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农业生态系统的能量流动


3.寄生食物链
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。
(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,往往不是单一的,多数 情况是交织在一起,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,相互联结的“网络”。这种 网络被称为食物网。
(二)生态系统的能量来源
地球生态系统的能量90%以上有来自于日光能,另外不足10%是来自于 地热能、潮汐能、风能、水能等。太阳辐射能以电磁波的形式投射到地球。 在太阳辐射中,可见光约占50%,红外线约占43%,紫外线约占7%。可见光 是由7种不同的单色光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)组成的。除绿光外, 其他均是绿色植物光合作用的生理辐射,其中红橙光是绿色植物叶绿素最容 易吸收的部分,是光合作用的主要能。植物只能将很少一部分生理辐射能转 化为储存在有机物里的化学能。红外线的主要作用是产生热效应,形成生物 生存的热量环境。紫外线则具有较强的组织穿透能力和破坏能力,能提高植 物组织中蛋白质及纤维素含量,还会杀死微生物。 在农业生态系统中,人工辅助能是一项非常重要的能量来源。所谓的人 工辅助能是指人类通过各种生产活动所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、饲料等。它的投入可以大大强化和辅助生 态系统中生物对太阳光的固定、转化和流动。
二、食物链与食物网
生态系统中能量的流动是借助于食物链和食物网实现的。因此,食物链和食物网 便是生态系统中能量流动的渠道。
(一)食物链
食物链指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此联系起来的一个序列,组 成一个整体,就像是一条链索一样。这种链索关系就被称为食物链。
美国生态学家林德曼1942年在研究湖内生物种群能量流动规律时,受中国谚语 “大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃污泥”的启发,提出了著名的食物链理论。 在自然界中,一个完整和发育完全成熟的生态系统常具有这样一条典型的食物链: 植物 ——食草动物——一级食肉动物——二级食肉动物——顶级食肉动物。 食物链上能量和物质被暂时储存和停留的位置,也即每一种生物所处的位置(环 节)称为营养级。在上诉食物链中,植物称为第一营养级,食草动物称为第二营养级, 一级食肉动物称为第三营养级,二级食肉动物称为第四营养级,顶级食肉动物称为第 五营养级。 食物链在生物界是普遍存在的。在不同生态系统中均可以按食物链的发端和生物 成员取食的方式归纳为捕食食物链、腐食食物链、寄生食物链3种类型。
1.捕食食物链
捕食食物链亦称为草牧食物链。这种食物链起始于植物,经过食草动物再到食肉 动物。这是一条以活有机体为能量来源的食物链类型。
2.腐食食物链
腐食食物链亦称为残屑食物链。这是指以死亡有机体生物排泄物为能量来源, 在微生物或原生动物参与下,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。
农业生态系统的能量流动
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
(一)生态系统能量的基本形态
能量作为一种做功的动力,根据是否做功,可划分为动能与潜能2种形式。动能是 正在做功的能量;潜能是尚未做功,但具有潜在的做功能力的能量。动能和潜能的存 在形式可以自发地或在外力的作用下相互转化。 在生态系统中,能量有3种表现形式,即日光能、生物化学能和热能。 日光能是由太阳放射出来的广谱电磁波所组成。当其未到达地表面时,可视为一 种潜能,到达物体表面后即开始做功成为动能。进入地球大气层的电磁波,大部分转 化为热能,温暖了地球环境,其中只有极少一部分被绿色植物所截获,参与到生态系 统的能量转化与流动过程中。 生物化学能是储存在有机化合物中的一种潜在能量。它既可能是日光能通过光合 作用转化固定在植物体中的化学能,也可能是由食物链转化到动物体(包括他们的排 泄物)和微生物体中的化学能。动植物体被埋藏在地壳中经长期的地质作用所形成的 化石能源也是一种生物化学能。当生物进行生命活动或化石能源被开采以后用于各种 生产与生活时,生物化学能就被用于做功转化为动能。 热能是一种广泛见于不同能量做功过程中的能量转化形式。如太阳辐射能到达物 体表面做功后转化为热能,生物化学潜能在生物生命活动时做功转化为热能最终将所 有能量转化为热能散逸到环境中去。
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