净初级生产量
生态系统中的初级生产力
生态系统中的初级生产力生态系统中的植物所固定的太阳能或制造的有机物质成为初级生产量或第一性生产量（primary production）。
动物和其它异养生物的生产量称为次级生产量或第二性生产量（second production）。
总初级生产量（GP）= 净初级生产量（NP）+ 呼吸消耗（R）净初级生产量（NP）= 总初级生产量（GP）- 呼吸消耗（R）初级生产量常以每年每平方米生产的有机物干重（g/ m2.a）或固定的能量值（J/ m2.a）表示。
生态系统内单位面积现存的有机物就是生物量（biomass），实际上就是净生产量的累计量。
其单位为（g/m2）或（J/ m2）。
对生态系统中的某一营养级来说，总生物量在某一时期的变化为：dB/dt = NP-R-H-D（H为被较高营养级动物所取食的生物量；D为死亡所损失的生物量）。
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，并因气候的不同而异（见表，书214页）。
同时也随生态系统的发育而变化。
对于动物种群来说，转化为次级生产量（肉、奶、蛋、毛皮、骨骼、血液、蹄、角、内脏等）的能量收支可用下式表示：C = A+FUC：从外界摄取的能量，A：被同化的能量，FU：以粪便、热量等形式损失的能量。
A =P+RP：次级生产量，R：呼吸消耗。
因此，P = C-FU-R（一）初级生产的基本概念生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用对太阳能的固定。
因为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（Primary Production）。
在初级生产过程中，植物所固定的能量有一部分是被植物自己的呼吸消耗掉了（呼吸过程和光合作用过程是两个完全相反的过程），剩下的部分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖，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）。
净初级生产量概念
净初级生产量概念
净初级生产量（Net Primary Production，简称NPP）是生态学和环境科学领域中的一个重要概念。
它是指在一段时间内，一个生态系统通过光合作用固定下来的能量中，扣除呼吸作用消耗的能量后剩余的能量。
这种能量可以用于植物的生长和生殖。
净初级生产量通常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（J/(m2·a)）表示。
这个概念可以帮助人们了解生态系统中的能量流动和物质循环，从而更好地理解生态系统的结构和功能。
在生态学中，净初级生产量是衡量生态系统健康状况和生产力水平的重要指标之一。
如果一个生态系统的净初级生产量较高，说明该系统的生产效率较高，生产成本较低，经济效益较好。
反之，如果净初级生产量较低，说明该系统的生产效率较低，生产成本较高，经济效益较差。
此外，净初级生产量也可以用来评估人类活动对生态系统的影响。
例如，人类的活动可能会改变生态系统的能量流动和物质循环，从而影响净初级生产量。
因此，了解和掌握净初级生产量的变化趋势和原因，可以帮助人们更好地保护和管理生态系统，促进生态系统的可持续发展。
高三生物二轮专题复习 重点题型5 初级生产量、次级生产量和生物量
解析 次级生产量并不一定来自初级生产量，可以来自于次级生产量，如分解者的次 级生产量可以来自于消费者，A错误；按照教材特例，海洋中的第一个营养级的生物 量可以少于第二个营养级，呈现倒金字塔，B错误；对于自然生态系统来说，因能量 传递效率约为10%，净初级生产量一定大于次级生产量，C正确；顶极群落的生产量、 生物量并不是一成不变的，而是相对稳定，D错误。 答案 C
7
3.下表是人工饲养的肉用太白鸡生长过程中体重的变化情况，据表分析正确的是( )
周龄 体重/g
12
3 … 9 … 17
18
19
57 92 138 … 610 … 1237 1253 1255
周增重/g 24 35 46 … 92 … 57
22
2
8
A.每周体重的测量值即为生物量 B.周增重可反映周次级生产量的变化 C.饲养周期内净增的有机物总量与呼吸量之和即为次级生产量 D.生物量一直在增加，尽量延长饲养时间可提高效益 解析 生物量是指有机物的量，即干重，不是指体重；次级生产量等于同化量减去呼 吸量，不包括呼吸量；饲养后期，周增重急剧减少，效益下降。 答案 B
5
2.下列关于某自然生态系统生物量和生产量说法正确的是( ) A.次级生产量一定来自初级生产量 B.第一个营养级的生物量一定多于第二个营养级 C.净初级生产量一定大于次级生产量 D.顶极群落的生产量、生物量一成不变
6
解析 次级生产量并不一定来自初级生产量，可以来自于次级生产量，如分解者的次 级生产量可以来自于消费者，A错误；按照教材特例，海洋中的第一个营养级的生物 量可以少于第二个营养级，呈现倒金字塔，B错误；对于自然生态系统来说，因能量 传递效率约为10%，净初级生产量一定大于次级生产量，C正确；顶极群落的生产量、 生物量并不是一成不变的，而是相对稳定，D错误。 答案 C
生态系统中的生产量和生物量
陆地>海洋
次级生产量：单位时间单位面积内异养 生物利用现成有机物而生产出来的有机 物质（肉、蛋、奶.....）。 单位：g/(m2 • a)或J/(m2 • a) 异养生物（包括分解者）-----次级生产者
生 长
次级生产量 (摄入的)同化的 繁
吃进的 收获的 可利用的 （植物生长繁殖） 净初级生产量 总初级生产量
殖
呼吸
不可利用的
未收获的 吃剩的
粪便
呼吸
同化：是指生物把从外界环境中吸收的营养 物质，制造成自己的有机物。
（1）同化量=摄入量-粪便 （2）同化量都用于生物的生长繁殖吗？ 次级生产量=同化量-呼吸
用于异养生物生长繁殖
（3）海洋与陆地的次级生产量比较？ 海洋>陆地
生物量：量某一调查时刻前的积累量。
第六章 生态系统
第二节
生态系统中的生产量和生物量
一、初级生产量（生产者） 1.概念：绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或 所固定的能量。 6J 2.8 × 10 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 叶绿体 2.能量来源： 太阳能
3.单位：
g/(m2 • a)或J/(m2 • a)
4.作用： 没有初级生产量就没有消费者和分解者， 也就不会有生态系统。 总初级生产量（用GP表示） 净初级生产量（NP）
6．净初级生产量（NP）： 概念：总初级生产量（GP）去掉呼吸消耗（R）
GP=NP+R
NP:用于植物生长和繁殖的能量
（2）净初级生产量的比较：
热带雨林>北方针叶林>温带草原>苔原(与温度和雨量有关)
高中生物教学案：第六章_第一、二节_生态系统的营养结构_生态系统中的生产量和生物量_word版有答案
第一、二节生态系统的营养结构生态系统中的生产量和生物量1.生态系统是由生物群落及非生物环境构成的一个生态学功能系统。
生态系统通常由无机物、有机物、气候、能源、生产者、消费者和分解者七大成分组成。
能量流动和物质循环是生态系统的两大基本功能。
2．生态系统各生物之间通过取食和被取食而建立起的营养关系称为食物链，它不仅是能量流动和物质移动通道，而且也是有害物质和杀虫剂移动和浓缩的通道，有害物质和杀虫剂通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象称为生物放大。
3．食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强；食物网越简单，生态系统越容易发生波动和毁灭。
4．生态金字塔中，能量金字塔绝不会是倒的，而数量金字塔、生物量金字塔可能有倒的。
5．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物或所固定的能量。
总初级生产量(GP)＝净初级生产量(NP)＋植物呼吸量(R)。
陆地生态系统的初级生产量大小为：热带雨林>北方针叶林>温带草原>苔原。
6．生物量是指净生产量在某一调查时刻前的积累量。
次级生产量是在生态系统中第二次有机物质的生产量。
对应学生用书P59食物链和生物放大1．生态系统概念[判断](1)生态系统包括所有的生产者、消费者和分解者。
( × )(2)太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分。
( × )(3)生态系统基本功能是能量流动和物质循环。
( √ )2．食物链(1)概念：在生态系统的各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种单方向的营养关系叫食物链。
由于能量每次传递都会损失掉一大半，所以食物链通常只有四五个环节。
(2)类型：①捕食食物链：一般指以活的植物为起点的食物链。
②腐食食物链：是以死亡生物或现成有机物为起点的生物链。
陆地生态系统通常以腐食食物链为主，而海洋生态系统则以捕食食物链为主。
3．生物放大化学杀虫剂和有害物质通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象就叫生物放大。
新课标高中生物人教版选择性必修123册生物世界〖生物量和生产量的概念〗
生物量和生产量的概念生产量是指单位时间单位面积里的生物产生的有机物质的总量，常用每年每平方米产生的有机物质干重或每年每平方米固定的能量来表示。
生态系统的能量流动始于绿色植物的光合作用，植物固定的太阳能或制造的有机物质的量被称为初级生产量。
植物固定的太阳能或制造的有机物质一部分通过呼吸作用被消耗，剩下的部分被用于生长和生殖。
我们把包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量。
总初级生产量减去呼吸消耗后的剩余量为净初级生产量，它是植物可供生态系统中其他生物利用的能量。
测定初级生产量的方法有收获量测定法、黑白瓶法、CO2测定法、叶绿素测定法、放射性同位素测定法等。
收获量测定法又名收割法，测量时需要定期收割所测植物，烘干到恒重时再进行称重，然后通过计算得到初级生产量。
在实际测量时，有时会根据需要只对植物的某些部分进行测定，如只测定植物的地上部分。
黑白瓶法又名O2测定法，常用于水生生态系统。
测量用到的白瓶是透光的，装在里面的水样中的植物能进行光合作用；黑瓶是不透光的，植物在其中不能进行光合作用，但有呼吸作用。
通过测定白瓶和黑瓶水样中含氧量的变化可以得出初级生产量。
CO2测定法的原理与黑白瓶法相似，都是对植物的光合作用和呼吸作用过程进行测定，只不过它测定的是CO2含量的变化。
叶绿素测定法利用了叶绿素的含量与光合作用的相关性，通过提取样本的叶绿素，测定它的浓度，再结合光强度推算出初级生产量。
与前面几种方法相比，放射性同位素测定法更加精确和敏感，常用14C进行标记。
测量时先将已知量的14C（大多以碳酸盐142CO 的形式）加入水样中，经过短时间培养后过滤水样，然3后将过滤物干燥，再通过测定其放射性来确定光合作用固定的碳量。
动物需要消耗初级生产量，它们采食植物或捕食其他动物之后，经体内消化和吸收，再次形成的有机物质的量被称为次级生产量。
其中扣除呼吸作用所消耗的量后，剩余的有机物质的量被称为净次级生产量。
对于一个动物种群来说，净次级生产量＝动物摄食获得的能量－动物以粪便形式损失的能量一呼吸消耗的能量。
生态系统中的生产量和生物量
体重(g) 57 92 13 … 61 … 123 125 125
8
0
13 5
周增重 24 35 46 … 92 … 57 22 2 (g)
A．每周体重的测量值即为生物量 B．周增重可反映周次级生产量的变化 C．饲养周期内净增的有机物总量与呼吸量之和 即为次级生产量
D．生物量一直在增加，尽量延长饲养时间可提 高效益
量
第二节 生态系统中的生产量 和生物量
提问
地球上所有能量的来源？有谁来固定 的？
就生产者自身而言它的能量分配是怎 样的？请把它写出来？
一、初级生产量 1、概念： 绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。 包括总初级生产量(GP)和净初级生产量(NP)。
单位：g/(m2 • a)或J/(m2 • a)
阅读书本的次级生产量的生产过程，作出理解。
思考 海洋净初级生产量（NP）只有陆地的一半，
但次级生产量却相当于陆地的三倍多，可 能的原因是什么？
海洋中植食动物对藻类的利用率特别高，是 陆地动物利用植物效率的五倍。
下表是人工饲养的肉用鸡生长过程中体重的变化情况，
B 据表分析正确的是
周龄 1 2 3 … 9 … 17 18 19
为了研究某降水丰沛、气温较高的山区群落演替的规律，生态 学家利用把同一时间内的不同群落当做同一群落在不同演替阶 段的原理，研究了灌草丛、针阔叶混交林、常绿阔叶林和针叶 林等4个群落的相关特征，结果如下表：
（叶面积指数是指每单位土地面积上的叶片总面积）
下列有关说法正确的是（ D ）
A. 该地区群落演替过程中，其叶面积指数逐渐减少 B. 植被生物量只与群落中植被的光合作用、细胞呼吸有关 C. 四个群落中灌草丛和常绿阔叶林有垂直结构，其余两个群 落则没有 D. 该地区群落演替过程中，前期植被的生物量增长迅速，后 期增长缓慢
生态系统中能量流动
生态系统中的能量流动
一、生态系统中的初级生产
1初级生产的基本概念 • 初级生产量或第一性生产量（primary production） 植物所固定的太阳能或所制造的有机物质.
• 净初级生产量（net primary production）
• 总初级生产量（gross primary production）
N,P,C是造成湖泊富养化的主要营养物质，磷是植物生产 量的主要限制因子。
结果：硅藻、绿藻
蓝绿藻
蓝绿藻能成为优势浮游植物的原因：
浮游动物和鱼不愿以蓝绿藻为食。 很多蓝绿藻能固定大气中的氮，但氮缺乏时，它们便处于 有利的竞争地位。
CO2 光 温度 O2
• 海洋生态系统
光：是限制海洋初级生产量的一个重要因子。 1米深出，50%的光被吸收；20米深出，仅有5—10%的光。
二氧化碳测定法
• 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
放射性标记物测定法
• 用放射性14C測定其吸收量，即光合作用固定的碳量 • 放射性14C以碳酸盐的形式提供，放入含有自然水体浮游植物的样瓶中，沉入
水中经过一定时间，滤出浮游植物，干燥后在计数器测定放射活性，然后计 算：
浮游植物的净生产力 的计算公式：
P R C 3.7 K
其中：P为浮游植物的光合作用率（以每天每平方米海洋表面所固 定的表示；R为入射光亮的相对光合作用率；K为每米深光的消退 系数；C为每立方米海水所含叶绿素的克数。3.7是在光饱和的条 件下，每克叶绿素每小时在光合作用中可固定3.7克碳。
营养物质：
③ 从总的能流途径而言，能量只是一次性流 经生态系统，是不可逆的。
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等程度的，而陆地生产力的季节波 动则明显的大，夏季比冬季平均高
60%。
12.1.3 初级生产的生产效率
最适条件下的初级生产力
表12-2 最适条件下的初级生产力效率估计
12 生态系统中的能量流动
生态系统的基本功能之一是能量流动，它是生态 系统的动力。
能量的最初来源是太阳
除太阳能外，还有其它能量，如潮汐能、风能、化学 能等。 潮汐能对河口湾生态系统有很大作用； 铁细菌、硫细菌等可利用矿物的化学能 进行同化作 用，以建造自身。 在人工生态系统中，还加入了大量的辅助能量，如 农业生产中使用的化肥（化学能）、机械（机械 能）、电力（电能）等辅助能量。
(单位：1015 g)
陆地的 15.7 18.0 11.5 11.2 17.8 1.5 3.1 3.1 1.4 16.8 2.4 1.0 0.8 0.5 8.0 56.4
总计
48.5
NET PRIMARY PRODUCTIVITY
初级生产力随群落的演替而变化
① 早期由于植物生物量很低，初级生产量不 高。 ② 一般森林在叶面积指数达到4时，净初级 生产量最高 ③ 但当生态系统发育成熟或演替达到顶极时， 虽然生物量接近最大，系统由于保持在一 动态平衡中，净生产量反而最小。
12.1.2 地球上初级生产力的分布
12.1.3 初级生产的生产效率
12.1.4 初级生产量的限制因素
12.1.5 初级生产量的测定方法
12.1.1 初级生产的基本概念
生产过程：
生产者通过光合作用合成复杂的有机物质，使植物 的生物量(包括个体数量和生长)增加 消费者摄食植物已经制造好的有机物质(包括直接的 取食植物和间接的取食食草动物和食肉动物)，通过 消化、吸收在合成为自身所需的有机物质，增加动物 的生产量
12.1.2 地球上初级生产力的分布
全球净初级生产力在沿地球纬度分布上有三个高峰。第一高峰接
近赤道，第二高峰出现在北半球的中温带，而第三高峰出现在南 半球的中温带。
不同生态系统类型的初级生产力不同
表 12-1 生物圈主要生态系统的年和季节净初级生产力
海洋的 季节的 IV-VI月 VII-IX 月 X-XII 月 I-III 月 生物地理的 贫营养的 中营养的 富营养的 大型水生植物 11.9 13.0 12.3 11.3 11.0 27.4 9.1 1.0 热带雨林 落叶阔叶林 针阔混交林 常绿针叶林 落叶针叶林 稀树草原 多年生草地 阔叶灌木 苔原 荒漠 栽培田
初级生产
不同生态系统的生产量和生物量
12.1.2 地球上初级生产力的分布
陆地 净初级生产总量 115×109t
沼泽湿地
2500g/m2 热带雨林 2200g/m2
耕地
高山苔原
海洋 净初级生产总量 55×109t
海藻 床和暗礁
2000g/m2
河口
125g/m2
12.1.2 地球上初级生产力的分布
12.1.1 初级生产的基本概念
初级生产力(primary productivity)：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 g/m2或 J/m2。 现存量：是指绿色植物初级生产量被植食动物取 食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分 SC=GPR-H-D 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。
初级生产：自养生物的生产过程。其提供的生产 力为初级生产力。 次级生产：异养生物再生产过程。其提供的生产 力为次级生产力。
12.1.1 初级生产的基本概念
初级生产量(primary production)：绿色植物通 过光合作用合成有机物质的数量称为初级生产量， 也称第一性生产量。 净初级生产量(net primary production)：初级 生产过程植物固定的能量一部分被植物自己的呼 吸消耗掉，剩下的可用于植物的生长和生殖，这 部分生产量成为净初级生产量(NP)。 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
估计全球净初级生产力公式：
NP= APAR×ε
APAR为光合吸收活性辐射，ε 为平均光利用效率。 潜蒸发蒸腾指数（potential evapotranspiration ,PET ）： 是反映在特定辐射、温度、湿度和风速条件下蒸发到大气中 水量的一个指标。而PET-PPT（PPT为年降水量, annual precipitation）则可反映缺水程度，因而能表示温度和降水 等条件的联合作用。 NDVI指数（Normal Differential Vegetation Index,归一化植 被指数,标准化差异植被指数）：提供了植物光合作用吸收有 效辐射的一个定量指标。NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)
地球上初级生产力的分布特点
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 （如表 12-1 ）
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
水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化
Biblioteka 初级生产力随季节变化（如表 12-1 ）
食物链（食物网）是生态系统能量流动的渠道。
12 生态系统中的能量流动
12.1 生态系统中的初级生产
12.2 生态系统中的次级生产 12.3 生态系统中的分解 12.4 生态系统中的能量流动 12.5 分解者和消费者在能流 中的相对作用 小结 主要概念 思考题
12.1 生态系统中的初级生产
12.1.1 初级生产的基本概念
总初级生产量
生物量
净生产量
呼吸量
生产量的垂直变化
水体和陆地生态系统的生产量都有垂直变化：
如：森林，一般乔木层最高，灌木层次之， 草被层更低，而地下部分反映了同样情况。 水体也有类似的规律，不过水面由于阳光直 射，生产量不是最高，最高的是深数m左右， 并随水的清晰度而变化。
初级生产力的季节变动