对于热功转换可用下式表示：Q= U+W 式中 U 为系 统的内能内能变化；Q为系统吸收的热量；W为系统对外 所做的功 。
（一）食物链（food chain) 1.定义：生态系统中生物组分通过吃与被吃的关 系彼此连接起来的一个序列，组成一个整体犹 如一条链索一样，这种链索关系被称为食物链。 2.食物链理论 1942年美国生态学家林德曼（Lindeman)提出的， 基本涵义是：生态系统中绿色植物转化固定的 食物通过一系列取食与被取食关系，使生物成 员紧密联系起来的营养序列称为食物链。
第三章 农业生态系统的能量流动
内容提要
• 能量的基本形态与来源； • 食物链与食物网 • 农业生态系统能量流动与转化途径 • 农业生态系统能量转化的的基本原理 • 农业生态系统的能量生产 • 农业生态系统的辅助能 • 农业生产系统的能流与能值分析。
第一节农业生态系统能量流动的途径
一、农业生态系统能量的来源
人 工 辅 助 能
太阳能（主要能量来源占90%以上） 包括地热能、潮汐能、 风能、水能等
自然辅助能 对生态系统中食物链能
量转化与传递起辅助作 用的能量
人类通过各种生产活动投入到农 业生态系统中的人力、畜力、燃 料、电力、机械、化肥、农药等 强化和辅助生态系统中生物对太 阳能的固定、转化与流动的能量
二、食物用转化固定在植物体的化学能；由食物链转化 到动物体和微生物提中的化学能；动植物体被埋藏在地 壳经长期的地质作用所形成的化学能。 （3）热能
是一种广泛见于不同能量作功过程中的能量转化形式。
（二）生态系统的能量来源
农业 生态 系统 能量 来源
生态 系统 能量 来源
第二节能量流动与转化的基本定律
一、热力学第一定律——能量守恒定律 二、热力学第二定律——能量衰变定律 三、熵定律 （一）熵含义（二）熵变化（三）熵定律 四、普里（利）高律的耗散结构理论 （一）耗散结构（二）耗散结构理论 五、生态金字塔 （一）生态金字塔概念（二）生态金字塔类（三）生态 金字塔理论意义 六、林德曼效率定律与生态效率定律 （一）林德曼效率定律及意义（二）生态效率定律
二、食物链与食物网
（一）食物链 3.营养级 食物链上能量和物质被暂时储存和停留的 位置亦即每一种生物所处的位置（环节） 称为营养级。 植物 食草动物 一级食肉动物 二级食肉动物 顶级食肉动物
二、食物链与食物网
（一）食物链
4.食物链的类型
（1）捕食食物链亦即草牧食物链
起始端始于植物，经食草动物再到食肉动物这样一条以活得有机 体为能量来源的食物链类型。
1.能量
是物质具有作功的能力，能是物 质运动的量度，相应于不同的运 动形式，具有不同形态的能量。
（一）农业生态系统能量流动的
基本形态
2.能量的存在形式
根据是否作功，能量可分为潜能与动能两种 形式。
• 动能：是指正在作功的能量，与物体本身的 质量、运动速度和相对位置有关。其存在形 式有太阳能、风能、水能、潮汐能、化学能 与体能。
三、农业生态系统的能流途径
• 第三条路径：每一营养级的生物有机体在其 生命代谢的过程中均要进行呼吸作用，在这 个过程中，生物有机体中储存的化学潜能作 功，维持了生命的代谢，并驱动了生态系统 中物质流动和信息传递，生物化学潜能也转 化为热能散发于非生物环境中去。
• 第四条路径：在农业生态系统中，随着人类 从生态系统内取走大量的农畜产品，大量的 能量与物质流向系统外，形成了一股强大的 输出能流这是区别于自然生态系统的一条能 流途径。
（一）农业生态系统能量的基本形态 1. 能量；2. 能量的存在形式； 3. 生态系统中能量的 表现形式
（二）农业生态系统的能量来源 二、食物链与食物网 （一）食物链 1.定义；2.食物链理论；3.营养级；4.食物链的类型 （二）食物网 三、农业生态系统的能流途径
（一）农业生态系统能量流动的 基本形态
如 农田中的“水稻 蝗虫 青蛙”
（2）腐食食物链亦即残屑食物链
是指以死亡有机体或生物排泄物为能量来源，在微生物或原生动物 的参与下经腐烂分解将其还原为无机物并从中取得能量的食物链类 型。
（3）寄生食物链是以活的动植物有机体为能量来源，以寄生方式生 存的食物链。
如“十字花科蔬菜
小菜蛾幼虫
寄生蜂”
（4）混合食物链将以上3中食物链组合在一起所形成的既有捕食性 生物又有腐生性生物链甚至有寄生性生物的混合链。
一、热力学第一定律—能量守恒定律
能量守恒定律认为：能量可在不同的介质中被传递 ，在 不同的形式间被转换但能量既不能被创造也不能被消灭 即能量在转化的过程中是守恒的，只能按严格的热功当 量（J）比例由一种形式转变为另一种形式。
热量（Q）与机械功（W）之间是可以转化的，在转化的 过程中存在着确定的数量关系，即W=JQ、（J=4.2焦耳/ 卡）
• 第一条路径（主路径）：能量沿食物链各营 养级流动，每一营养级均将上一级转化而来 的部分能量固定在本营养级的生物体中，但 最终随着生物体的衰老死亡，经微生物分解 将全部能量释放到非生物环境中去。
• 第二条路径：在各个营养级中都有一部分死 亡的生物有机体以及排泄物或残留体进入到 腐食食物链，在分解者的作用下，这些复杂 的有机化合物被还原为简单的CO2、H2O和其他 无机物。有机物中的能量以热量的形式散发 于非生物环境中去。
• 潜能：静态能量，存在于物体内部的化学能 量，具有潜在的作功能力的能量。其存在形 式有化石能、生物化学能、运动能、潜在的 水能。
（一）农业生态系统能量流动的 基本形态
3.生态系统中能量的表现形式
（1）太阳能
是由太阳辐射出来的广谱电磁波所组成，当其未到达 物体表面后即开始作功而成为动能。 （2）生物化学能
如“稻草 牛 蚯蚓 鸡 猪 鱼”
（二）食物网
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与
被取食关系往往是相互交织在一起的，一种生 物常常以多种食物为生，而同一种食物又往往 被多种消费者取食，于是就形成了生态系统内 多条食物链相互交织，互相连接的“网络”这 种网络称为食物网。
如野生草 野鼠 野兔
猫头鹰
三、农业生态系统的能流途径