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生态系统中的生物生产包括初级生产和次级生产两个过程。前者是生产者(主要是绿色植物)把太阳能转变为化学能的过程，故又称之为植物性生产或第一性生产；后者是消费者(主要是动物)的生命活动将初级生产品转化为动物能，故称之为动物性生产。在一个生态系统中，这两个生产过程彼此联系，但又是分别独立进行的。

(一)生态系统的初级生产过程

生态系统初级生产的能源来自太阳辐射能，生产过程的结果是太阳能转变成化学能，简单无机物转变为复杂的有机物。初级生产实质上是一个能量的转化和物质的积累过程，是绿色植物的光合作用过程。

初级生产过程的复杂性不仅表现在人们对其微观生化过程、机理至今尚不完全清楚，而且从客观上讲，这个过程还受许多因素的制约。就光合作用所需物质而言，除水分和CO₂外，必须从土壤中吸收各种营养物质。许多环境因素如光照时数和强度、温度、降雨及植物群落的垂直结构等都影响着初级生产过程。

另外，人类活动对生态系统的干扰也影响着生物圈的初级生产过程，如大量原有植被的破坏使地球表面对太阳辐射的反射率增加，有可能通过影响地球的热量收支而引起气候的改变；化石燃料大量使用导致大气悬浮颗粒和水蒸气的增加，也影响到初级生产的能量环境(Energy Environment)。大气污染对生态系统生物生产的危害作用也非常明显，如SO₂可使植物光合作用降低，叶绿素含量减少；O₃可引起光合作用、呼吸作用、磷酸化等许多生理过程的变化，降低净光合率等。

地球上各类生态系统对光能的利用率都比较低。所谓光能利用率是指植物光合作用积累的有机物质所含的能量与照射到单位面积上的太阳光能总量的比率。据估算，每年投射到地球上的太阳辐射能的总量大约为2.93×10²⁴J。而地球上绿色植物通过光合作用每年可形成1.7×10¹¹t干物质，这相当于固定了3.0×10²¹J的能量。照此估算，绿色植物的对光能的利用率平均只有0.14％。就是目前运用现代化技术管理的农田人工生态系统，其光能利用率也只是1.3％。然而，我们生存的地球就是依靠这样低的光能利用率所生产出的有限的有机物来维持各种生物，包括人类的生存。但是，世界人口的剧增，工业的迅速发展以及日益严重的环境污染问题交织在一起，一方面对粮食的需求量不断增加，另一方面生物圈的初级生产力又因生态环境的恶化而受到了很大影响。因此，粮食问题成为当代人类所面临的五大问题之一。

(二)生态系统的次级生产过程

生态系统的次级生产是指消费者和分解者利用初级生产物质进行同化作用建造自身和繁衍后代的过程。次级生产所形成的有机物(消费者体重增长和后代繁衍)的量叫做次级生产量。简单地说，次级生产就是异养生物对初级生产物质的利用和再生产过程。

生态系统净初级生产量只有一部分被食草动物所利用，而大部分未被采食或触及。真正被食草动物摄食利用的这一部分，称为消耗量(Consumption，C)。消耗量中大部分被消化吸收，这一部分称为同化量(Assimilation，A)，未被消化利用的剩余部分，经消化道排出体外，称为粪便量(F)或把排尿量合在一起，称为粪尿量(FU)。被动物所同化的能量，一部分用于呼吸(R)而被消耗掉，剩余部分才被用于个体成长(P)或用于生殖。生态系统中各种消费者的营养层次虽不相同，但它们的次级生产过程基本上遵循与上述相同的途径。整个次级生产过程可概括为图13-6。