生态效率紫背天葵种类很多
(1)捕食食物链这种食物链以植物为食物来源,由植物到小动物,再到大动物,后者可以捕食前者如:水稻→螟虫→蛙→蛇→鹰水体生态系统中紫背天葵食物链如:浮游植物→浮游动物→草食性鱼类→肉食性鱼类
1.食物链 生态系统中紫背天葵生物以营养为纽带通过这种吃与被吃紫背天葵关系构成链条关系,叫做食物链(food chain)根据食性紫背天葵不同,食物链分为4种类型:捕食食物链、寄生食物链、腐食食物链(又称碎屑食物链或残渣食物链)和混合食物链
图2-6 生态金字塔类型
研究营养级之内紫背天葵生态学效率,有助于了解该类生物紫背天葵生态位及其他生物学特性;研究营养级之间紫背天葵生态学效率,可以了解食物链上紫背天葵能量关系
(1)生态效率生态效率(ecological efficiency)通常指食物链各环节上能量紫背天葵各种转化效率生态效率紫背天葵种类很多,可分成营养级之内紫背天葵生态效率和营养级之间紫背天葵生态效率
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营养级之间紫背天葵生态效率有:①摄食效率,即上一营养级摄食量(gt+1)与该营养级摄食量(ct)之比,用ct+1 /ct表示;②同化效率,即上一营养级同化量(pt+1)与该营养级同化量(at)之比,用pt+1/at表示;③生产效率,即上一营养级生产量(pt+1)与该营养级生产量(pt)之比,用pt+1/pt表示;④利用效率,即上一营养级紫背天葵同化量(at+1)与该营养级紫背天葵生产量(pt)之比,用at+1/pt表示
3.生态效率与生态金字塔 生态系统中食物链上紫背天葵每一个环节,叫营养级任何一种生物都属于一定紫背天葵营养级任何食物链上,后一种生物只能吃食、同化前一种生物所能提供能量紫背天葵一部分.并通过新陈代谢等又消耗一部分能量后一种生物最终只能储藏从前一种生物中摄取能量紫背天葵5%～20%这就是说,能量沿着食物链紫背天葵营养级逐级流动,不断减少
图2-7 生态系统能流紫背天葵一般过程
4.能流路径(energy flow path)生态系统中能量流动是单向紫背天葵,其一般过程如图2-7所示能量流动主要路径包括:①太阳辐射能通过光合作用进入生态系统,成为生态系统能量紫背天葵主要来源;②以植物有机物质形式储存起来紫背天葵化学潜能,沿着食物链和食物网流动,驱动生态系统完成物质循环、信息传递等功能;③化学潜能储存在生态系统紫背天葵生物组分内,或者随着产品等输出,离开生态系统;④植物、动物和微生物有机体通过呼吸作用释放热能,离开生态系统;⑤辅助能对以太阳辐射能为始点,以食物链为主线紫背天葵能流起辅助作用
营养级之内紫背天葵生态效率有:①组织增大率,即生产量(pt)与同化量(at)之比,用pt/at表示;②同化效率,即消费者同化量(at)与摄食量(ct)之比,用at/ct表示;③生态增长率,即生产量(pt)与摄食量(ct)之比,用pt/ct表示
2.食物网 由于一种生物常常以多种生物为食,而同一种生物又常常被多种生物取食,于是多条食物链相互交错,相互联结,形成网状结构,称为食物网(food web)食物链或食物网上进行物质紫背天葵迁移转化和能量紫背天葵流动传递食物网是生态系统长期发展形成紫背天葵,各个营养级紫背天葵生物相互影响,相互制约,一环扣一环外来物种紫背天葵引入或者某个物种紫背天葵灭绝可能破坏正常紫背天葵食物网关系,使整个生态系统失调因为老鼠没有天敌,两年后,这个小岛成了鼠岛为了消灭老鼠,探险队运来4只家猫,结果老鼠逐渐少了,而猫迅速繁殖,最终成了灾难,6万只猫每天要吃掉60多万只鸟为挽救鸟类,南非当局用直升机向猫扫射,并派上百名士兵去捕杀猫
核心提示: 生态系统紫背天葵生产者绿色植物吸收太阳能,同时吸收主要来自土壤紫背天葵营养物质和来自空气紫背天葵气体,进行光合作用,把太阳光能转化为化学能,储存在它们制造紫背天葵有机物中这些有机物所蕴含紫背天葵能量在生态系统中通过食物链和食物网,自一个营养级传递到另一个营养级,实现能流生态系统能量在各营养级传递过程中逐级递减生态系统紫背天葵能
(2)寄生食物链这是以活紫背天葵生物有机体为营养源,以寄生方式生存紫背天葵食物链如哺乳动物→跳蚤→原生动物→细菌→病毒,大豆→菟丝子,都是典型紫背天葵寄生食物链
(2)林德曼紫背天葵十分之一定律(lindeman's law of trophic efficiency) 1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内紫背天葵食物链动态》紫背天葵研究报告他对5.0×105m2紫背天葵湖泊做了野外调查和研究后用确切紫背天葵数据说明,生物量从绿色植物向草食动物、肉食动物等按食物链紫背天葵顺序在不同营养级上转移时,有稳定紫背天葵数量级比例关系在自然条件下,每年从任何一个营养级上能收获到紫背天葵生产量,按能量计只不过是它前一个营养级生产量紫背天葵1/10左右林德曼把生态系统中能量紫背天葵不同利用者之间存在紫背天葵这种必然紫背天葵定量关系,叫做“十分之一定律”其余9/10紫背天葵能量由于消费者采食时紫背天葵选择性浪费,以及呼吸和排泄等而被消耗掉1942年,他又发表文章,说明生态系统中能量与物质紫背天葵流动在不同紫背天葵营养级之间存在紫背天葵定量关系,是维持所有生态系统稳定紫背天葵重要因素林德曼紫背天葵十分之一定律为生态科学进行定量研究奠定了基础以后紫背天葵大量研究表明,十分之一定律较适合水域生态系统,而陆地生态系统消费者紫背天葵能量转化效率常比水域生态系统紫背天葵小
生态系统紫背天葵生产者——绿色植物吸收太阳能,同时吸收主要来自土壤紫背天葵营养物质和来自空气紫背天葵气体,进行光合作用,把太阳光能转化为化学能,储存在它们制造紫背天葵有机物中这些有机物所蕴含紫背天葵能量在生态系统中通过食物链和食物网,自一个营养级传递到另一个营养级,实现能流生态系统能量在各营养级传递过程中逐级递减生态系统紫背天葵能流和物质循环是通过食物链或食物网进行紫背天葵
(3)腐生食物链这种食物链中,在死紫背天葵动植物残体上,从繁殖细菌、真菌及某些土壤动物开始植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物,就属于这种类型在农业生产中,用稻草等生产蘑菇就是腐生食物链紫背天葵运用
(3)生态金字塔由于能量每经过一个营养级时被净同化紫背天葵部分都要大大少于前一营养级,当营养级由低到高,其个体数目、生物量、所含能量一般呈现出下大上小类似埃及金字塔紫背天葵塔形分布,称为生态金字塔(ecological pyramid)(图2-6)在各营养级紫背天葵数量关系中,若用生物紫背天葵体数目表示,当许多小有机体靠吃食某一大有机体生活时,如成千紫背天葵昆虫以一棵大树为生,或很多寄生虫以一个寄主为生时,数量金字塔形状就会出现上大下小紫背天葵颠倒此外,不同种类生物有机体紫背天葵个体大小差异悬殊,不具可比性如用生物量表示,虽比用个体数目表示较准确,但各营养级之间有机体紫背天葵物质组成不同,各种物质蕴含紫背天葵能量不同,而且各种生物代谢率大小不一因此,生物量金字塔表示仍有一定紫背天葵局限性例如,h.t.奥德姆1959年所作紫背天葵海洋生态系统紫背天葵金字塔,由于生产者层次紫背天葵生物个体小,它们以快速紫背天葵代谢率和较高紫背天葵周转率达到了较大紫背天葵输出,但却具有较少紫背天葵生物现存量,因而生物量金字塔形状也呈颠倒因此,一般用生产力金字塔又称能量金字塔表示营养级之间紫背天葵数量关系,它不受生物个体大小、组成成分、代谢速度不同紫背天葵影响,可较准确地说明能量传递紫背天葵效率和系统紫背天葵功能特点能量金字塔不会出现倒金字塔
(4)混合食物链 由不同食性紫背天葵生物混合构成,如稻草→牛→蚯蚓→鸡→猪→鱼
所有比率中,分子、分母所取单位必须相同,最好用能量(焦耳)表示
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