农业生态系统能量流课件

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1、第三章第三章 农业生态系统的能量流农业生态系统的能量流n n 教学目的教学目的教学目的教学目的 n n掌掌掌掌握握握握生生生生态态态态系系系系统统统统中中中中能能能能量量量量流流流流路路路路径径径径、功功功功能能能能等等等等有有有有关关关关概概概概念念念念，掌掌掌掌握握握握提提提提高高高高农农农农业业业业生生生生态态态态系系系系统统统统能量转化效率的途径和方法。能量转化效率的途径和方法。能量转化效率的途径和方法。能量转化效率的途径和方法。 n n 教学重点教学重点教学重点教学重点 n n 能能能能源源源源的的的的类类类类型型型型及及及及其其其其功功功功能能能能地地地地位位位位。生生生生态态态态

2、系系系系统统统统能能能能量量量量流流流流动动动动的的的的主主主主要要要要路路路路径径径径，能能能能量量量量在在在在生生生生态态态态系系系系统统统统中中中中传传传传递递递递的的的的损损损损耗耗耗耗途途途途径径径径，生生生生态态态态系系系系统统统统能能能能量量量量转转转转化化化化效效效效率率率率、生生生生态态态态金金金金字字字字塔塔塔塔等等等等的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念，食食食食物物物物链链链链加加加加环环环环原原原原理理理理及及及及应应应应用用用用。生生生生态态态态系系系系统统统统中中中中初初初初级级级级生生生生产产产产、次次次次级级级级生生生生产产产产的的的的概概概概念念念念及及

3、及及关关关关系系系系。提提提提高高高高生生生生态态态态系系系系统统统统初初初初、次次次次级级级级生生生生产产产产力力力力的的的的基基基基本本本本途途途途径径径径。人人人人工工工工辅辅辅辅助助助助能能能能在在在在生生生生态态态态系统中的作用。系统中的作用。系统中的作用。系统中的作用。 n n 教学难点教学难点教学难点教学难点 n n生态学效率、农业生态系统营养结构的优化设计、能流模型的设计。生态学效率、农业生态系统营养结构的优化设计、能流模型的设计。生态学效率、农业生态系统营养结构的优化设计、能流模型的设计。生态学效率、农业生态系统营养结构的优化设计、能流模型的设计。 n n 教学方法教学方法教

4、学方法教学方法 n n课堂教学，以能流路径为主线，分析生态系统的功能行为。课堂教学，以能流路径为主线，分析生态系统的功能行为。课堂教学，以能流路径为主线，分析生态系统的功能行为。课堂教学，以能流路径为主线，分析生态系统的功能行为。n n 教学内容教学内容教学内容教学内容 农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件第三章 农业生态系统的能量流n n1热力学定律热力学定律n n2食物链、食物链、食物网食物网n n3生态系统的能流分析生态系统的能流分析n n4农业生态系统的能流农业生态系统的能流n n5农业生态系统的农业生态系统的能流分析能流分析农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件1 1

5、热力学定律及应用热力学定律及应用n n一、热力学第一定律（能量守恒定律）一、热力学第一定律（能量守恒定律）n n U U（系统内能变化）（系统内能变化）=Q=Q（吸热）（吸热）-W-W（对外作功）（对外作功）n n能量可以在不同介质中传递，也可以在不同形式间转能量可以在不同介质中传递，也可以在不同形式间转换，但在所有这些过程中能量保持恒定，既不能创生，换，但在所有这些过程中能量保持恒定，既不能创生，也不会消灭。也不会消灭。n n应用：制定生态系统能量收支平衡表应用：制定生态系统能量收支平衡表n n二、热力学第二定律二、热力学第二定律n n1.1.能量的转换不可能达到百分之百有效。能量的转换不可

6、能达到百分之百有效。n n2.2.自由能的提高不可能是一个自发过程。自由能的提高不可能是一个自发过程。n n应用：提高能量的转化效率应用：提高能量的转化效率农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件三、三、熵熵(entropy)n n1.1.熵熵(entropy):(entropy):系统热量除以温度后得到的商。系统热量除以温度后得到的商。n nS=S=Q/TQ/Tn n熵是系统无序性的量度。熵是系统无序性的量度。n n2.2.热力学第二定律热力学第二定律n n（1 1）在一个内能不变的封闭系统中，任何自发过程）在一个内能不变的封闭系统中，任何自发过程均朝着熵值增加的方向进行。均朝着熵值增加

7、的方向进行。n n（2 2）开放系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的）开放系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的任何过程，均使系统与环境熵值之和增加。任何过程，均使系统与环境熵值之和增加。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件四、耗散结构理论四、耗散结构理论n n1.1.耗散结构耗散结构(dissipative structure)(dissipative structure)：开放系统在远离平衡态：开放系统在远离平衡态的非平衡状态下，系统可能出现的一种稳定的有序结构。的非平衡状态下，系统可能出现的一种稳定的有序结构。(Prigogine)(Prigogine)n n2.2.耗散结构理论：

8、一个远离平衡态的开放系统，通过与外界耗散结构理论：一个远离平衡态的开放系统，通过与外界进行物质与能量的不断交换，就能克服混乱状态，维持稳定进行物质与能量的不断交换，就能克服混乱状态，维持稳定状态，并且不断提高系统的有序性，使系统的熵减少。状态，并且不断提高系统的有序性，使系统的熵减少。n n3.3.有机体有机体和和生态系统生态系统都是远离平衡态的开放系统，存在一种都是远离平衡态的开放系统，存在一种连续而有效的能量转换，因而都属于耗散结构。连续而有效的能量转换，因而都属于耗散结构。n n光合与同化：引入负熵，保持有序状态光合与同化：引入负熵，保持有序状态n n呼吸与作功：排除正熵，排除无序呼吸与

9、作功：排除正熵，排除无序农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件2 2 食物链食物链n n一、食物链（一、食物链（一、食物链（一、食物链（foodchainfoodchain）和营养级（）和营养级（）和营养级（）和营养级（trophictrophiclevellevel）：）：）：）：n n1.1.食物链（食物链（食物链（食物链（foodchainfoodchain）：生态系统成员间，通过）：生态系统成员间，通过）：生态系统成员间，通过）：生态系统成员间，通过食物营养关系彼此联系起来的序列。食物营养关系彼此联系起来的序列。食物营养关系彼此联系起来的序列。食物营养关系彼此联系起来的序列。n

10、n2.2.营养级（营养级（营养级（营养级（trophicleveltrophiclevel）：食物链上的每一个食）：食物链上的每一个食）：食物链上的每一个食）：食物链上的每一个食性级。以符号性级。以符号性级。以符号性级。以符号T T来表示，来表示，来表示，来表示，T T1 1表示第一营养级，表示第一营养级，表示第一营养级，表示第一营养级，T T2 2表示表示表示表示第二营养级，第二营养级，第二营养级，第二营养级，T T3 3TTn n余此类推。一般为余此类推。一般为余此类推。一般为余此类推。一般为4545级。级。级。级。n n食食食食物物物物链链链链是是是是生生生生态态态态系系系系统统统统内内

11、内内生生生生物物物物与与与与生生生生物物物物之之之之间间间间相相相相互互互互联联联联系系系系的的的的一一一一种种种种主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。主要形式，是物质循环和能量流动的主要路径。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件二、食物链的种类n n按性质不同分为四类：按性质不同分为四类：按性质不同分为四类：按性质不同分为四类：n n（1 1）捕食食物链（又称草牧食物链）捕食食物链（又称草牧食物链）捕食食物链（又称草牧食物链）捕食食物链（又称草牧食物链gazingfoodchaingazingf

12、oodchain）：）：）：）：是由植物到草食动物，再到肉食动物，直接消耗活有机体或是由植物到草食动物，再到肉食动物，直接消耗活有机体或是由植物到草食动物，再到肉食动物，直接消耗活有机体或是由植物到草食动物，再到肉食动物，直接消耗活有机体或其部分的食物链。在陆地上起始于绿色植物，在水中起始于其部分的食物链。在陆地上起始于绿色植物，在水中起始于其部分的食物链。在陆地上起始于绿色植物，在水中起始于其部分的食物链。在陆地上起始于绿色植物，在水中起始于浮游植物。浮游植物。浮游植物。浮游植物。n n如：如：如：如：水稻水稻水稻水稻稻飞虱稻飞虱稻飞虱稻飞虱青蛙青蛙青蛙青蛙蛇蛇蛇蛇老鹰老鹰老鹰老鹰人人人人n

13、 n（2 2）腐生食物链（又称）腐生食物链（又称）腐生食物链（又称）腐生食物链（又称残渣食物链残渣食物链残渣食物链残渣食物链 detritusfooddetritusfoodchainchain）：由多种微生物构成，是以死有机体为营养源，通）：由多种微生物构成，是以死有机体为营养源，通）：由多种微生物构成，是以死有机体为营养源，通）：由多种微生物构成，是以死有机体为营养源，通过腐烂、分解，将有机物还原为无机物质的食物。过腐烂、分解，将有机物还原为无机物质的食物。过腐烂、分解，将有机物还原为无机物质的食物。过腐烂、分解，将有机物还原为无机物质的食物。n n如：如：如：如：秸杆（畜粪）秸杆（畜粪）

14、秸杆（畜粪）秸杆（畜粪）食用菌食用菌食用菌食用菌垃圾垃圾垃圾垃圾蚯蚓（蜗牛）蚯蚓（蜗牛）蚯蚓（蜗牛）蚯蚓（蜗牛）农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件n n（3 3）寄生食物链（）寄生食物链（）寄生食物链（）寄生食物链（parasitefoodchainparasitefoodchain）：以寄生的）：以寄生的）：以寄生的）：以寄生的方式取食活着生物有机体。食物链成员有自大到小的趋方式取食活着生物有机体。食物链成员有自大到小的趋方式取食活着生物有机体。食物链成员有自大到小的趋方式取食活着生物有机体。食物链成员有自大到小的趋势。势。势。势。n n如：如：如：如：大豆大豆大豆大豆菟丝子菟丝子

15、菟丝子菟丝子马马马马蛔虫蛔虫蛔虫蛔虫原生动物原生动物原生动物原生动物n n红铃虫红铃虫红铃虫红铃虫金小蜂金小蜂金小蜂金小蜂n n（4 4）混合食物链：构成食物链的各营养级中，既有活）混合食物链：构成食物链的各营养级中，既有活）混合食物链：构成食物链的各营养级中，既有活）混合食物链：构成食物链的各营养级中，既有活食生物成员，也有腐食生物成员。食生物成员，也有腐食生物成员。食生物成员，也有腐食生物成员。食生物成员，也有腐食生物成员。n n如：如：如：如：稻草稻草稻草稻草牛牛牛牛蚯蚓蚯蚓蚯蚓蚯蚓鸡鸡鸡鸡猪猪猪猪鱼鱼鱼鱼 农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件returnreturn农业生态系统

16、能量流课件农业生态系统能量流课件三、生态系统中食物链的基本特点三、生态系统中食物链的基本特点n n1.1.在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不相同的多种生物。相同的多种生物。相同的多种生物。相同的多种生物。n n 一条食物链中包含的多种生物，可以使光合产物得到充一条食物链中包含的多种生物，可以使光合产物得到充一条食物链中包含的多种生物，可以使光合产物得到充一条食物链中包含的多种生物，可以使光合产物得到充分利用（分级利用光合产物），在有限的空

17、间中养活众多分利用（分级利用光合产物），在有限的空间中养活众多分利用（分级利用光合产物），在有限的空间中养活众多分利用（分级利用光合产物），在有限的空间中养活众多生物。生物。生物。生物。n n2.2.在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一，在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一，在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一，在同一生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一，营养级数目不等。如一个鱼塘生态系统中：营养级数目不等。如一个鱼塘生态系统中：营养级数目不等。如一个鱼塘生态系统中：营养级数目不等。如一个鱼塘生态系统中：n n藻类水草藻类水草藻类水草藻类水草草鱼草鱼草

18、鱼草鱼绿藻绿藻绿藻绿藻甲壳动物甲壳动物甲壳动物甲壳动物花鲢花鲢花鲢花鲢n n浮游植物浮游植物浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物浮游动物浮游动物虾虾虾虾噘鱼噘鱼噘鱼噘鱼n n自然生态系统中，食物链营养级的数目是有限的自然生态系统中，食物链营养级的数目是有限的自然生态系统中，食物链营养级的数目是有限的自然生态系统中，食物链营养级的数目是有限的农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件n n3.3.不同生态系统中各类食物链所占比重不同。不同生态系统中各类食物链所占比重不同。不同生态系统中各类食物链所占比重不同。不同生态系统中各类食物链所占比重不同。n n(1)(1)森林生态系统：腐生食物链比重最大，

19、约占系统中生森林生态系统：腐生食物链比重最大，约占系统中生森林生态系统：腐生食物链比重最大，约占系统中生森林生态系统：腐生食物链比重最大，约占系统中生产者所生产的有机物质的产者所生产的有机物质的产者所生产的有机物质的产者所生产的有机物质的90%90%以上。以上。以上。以上。n n(2)(2)草原生态系统（牧场）：腐生食物链约占草原生态系统（牧场）：腐生食物链约占草原生态系统（牧场）：腐生食物链约占草原生态系统（牧场）：腐生食物链约占70%70%左右。左右。左右。左右。n n(3)(3)农田生态系统：植物生产的有机质大部分作为产品，农田生态系统：植物生产的有机质大部分作为产品，农田生态系统：植物

20、生产的有机质大部分作为产品，农田生态系统：植物生产的有机质大部分作为产品，留给腐生食物链的仅占净初级生产的留给腐生食物链的仅占净初级生产的留给腐生食物链的仅占净初级生产的留给腐生食物链的仅占净初级生产的2030%2030%。如果不。如果不。如果不。如果不通过粪肥、秸杆还田等途径向系统补充有机质，则系统中通过粪肥、秸杆还田等途径向系统补充有机质，则系统中通过粪肥、秸杆还田等途径向系统补充有机质，则系统中通过粪肥、秸杆还田等途径向系统补充有机质，则系统中腐生食物链上的生物群落将会因为缺少食物能而衰退，引腐生食物链上的生物群落将会因为缺少食物能而衰退，引腐生食物链上的生物群落将会因为缺少食物能而衰退

21、，引腐生食物链上的生物群落将会因为缺少食物能而衰退，引起土壤肥力的下降。起土壤肥力的下降。起土壤肥力的下降。起土壤肥力的下降。n n4 4在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。在任何一生态系统，各类食物链有协同作用。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件三、食物网三、食物网n n食食食食物物物物网网网网（foodfoodweb)web)：在在在在生生生生态态态态系系系系统统统统中中中中，各各各各种种种种食食食食物物物物链链链链交错起来构成的网状结构。交错起来构成的网状结构。交错起来构成的网状结构。交错起来构

22、成的网状结构。n n食食食食物物物物网网网网本本本本质质质质上上上上是是是是生生生生态态态态系系系系统统统统中中中中有有有有机机机机体体体体之之之之间间间间一一一一系系系系列列列列反反反反复复复复的的的的吃与被吃的相互关系。吃与被吃的相互关系。吃与被吃的相互关系。吃与被吃的相互关系。n n营营营营养养养养结结结结构构构构：以以以以营营营营养养养养为为为为纽纽纽纽带带带带，把把把把生生生生物物物物与与与与生生生生物物物物、生生生生物物物物与与与与环环环环境紧密联系起来的结构。境紧密联系起来的结构。境紧密联系起来的结构。境紧密联系起来的结构。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统

23、能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件四、农业生态系统食物链加环四、农业生态系统食物链加环（一）食物链加环的作用 在原有食物链中通过加入新的链环，延长在原有食物链中通过加入新的链环，延长或完善食物链组合，改变农业生态系统的结构，或完善食物链组合，改变农业生态系统的结构，具有很好的效益。其作用表现在：具有很好的效益。其作用表现在： 提高农业生态系统的稳定性。提高农业生态系统的稳定性。 提高农副产品的利用率提高农副产品的利用率 提高提高 能量的利用率和转化率能量的利用率和转化率农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流

24、课件（二）、食物链加环的类型（二）、食物链加环的类型 - -生产环生产环 在食物链中加入能够把非经济产品转化为人在食物链中加入能够把非经济产品转化为人们直接利用的经济产品的环节，称为生产环。们直接利用的经济产品的环节，称为生产环。 如：牛、羊等可把秸杆、糠麸、菜叶、杂草等转化为肉、如：牛、羊等可把秸杆、糠麸、菜叶、杂草等转化为肉、皮、奶、蛋等，蜜蜂可将花粉转化为蜂蜜、蜂王浆等。皮、奶、蛋等，蜜蜂可将花粉转化为蜂蜜、蜂王浆等。 减耗环减耗环 这类环节的引入可减少生产消耗。这类环节的引入可减少生产消耗。 如：引入天敌，可减轻病害危害，吉林省人工放养寄生如：引入天敌，可减轻病害危害，吉林省人工放养寄

25、生蜂，防治林场的松毛虫。蜂，防治林场的松毛虫。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件增益环增益环 这类环节虽不提供人类直接消费的产品，但可扩这类环节虽不提供人类直接消费的产品，但可扩大生产环节的增产效果。大生产环节的增产效果。如：利用粪渣等有机废弃物养殖蚯蚓和蝇蛆，可作为如：利用粪渣等有机废弃物养殖蚯蚓和蝇蛆，可作为禽畜的蛋白饲料，可提高家禽的生长量和家禽的产禽畜的蛋白饲料，可提高家禽的生长量和家禽的产蛋率。蛋率。复合环复合环 兼具两种以上的功能环节。兼具两种以上的功能环节。 如：稻田养鱼、鸭，即有减耗的作用（鱼鸭以水稻害如：稻田养鱼、鸭，即有减耗的作用（鱼鸭以水稻害虫为食，减轻虫害危害

26、，鱼、鸭粪肥又可肥田），虫为食，减轻虫害危害，鱼、鸭粪肥又可肥田），又可生产鱼、蛋产品。又可生产鱼、蛋产品。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件五、五、 食物链的解列食物链的解列食物链的解列：食物链的解列： 实质就是利用农业生态系统进行污水处理。使现实质就是利用农业生态系统进行污水处理。使现代工业产生的有毒有害物质在食物链上富集到一定程代工业产生的有毒有害物质在食物链上富集到一定程度时与人类的食物链中断联系。度时与人类的食物链中断联系。n n处理污染土壤处理污染土壤 可种植非食用的木材、麻类、花卉等使污染物离可种植非食用的木材、麻类、花卉等使污染物离开食物链。开食物链。n n污水处理污

27、水处理 如：水生植物凤眼莲（又名水葫芦）、浮萍等对各种污如：水生植物凤眼莲（又名水葫芦）、浮萍等对各种污染物以及水体富养化的染物以及水体富养化的N N、P P等具有较强的吸收净化能等具有较强的吸收净化能力。力。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件 食物链原理应用举例食物链原理应用举例n n作物秸杆的处理一般有两种途径： 一种是直接焚烧，这部分养分流出农业生态系一种是直接焚烧，这部分养分流出农业生态系统，不仅造成农业生态系统的土壤养分状况的不断统，不仅造成农业生态系统的土壤养分状况的不断的下降，而且还会造成环境污染。的下降，而且还会造成环境污染。 另一种是用于饲养牲畜，粪肥还田，相比这种

28、另一种是用于饲养牲畜，粪肥还田，相比这种途径就会合理的多，在农业生产实践中利用的也比途径就会合理的多，在农业生产实践中利用的也比较广泛。较广泛。n n秸杆多级利用技术 结构结构如图如图农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件 农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件 3 生态系统中的能源n n一、一、太阳辐射能太阳辐射能n n二、二、辅助能辅助能农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件 一、 太阳辐射能n n是所有生态系统最主要能量来源是所有生态系统最主要能量来源是所有生态系统最主要能量来源是所有生态系统最主要能量来源n n可见光：可见光：可见光：可见光：0.40.760.40.7

29、650%50%生理效应生理效应生理效应生理效应n n红外线：红外线：红外线：红外线：0.760.76 43% 43% 43% 43% 引起热能引起热能引起热能引起热能n n紫紫紫紫外外外外线线线线：0.40.4 7% 7% 7% 7% 引引引引起起起起生生生生物物物物变变变变性性性性，致死致死致死致死n n太阳常数：太阳常数：太阳常数：太阳常数：So=1.94cal/cmSo=1.94cal/cmSo=1.94cal/cmSo=1.94cal/cm2 2 2 2.min.min.min.minn n到到到到达达达达地地地地球球球球表表表表面面面面的的的的太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射能能能能

30、强强强强度度度度，因因因因纬纬纬纬度度度度、地地地地形地貌、坡度坡向、气候因子而不同。形地貌、坡度坡向、气候因子而不同。形地貌、坡度坡向、气候因子而不同。形地貌、坡度坡向、气候因子而不同。n n太阳辐射能量到达地球表面的分配太阳辐射能量到达地球表面的分配太阳辐射能量到达地球表面的分配太阳辐射能量到达地球表面的分配示意图示意图示意图示意图农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件 二、 辅助能n n辅助能：生态系统中，除了太阳能以外的其它一切补辅助能：生态系统中，除了太阳能以外的其它一切补辅助能：生态系统中，除了太阳能以外的其它一切补辅助能：生态系统

31、中，除了太阳能以外的其它一切补加能量。加能量。加能量。加能量。n n包括包括包括包括n n自然能：如沿海河口潮汐的作用，风力的作用以及降自然能：如沿海河口潮汐的作用，风力的作用以及降自然能：如沿海河口潮汐的作用，风力的作用以及降自然能：如沿海河口潮汐的作用，风力的作用以及降雨和蒸发的作用等。雨和蒸发的作用等。雨和蒸发的作用等。雨和蒸发的作用等。n n人工辅助能：人工辅助能：人工辅助能：人工辅助能：n n对农业生态系统，辅助能主要构成是人们从事农业生对农业生态系统，辅助能主要构成是人们从事农业生对农业生态系统，辅助能主要构成是人们从事农业生对农业生态系统，辅助能主要构成是人们从事农业生产各项活动

32、中投入的能量，当然，也继承了自然生态产各项活动中投入的能量，当然，也继承了自然生态产各项活动中投入的能量，当然，也继承了自然生态产各项活动中投入的能量，当然，也继承了自然生态系统中的自然辅助能。系统中的自然辅助能。系统中的自然辅助能。系统中的自然辅助能。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件4 生态系统的能流分析n n一、一、能流路径能流路径n n二、二、生态效率生态效率n n三、三、生态金字塔生态金字塔农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件一、能流路径一、能流路径n n研究生态系统中能量流动，在于了解一个系统的能量输研究生态系统中能量流动，在于了解一个系统的能量输研究生态系统中能

33、量流动，在于了解一个系统的能量输研究生态系统中能量流动，在于了解一个系统的能量输入、贮存以及作功之间的相互关系，从而减少能量损耗，入、贮存以及作功之间的相互关系，从而减少能量损耗，入、贮存以及作功之间的相互关系，从而减少能量损耗，入、贮存以及作功之间的相互关系，从而减少能量损耗，提高能量利用效率。提高能量利用效率。提高能量利用效率。提高能量利用效率。n n生态系统中能量是沿着食物链流动的：生态系统中能量是沿着食物链流动的：生态系统中能量是沿着食物链流动的：生态系统中能量是沿着食物链流动的： TTn-1n-1T Tn n n nNUnNAnRnNUnNAnRnn nNPNPn-1n-1 摄入量摄

34、入量摄入量摄入量In An NPnIn An NPnIn An NPnIn An NPnn n注注注注：NPNPNPNP：净生产量：净生产量：净生产量：净生产量 A A A A：同化量：同化量：同化量：同化量n n Nu Nu Nu Nu：未同化量：未同化量：未同化量：未同化量 NA NA NA NA：未同化量：未同化量：未同化量：未同化量农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件二、 生态效率n n生态效率：能量通过各营养级的转化效率。生态效率：能量通过各营养级的转化效率。生态效率：能量通过各营养级的转化效率。生态效率：能量通过各营养级的转化效率。n n1 1 1 1营养级之间（营养级之间

35、（营养级之间（营养级之间（T T T Tn-1n-1n-1n-1TTTTn n n n）n n（1 1）摄入效率摄入效率摄入效率摄入效率 I I I In n n n/I/I/I/In-1n-1n-1n-1n n（2 2）同化效率同化效率同化效率同化效率 A A A An n n n/A/A/A/An-1n-1n-1n-1n n（3 3）生产效率生产效率生产效率生产效率 NP NP NP NPn n n n/NP/NP/NP/NPn-1n-1n-1n-1n n2 2营养级内部营养级内部营养级内部营养级内部n n（1 1）同化效率：同化效率：同化效率：同化效率：A A A An n n n/I/

36、I/I/In n n nn n（2 2）生态生长效率：生态生长效率：生态生长效率：生态生长效率：NPNPNPNPn n n n/I/I/I/In n n n（生产效率）（生产效率）（生产效率）（生产效率）n n（3 3 3 3）组织生长效率：）组织生长效率：）组织生长效率：）组织生长效率：NPNPNPNPn n n n/A/A/A/An n n n农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件三、生态金字塔n n1.1.1.1.生生生生态态态态金金金金字字字字塔塔塔塔：营营营营养养养养级级级级由由由由低低低低到到到到高高高高，它它它它们们们们的的的的个个个个体体体体数数数数或或或或能能能能量的分

37、布形成一个塔形结构，就称为生态金字塔。量的分布形成一个塔形结构，就称为生态金字塔。量的分布形成一个塔形结构，就称为生态金字塔。量的分布形成一个塔形结构，就称为生态金字塔。n n2.2.2.2.三种基本类型：三种基本类型：三种基本类型：三种基本类型：n n（1 1 1 1）生物个体数）生物个体数）生物个体数）生物个体数数目金字塔数目金字塔数目金字塔数目金字塔n n（2 2 2 2）每种生物的现存生物量）每种生物的现存生物量）每种生物的现存生物量）每种生物的现存生物量生物量金字塔生物量金字塔生物量金字塔生物量金字塔n n（3 3 3 3）能量）能量）能量）能量能量金字塔能量金字塔能量金字塔能量金字

38、塔农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件returnreturn农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件returnreturn农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件returnreturn农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件5 农业生态系统的能流n n一、一、能源能源n n二、二、人工辅助能提高农业生态系统生产人工辅助能提高农业生态系统生产力的原因力的原因n n三、工业辅助能的使用所带来的一系列三、工业辅助能的使用所带来的一系列的问题的问题n n四、农业生态系统的能量转化四、农业生态系统的能量转化农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件一、 能源n n生物界的能源

39、，直接、间接地来源于太阳的辐射能。生物界的能源，直接、间接地来源于太阳的辐射能。生物界的能源，直接、间接地来源于太阳的辐射能。生物界的能源，直接、间接地来源于太阳的辐射能。n n农农农农业业业业生生生生态态态态系系系系统统统统有有有有大大大大量量量量的的的的人人人人工工工工辅辅辅辅助助助助能能能能输输输输入入入入，同同同同时时时时有有有有大大大大量量量量的的的的能能能能量量量量以以以以农农农农产产产产品品品品的的的的形形形形式式式式输输输输出出出出系系系系统统统统外外外外。太太太太阳阳阳阳能能能能仍仍仍仍是是是是主主主主要要要要能能能能量量量量来来来来源源源源，但但但但辅辅辅辅助助助助能能能能

40、所所所所占占占占的的的的比比比比例例例例大大大大大大大大提提提提高高高高了。了。了。了。n n自然辅助能自然辅助能自然辅助能自然辅助能n n辅助能辅助能辅助能辅助能工业能：农药、化肥、农机、电力、工业能：农药、化肥、农机、电力、工业能：农药、化肥、农机、电力、工业能：农药、化肥、农机、电力、n n燃料、薄膜、设施燃料、薄膜、设施燃料、薄膜、设施燃料、薄膜、设施n n人工辅助能人工辅助能人工辅助能人工辅助能生物能：劳动、畜力、有机肥、燃料生物能：劳动、畜力、有机肥、燃料生物能：劳动、畜力、有机肥、燃料生物能：劳动、畜力、有机肥、燃料n n食物能：种子、种苗、饲料、食物能：种子、种苗、饲料、食物能

41、：种子、种苗、饲料、食物能：种子、种苗、饲料、n n种畜、种禽种畜、种禽种畜、种禽种畜、种禽农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件二、人工辅助能提高农业生态系统生产力的原因n n1 1辅助能的投入，促进农作物对太阳能的吸辅助能的投入，促进农作物对太阳能的吸辅助能的投入，促进农作物对太阳能的吸辅助能的投入，促进农作物对太阳能的吸收、利用和转化。收、利用和转化。收、利用和转化。收、利用和转化。n n2 2减少农业生物的非生产能量损耗。减少农业生物的非生产能量损耗。减少农业生物的非生产能量损耗。减少农业生物的非生产能量损耗。n n3 3使农业生产中的一些自然生物过程可以用使农业生产中的一些自然

42、生物过程可以用使农业生产中的一些自然生物过程可以用使农业生产中的一些自然生物过程可以用人工过程取代，提高效率。人工过程取代，提高效率。人工过程取代，提高效率。人工过程取代，提高效率。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件三、工业辅助能的使用所带来的一系列的问题n n1 1辅助能的效益随着辅助能的增加而降低（报酬递辅助能的效益随着辅助能的增加而降低（报酬递辅助能的效益随着辅助能的增加而降低（报酬递辅助能的效益随着辅助能的增加而降低（报酬递减律）。减律）。减律）。减律）。n n2 2能源紧张。能源紧张。能源紧张。能源紧张。n n33化肥农药对农业环境造成污染。化肥农药对农业环境造成污染。化肥

43、农药对农业环境造成污染。化肥农药对农业环境造成污染。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件四、四、农业生态系统的生产力-农业生态系统的能量转化农业生态系统的能量转化n n（一）、农业生态系统生产力的概念n n（二）、初级生产力n n（三）、次级生产力农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件（一）农业生态系统的生产力概念1.1.农业生态系统的生产力：农业生态系统的生产力： 是指农业生态系统中物质循环和能量转化是指农业生态系统中物质循环和能量转化的效率，是系统中最基本功的数量特征。它的的效率，是系统中最基本功的数量特征。它的大小体现了系统功能的好坏。大小体现了系统功能的好坏。 指在单位时

44、间（通常是一年）、空间（通指在单位时间（通常是一年）、空间（通常指面积）所产生的物质、能量或价值的多少。常指面积）所产生的物质、能量或价值的多少。用系统的总生物量和经济产量、农业总产值、用系统的总生物量和经济产量、农业总产值、纯收入表示。纯收入表示。 包括：系统生物的自然生产力和经济生产力包括：系统生物的自然生产力和经济生产力农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件2. 自然生产力与经济生产力n n农业生物的自然生产力：农业生物的自然生产力：指农业生物自身的同化效率和积累能力。农指农业生物自身的同化效率和积累能力。农业生物在一定时间空间内的能量、物质的积业生物在一定时间空间内的能量、物质的

45、积累量，形成总的生物学产量。是农业生态系累量，形成总的生物学产量。是农业生态系统生产力的基础。统生产力的基础。n n农业生物经济生产力农业生物经济生产力指各种农业外生物提供经济产量的能力。指各种农业外生物提供经济产量的能力。首先表现为经济产品量的高低；首先表现为经济产品量的高低；表现为经济产品量的价值量的大小；表现为经济产品量的价值量的大小；最终表现为纯收入的多少。即通常所说的生最终表现为纯收入的多少。即通常所说的生产效率。产效率。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3. 生产力与生产效率区别两个概念：区别两个概念：生产效率：生产效率：单位时间和空间内，投入农业生态系统的单位时间和空间

46、内，投入农业生态系统的物质能量和价值的转化效率。物质能量和价值的转化效率。 即：生产效率（产投比）产出量投入量即：生产效率（产投比）产出量投入量如：劳动生产率、价值转化率、物质利用率等。如：劳动生产率、价值转化率、物质利用率等。系统生产力：系统生产力：农业生态系统在单位时间（通常为一年）农业生态系统在单位时间（通常为一年），空间（通常指面积）所产出的物质、能量或价值的多，空间（通常指面积）所产出的物质、能量或价值的多少。少。 可以看出，生产力的概念包含生产效率的含义。但通可以看出，生产力的概念包含生产效率的含义。但通常所讲到的系统生产力主要指前两点所述的含义，指总的常所讲到的系统生产力主要指前

47、两点所述的含义，指总的生物量、经济产品量或总产值。生物量、经济产品量或总产值。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件（二）、初级生产力1、概 念2、地球生物圈主要生态系统的初级生产力3、农业生态系统的初级生产力4、提高农业生态系统初级生产力的途径农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件1、 概概 念念n n总初级生产力：总初级生产力：（gross productivitygross productivity）植物单时间、面积内利用光能合成有机物质的量。植物单时间、面积内利用光能合成有机物质的量。n n净初级生产力：净初级生产力：（net productivitynet product

48、ivity） 植物总初级生产力中减去植物呼吸消耗量所剩下的植物总初级生产力中减去植物呼吸消耗量所剩下的数量。数量。n n总初级生产量：总初级生产量：（gross production Pggross production Pg） 一定时期内植物合成有机物质的总量一定时期内植物合成有机物质的总量 ，无速率的，无速率的概念。概念。n n净初级生产量：净初级生产量：（net production Pnnet production Pn） 总初级生产量中减去呼吸消耗量的剩余量。即一段总初级生产量中减去呼吸消耗量的剩余量。即一段时间内，以植物组织形式表现出来的干物质量。时间内，以植物组织形式表现出来的干

49、物质量。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件n n现存量：（stand crop） 某一特定时刻，单位面积地段内有机体的数量。与生物量（Biomass）是同义语。 R 呼吸 枯死、采食 总生产量Pg 净生产量 Pn 现存量B 农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件2、 地球生物圈主要生态系统初级生产力 据据H.WhittakerH.Whittaker（19751975）计算，地球的初级生）计算，地球的初级生产量为：（单位：产量为：（单位：10109 9吨）吨）总初级生产量：总初级生产量：17210172109 9 吨吨 森林：森林： 82 10 82 109 9 吨吨 海洋：海洋

50、： 55 10 55 109 9 吨吨 温带草原：温带草原： 5.4 10 5.4 109 9 吨吨热带稀树草原：热带稀树草原： 10.5 10 10.5 109 9 吨吨 其余：其余： 7.74 10 7.74 109 9 吨（包括湖泊、荒原和沙漠等）吨（包括湖泊、荒原和沙漠等） 由由于于人人类类的的干干预预，地地球球的的初初级级生生产产力力是是呈呈现现不断下降的趋势。不断下降的趋势。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件n n地球上不同的生态系统生产力有着极显著的差异，主要受光照、温度、水分和养分等生态因子的制约。n n越接近赤道、潮湿陆地区域，其初级生产力越高。从寒带到温带、从温带

51、到亚热带，初级生产力会成倍增加。n n最高产生态系统（2000g/m2.a）集中在水陆交接地带附近，所占面积很小。 农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件n n地地球球上上各各生生态态系系统统的的净净初初级级生生产产力力约约在在003500 g/m3500 g/m2 2.a.a范围内，可分为范围内，可分为4 4个等级：个等级： 2000 2000 3500 3500 g/mg/m2 2.a .a 高高生生产产力力地地区区，包包括括 热热带带雨雨林林、 沼沼泽泽湿湿地地 ，河河流流岸岸边边的的湿湿地地生生态态系系统统，也也包包括括农业集约栽培的甘蔗等高产田。农业集约栽培的甘蔗等高产田。 1

52、000 1000 2000 2000 g/mg/m2 2.a .a 包包括括世世界界大大部部分分的的森森林林、湖湖泊泊，沼泽地，部分生产力高的农耕地。沼泽地，部分生产力高的农耕地。 250 250 1000 1000 g/mg/m2 2.a .a 包包括括干干燥燥的的疏疏林林灌灌木木、大大部部分分的草地、大部分的农耕地。的草地、大部分的农耕地。 0 0 250 250 g/mg/m2 2.a .a 包包括括海海洋洋、荒荒漠漠、冰冰川川、两两极极冻冻原原等，生产力水平极低。等，生产力水平极低。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回农业生态系统能量流课

53、件农业生态系统能量流课件退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、 农业生态系统的初级生产力 农业生态系统主要包括农田、草原和林农业生态系统主要包括农田、草原和林地生产，其初级生产量低于森林，接近草原，地生产，其初级生产量低于森林，接近草原，在在250-1000g/m250-1000g/m2 2.a.a之间。之间。（1 1）、我国与世界农用地初级生产力的比较）、我国与世界农用地初级生

54、产力的比较（见表见表1 1） 森林比世界平均低森林比世界平均低10%10%左右，且我国森林覆盖率左右，且我国森林覆盖率低，约占国土面积的低，约占国土面积的13.8%13.8%，仅是世界森林覆盖率，仅是世界森林覆盖率的一半；的一半； 草原面积约占国土面积的草原面积约占国土面积的40%40%，但生产力水平很，但生产力水平很低，仅为世界平均水平的七分之一；低，仅为世界平均水平的七分之一； 农田单位面积产量高出世界平均水平农田单位面积产量高出世界平均水平10%10%左右。左右。 （ 见表见表2 2 ）农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件中国与世界农用土地初级生产力的比较 农业生态系统能量流课件

55、农业生态系统能量流课件中国与世界主要作物单产比较表 农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、 农业生态系统的初级生产力（2）、不同作物初级生产力的比较 不不同同种种类类的的作作物物光光合合能能力力是是有有很很大大差差异异的的，根根据据植植物物的的生生化化途途径径不不同同分分为为C C3 3、C C4 4以以及及CAMCAM景景天科类植物：天科类植物： C C3 3植植物物 光光饱饱和和点点低低，光光呼呼吸吸明明显显，光光消消耗耗大大；例例如如：水稻、小麦等；水稻、小麦等； C C4 4植植物物 光光饱饱和和点点高高，光光呼呼吸吸消消耗耗小小，例例如如：玉玉米米、高高粱、甘蔗等；粱、甘蔗

56、等； CAMCAM植植物物 主主要要是是景景天天科科类类的的植植物物，植植株株肉肉质质多多浆浆，储储水水组组织织发发达达，耐耐旱旱性性强强，常常见见的的主主要要有有兰兰花花、仙仙人人掌掌、百合，菠萝等。百合，菠萝等。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、 农业生态系统的初级生产力 作物的生产力常用作物的平均生长率（作物的生产力常用作物的平均生长率（crop crop grow rategrow rate）表示。）表示。平均生长率（平均生长率（CGRCGR）：植物全生育期内平均每天单植物全生育期内平均每天单位面积的净位面积的净 生产量，单位是生产量，单位是 g/m g/m2 2.d.d

57、。n n日本的本田吉男（日本的本田吉男（19761976年）利用平均作物生长年）利用平均作物生长率（率（CGRCGR）比较各种植物的初级生产力，得到以）比较各种植物的初级生产力，得到以下结果：下结果：多年生牧草最高，新叙利亚草和紫狼尾草达多年生牧草最高，新叙利亚草和紫狼尾草达26262828 g/mg/m2.2.d.d甘蔗、高梁、玉米等甘蔗、高梁、玉米等C C4 4植物为植物为19 19 2323 g/m g/m2.2.d.dC C3 3植物：植物： 水稻、甜菜：水稻、甜菜：121216 g/m16 g/m2 2.d .d ，甘薯、大，甘薯、大豆、大麦：豆、大麦：8 g/m8 g/m2 2.d

58、.d农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、 农业生态系统的初级生产力n n世世界界与与我我国国所所报报道道的的一一些些高高产产田田块块的的CGRCGR和和光光能利用率如下：能利用率如下： 作物作物 CGR(g/m CGR(g/m2 2/ /天天) ) 光能利用率光能利用率 （%） 玉米、高梁玉米、高梁 27 273030 1.9 1.92.32.3 春小麦、水稻春小麦、水稻 14 142020 1.4 1.4 冬小麦冬小麦 10 1.1 10 1.1 甘薯甘薯 12 12 1414 0.94 0.941.711.71农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、 农业生态系统的初级

59、生产力（3）、同种作物不同品种的生产力比较 黄土高原沟壑区小麦品种演替及产量水平：黄土高原沟壑区小麦品种演替及产量水平： 品种品种 种植年限种植年限 平均产量（平均产量（kg/hmkg/hm2 2）五枝麦五枝麦 1963 19631966 1506 1966 1506 钱交麦钱交麦 1965 19651970 31111970 3111 702 1973 702 197319851985 3583.5 3583.57211-4 19787211-4 19781991 3840.51991 3840.5长武长武131 1984131 19841995 4425 1995 4425 农业生态系统能

60、量流课件农业生态系统能量流课件3、 农业生态系统的初级生产力n n可以看出：各种作物的光能的利用率还很低。可以看出：各种作物的光能的利用率还很低。 全国耕地的平均光能利用率为全国耕地的平均光能利用率为 0.4% 0.4%，一般作物的平均，一般作物的平均生长率（生长率（CGRCGR）为）为6 68 8 g/m g/m2 2.d.d，略高于世界平均水平；，略高于世界平均水平； 高产田块的光能利用率在高产田块的光能利用率在 2% 2%左右；左右； 光能利用率的理论值为光能利用率的理论值为 6.05% 6.05%； 因此，我国农作物的增产潜力是相当大的。因此，我国农作物的增产潜力是相当大的。n n据王

61、宏广等采用联合国粮农组织提出的作物生产潜力估算据王宏广等采用联合国粮农组织提出的作物生产潜力估算方法的估算结果：我国粮食的土地生产潜力为方法的估算结果：我国粮食的土地生产潜力为90009000亿公斤，亿公斤，而目前我国的粮食总产为而目前我国的粮食总产为50005000亿公斤左右。亿公斤左右。 因而采取各种措施，提高农业生态系统的初级生产力还有因而采取各种措施，提高农业生态系统的初级生产力还有很大潜力。很大潜力。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件4、提高农业生态系统初级生产力的途径n n（1 1）选选用用高高光光效效作作物物类类型型或或品品种种，是是最最简简捷捷有效的途径。有效的途径。

62、n n（2 2）根根据据环环境境条条件件合合理理配配置置各各种种农农业业植植物物，增加绿色植物覆盖面积。增加绿色植物覆盖面积。 宜宜林林则则林林，宜宜农农则则农农，宜宜草草则则草草，消消灭灭裸裸地地，绿绿化化荒荒山山、荒荒地地，以以期期最最大大限限度度的的利利用用环环境境资资源源，将将其其转转化化为为现现实实生生产产力力， 并并维维护护资资源源的永续利用，实现初级生产力长久、稳定提高。的永续利用，实现初级生产力长久、稳定提高。从从前前，不不注注重重因因地地适适宜宜，盲盲目目的的围围湖湖造造田田，只能造成环境退化。只能造成环境退化。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件退出退出主菜单主菜单

63、主目录主目录返回返回农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件4、提高农业生态系统初级生产力的途径（3 3）改改进进耕耕作作制制度度，提提高高复复种种指指数数，合合理理密密植植，实行间作套种，实行间作套种， 提高栽培管理技术。提高栽培管理技术。（4 4）适适当当增增加加投投入入，保保护护和和改改善善生生态态环环境境，消消除或减缓限制因除或减缓限制因 子的制约。子的制约。 人人类类对对自自然然资资源源的的不不合合理理利利用用土土地地等等资资源源，已已造造成成严严重的土壤侵蚀，生产力水平下降等问题。重的土壤侵蚀，生产力水平下降等问题。 能能量量和和物物质质投投入入不不足足是是目目前前全全世世界界

64、包包括括我我国国在在内内的的大大多多数数地地区区生生产产力力不不高高的的最最直直接接的的原原因因。因因此此，应应创创造造条条件件，增增加加投投入入，同同时时也也应应注注意意合合理理的的投投入入，提提高高转转化效率。化效率。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件（三）、 次级生产力n1、概 念n2、次级生产在农业生产系统中的意义n3、提高次级生产力的途径农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件1、概 念n n次级生产次级生产：指初级生产的部分产品经异养者的：指初级生产的部分产品经异养者的采食、同化，合成肉、奶蛋等动物性食品的过采食、同化，合成肉、奶蛋等动物性食品的过程。程。 异养者包括

65、消费者和还原者。异养者包括消费者和还原者。n n次级生产力：次级生产力：单位时间内，各种异养者直接或单位时间内，各种异养者直接或间接消费绿色植物，制造或形成产品的数量。间接消费绿色植物，制造或形成产品的数量。 由于是利用生产出的有机物质转化为自身由于是利用生产出的有机物质转化为自身的组织的，这同时已用去了部分能量用于呼吸的组织的，这同时已用去了部分能量用于呼吸消耗，故次级生产力无总、净之分。消耗，故次级生产力无总、净之分。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件2、次级生产力在农业生产系统中的意义 农业生态系统的次级生产包括家畜、家禽、农业生态系统的次级生产包括家畜、家禽、养鱼、养虫、蜂、

66、蚯蚓、食用菌等生产，在农养鱼、养虫、蜂、蚯蚓、食用菌等生产，在农业生产中起着重要作用：业生产中起着重要作用：n n（1 1）转转化化各各种种人人类类不不能能利利用用的的农农副副产产品品，提提高利用价值。高利用价值。 净初级生产量主产品：净初级生产量主产品：30%30%左右，人类可直接利用左右，人类可直接利用 副副产产品品：404070%70%，秸秸杆杆，根根茬茬，糠糠麸麸等。等。 直接燃烧不仅浪费，而且造成环境污染。直接燃烧不仅浪费，而且造成环境污染。 若通过动物或微生物转化利用，也可为人类提供各若通过动物或微生物转化利用，也可为人类提供各种优质的食品，提供大量粪肥，归还农田。种优质的食品，提

67、供大量粪肥，归还农田。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件2、次级生产力在农业生产系统中的意义n n（2 2）生生产产动动物物性性蛋蛋白白质质食食品品，改改善善人人们们膳膳食食结构，提高人民的生活水平。结构，提高人民的生活水平。n n（3 3）促进物质循环，增强生态系统的功能）促进物质循环，增强生态系统的功能 动动物物粪粪便便返返田田，有有利利于于微微生生物物分分解解转转化化为为植植物物可可再再利利用用的的营营养养元元素素，促促进进了了物物质质循循环环，增增强强了生态系统功能。了生态系统功能。n n（4 4）种种养养结结合合，农农牧牧互互促促，有有利利于于农农业业资资源源的合理利用和农

68、业的可持续发展。的合理利用和农业的可持续发展。n n（5 5）增加就业门路，增加农民收入。）增加就业门路，增加农民收入。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、提高次级生产力的途径n n（1）调整种植业结构，建立粮、经、饲三元结构，开发草山草坡，增加饲料饲草来源。人口增加，经济发展，动物食品需求增加，人口增加，经济发展，动物食品需求增加，粮食问题严重；粮食问题严重；粮食问题关键是饲料粮的问题；确定粮、经、粮食问题关键是饲料粮的问题；确定粮、经、饲比例为饲比例为5959：2020：2121的合理的三元结构；的合理的三元结构；开发草山草坡，拓宽饲料、饲草来源。开发草山草坡，拓宽饲料、饲草来

69、源。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、提高次级生产力的途径n n（2 2）调整次级生产者的种群结构，培育、改良）调整次级生产者的种群结构，培育、改良和推广优良的畜、禽、鱼品种。和推广优良的畜、禽、鱼品种。 不同家畜、家禽对饲料的转化效率不同。以不同家畜、家禽对饲料的转化效率不同。以料：肉比进行比较：猪料：肉比进行比较：猪4.34.3：1 1，牛、羊，牛、羊6 6：1 1 ，禽类禽类3 3 ：1 1，鱼类，鱼类1.5 1.5 ：1 1 提倡多养草食动物（牛、马、羊、兔），充分利用提倡多养草食动物（牛、马、羊、兔），充分利用秸秆、草山、草坡；秸秆、草山、草坡； 充分利用水面发展水面捕

70、捞、养殖，如鱼、虾、贝、充分利用水面发展水面捕捞、养殖，如鱼、虾、贝、蟹；蟹； 发展腐生食物链，利用生态系统中的废物培养食用发展腐生食物链，利用生态系统中的废物培养食用菌、蚯蚓、蜗牛、塘虱鱼等。菌、蚯蚓、蜗牛、塘虱鱼等。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件3、提高次级生产力的途径n n（3）加强饲料管理，科学喂养，这是提高次级生产力的最基本、最重要的途径。 主要方法有：协调饲料量与饲养量的关系，提高饲料的协调饲料量与饲养量的关系，提高饲料的转化效率及产品质量；转化效率及产品质量；选择最佳的饲料配方，科学喂养；选择最佳的饲料配方，科学喂养；混合饲料多级利用，实行混养。混合饲料多级利用，实

71、行混养。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件6 农业生态系统的能流分析n n一、一、能流符号能流符号n n二二、能能流流分分析析法法输输入入输输出出过过程程分分析析法法n n三、农业生态系统的能流模型三、农业生态系统的能流模型农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件n n一、能流符号一、能流符号农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件二、 能流分析法n n1 1确定研究对象和系统边界。确定研究对象和系统边界。确定研究对象和系统边界。确定研究对象和系统边界。n n2 2确定系统的组成成分及相互关系，绘出能流图。确定系统的组成成分及相互关系，绘出能流图。确定系统的组成成分及相互关系

72、，绘出能流图。确定系统的组成成分及相互关系，绘出能流图。n n3 3搜集资料，确定各种实物的流量与输入输出量。搜集资料，确定各种实物的流量与输入输出量。搜集资料，确定各种实物的流量与输入输出量。搜集资料，确定各种实物的流量与输入输出量。n n直接从有关统计资料中得到。直接从有关统计资料中得到。直接从有关统计资料中得到。直接从有关统计资料中得到。n n到实地进行调查获取资料。到实地进行调查获取资料。到实地进行调查获取资料。到实地进行调查获取资料。n n间接估算，利用他人的成果。间接估算，利用他人的成果。间接估算，利用他人的成果。间接估算，利用他人的成果。n n4 4将各种实物流量折算成能量，标在

73、能流图上。将各种实物流量折算成能量，标在能流图上。将各种实物流量折算成能量，标在能流图上。将各种实物流量折算成能量，标在能流图上。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件二、 能流分析法n n5 5结果分析。结果分析。结果分析。结果分析。n n（1 1）输入能量的结构分析。）输入能量的结构分析。）输入能量的结构分析。）输入能量的结构分析。n n（2 2）产出能量的结构分析。）产出能量的结构分析。）产出能量的结构分析。）产出能量的结构分析。n n（3 3）能量输入密度。）能量输入密度。）能量输入密度。）能量输入密度。n n（4 4）能量产出密度。）能量产出密度。）能量产出密度。）能量产出密度

74、。n n（5 5）各种能量的转换效率。）各种能量的转换效率。）各种能量的转换效率。）各种能量的转换效率。n n人工辅助能效率人工辅助能效率人工辅助能效率人工辅助能效率=总产出能量总产出能量总产出能量总产出能量/ /人工辅助能投入人工辅助能投入人工辅助能投入人工辅助能投入量量量量n n工业辅助能效率工业辅助能效率工业辅助能效率工业辅助能效率=总产出能总产出能总产出能总产出能/ /工业辅助能投入量工业辅助能投入量工业辅助能投入量工业辅助能投入量n n各种生态效率各种生态效率各种生态效率各种生态效率农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件三、 农业生态系统的能流模型n n 进入农业生态系统的能流

75、，进入农业生态系统的能流，是沿着以农是沿着以农田、草地、林果、水域田、草地、林果、水域为发端的几条主要食物为发端的几条主要食物链运行的。链运行的。由于畜禽（鱼）、加工业由于畜禽（鱼）、加工业及作为消及作为消费者的费者的人人的存在，在这些食物链的下游形成了的存在，在这些食物链的下游形成了交错复杂的网状结构。交错复杂的网状结构。农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件三、 农业生态系统的能流模型n n（一）农田亚系统：（一）农田亚系统：n n 农业生态系统主体、辅助能投入重点农业生态系统主体、辅助能投入重点n n 输出的能流：人、畜禽、城市、还田输出的能流：人、畜禽、城市、还田n n（二）畜禽亚系统：（二）畜禽亚系统：n n（三）林果亚系统：（三）林果亚系统：n n 个体大，生育期长，强自我维持能力和光能转个体大，生育期长，强自我维持能力和光能转化，生态效益（保持水土、改善气候、稳定良好的生化，生态效益（保持水土、改善气候、稳定良好的生态环境、为病虫害的天敌活动提供保护），提供多样态环境、为病虫害的天敌活动提供保护），提供多样化食品、生产资料和生活资料，改善农村景观化食品、生产资料和生活资料，改善农村景观n n（四）加工业亚系统：（四）加工业亚系统：农业生态系统能量流课件农业生态系统能量流课件