生态学ppt课件

大
热
多
带
数
雨 林
＞
森 林
＞
和
草
湿
原
地
和
干 草 原 、 半 荒 漠
高
原
10
3.2 影响初级生产的主要因素
▪ 3.2.1 光合能力
3.2.1.1 光合效率 a 光合作用的基本过程
11
12
光反应：植物叶绿体把光能俘获，形成高能电子。可表述
为：
2H2O+2NADP++2ADP+2Pi
8hv（光量子） 叶绿体
▪ 3 相应措施：① 人工补充光照时间，如早播和育苗移栽 等；② 合理施肥
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3.2.1.3 光合面积
1 光合面积：是进行光合作用的植物叶片的面积。对于一个植 物个体或植物群体而言，叶面积通常用叶面积指数(Leaf Area Index,简称LAI)来衡量，它的计算公式是：
相应土地面积上叶片总面积 LAI=
6
Pn=Pg-R
3 净增生物量(Net Gainable Biomass，△B)：单位时间内单位 面积所增加的植物生产量,公式为△B= Pn-L-G；其中L为一定时 间内植物的凋落物(Litter)；G为被动物或其他消费者所啃食 (Grazing，G)的量。
4 生物量(Biomass)：地表单位面积内现存的活植物体总量或贮 存的总能量，即现存量(Standing Crop)，常用kg.m-2或t.hm-2表 示。
2
二 本节重难点
▪ 1 本节重点
(1) 初级生产的形成过程； (2) 影响初级生产的因素; (3) 初级生产在地球上的分布。
▪ 2 本节难点
(1) C3、C4和CAM植物在环境中表现出来的光合效率的 差异性；
(2) 植物在生态系统中是如何发挥作用的。
3
三 讲授新课
太 阳 光
初级生产 者的光合
水、二氧化碳 消费者、 分解者及
C4的比率 δ15C值
15 生 值物
20 量 的
25
1000
2000
3000
海拔高度/m
30 4Βιβλιοθήκη Baidu00
图3-8 不同海拔条件下C4植物的比例
25
如上图所示，在C4植物不断降低。物丰富地区，随着海拔 高度增加，C4植物比例不断降低。几种植物分布如下：
植 主要分布地 物区 C3 分布极广，
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3.2.1.2 光合时间
△Pn= △B+ △L+ △G
不同生态系统的植物、同一生态系统中植物的不同发育阶段△L、 △G的大小不同。一般成熟的生态系统中，净初级生产力主要用 于维持系统中动物的取食和变成凋落物，基本没有净增生物量。
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表3-1不同植物或植被的净初级生产力（以固定CO2量表示， u.mol.m-2.s-2)
C4植物
2 其形式
总初级生产力(Gross Primary Productivity， Pg) ：植物在单位面积和时间内生产有机物质的 总量或固定同化的总能量。
净初级生产力(Net Primary Productivity，Pn)： 植物呼吸消耗(Respiration，R)后剩下的有机物
质的量或能量。公式为：
作用
氧气、有机物
植物的呼
（糖类）
吸 废
植物作为初级生产者示意图
热
宇宙
4
5
3.1 初级生产力的概念
1 概念:是指单位面积和时间内生态系统中的植物固定能
量、生产有机质的数量。有时也称为初级生产量。其表示 方法有两种：
(1)以固定能量的多少来表示（cal.m-2.a-1)；
(2)以生产有机质的多少来表示(g.m-2.a-1)。
土地面积
2 最适叶面积指数：是植物群体达到最大光合作用效 率的叶面积指数，因不同的植物，以及同一植物在不 同的生长发育阶段而有较大差别。
15
16
17
18
19
特C 征3
C4 CAM
叶 片 叶肉呈 大液
结 状 辐射状 泡
构 叶 排列在
20
光
和约
产 物 中 碳
20 % ～
约10%～-
20%
约10%～
-35%
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最适 温度 CO2 补偿
在光下： 30 ～ ﹤1 0 ～ 50umol 0um 200mol
ol 在暗中：
﹤5umol 22
第三章 植物在生态系统中的作用
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一 主要内容
▪ 3 初级生产
3.1 初级生产力的概念 3.2 影响初级生产的主要因素 3.3 初级生产力的分布
▪ 4 植物与生态系统的平衡
4.1 植物在生态平衡中的基础 4.2 植物的生物多样性与生态平衡
▪ 5 植物与生态系统的生态服务
5.1 资源保障 5.2 环境支持
2NADPH2+2ATP+O2
暗反应：发生在叶绿体内部，利用从光反应中得到的能 量和还原性物质，固定二氧化碳并形成糖类的过程。
可表述为：
nCO2+2nNADPH2+2nATP
酶
（CH2O)n+2nADP+2nNADP+2nPi+nH2O
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b CO2的固定和还原
C3途径（戊糖磷酸途径、卡尔文-本森循环） C4途径（二羧酸途径、哈奇-斯莱克-科特
萨克途径）
CAM途径（景天酸途径）
c C3植物、C4植物、CAM植物 把二氧化碳以C3途径的形式固定和还原的植物称为 C3植物，其他相应地称为C4植物、CAM植物。
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植物在二氧化碳固定方式的差异，是同它所在环 境的水、热条件密切联系在一起的。 C4植物在热量条件好、水分相对充足时，光合效 率高于C3植物； CAM植物更适合在干旱环境中，避免在高温条件下 开放气孔吸收二氧化碳，对保存水分特别有利。
纤毛蒺藜草
68
甘蔗属
64
苏丹草
57
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表3-1不同植物或植被的净初级生产力（以固定CO2量表示， u.mol.m-2.s-2)
木本植物
柳属 20～35
杨属 20～25
三叶胶
20～26
C臭A椿M植物
20
梅少皮花桉萨加龙舌兰
15 ～20
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总初级生产效率经常用总初级生产量的能量与同一时期内相应 面积所吸收太阳的辐射能来表示。一般地，植物能够利用的太 阳能总量是很有限的。
▪ 1 光合时间(Photosynthetic Time)：植物在整个生育期，或 者全年中进行光合作用的时间。
▪ 2 自然条件下，不同水、热条件地区的植物，能够进行光 合作用的时间有很大差异。一般地，热带、亚热带湿润和 半湿润地区的植物光合时间最长；热带和亚热带干旱和半 干旱地区、温带地区光合时间较短。
特 C3 C4 CAM 征
净 微 高至 在光 光 小 非常 下：
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表3-2 具有不同二氧化碳固定方式的植物的特征
在正常大气条件下，光合作用效率由高到低依 次为C4植物、C3植物、CAM植物。如表3-3所示：
植
物类群 CO2吸收
24
δ 15C /%
C4 /%
比 100 率植
物 80 的 60
40 20