生态系统的生物生产(生态系统的生物生产功能

网友投稿 523 2023-02-09

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生态系统中生物生产意义是什么?

一、从生态学的角度讲,是指生物形成自己的体躯或者遗留给子孙的过程。生物生产指在一定的时间内形成的生物体及其排出物的总量。
二、生态系统中的生物生产,实际上是生态系统中的物质循环。
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
三、生物生产离不开环境。环境对于生物生产是一个不可分割的整体。生物生产的无机环境是生态系统的非生物组成部分,包含阳光以及其它所有构成生态系统的基础物质:水、无机盐、空气、有机质、岩石等。阳光是绝大多数生物生产直接的能量来源,水、空气、无机盐与有机质都是生物不可或缺的物质基础。
四、生物生产包括了生态系统中的生产者、分解者、消费者。由生产者的植物与光合细菌利用太阳能进行光合作用合成有机物,化能合成细菌利用某些物质氧化还原反应释放的能量合成有机物,将无机环境中的能量输入生态系统维系稳定;分解者将生态系统中的各种无生命的复杂有机质(尸体、粪便等)分解成水、二氧化碳、铵盐等可以被生产者重新利用的物质,完成物质的循环;消费者指以动植物为食传递能量,起着加快能量流动和物质循环的作用。
五、生物生产一般处于稳定的平衡状态。各种物质,在各主要库中的输入和输出量基本相等。生物生产的循环物质,如碳、氧和氮的循环,能够进行迅速的自我调节。对于研究气候变化,改善生态环境具有重要意义。

简述生态系统中生物生产的意义

一、从生态学的角度讲,是指生物形成自己的体躯或者遗留给子孙的过程。生物生产指在一定的时间内形成的生物体及其排出物的总量。
二、生态系统中的生物生产,实际上是生态系统中的物质循环。 生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
三、生物生产离不开环境。环境对于生物生产是一个不可分割的整体。生物生产的无机环境是生态系统的非生物组成部分,包含阳光以及其它所有构成生态系统的基础物质:水、无机盐、空气、有机质、岩石等。阳光是绝大多数生物生产直接的能量来源,水、空气、无机盐与有机质都是生物不可或缺的物质基础。
四、生物生产包括了生态系统中的生产者、分解者、消费者。由生产者的植物与光合细菌利用太阳能进行光合作用合成有机物,化能合成细菌利用某些物质氧化还原反应释放的能量合成有机物,将无机环境中的能量输入生态系统维系稳定;分解者将生态系统中的各种无生命的复杂有机质(尸体、粪便等)分解成水、二氧化碳、铵盐等可以被生产者重新利用的物质,完成物质的循环;消费者指以动植物为食传递能量,起着加快能量流动和物质循环的作用。
五、生物生产一般处于稳定的平衡状态。各种物质,在各主要库中的输入和输出量基本相等。生物生产的循环物质,如碳、氧和氮的循环,能够进行迅速的自我调节。对于研究气候变化,改善生态环境具有重要意义。

净生态系统生产量包括次级生产量吗?

一、 生态系统的生物生产
生态系统中的生物生产包括初级生产和次级生产两个过程。前者是生产者(主要是绿色植物)把太阳能转变为化学能的过程,称之为植物性生产。后者是消费者(主要是动物)的生命活动将初级生产品转化为动物能,称之为动物性生产。在一个生态系统中,这两个生产过程彼此联系,但又是分别独立进行的。
⒈生态系统的初级生产过程
生态系统初级生产的能源来自太阳辐射能,生产过程的结果是太阳辐射能转变成化学能,简单无机物转变为复杂的有机物。生态系统的初级生产实质上是一个能量的转化和物质的积累过程,是绿色植物的光合作用过程。就光合作用所需物质而言,除水分和CO2外,还必需从土壤中吸收各种营养物质。许多环境因素,如光照时数、温度、降雨、植物群落的垂直结构等都影响着初级生产过程。此外,人类活动对生态系统的干扰也影响着生态系统的初级生产过程。大气污染对生态系统生物生产的危害作用也非常明显,如SO2可使植物光合作用降低,叶绿素含量减少生态系统的生物生产;O3可引起光合作用,呼吸作用,磷酸化等许多生理过程的变化,降低净光合率等。
地球上各类生态系统对光能的利用率都比较低。所谓光能利用率是指植物光合作用积累的有机物质所含的能量与照射到单位面积上的太阳光能总量的比率。据估算,每年投射到地球上的太阳辐射能的总量大约为2.93×1024焦耳。而地球上绿色植物通过光合作用每年可形成1.7×1011吨干物质,这相当于固定生态系统的生物生产了3.0×1018千焦的能量。照此估算,绿色植物对光能的利用率平均只有0.14%。运用现代化技术管理的农田人工生态系统,光能利用率也只有1.3%,C4植物也只有4.0%左右。然而,我们生存的地球就是依靠这样低的光能利用率所生产出的有限的有机物来维持各种生物,包括人类的生存。
生态系统的初级生产可分为总初级生产量和净初级生产量。总初级生产量是指在测定阶段,包括生产者自身呼吸作用中被消耗掉的有机物在内的总积累量,常用PG表示。净初级生产量则指在测定阶段,植物光合作用积累量中除去用于生产者自身呼吸所剩余的积累量,常用PN 表示。总初级生产量和净初级生产量的关系可以用下式表示:
PG-RA=PN 或 PG=PN+RA
式中PA=生产者自身用于呼吸的消耗量。
生态系统的净初级生产量中有相当一部分被消费者所消耗和利用,从净生产量中再扣除异养呼吸这一部分的消耗量,所剩的积累量就是整过生态系统生物生产的净生产量,称为生物群落净生产量,用PNC表示,所以
PNC =PN-RH
式中RH=群落中异养生物的呼吸消耗量。
处于不同发育阶段的生态系统,PG、 PN、 PN三者间的关系是不同的,处于发育幼年期的生态系统,PG值比较低,但RH值小,PNC值高。相反,成熟的雨林生态系统则是PG值大,RH值大(通常要消耗PG的70%左右),PN值很低,仅占PG的30%左右,而 PNC值几乎为零(表4-1)。这就是生态环境质量评价中为什么不能简单地采用生产效益代替生态效益的理论依据之一。
表4-1 发育阶段不同的生态系统的生产量和呼吸量
指标
紫蓿苜地
(人工)
幼松林
(西欧)
中龄松栎
林(北美)
成熟雨林
(中美洲)
总初级生产量(PG)
24,400
12,200
11,500
45,000
自 养 呼 吸(RA)
9,200
4,700
6,400
32,000
净初级生产量(PN)
15,200
7,500
5,000
13,000
异 养 呼 吸(RH)
800
4,600
3,000
13,000
群落净生产量(PNC)
14,400
2,900
2,000
很少至无
PN/PG(%)
62.3
61.5
143.5
28.9
PNC/PG(%)
59.0
23.8
17.4
0.0
表中数字单位为千卡/米2·年,引自E.P.Odum,1974。注:1卡=4.186焦耳。
⒉生态系统的次级生产过程
生态系统的次级生产是指消费者和分解者利用初级生产物质进行同化作用建造自身和繁衍后代的过程。次级生产所形成的有机物(消费者体重增长和后代繁衍)的量叫次级生产量。简单地说,次级生产就是异养生物对初级生产物质的利用和再生产过程。

生态系统有哪些结构和功能?

生态系统结构主要包括组分结构、时空结构和营养结构。

生态系统功能是生态系统所体现的各种功效或作用。主要表现在生物生产、能量流动、物质循环和信息传递等方面,它们是通过生态系统的核心生物群落来实现的。

生物生产是生态系统的基本功能之一。生物生产就是把太阳能转变为化学能,生产有机物,经过动物的生命活动转化为动物能的过程。生物生产经历了两个过程:植物性生产和动物性生产。两种生产彼此联系,进行着能量和物质交换,同时,两者又各自独立进行。



扩展资料:

在不同的地理环境条件下,受地形、水文、土壤、气候等环境因子的综合影响,植物在地面上的分布并非是均匀的。有的地段种类多、植被盖度大的地段动物种类也相应多,反之则少。这种生物成分的区域分布差异性直接体现在景观类型的变化上,形成了所谓的带状分布、同心圆式分布或块状镶嵌分布等的景观格局。

例如,地处北京西郊的百家疃村,其地貌类型为一山前洪积扇,从山地到洪积扇中上部再到扇缘地带,随着土壤、水分等因素的梯度变化,农业生态系统的水平结构表现出规律性变化。山地以人工生态林为主,有油松、侧柏、元宝枫等。

洪积扇上部为旱生灌草丛及零星分布的杏、枣树。洪积扇中部为果园,有苹果、桃、樱桃等。洪积扇的下部为乡村居民点,洪积扇扇缘及交接洼地主要是蔬菜地、苗圃和水稻田。

生态系统的组成和特点是什么?

生态系统各种组成成分之间的营养联系是通过食物链和食物网来实现的。食物链是生态系统内不同生物之间类似链条式的食物依存关系,食物链上的每一个环节称为营养级。每个生物种群都处于一定的营养级,也有少数种兼处于两个营养级,如杂食动物。生态系统中的食物链包括活食食物链和腐食食物链两个主要类型。活食食物链从绿色植物固定太阳能、生产有机物质开始,它们属于第一营养级,食草动物属于第二营养级,各种食肉动物构成第三、第四及更高的营养级。腐食食物链则从有机体的残体开始,经土壤动物的粉碎与分解和细菌、真菌的分解与转化,以无机物的形式归还给环境,供绿色植物再次吸收。从营养级来划分,分解者处于第五或更高的营养级。老鼠以谷物为食,鼬鼠以老鼠为食,鹰又以鼬鼠为食,鹰死后的残体被各种微生物分解成无机物质,便是简单食物链的一个例子。然而,自然界中的食物链并不是孤立存在的,一个易于理解的事实是,几乎没有一种消费者是专以某一种植物或动物为食的,也没有一种植物或动物只是某一种消费者的食物,如老鼠吃各种谷物和种子,而谷物又是多种鸟类和昆虫的食物,昆虫被青蛙吃掉,青蛙又是蛇的食物,蛇最终被鹰捕获为食;谷物的秸杆还是牛的食物,牛肉又成为人类的食物(图10-7)。可见,食物链往往是相互交叉的,形成复杂的摄食关系网,称为食物网。一般来说,一个生态系统的食物网结构愈复杂,该系统的稳定性程度愈大。
4.生态系统的功能
生态系统的功能主要表现为生物生产、能量流动和物质循环,它们是通过生态系统的核心部分——生物群落来实现的。
(1)生态系统的生物生产
生态系统的生物生产是指生物有机体在能量和物质代谢的过程中,将能量、物质重新组合,形成新的产物(碳水化合物、脂肪、蛋白质等)的过程。绿色植物通过光合作用,吸收和固定太阳能,将无机物转化成有机物的生产过程称为植物性生产或初级生产;消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢,经过同化作用形成异养生物自身物质的生产过程称为动物性生产或次级生产。
植物在单位面积、单位时间内,通过光合作用固定的太阳能量称为总初级生产量(GPP),单位是J·m-2·a-1或 g DW·m-2·a-1(DW为干重)。总初级生产量减去植物因呼吸作用的消耗(R),剩下的有机物质即为净初级生产量(NPP)。它们之间的关系为
NPP=GPP-R
与初级生产量相关的另一个概念是生物量,对于植物来说,它是指单位面积内植物的总重量,单位是km·m-2。某一时间的植物生物量就是在此时间以前所积累的初级生产量。
据估计,整个地球净初级生产量(干物质)为172.5×109t·a-1,生物量(干物质)为1841×109t,不同生态系统类型的生产量和生物量差别显著(表10-1)。应当指出,这种估计是非常粗略的,但对于了解全球生态系统初级生产量和生物量的大体数量特征,仍有一定的参考价值。
单位地面上植物光合作用累积的有机物质中所含的能量与照射在同一地面上日光能量的比率称为光能利用率。绿色植物的光能利用率平均为0.14%,在运用现代化耕作技术的农田生态系统的光能利用率也只有1.3%左右。地球生态系统就是依靠如此低的光能利用率生产的有机物质维持着动物界和人类的生存。
(2)生态系统的能量流动
生态系统的生物生产是从绿色植物固定太阳能开始的,太阳能通过植物的光合作用被转变为生物化学能,成为生态系统中可利用的基本能源。生态系统各成分之间能量流动的一个重要特点是单向流,表现为能量的很大部分被各营养级的生物所利用,通过呼吸作用以热的形式散失,而这些散失到环境中的热能不能再回到生态系统中参与能量的流动,因为尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物体,而用于形成较高营养级生产量的能量所占比例却很小(图10-8)。
生态系统内的能量传递和转化遵循热力学定律。根据热力学第一定律,输入生态系统的能量总是与生物有机体贮存、转换的能量和释放的热量相等,从而保持生态系统内及其环境中的总能量值不变。根据热力学第二定律,生态系统的能量随时都在进行转化和传递,当一种形式的能量转化成另一种形式的能量时,总有一部分能量以热能的形式消耗掉,这样,系统的熵便呈增加的趋势。对于一个热力学非平衡的孤立系统来说,它的熵总是自发地趋于增大,从而使系统的有序程度越来越低,最后达到无序的混乱状态,即热力学平衡态。然而,地球生态系统所经历的却是一个与热力学第二定律相反的发展过程,即从简单到复杂,从无序到有序的进化过程。根据非平衡态热力学的观点,一个远离平衡态的开放系统,可以通过从环境中引入负熵流,以抵消系统内部所产生的熵增加,使系统从无序向有序转化。生态系统是一个生物群落与其环境之间既进行能量交换,又进行物质交换的开放系统,通过能量和物质的输入,生态系统不断“吃进”负熵流,维持着一种高度有序的状态。
如前所述,每经过一个营养级,都有大量的能量损失掉。那么,生态系统能量转化的效率究竟有多大呢?美国学者Lindeman测定了湖泊生态系统的能量转化效率,得出平均为10%的结果,即在能量从一个营养级流向另一个营养级的过程中,大约有90%的损失量,这就是著名的“十分之一定律”(图10-9)。比如,一个人若靠吃水产品增加0.5kg的体重,就得食用5kg的鱼,这5kg的鱼要以50kg的浮游动物为食,而50kg的浮游动物则需消耗约500kg的浮游植物。由于这一“定律”得自对天然湖泊的研究,所以比较符合水域生态系统的情况,并不适用于陆地生态系统。一般来讲,陆地生态系统的能量转化效率要比水域生态系统低,因为陆地上的净生产量只有很少部分能够传递到上一个营养级,大部分则直接被传递给了分解者。
(3)生态系统的物质循环
生态系统的发展和变化除了需要一定的能量输入之外,实质上包含着作为能量载体的各种物质运动。例如,当绿色植物通过光合作用,将太阳能以化学能的形式贮存在合成的有机物质之中时,能量和物质的运动就同时并存。自然界的各种元素和化合物在生态系统中的运动为一种循环式的流动,称为生物地球化学循环。

生态系统的功能包括生物生产功能和自我调节功能

A、生态系统包括生物部分和非生物部分,其中生物部分包括:生产者(绿色植物能进行光合作用,制造有机物,营养方式为自养.);消费者(动物直接或间接的以植物为食,营养方式为异养.);分解者(细菌、真菌靠分解动植物的遗体来维持生活).故A错误.
B、物质循环和能量流动是生态系统的重要功能,生态系统的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的.故B正确.
C、在一个生态系统中各种生物的数量和所占的比例是相对稳定的状态叫生态平衡,因为生态系统具有一定的自我调节能力,而这种能力受生态系统中生物的种类和数量所限制,因此,这种自动调节能力是有一定限度的.故C正确.
D、生物圈是生物与环境构成的一个统一的整体,是最大的生态系统,它包括了地球上所有的生物及其生存的全部环境.故D正确.
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