NO3-+R 硝酸盐 细菌
死体及排泄物
氨NH4+ 火山活动 氮在自然界的循环示意图 氨化作用 (细菌、真菌)
亚硝酸 盐细菌
损失到 水体中
氨化作用、硝化作用和反硝化作用
• 氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨 和氨化合物，氨溶水成为NH4+，为植物利用 • 硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细 菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利 用
二氧化碳同化法
• 用塑料罩将生物的一部分套住 • 测定进入和抽出空气中的CO2
• 透明罩：测定净初级生产量
• 暗罩：测定呼吸量
氧气测定法（黑白瓶法）
• 通过氧气变化量测定总初级生产量 • 1927年T.Garder, H.H.Gran用于测定海洋生态系统生产量
• 从一定深度取自养生物的水样，分装在体积为125-300ml
物Hale Waihona Puke 在库间的流通• 流通量、周转率与周转时间是 相对于库而言的 • 消费者库 • 流通率：4单位/天 • 周转率：4/50=8% • 周转时间：50/4=12.5天
影响物质循环速率的因素
1.元素的性质：有的元素循环的速率快，而有的则比 较慢，这是元素化学特性和被生物有机体利用的方 式不同所决定的。如CO2 1年,N 100万年 2.生物的生长速率：决定生物对物质吸收的速率以及 物质在食物网中运动的速度
P: productivity (thm-2a-1) B: biomass (thm-2) R: radiation (kcalcm-2d-1)
地球主要陆地生态系统的初级生产力受温度和降水的强烈影响
初级生产量的限制因素
CO2
取食
②
①
光
NP
光合作用 生物量
污染物 ③ H2O ④ 营养
R ⑤ O2＋温度⑥ GP
• 总初级生产量(gross primary production)：初级生产 过程植物固定的能量的总量 GP=NP+R
初级生产的基本概念
• 初级生产力：植物群落在一定空间一定时间内
所生产的有机物质积累的数量 • 生物量 (biomass)：是指某一时刻单位面积上 积存的有机物质的量。以鲜重或干重表示 • 现存生物量：是指绿色植物初级生产量被植食
温室效应
• 温室效应（ Greenhouse effects ）：大气中对长波辐射 具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留 在地球表层而导致温度上升
• 温室气体：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、 六氟化碳(SF6)、氟氯碳化物 (CFCs)、氢氟碳化物(HFCs) 等
• Pr：生殖后代的生产量， Pg：个体增重
3 次级生产的生态效率
• 消费效率 • 同化效率 • 生长效率
次级生产的生态效率
• 消费效率： –食草动物对植物净生产量的利用 –植物种群增长率高，世代短，更新快，被利用 的百分比高 –草本植物维管束少，能提供较多的净初级生产 量 –浮游动物利用的净初级生产量比例最高 –食肉动物对猎物的消费效率研究较少 –脊椎动物捕食者50～100%，无脊椎动物捕食者 25%
• 确定光合作用固定的碳量 • 需用“暗呼吸”作校正
叶绿素测定法
• 植物定期取样 • 丙酮提取叶绿素 • 分光光度计测定叶绿素浓度
• 每单位叶绿素的光合作用是一定的，通过测定叶
绿素的含量计算取样面积的初级生产量
PH测定法 • 原理：初级生产量与溶于水中的二氧 化碳有一定的关系，即水体中的PH是 随着光合作用中吸收的二氧化碳和呼 吸过程中释放的二氧化碳而发生变化 的。
损 失 能 量
次级生产过程模型
2 次级生产量的测定
• 用同化量和呼吸量估计生产量(用摄食量扣除粪尿量估 计同化量)： • P=A-R=(C-FU)-R • C：动物从外界摄食的能量，A：被同化能量， • FU：排泄物，R：呼吸量 • 用个体的生长和繁殖后代的生物量表示净生产量: ·
• P=Pg+Pr
The Hydrologic Cycle
(40)
(425)
(111)
(71)
(385) (40)
×103km3
生态系统中的水循环
降雨 截留
蒸腾
消费者
穿透雨
土壤吸收 地面蒸发 地下径流
地表 径流
渗透
3 碳循环
• • • • 碳的重要性：生命元素、能量流动 碳库：海洋和大气、生物体 碳的存在形式：CO2，无机盐，有机碳 主要循环过程 • 生物的同化和异化过程 • 大气和海洋间的CO2交换 • 碳酸盐的沉淀作用 • 人类活动对碳循环造成严重影响，引起温室效应的 重要原因
未吃下(2.37g)
未同化(0.63g)
呼吸(4.6g)R
次级生产的基本特点
C=A+Fu A=P+R C=P+Fu+R P=C-Fu-R 可利用
动物产品 产生能量 同化(A) (P)
食用 (C) 保持能量
潜 在 能 量
食物 资源
Ⅰ
被采食 未采食 Ⅱ 拒食 未食 Ⅲ 粪便 呼吸 分解 (Fu) (R) Ⅳ Ⅴ Ⅵ
的白瓶(透光)、黑瓶(不透光)和对照瓶中 • 对照瓶测定初始的溶氧量IB • 黑白瓶放置在取水样的深度，间隔一定时间取出，用化 学滴定测定黑白瓶的的含氧量DB、LB
• 计算呼吸量(IB-DB)，净生产量(LB-IB)，总生产量(LBDB)
黑白瓶法
黑瓶 对照瓶 （呼吸作用） （消除误差）
白瓶
(净光合作用)
• 温室效应的影响 • 海平面上升，淹沒陆地 • 全球气候经常发生暴雨或干旱 • 土地沙漠化，生态环境改变
CO2排放
4 氮循环
• • • • 氮的重要性 氮库：大气、土壤、陆地植被 生物可利用的氮的形式：NO3-、NO22-、NH4+ 氮循环的主要过程 • 固氮作用 • 氨化作用 • 硝化作用 • 反硝化作用
固氮作用
• 类型 • 闪电、宇宙射线、火山爆发等高能固氮 • 生物固氮：固氮菌、与豆科植物共生的根瘤菌 和蓝藻等自养和异养微生物 • 工业固氮：400摄氏度，200大气压下
• 意义 • 平衡反硝化作用 • 对局域缺氮环境有重要意义 • 使氮进入生物循环
大气N2 反硝化细菌 蓝藻、闪电、固氮菌 植体内蛋 白质合成 植食 动物 各级肉 食动物
2 全球水循环
3 碳循环
4 氮循环
5 磷循环
6 硫循环
物质循环的一般特征
• 生物地球化学循环：生态系统从大气、水体和土壤 等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入 生态系统，被其他生物重复利用，最后再归还于环 境中的过程。这一过程包括生物与非生物二者的参 与, 同时也包含一些地质与地理作用在內, 因此称 为生物地球化学循环
动物取食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分
SC=GP-R-H-D
初级生产
地球上初级生产力的分布
• 不同生态系统类型的初级生产力不同
• 陆地比水域的初级生产力总量大
• 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势 • 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐 渐降低 • 生态系统的初级生产力随群落的演替而变化
影响物质循环速率的因素
3.有机物质腐烂的速率：适宜的环境有利于分解者 的生存，并使有机体很快分解，供生物重新利用 4.人类活动的影响： • 开垦农田和砍伐森林引起土壤矿物质的流失， 影响物质循环速率 • 化石燃烧把硫和二氧化硫释放大气中
2 全球水循环
• 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间循环 • 地表总水量：1.4×109km3，海洋约占97% • 水的循环： • 陆地：蒸发(蒸腾)71,000km3，降水111,000km3 ， 径流40,000km3 • 海洋：蒸发425,000km3，降水385,000km3
几种生态系统中食草动物利用植物净生产量的比例
生态系统 类 型 成熟落叶林 主要植物及其特征 乔木, 大量非光合生物量, 世代时 间长, 种群增长率低 被捕食 百分比 1.2~2.5 12 28~60 30~45 60~99
1~7 年弃耕田 一年生草本, 种群增长率中等 非洲草原 多年生草本 , 少量非光合生物量 , 种群增长率高
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。
5 初级生产量的测定方法
收获量测定法
二氧化碳同化法
氧气测定法
放射性标记物测定法 叶绿素测定法 PH值测定法
收获量测定法
• 陆生定期收获植被，烘干至恒重 • 以每年每平方米的干物质重量表示 • 以其生物量的产出测定，但位于地下的生物量，难 以测定 • 地下的部分可以占有40%至85%的总生产量，因此不 能省略
初级生产力的分布
• 生产力极低的区域：1000kcal/m2.a或者更少，如大部分海
洋和荒漠。 • 中等生产力区域：1000-10000kcal/m2.a，如草地、沿海区 域、深湖和一些农田。 • 高生产力的区域：10000-20000kcal/m2.a或者更多，如大部 分湿地生态系统、河口湾、泉水、珊瑚礁、热带雨林和精耕 细作的农田、冲积平原上的植物群落等。
第八章 生态系统的功能
1
生态系统的物质生产
3
生态系统中的物质循环