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1、1 农业生态学(8) 耿宇鹏 云南大学生态学与地植物学研究所 Oct 17, 2012 农业生态系统中的能流 能量流动的基本规律 自然生态系统的能流 农业的辅助能 农业初级和次级生产中的能流 石油农业的困境和出路 能量流动的基本规律 热力学第一定律（能量守恒） 在光合作用中，太阳能被转化为化学潜能与热能两种形式，但总 量既没被创造，也没有被消灭。每固定1克分子CO2大约要吸收 2.093106 J的日光能，而光合产物中只有0.469106 J的能量以 化学潜能的形式被固定下来，其余的1.624106 J的能量以热能 的形式消耗在固定一克分子CO2时所做的功中。 热力学第二定律（熵增原理） 自
2、然界的所有自发过程中，总有一些能量在转化过程中要变为不 可利用的热能，所以任何能量的转化率都不可能达到100%。生态 系统的能量流动是单向的不可逆的。 营养级间转化的效率（十分之一定律） 在生态系统中营养级之间的能量转化，大致十分之一转移到下一 营养级，以组成生物量；十分之九被消耗掉，主要是消费者的呼 吸和排泄。 自然生态系统的能流 太阳辐射能是自然生态系统能量的主要来源 进入生物圈的太阳能的耗散与分配 能量耗散形式 数量 反射30 热能46 蒸发作用（水循环）23 风、浪、潮汐0.2 光合作用0.8 总计100 能量金字塔 能量沿食物链传递过程中不断衰减，每一个营养 级被净同化的部分都要大大
3、地少于前一营养级， 沿着营养级由低到高的顺序，其生物体所含能量 一般呈现出基部宽，顶部尖的立体金字塔形，称 为能量金字塔。 农业生态系统中的辅助能 除太阳辐射能外，对生态系统所补加的一 切其他形式的能量统称辅助能。在自然生 态系统中，辅助能的作用不明显，输入量 小到可以忽略不计的程度。 在人工生态系统中，人类为了达到特定的 目的，往往引入大量辅助能，包括人工输 入的各种物化能（输入系统中的有机物质 或无机物质所含能量）和动力能（使用有 机或无机动力所直接消耗的能量）。 农业生态系统中辅助能 研究表明，农业生态系统辅助能输入量常常可达到整个系 统能量输入总量的42.1%，甚至高的可达61.8%。
4、 生 态 系 统 输 入 的 能 量 太阳能 辅助能 自然辅助能（潮汐、风、 降雨、蒸发、水力、地热 ） 人工辅 助能 工业辅 助能 生物辅助能（劳力、畜力、有机 肥、饲料、种子、生物质燃料等 ） 间接工业辅助能（化 肥、农药、兽药、机 具、农膜、农用设施 ） 直接工业辅助能（石 油、煤、天然气、电 ） 农业辅助能的表现形式 机械化耕作 地下水灌溉 化肥、农药、种子、地膜 农业辅助能的作用 人工辅助能是人类调控农业生态系统的手 段，其根本目的是提高作物产量与品质、 提高劳动生产率。 从生态学角度看，辅助能主要是为了改善 农业生产中的各类限制因子，提高农业生 态系统的生产力。 农业八字宪法：土、肥、水、种、密（光 ）、保（害虫害草）、管（田间管理）、 工（工具）、气 能量金字塔与饮食结构 亚洲人：以谷物为主 欧美人：食谱中的肉、蛋、奶占较高比例 18亿亩的耕地红线与种植结构 饮食结构能否调整？