生物量(biomass) ,是生态学术语,或对植物专称植物量(phytomass),是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质(干重)(包括生物体内所存食物的重量)总量,通常用kg/m2或t/hm2表示。
植物群落中各种群的植物量很难测定,特别是地下器官的挖掘和分离工作非常艰巨。出于经济利用和科研目的的需要常对林木和牧草的地上部分生物量进行调查统计,据此可以判断样地内各种群生物量在总生物量中所占的比例。
林下植被生物量采用样方收获法测定,即在样地中机械布设5-10个1-2m2的样方将其中的草灌木(地上、地下)全部收获称重、并烘干测干重率。以样方的平均值推算全林的林下植被生物量。
扩展资料:
生物量监测
乔木层器官生物量:径阶等比标准木法,每五年一次,分别干、枝、叶、花果、根。
乔木层的生物量是森林群落生物量的最重要组成,对其的准确测定对于研究森林生长和森林生态系统的生产力有重要作用。本标准规定了森林乔木层生物量的径阶等比标准木测定法,适用于森林乔木层生物量的测定,也适用于其它陆地生态系统中乔木层生物量的测定。
径阶等比标准木法按径阶等比选择标准木,对每一株标准木的各器官分别测定其千物质质量,建立其与直径或胸径和高度的回归方程。
将样地中各乔木的自变量(直径、胸径和高度等)代入方程,即可求得各株的生物量。将各株的生物量求和后即得样地乔木层的总生物量。此方法比原始收获法的劳动强度小,比平均标准木法精度高。
n. (单位面积或体积内的)[生态] 生物量。
生物质能 百科内容来自于: 生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。
简介生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物质所含能量的多少与下列诸因素有密切的关系:品种、生长周期、繁殖与种值方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、雨量、土壤条件等,在太阳能直接转换的各种过程中,光合作用是效率最低的,光合作用的转化率约为0.5%-5%,据估计温带地区植物光合作用的转化率按全年平均计算约为太阳全部辐射能的0.5%-2.5%,整个生物圈的平均转化率可达3%-5%。生物质能潜力很大,世界上约有250000种生物,在提供理想的环境与条件下,光合作用的最高效率可达8~15%,一般情况下平均效率为0.5%左右。
据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍,或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大,但地球上每个国家都有某种形式的生物质,生物质能是热能的来源,为人类提供了基本燃料。
分类生物质能依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。林业资源:林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。农业资源:农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
生活污水和工业有机废水:生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。城市固体废物:城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。畜禽粪便:畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
特点气化燃烧锅炉1) 可再生性 。
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质能的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿t干生物质;海洋年生产500亿t干生物质。生物质能源的年生产量远远超过2007年全世界总能源需求量,相当于2007年世界总能耗的10倍。中国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
应用生物质能主要用于:沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。
生物质能的开发和利用具有巨大的潜力。下面的技术手段目前看来是最有前途:
直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。
利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物,包括:快速成长作物树木、糖与淀粉作物(供制造乙醇)、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。
生产木炭和炭。
生物质(热解)气化后用于电力生产,如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机(BIG/STIG)联合发电装置。
对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化,以生产沼气和避免用错误的方法处置这些物质,以免引起环境危害。
利用气化燃烧锅炉生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。到2007年止人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
研究生物质能的应用到2007年,生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等,其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。到2007年,国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度,实现了规模化产业经营,以美国、瑞典和奥地利三国为例,生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模,分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美国,生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦,单机容量达10~25兆瓦;美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,回收沼气,用于发电,同时生产肥料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到2007年乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50%以上。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,建立了1兆瓦的稻壳发电示范工程,年产酒精2500吨。
意义生物质能木质压缩颗粒中国是一个人口大国,又是一个经济迅速发展的国家,21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程,满足农民富裕后对优质能源的迫切需求,同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。由于中国地广人多,常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求,而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约,限制二氧化碳等温室气体排放,这对以煤炭为主的中国是很不利的。因此,立足于农村现有的生物质资源,研究新型转换技术,开发新型装备既是农村发展的迫切需要,又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。
新利用脂肪燃料快艇新西兰业余航海家和环境保护家皮特·贝修恩宣布,他将驾驶以脂肪为动力的快艇“地球竞赛”号,进行一次环球航行。据悉,贝休恩将于2008年3月1日从西班牙的瓦伦西亚出发,开始全长约4.5万公里的环球航行。贝休恩表示,他打算挑战英国船只“有线和无线冒险”号于1998年创造的75天环球航行的世界纪录。脂肪当燃料“地球竞赛”号被称为世界上最快的生态船,造价240万美元,融合多项高科技。“地球竞赛”号长约23.8米,形似一只展翅欲飞的天鹅。船身有三层外壳保护,内有两个功能先进的发动机,最高时速可达每小时40节(约74公里),即使航行在巨浪中,速度也不会减慢。虽然动物脂肪种类丰富,但贝修恩计划只利用人类脂肪转化成的生物燃料作为“地球竞赛号”的动力来源,百分之百采用生物燃料完成一次环游世界的环保之旅。
为了能募集到足够的脂肪生物燃料,贝修恩身先士卒,主动躺到了手术台上。然而整形医生尽管做了很大努力,从他体内抽出的脂肪也只够制造100毫升的生物燃料。他的两名助手抽出的10升脂肪能够制成7升生物燃料,可供“地球竞赛”号航行15公里。而皮特进行“绿色”环游世界之旅,以打破英国“有线和无线冒险者”号于1998年创造的75天环游世界的纪录,总共需要7万升的生物燃料,也就是说,皮特需要胖子志愿者们捐赠出大约7万公斤的脂肪。
生物质能资源
一、森林能源
森林能源是森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,主要是薪材,也包括森林工业的一些残留物等。森林能源在我国农村能源中占有重要地位,1980年前后全国农村消费森林能源约1亿吨标煤,占农村能源总消费量的30%以上,而在丘陵、山区、林区,农村生活用能的50%以上靠森林能源。
薪材来源于树木生长过程中修剪的枝杈,木材加工的边角余料,以及专门提供薪材的薪炭林。 1979年全国合理提供薪材量8885万吨,实际消耗量18100万吨,薪材过樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9万吨,其中薪炭林可供薪材2000万吨以上,全国农村消耗21339万吨,供需缺口约7000万吨。
二、农作物秸秆
农作物秸秆是农业生产的副产品,也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植业生产关系十分密切。根据1995年的统计数据计算,我国农作物秸秆年产出量为6.04亿吨,其中造肥还田及其收集损失约占15%,剩余5.134亿吨。可获得的农作物秸秆5.134亿吨除了作为饲料、工业原料之外,其余大部分还可作为农户炊事、取暖燃料,目前全国农村作为能源的秸秆消费量约2.862亿吨,但大多处于低效利用方式即直接在柴灶上燃烧,其转换效率仅为 10%一20%左右。随着农村经济的发展,农民收入的增加,地区差异正在逐步扩大,农村生活用能中商品能源的比例正以较快的速度增加。事实上,农民收入的增加与商品能源获得的难易程度都能成为他们转向使用商品能源的契机与动力。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区,商品能源(如煤、液化石油气等)已成为其主要的炊事用能。以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对象,致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大,许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的60%以上,既危害环境,又浪费资源。因此,加快秸秆的优质化转换利用势在必行。
三、 禽畜粪便
禽畜粪便也是一种重要的生物质能源。除在牧区有少量的直接燃烧外,禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。中国主要的禽畜是鸡、猪和牛,根据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素,可以估算出粪便资源量。根据计算,目前我国禽畜粪便资源总量约8.5亿吨,折合7840多万吨标煤,其中牛粪5.78亿吨,4890万吨标煤,猪粪2.59亿吨,2230万吨标煤,鸡粪0.14亿吨,717万吨标煤。
在粪便资源中,大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的。我国目前大中型牛、猪、鸡场约6000多家,每天排出粪尿及冲洗污水80多万吨,全国每年粪便污水资源量1.6亿吨,折合1157.5万吨标煤。
四、 生活垃圾
随着城市规模的扩大和城市化进程的加速,中国城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。1991和1995年,全国工业固体废物产生量分别为5.88亿吨和 6.45亿吨,同期城镇生活垃圾量以每年10%左右的速度递增。1995年中国城市总数达640座,垃圾清运量10750万吨。
城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物,成分比较复杂,其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。中国大城市的垃圾构成已呈现向现代化城市过渡的趋势,有以下特点:一是垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高;二是食品类废弃物是有机物的主要组成部分;三是易降解有机物含量高。目前中国城镇垃圾热值在4.18兆焦 /千克(1000千卡/千克)左右。
生态金字塔(ecological pyramid)把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量,按营养级位顺序排列并绘制成图,其形似金字塔,故称生态金字塔或生态锥体。
摘要生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式,生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔等。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物个体数量、生物量之间的关系,是定量研究生态系统的直观体现。
编辑本段高考考点快捷在高中生物中生态金字塔是个很重要部分但是内容并不难掌握,我们只需要了解的关键点主要有各种大概3方面。
1生产者消费者分解者相关。这一方面主要在于浮游植物为基础的生产者。往上递增为各级消费者。需要牢记的是消费者层级总为能量级减1。即可见3级别消费者为第四营养级别。以此类推!
2能量流动方面。能量流动的特点即为单向流动能量逐级 递减需要注意的是。
【1】单向流动 即为能量不可逆。
【2】能量递减传递的概率为10到20。这里需要注意的是取值一般为10。然而我们在算题是需要灵活注意取值的。即当我们要算最多能提供多少能量时候就应该取值20而最少时候就该取值为10!同时我们在算题的时候。
要注意能量分项流动的问题即 可能出现跨级传递。。。。这时候我们需要分别由双路线计算能量不要乘错了!
3 环境保护相关。我们可以看到能量传递的层数越多我们可获得的能量相反反而越少。因此多吃素食绿色植物对我们的身体和我们的地球母亲具有双重意义!
编辑本段简述
生态金字塔(ecological pyramid)把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量,按营养级位顺序排列并绘制成图,其形似金字塔,故称生态金字塔或生态锥体。可分为能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔三类。生态金字塔可表示生态系统的营养结构和能流过程,如图所示,每经过一个营养级,能流总量就减少一次,能量在逐级流动中的传递率一般只有百分之几到20%,林德曼(R.L.Linde-man)在研究湖泊生态系统能流时,首次发现能流在各营养级间的传递率约为10%,并称为“1/10规律”。一般来说,能量锥体必呈正金字塔形,而生物量锥体和数量锥体则可能倒置或部分倒置。生态金字塔(ecological pyramid)把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量,按营养级位顺序排列并绘制成图,其形似金字塔,故称生态金字塔或生态锥体。它指各个营养级之间某种数量关系,这种数量关系可采用生物量单位、能量单位或个体数量单位,采用这些单位构成的生态金字塔分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
编辑本段提出假如用一定比例的长方形图来表示食物链中每营养级上的生产量或能量,再将这些长方形图按营养级高低由下而上叠在一起,构成了一种金字塔形的图,即金字塔营养级(pyramid trophic level)或生态金字塔(ecological pyramid),这一概念是英国生态学家Elton根据中国谚语“一山不能居二虎”的哲理提出来的。原理生态金字塔的原理可用一个十分形象但又不很严格的比喻来概括:大约1000公斤浮游植物能转变成100公斤浮游动物,而100公斤浮游动物才能转变成10公斤鱼,而10公斤鱼大致是人长1公斤组织所需要的食物。这条规律称为“十分之一法则”,是美国生物学家林德曼提出来的。他曾受我国的“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃浮游生物,浮游生物吃绿藻。”和“螳螂捕蝉,黄雀在后”等谚语的启示,提出食物链的概念,又受“一山不存二虎”,这谚语的启发,提出物质和能量的“十分之一法则”。该法则说明,在生态金字塔中,每经过一个营养级,能流总量就减少一次。食物链越短,消耗于营养级之间的能量就越少,缩短食物链,就能供养较多的人口。
生态金字塔
编辑本段类型所谓“生态金字塔”有三种类型:⑴生态数量锥体、⑵生态生物量锥体、⑶生态能量锥体。三者不应相混,更不应将生态数量锥体与生态能量锥体混为一谈。生态能量锥体指的是在一个生态系统中,低营养级的生物所固定的能量一定比高营养级的大,即生态系统中的能量是沿食物链逐级递减的。由此,这个生态能量锥体必然是一个上尖下大的金字塔形锥体。这是因为:一,消费者有机体在获取食物方面从来不可能是完全有效的,总有许多生物保留下来,有些可能不适合食用也会保留下来;二,消费者有机体从来不可能把全部吃下的食物都转变成自己的原生质(即完全同化),其中有些作为粪便排出;吸收的能量(即同化过程中所得到的能量)中,大部分在呼吸过程中作为燃料转变为热能而散失。(热能不可能再为生产者所利用,即生态系统中能流是单向性的)这样,低的收获率与低的代谢效率相结合,就使得在生态系统中,消费者生物种群至多只能转变食物源的10~20%成为自己的原生质,即营养级之间能量转移的效率一般为10%“百分之十递减率”。于是,明显地,生态系统中能量是沿食物链单向流动并逐级递减的。
然而,生态数量锥体就未必是上尖下大的“金字塔形”锥体,有时会出现高营养级的生物数量多于低营养级的生物数量。 由于生物个体的大小可以有不同,生物个体的代谢效率可以有差别,所以一个营养级的生物数量多并不意味着其固定的能量一定比另一个生物数量较少的营养级固定的能量多。例如,一棵大树上有百十来只昆虫在吃树叶,这棵大树的能量足以维持这百十来只昆虫的生活。显然,在这个生态系统中,生产者大树是初级营养级,消费者昆虫是二级营养级,前者的生物数量远远小于后者的生物数量,是一个典型的上大下小的倒金字塔形的生态数量锥体。可见,生态数量锥体有时是可能倒置的,但这并不意味着高营养级固定的能量大于低营养级固定的能量。我们在教学时应充分说明这一点。生物数量锥体生物数量锥体是以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。这种类型的金字塔也往往出现倒置现象。 每一台阶的含义:表示每一营养级生物个体的数目。
生物数量锥体的一般形状。因为在捕食链中,随着营养级的升高,能量越来越少,而动物的体形一般越来越大,因而生物个体数目越来越少。
实例:人们对一片草地上的所有生物成员作了统计:
生产者(野草) 5842424株;
初级消费者(食草动物、昆虫) 708 624只;
次级消费者(肉食动物、吃昆虫的鸟类) 354 904 只;
三级消费者(肉食动物、吃小鸟的鹰类) 156 362只。
数量锥体的特殊形状:如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系。生态数量锥体生物量锥体每一台阶的含义:表示每一营养级现存生物的质量,即有机物的总质量。
生物量锥体的一般形状:能量是以物质形式存在的,因而每一营养级的生物量(现存生物有机物的总质量)在一定程度上代表着能量值的高低,从这个意义上讲,生物量金字塔的形状一般同能量金字塔形状相似。
实例:人们对一片海域中生态系统作了统计:
生产者(大叶藻) 4 800万吨;
初级消费者(吃大叶藻的小鱼虾等类) 1200万吨;
次级消费者(吃小鱼虾的大鱼等类) 17万吨;
三级消费者(吃大鱼的鱼等类) 3万吨。
生物数量锥体的特殊形状:如海洋生态系统中,生产者浮游植物个体小,寿命短,又会不断被浮游动物吃掉,因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量,但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。
[1]生物能量锥体是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图形呈金字塔形,称为能量金字塔。营养级别越低,占有的能量就越多;反之,营养级别越高,占有的能量就越少。所以能量金字塔塔基体积最大,越往上越小。能量金字塔是绝不会倒置的。从能量金字塔可以看出:在生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多。生物量金字塔:是以每个营养级的生物量绘制的金字塔。这种类型的金字塔在陆地生态系统中一般是不会倒置的。生物能量锥体的形状永远是正金字塔形。
营养级[2]
生物能量锥体每一台阶的含义:代表食物链中每一营养级生物所含能量多少。
生物能量金字塔形状的象征含义:表明能量流 动沿食物链流动过程具有逐级递减的特性。
一般来说,能量金字塔最能保持金字塔形,而生物量金字塔有时有倒置的情况。例如,海洋生态系统中,生产者(浮游植物)的个体很小,生活史很短,根据某一时刻调查的生物量,常低于浮游动物的生物量。这样,生物量金字塔就倒置过来。当然,这并不是说流过的能量在生产者的环节要比消费者的环节低,[3]而是由于浮游植物个体小,代谢快,生命短,某一时刻的现存量反而比浮游动物少,但一年中的总能流量还是较浮游动物多。数量金字塔倒置的情况就更多一些,如果消费者个体小而生产者个大,如昆虫与树木,昆虫的个体数量就多于树木。同样,对于寄生者来说,寄生者的数量也往往多于宿主,这样,就会使数量金字塔的这些环节倒置过来。
编辑本段营养级生态金字塔可表示生态系统的营养结构和能流过程,每经过一个营养级,能流总量就减少一次,能量在逐级流动中的传递率一般只有百分之几到20%,林德曼(R.L.Linde-man)在研究湖泊生态系统能流时,首次发现能流在各营养级间的传递率约为10%,并称为“1/10规律”。食物链上的各个环节叫营养级。在生态系统中,生产者为第一营养纹,一级消费者为第二营养级,二级消费者为第三营养级……,依此类推。但食物链的加长并不是无限的,通常一个食物链由4~5个营养级组成,最多不超过7级。各营养级上的生物一般不只一种,凡在同一层次上的生物都属于同一营养级。例如在草原生态系统中,多种草本植物都属于第一营养级,一级消费者鼠类、小鸟、野兔等都属于第二营养级。又由于食物关系的复杂性,同一种生物也可能隶属于不同的营养级。如黄鼬不仅吃田鼠,还吃鸟、蛙甚至少量植物,可隶属于第一、第二营养级。又如,人类食物来源88%为植物物产品(小麦、水稻、玉米、水果、蔬菜等),相当于食草动物的地位,属于第二营养级;人类还以动物性产品(肉、奶、蛋等)为食物,则相当于食肉动物的地位,属于第三营养级。
低位营养级生物是高位营养级生物的营养与能量的供应者。第一营养级生物(生产者)获得的能量,在自身的呼吸和代谢过程中要消耗很大一部分,余下的作为生物量积累,而后者又不能全部被第二营养级生物(食草动物)所利用。因此,在数量上第一营养级必然大大超过第二营养级,第二营养级必然大大超过第三营养级……依此类推。生物量和能量的转移情况亦与此相似。
编辑本段倒置生物量金字塔和数量金字塔有时候会出现倒置的塔形。例如,在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量(用质量来表示),可能低于浮游动物的生物量(用质量来表示),这时生物量金字塔的塔形就颠倒过来了。当然,这不是说流过生产者这一环节的能量要比流过消费者这一环节的能量少。事实上,一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理,成千上万只昆虫生活在一株大树上时,该数量金字塔的塔形也会发生倒置。比方说生产者寿命是半年,初级消费者是10年,那么根据10%定律,1单位重量的生产者就可以养活2-4单位重量的初级消费者。但是流过生产者的总的生物量和能量总是大于初级消费者的。
编辑本段优缺点能量金字塔,数量金字塔,生物量金字塔各有各的象征含义,各有各的每一阶的具体含义,各有各的形状,总的说来各自的针对性比较强,应该不存在所谓的优缺点,即使有也就是他们各自的特点。
编辑本段生态金字塔你见过金字塔吗?那是古埃及帝王死后的陵墓。在非洲的尼罗河畔,这种方锥形的建筑宏伟壮观,由于它形似汉字中的“金”字,因此被称为“金字塔”。其中开罗近郊吉萨的金字塔是公元前26世纪古埃及第四王朝法老胡夫的陵墓,其塔基为边长232米的正方形,高约146米,用230万块巨石造成。塔内有通道、石阶、墓室等设施,是迄今最大的金字塔。它作为一种伟大的建筑艺术和文化遗产,令世人瞩目,惊叹。然而有一种更为神奇,更为巨大的金字塔就在你的脚下。或许,你就站在那高高的塔尖上,而你却全然不知,它就是“生态金字塔”。下面有一条食物链,可以帮助你看到在一个海洋中的生态金字塔。
座头鲸是生活在热带海洋中的中型鲸。它体长13米~15米,以鱼、虾为食。它的一顿“饭量”是多少呢?说起来怪吓人的。如果以鲱鱼计算,大约需要5000条鲱鱼才能填饱座头鲸的肚子。鲱鱼是一种以甲壳动物为主要食物的小型鱼,体长约20厘米。别小看这么小的鱼,它要饱食一顿则需要6000~7000只小甲壳动物。当然,这些甲壳动物也能饿着肚子,一只甲壳动物的一顿食量是13万条硅藻。你如果认真算一算,就不难看出,要让一条中等身材的座头鲸饱餐一顿,在“硅藻→甲壳动物→鲱鱼→座头鲸”这条食物链中,能通过光合作用制造有机养料的硅藻是一个庞大的基础。食物链上的生物个体由小到大,而每一级的生物数量则由多到少,也就是说,众多的“生产者”以自己的身体,喂养一批数量较少、形体较大的生物,而后者又要用自己的身体去喂养一些数目更少、体形更大的生物。
如果你注意一下自然界食物网中的每条食物链,如“草→兔→鹰”或者“草→昆虫→鸟→山猫”,还有更多更多……你就会发现,几乎所有的食物链都有这样一个共同的特征:把食物链上各营养级按其拥有的个数和能量绘成一个图,那就是下宽上窄的锥体形。你看,它就和那尼罗河畔古埃及帝王的陵墓那宏伟的金字塔一个形状。这就是被我们踩在脚下的那个巨大的无形的但却有数的生态金字塔。
金字塔的基部是那些能够为我们捕捉太阳能,并制造营养物质的绿色植物,而站在塔尖上的动物是食物链中最高的一级消费者,它们通常是一些肉食性的大型猛兽或需求极大的动物(比如有时大象也可以勉强站上顶端),如狮、虎、鹰、鲨鱼等等,甚至还有我们人类。如果没有金字塔基部那些绿色植物和中间的许多层动物支持它们食用,它们就难以维持生命的新陈代谢。
编辑本段课文《生态金字塔》生态金字塔。
大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃浮游生物,浮游生物吃绿藻……当你察看生物食物链的时候,会发现一个有趣的现象:生物链越往上层,不被别人吃或少被别人吃的动物数量越少;而越往下层,被别种动物大量吞食的生物数量越多。
杂草是数量最大的生物了,可蝗虫、尺蟃、菜蚜、甲虫等昆虫,田鼠、兔子、羚羊、鹿等哺乳动物,都靠它生存。而这些食植物性的动物,其数量也较大。吃肉的食肉性动物,如黄鼠狼、狐狸、狼、狮子、虎,比食植物性的动物少得多。甲虫吃草,蜘蛛吃甲虫,山雀又捕食蜘蛛,鹰吃山雀。一只甲虫,地上一平方米的采食空间便可满足它的能量和营养的需要,而鹰则需要在几十平方千米的范围内觅食才能得到足够的食物。这些生物中,甲虫比草少,蜘蛛比甲虫少,山雀比蜘蛛少,鹰比山雀少。
科学家考察了生物世界的食物链,发现它恰似一个底大顶尖的金字塔,便把这叫做生态金字塔。
生态金字塔的最底层是绿色植物。绿色植物是一切生物的能量基础,是初级的生产者,在食物链中处于第一营养级。绿色植物往上,便是食草动物,是第二营养级。食肉动物处在第三营养级上。在金字塔的营养级序列中,上一个营养级总是依赖于下一个营养级的能量而存在。金字塔的底层,是生产者,顶端是消费者。
地球上的绿色植物是太阳能量的收集者,也是生态系统能量和营养的供应者。绿色植物对太阳能利用效率的高低,它的生产规模的大小,决定了进入生态系统的能量有多少,也决定了我们的地球究竟能承载多少食草动物、食肉动物,以至于处于生态金字塔顶端的人。生态金字塔每经过一个营养级,能量损耗90%左右,越往上,能量流越细,流入塔顶的能量越少。
有位生态学家做过一个假设:在食肉为主的国家,一个体重48公斤的男孩,以吃小牛肉为食,一年之中他需要吃4.5头小牛。为了饲养这 4.5头小牛,需要开垦4公顷的土地,全部种上苜宿来生产饲料。最后的结果怎样呢?小孩重48公斤,牛重1035公斤,苜宿重8211公斤。小牛的重量是小孩的22倍,苜宿的重量是小孩重量的170倍!
生态金字塔告诉人们,大自然的负载能力是有限的,绝不可能超过负载能力去供养金字塔顶端的消费者。人类的活动必须遵循这个自然的法则,否则,将使人类自己遭到大自然的惩罚。
在食物链中,后一级生物量通常是前一级生物量的1/10-1/5。
生态系统中能量沿食物链流动的过程是逐级递减的,传递效率为10%~20%。据此,求解食物链中各营养级之间的生物量,只须按能量流动效率进行相应的“放大”(已知高营养级的生物量,求低营养级的生物量)或“缩小”(已知低营养级的生物量,求高营养级的生物量)计算即可。
左右
Unit 10
单词:
1.energy n.能量
2.renewable adj.可再生的。
3.solar adj.太阳的。
4.wind adj.风的
5.hydroelectric adj.水力发电的。
6.nuclear adj.核的。
7.coal n.煤
8.natural gas n.天然气。
9.biomass n.生物质。
10.petroleum n.石油。
11.pollution n.污染。
12.conserve v.节约。
13.reduce v.减少
14.waste n.废物
15.recycle v.回收。
答案:
本单元的单词在课本第八十五页,以上单词均出现在该页。本单元的单词大多是关于能源的,比如energy(能量)、renewable(可再生的)、solar(太阳的)、wind(风的)、hydroelectric(水力发电的)、nuclear(核的)、coal(煤)、natural gas(天然气)、biomass(生物质)、petroleum(石油)等;还有一些关于环境保护的单词,比如pollution(污染)、conserve(节约)、reduce(减少)、waste(废物)、recycle(回收)等。这些单词都是学习英语的基础,记住它们对于掌握英语十分有帮助。