生态系统初级生产效率是指初级生产过程围绕生态系、群落、种群、个体等的物质、能量的转移效率。从20世纪40年代以来,对各生态系统的初级生产效率所作的大量研究表明,在自然条件下,总初级生产效率很难超过3%,虽然人类精心管理的农业生态系统中曾经有过6%—8%的记录一般说来,在富饶肥沃的地区总初级生产效率可以达到1%—2%而在贫瘠荒凉的地区大约只有0.1%。就全球平均来说,大概是0.2%—0.5%。 生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用对太阳能的固定。因为绿色植物固定太阳能是生态系统中第一次能量固定,所以植物所固定的太阳能或所制造的有机物质就称为初级生产量或第一性生产量。 GMsIasNXkA在初级生产过程中,植物所固定的能量有一部分是被植物自己的呼吸消耗掉了(呼吸过程和光合作用过程是两个完全相反的过程),剩下的部分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖,这部分生产量称为净初级生产量,而包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量。从总初级生产量(GP)中减去植物呼吸所消耗的能量(R)就是净初级生产量(NP)。净生产量用于植物的生长和生殖,因此随着时间的推移,植物逐渐长大,数量逐渐增多,而构成植物体的有机物质(包括根、茎、叶、花、果实等)也就越积越多。逐渐累积下来的这些净生产量,一部分可能随着季节的变化而被分解了,另一部分则以生活有机质的形式长期积存在生态系统之中。在某一特定时刻调查时,生态系统单位面积内所积存的这些生活有机质就叫生物量。可见,生物量实际上就是净生产量的累积量,某一时刻的生物量就是在此时刻以前生态系统所累积下来的活有机质总量。生物量的单位通常是用平均每平方米生物体的干重(g,m)或平均每平方米生物体的热值(J,m)来表示。 生产量和生物量是两个完全不同的概念,生产量含有速率的概念,是指单位时间单位面积上的有机物质生产量,而生物量是指在某一特定时刻调查时单位面积上积存的有机物质。 zvpgeqJ1hk对生态系统中某一营养级来说,总生物量不仅因生物呼吸而消耗,也由于受更高营养级动物的取食和生物的死亡而减少。一般说来,在生态系统演替过程中,通常净生产量中除去被动物取食和死亡的一部分,其余则转化为生物量,因此生物量将随时间推移而渐渐增加,表现为生物量的增长。当生态系统的演替达到顶极状态时,生物量便不再增长,保持一种动态平衡。 1nowfTG4KI生态系统发展到成熟阶段时,虽然生物量最大,但对人的潜在收获量却最小(即净生产量最小)。可见,生物量和生产量之间存在着一定的关系,生物量的大小对生产量有某种影响,当生物量很小时如树木稀疏的森林和鱼数不多的池塘,就不能充分利用可利用的资源和能量进行生产,生产量当然不会高。以一个池塘为例,如果池塘里有适量的鱼,其底栖鱼饵动物的年生产量几乎可达其生物量的17倍之多如果池塘里没有鱼,底栖鱼饵动物的生产量就会大大下降,但其生物量则会维持在较高的水平上。可见,在有鱼存在时,底栖鱼饵动物的生物量虽然因鱼的捕食而被压低,但生产量却增加了。了解和掌握生物量和生产量之间的关系,对于决定森林的砍伐期和砍伐量,经济动物的狩猎时机和捕获量,鱼类的捕捞时间和鱼获量都具有重要的指导意义。 tfnNhnE初级生产量的限制因素: 光、二氧化碳、水和营养物质是初级生产量的基本资源,温度是影响光合效率的主要因素。