普通生态学20.ppt

第二节 生态系统中的次级生产 1 次级生产量的概念 次级生产量：生态系统中初级生产量以外的生产量。 例如一级消费者（草食动物）利用生产者（绿色植物）一部分净初级生产量经过同化作用形成自身物质；或二级消费者（肉食动物）捕食一级消费者（草食动物）经过同化作用形成自身物质。 2 次级生产的过程 净初级生产量之中，有大部分未能被动物取食，而被动物取食的部分也不能全部被同化利用，其中一部分以排粪、排尿的方式排出了体外，被同化的能量，一部分用于呼吸代谢而损耗，最后剩下的部分能量才能供动物生长和繁殖，也就是通常所说的次级生产量。 动物种群出生率最高和个体生长速度最快的时候种群的次级生产量最高，通常也是初级生产量最高的时候，这是自然选择结果。 次级生产量的计算公式： P=C－FU－R C＝A＋FU，A=P+R， C——动物从外界摄取的能量 A ——被同化的能量 FU——以粪尿形式排出的能量 P——次级生产量 R——呼吸过程中损失的能量 3 次级生产量的测定 （1）按照公式P=C－FU－R测定动物摄食量、扣除粪尿能量和呼吸能量，得出次级生产量。 （2）动物的次级生产量可以通过测量种群内动物个体的增重和新出生个体的体重，再根据该物种的单位体重与能量的换算值将其转化为能量单位，这样就得到了动物的次级生产量。 P=Pg+Pr （ Pg个体增重， Pr生殖后代能量） 4 次级生产的生态效率 消费效率：食草动物对木本植物消费效率低于草本植物。 同化效率：食肉动物对食物的同化效率要高于食草动物。 生产效率：动物生产效率与呼吸强度呈负相关。无脊椎动物外温性脊椎动物内温性脊椎动物。 林德曼效率：十分之一法则大体适用。食物链越长，不同营养级之间能量消耗越多。 第三节 生态系统中的分解 1 分解过程的性质 分解（decomposition）：动植物残体中有机物质逐步降解为无机物质的过程。其中无机元素的释放称为矿化。分解与光合是相反的过程。 分解过程十分复杂，包括碎裂、异化、淋溶等。 碎裂：物理和生物作用将残体分解为颗粒碎屑。 异化：有机物质在酶的作用下分解为无机物质。 淋溶：可溶性物质被水淋洗出来，纯物理过程。 2 分解者生物 参加分解过程的生物称为分解者。 分解者包括多种食腐动物、食碎屑动物和细菌、真菌，构成一个复杂的亚系统。 细菌：多为群体，一般消耗氨基酸和糖类。 真菌：多为丝状，有的类群能够分泌分解纤维素和木质素的细胞外酶。 动物 陆地生态系统分解者： 小型土壤动物：100μm，原生动物、线虫、轮虫等，粘附，无碎裂作用。 中型土壤动物：100 μm~2mm，弹尾目、螨、线蚓、甲虫等，取食小颗粒有机物。 大型土壤动物：2mm~20mm 和巨型：20mm：蜗牛、蚯蚓，以及千足虫、等足目和端足目等节肢动物，碎裂作用。 水生生态系统分解者类群（下页图）： 碎裂者：石蝇幼虫等，取食落入水中的树叶。 颗粒状有机物质搜集者：沉积型如摇蚊幼虫和颤蚓，滤食型如纹石蛾幼虫和蚋幼虫。 刮食者：取食石砾表面的藻类和有机物，如扁蜉蝣稚虫。 食草动物：取食藻类。 捕食性动物：蛭类、蜻蜓稚虫等。 3 资源质量 待分解资源的物理化学性质影响着分解的速率。 植物残体的单糖分解最快，一年后失重达99％，半纤维素次之，一年后失重达90％，然后依次为纤维素（75％）、木质素（50％）、蜡质（25％）和酚（10％）。（下页图） 营养物质含量之比是分解过程的限制因素。 待分解资源的C：N比，常可作为生物降解性能的测度指标。最适C：N比约为25－30：1。此值高于分解者微生物组织的C：N比10：1。这是因为微生物不但利用待分解资源合成自身有机物，同时进行呼吸作用消耗一部分碳。 植物残体C：N比约为40－80：1，为促进分解作用，需加N肥。 4 理化环境对分解的影响 一般说来高温、高湿地带，土壤中分解速率高，很少积存有机物质（红壤、砖红壤）较贫瘠，而低温干燥地带，土壤中分解速率低，土壤中富含有机物质（森林棕壤、黑钙土）较肥沃。 土壤中分解者生物的种类组成与环境有关，对分解率的地带性变化产生影响：热带土壤中大型无脊椎动物对分解活动的贡献要明显大于温带和寒带土壤。温带和寒带土壤中多中小型土壤动物，而且对分解活动的贡献较小。 生态系统中分解特征的指标 分解指数：k＝I／X k —— 分解指数 I —— 死有机物输入年总量 X —— 系统中死有机物现存总量 热带雨林年分解量高于年输入量，k值常大于1。 北方针叶林年分解量远小于年输入量，k值很低。 温带草原k值高于温带落叶林，这是因为禾草类落叶的木质素和酚的含量低，所以分解率高。 * 净初级生产量与次级生产量关系图解 次级生产量的一般过程图解 分解者亚系统是个复杂的食物网 *