图8-5-2
森林生态系统发育过程中总初级生产量、净初级生产量与叶面指数的关系
从图8-5-3可以看出,随着该森林生态系统的发育,森林的叶面指数也在变化。当叶面指数达到8~10时,森林的总初级生产量达到了最大值,这表明这片森林已经发育到成熟阶段了。但是,若从净初级生产量方面来看,当叶面指数达到4时,这片森林的净初级生产量达到了最大值(如果这一森林生态系统继续发育,叶面指数超过了4,由于呼吸作用增强所造成的消耗也随着增多,净初级生产量不仅不再增加,反而开始减少)。因为人们经营管理森林的一个重要目的就是期望获得森林的最大净初级生产量,显然,在这个森林生态系统的叶面指数达到4(而不是8~10)时进行合理开采利用,是最为合算的。
同样,在栽培谷物的过程中,人们首要的目的是获取高产量的籽粒,而不是大量的秸秆。因此,人们在进行农田管理时,既要使农田的叶面指数保持在适宜的数值上,又要使谷秆比 (谷粒重/秸秆重)适当增高。这样就可以避免由于呼吸作用的增强而造成过多的消耗,也可以避免过多地增加秸秆的重量,从而使农田生态系统中的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分,增加谷粒的产量。
【学习方法指导】
对本节内容的学习,要求做到两点:①积极的思维及知识的迁移应用。从生态系统的成分和营养结构到生物的光合作用和呼吸作用,从生物体的生长、发育和繁殖到微生物的分解作用,只有有机地把这些知识点联系在一起,才能理解生态系统能量流动的特点及形成原因。②结合各种信息积极对知识进行深入的分析,理解并应用之。例如分析每个营养级能量的来源和去路,联系实际分析理解研究生态系统能量流动的意义等。
【知识拓展】
能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔
既然能量沿食物链流动时逐级递减,那么营养级越多,消耗的能量就越多。因此,一条食物链一般不会超过五个营养级。我国有句古话"一山不能容二虎"就是这个道理。对此可用能量金字塔进行形象地说明。塔基是第一营养级,其能量最多,生产者的数量也最多;而位于塔顶的生物营养级最高,其能量最少,因此数量也最少。这说明生物的能量值与个体数量有着密切关系,因为能量是生物体生长、发育和繁殖的动力。如果把各个营养级生物个体数量,用绘制能量金字塔的方式表示出来,通常也呈现金字塔形,称为数量金字塔,但也有例外。例如,成千上万只昆虫生活在一株大树上,该数量金字塔的塔形就会发生倒置。