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P1组成成员和过程要点生态系统的概念1935年Tansley提出生态系统的概念，最初的定义包括一个定义的空间中所有的动物、植物和物理的相互作用。近代生态学家更倾向于从能（量）流、碳流或营养物流来考虑生态系统。水生生态系统陆地生态系统TheecosystemconceptwasproposedbyTansleyin1935,andwasoriginallydefinedtoincludealltheanimals,plantsandphysicalinteractionsofadefinedspace.Modernecologiststendtothinkofecosystemsintermsofenergyflow,carbonflowornutrientcycles.KeyNotesTheconcepttheecosystemP1COMPONENTSANDPROCESSES生态系统成分单位面积中活有机体的身体构成了生物量（biomass）的现存量（standingcrop）：单位地（或水）面积的有机体的质量，通常以能量或干有机质为单位（例如t/ha）陆地群落大部分生物是植被。群落初级生产率是初级生产者植物所生产的单位面积生物量的速率。通过光合作用固定的总能量是总初级生产量（GPP），其中一部分从群落丢失于呼吸作用（R）。GPP与R之差称为净初级生产量（NPP），它代表了新生物量的产生速率，并可供异养生物（细菌、真菌和动物）消费之用。被异养生物生产的生物量叫做次级生产量。Thebodiesoflivingorganismswithinaunitareaconstituteastandingcropofbiomass:themassoforganismsperunitareaoforganismsperunitareaofground(orwater),usuallyexpressedinunitsofenergyordryorganicmatter(e.g.tonsha-1).ThegreatmajorityofbiomassinaterrestrialcommunityIistherateatwhichbiomassisproducedperunitareabyplants,theprimaryproducers.Thetotalfixationofenergybyphotosynthesisisreferredtoasgrossprimaryproductivty(GPP)ofwhichaproportion(R)islostformthecommunityasrespiration.ThedifferencebetweenGPPandRisknownasnetprimaryproductivity(NPP)andrepresentstherateofproductionofnewbiomassthatisavailableforconsumptionbyheterotrophicorganisms(bacteria,fungiandanimals).Theproductionofbiomassbyheterotrophsiscalledsecondaryproduction.Ecosystemcomponents生态系统与热力学定律热力学第一定律说明，能量既不能被创造，也不能被破坏。热力学第二定律说明，每一次“转换都导致系统的自由能的减少”。因为能量转换不可能100%的有效，因此异养生物的能量较少，必然比它们所吃的植物更少。生态相互作用的复杂性意味着，以这些热力学定律为基础去构建用于预测的数学模型是不可能的。Thefirstlawofthermodynamicsstatesthatenergycanneitherbecreatednordestroyed.Thesecondlawofthermodynamicsstatesthateverytransformationresultsinareductionofthefreeenergyofthesystem.Becauseenergytransformationcannotbe100%efficient(fromthesecondlaw),heterotrophsmusthavelessenergy,andmustthereforeberaterthantheplantstheyfeedon.Thecomplexityofecologicalinteractionsmeansthatitisnotpossibletoconstructpredictivemathematicalmodelsoflivingsystemsbasedontheselawsofthermodynamics.Ecosystemsandthelawsofthermodynamics转换效率净初级生产力通过营养级流动的比例，决定于能量从一级到下一级的利用、通过途中的转化效率。正是三类转换效率的全部知识，是预测能量流动格局的全部要求，那就是消费效率（CE）、同化效率（AE）和生产效率（PE）。消费效率是指一个营养级的有效总生产力（Pn-1）中，后一营养级成员实际消费（被吃掉）部分（In）所占的百分比。同化效率是指一个营养级的消费者吃入消化道的食物能量（In）中，被同化而穿过消化道壁、并成为参加生长或用于作功的有效能量（An）所占的百分比。生产效率是指被同化的能量中（An），加入到新生物量（Pn）所占的百分比。剩留下来的完全以呼吸热量而损失于群落。Theproportionofnetprimaryproductionthatflowsthroughtrophiclevelsdependsontransferefficienciesinthewayenergyisusedandpassedfromonesteptothenext.Aknowledgeofjustthreecategoriesoftransferefficiencyisallthatisrequiredtounderstandthepatternofenergyflow.Theseareconsumptionefficiency(CE),assimilationefficiency(AE)andproductionefficiency(PE).Consumptionefficiencyisthepercentageoftotalproductivityavailableatonetrophiclevel(Pn-1)thatisactuallyconsumed(ingested)byatrophiccompartmentonelevelup(In).Assimilationefficiencyisthepercentageoffoodenergytakenintothegutsofconsumersinatrophiccompartment(In)whichisassimilatedacrossthegutwall(An)andbecomesavailableforincorporationintogrowthorusedtodowork.Productionefficiencyisthepercentageofassimilatedenergy(An)whichisincorporatedintonewbiomass(pn).Theremainderisentirelylosttothecommunityasrespiratoryheat.Transferefficiencies通过群落的能流如果净初级生产量和CE、AE和PE是已知的值，那么运用模型预测不同群落各个营养级的能流途径是可能的。从这种有野外数据支持的模型研究得到了一个有意义的发现，即分解者系统是非常重要的。有普遍意义的是，在状态稳定的群落里，动物呼吸所丢失的被NPP所平衡，所以现存生物量保持一样的水平。相关主题初级和次级生产力（见P2）群落、结构和稳定性（见Q1）食物链（见P3）群落格局、竞争和捕食（见Q3）RelatedtopicsPrimaryandsecondaryproductionThecommunity,structureand(P2)stability(Q1)Foodchains(P3)Communitypatterns,competitionandpredation(Q3)EnergyflowthroughacommunityGiventhatspecifiedvaluescanbeobtainedfornotprimaryproductionandCE,AEandPE,itispossibletopredict,usingmodels,thepathwayofenergyflowatdifferenttrophiclevelsfordifferentcommunities.Fromsuchmodelingstudies,whicharesupportedbyfielddata,themostsignificantfindingistheoverwhelmingimportanceofthedecomposersystem.Overall,inasteadystatecommunity,lossesthroughanimalrespirationbalanceNPPsothatstandingcropbiomassremainsthesame.P2初级和次级生产力要点初级生产力全球陆地的净初级生产力大约为120×109t/a干物质，而海洋的大约为50×109t/a干物质。这种生产力在地球上分布是很不均匀的。最富有生产力的系统出现在沼泽、湿地、河口湾、珊瑚礁和耕田。生产力随离赤道距离增大而降低，它表明温度与辐射的重要性。红树林沼泽江源湿地Globalnetprimaryproductivityisapproximately120×109tonsfryweightperyearonland,and50×109tonsperyearinthesea.ThisproductivityisveryunevenlydistributedacrosstheEarth.Themostproductivesystemsarefoundamongstswampandmarshland,estuaries,reefsandcultivatedland.Productivitydecreasesmovingawayfromtheequator,indicationtheimportanceoftemperatureandradiation.KeyNotesPrimaryproductionP2PRIMARYANDSECONDARYPRODUCTION生产力对生物量的关系通过生产力（P）与现存生物量（B）之比，可以把群落生产力与产生它的现存量联系起来。对于森林，所得到的P：B比率（即每年每公斤现存量所生产出的公斤数）平均为0.042，其他陆地系统是0.29，而水体群落是17.0。考虑P：B比率的另一种选择是以活组织的重量确定的生物量，它将缩小群落之间的这些大的区别。当然，精确测定活的生物量比例是很困难的事。Communityproductivitycanbirelatedtothestandingcropthatproducesitbycomparingtheratioofproductivity(P)tostandingcropbiomass(B).TheresultingP:Bratios(I.ekgproducedyear-1kg-1standingcrop)average0.042forforests,0.29forotherterrestrialsystems,and17.0foraquaticcommunities.Analternativewayoflook