植被的功效[资料].ppt
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1、第四节第四节 植被的功能植被的功能n生态系统的基本功能是能量流动、物质循环和n信息传递。n在这些过程中,植被起着先导的作用。n生态系统中的物质生产主要由植物群落担当,n植物群落是第一性生产者,它不仅为系统中的n消费者以及分解者直接或间接提供“食物”,同n时也为它们提供栖息场所。n 植物群落是生态系统存在和发展的基础,生态系统的结构、功能、动态在很大程度上都是由植物群落决定的,生态系统的分类与分布主要也以植物群落为依据。n一 植被提供净初级生产量和丰富多样的产品n1 相关概念n(1)初级生产(第一性生产)n生态系统中,绿色植物通过光合作用积累n有机质的过程。n(2)总初级生产量(GPP,GP,P
2、g)n(初级生产力)n 在单位时间单位面积上生产者在光合作用过程中固定的太阳能或所制造的有机物质总量。n 即包括呼吸消耗在内的全部生产量。n(3)净初级生产量(NP、Pn)n(净初级生产力)n 在初级生产过程中,植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉,剩下的这部分生产量称为净初级生产量。n即:植物除去呼吸消耗后余下的有机物n 积累量。n总初级生产量、净初级生产量、呼吸量n三者之间的关系是:n GP=NP+Rn式中:GP总初级生产量,J(m2a);n NP净初级生产量,J(m2a);n R 呼吸所消耗的能量J(m2a)。n(4)生物量(B)n 在某一特定调查时刻单位面积上积存的存活n有机物
3、质的数量。n单位是 g干重m2 或J m2。n nB=某一时间段内 Pn 积累量 n生态系统中的净初级生产量可看成是n某一时间范围内生物量的变化率。n Pn=Pg-RndB/dt=Pn-H-D nH:被植食动物取食的有机质的数量n D:死亡的有机质的数量2初级生产者的生产效率1 总初级生产效率(群落能量利用系数)=总初级生产量/总入射日光能在自然条件下,总初级生产效率很难超过 3%,全球平均:大概是0.2%0.5%。n在富饶肥沃的地区总初级生产效率可以n达到1%2%;n在贫瘠荒凉的地区大约只有0.1%。n2 组织生长效率nE=Pn/An=NP/GPn大多数情况下,生产者的组织生长效率n大约为6
4、0%70%。n3、影响陆地群落生产力的影响因素n(1)群落类型n 净同化率(NAR)n 植物在单位时间和单位同化面积上增加的干物质的重量。n即植物积累的没有被呼吸作用消耗掉的光合作用产物。n NAR=dW/(dtA)n dW是已知时间间隔(dt)内干物质增加的重量,A为叶面积。n NAR的单位是:植物每天(或每周)每平方分米叶面积所增加的干物质克数。n 要从在不同时间测定的A和W的一组数据中计算NAR的办法之一是利用下列公式:nNAR=(W2-W1)/(A2-A1)ln(A2/A1)/(t2-t1)n式中 W1和A1分别代表在时间t1时整株的干重和叶面积;nW2和A2分别代表在时间t2时整株的
5、干重和叶面积;nNAR是整个时间间隔内的平均值。n温带草本植物的平均净同化率为0.050.1g.dm-1.d-1n木本植物(幼树、灌丛)的平均净同化率为0.010.02g.dm-1,d-1n 叶面积指数(LAI)n 叶片是植物进行光合、生产有机物的主要器官。单位土地面积上的叶面积大小,发展分布是否合理,影响到群体光合的高低、有机物质生产积累的多少和产量的高低。n n 叶面积的大小通常用叶面积指数来表示。n 叶面积指数是指单位土地面积上的叶面积与土地面积之比。n 叶面积指数(LAI)=叶面积土地面积n n 农业上,在一定范围内,作物LAI越大,光合积累量就越多,产量便越高。但LAI太大植株过密,
6、叶片重叠过于严重,群体呼吸消耗加大,反而使干物质积累量减少。n 能使干物质积累量或产量达最大的LAI称为最适LAI。n 多数资料表明,水稻在LAI为7,小麦为5,玉米为6左右时,通常能获得较高的产量。n 生长期限n 生长期限的长短也是决定植物群落年光合产量的重要因素。n 在热带和亚热带地区,尽管净同化率中等,因为有利于光合作用的时间足够长,也可得到可观的产量;n 在高山或极地或干旱地区,即使植物具有高的光合作用能力,群落的产量也很少。n(2)温度n(3)水分n(4)营养条件n(5)捕食n4、地球上主要植被类型的初级生产力n 陆地各植被类型的净初级生产力大约在03500 g.m-2.a-1 范围
7、内,可以划分为四个n 等级。n(1)2000-3000g.m-2.a-1n 高标准的生产力,属于温湿地区,尤其是多雨地区的森林、沼泽植被以及在优异条件下处于演替过程中森林,还有农业集约栽培的水稻田和甘蔗田。n 这些植被虽然外貌不同,但水分条件好,温度较高,土壤养分可得到持续供应。n(2)1000-2000 g.m-2.a-1n 是陆地适宜气候条件下净初级生产力的标准值,也是世界上大多数相对稳定的森林的平均值。这些森林不受土壤以及地形的限制或破坏,水分和温度也不成为限制因子。此级别包括一部分草地以及温带地区生产力较高的农耕地。n(3)250-1000g.m-2.a-1n 干燥的疏林灌丛或矮林以及
8、大部分草地,n 还包括许多农田植被。n(4)0-250 g.m-2.a-1n 净初级生产力的最低值,植被常分布在极端干燥和低温地区,也就是大面积的荒漠植被和冻原植被以及高山植被。n二 植被能够维持生物多样性 n 地球上的生物多样性大部分存在于森林、稀树草原、草原、荒漠、河流、海洋等自然生态系统中,农田、风景林、药材基地、果园等环境中也保存了部分生物多样性,各种基因库、植物园、动物园、种质资源库也作出了一定的贡献。n 水分在群落中的循环水分在群落中的循环大气降水大气降水群落截留群落截留-蒸发到大气中蒸发到大气中到达地面到达地面地表径流地表径流-流出群落流出群落土壤渗透土壤渗透蒸散蒸散-回到大气中
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