生态系统的能量流动可用.ppt

1,教学目标,知识与能力： 、分析生态系统的能量流动的过程与特点。 、概述研究能量流动的意义。 、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 教学重点： 生态系统能量流动的过程与特点 教学难点： 生态系统能量流动的过程与特点,2,温故而知新,1.生态系统的结构包括哪两方面？ 2.生态系统的组成成分有哪些？,生态系统的组成成分，食物链和食物网,非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者,3,第二节 生态系统的能量流动（一）,第五章生态系统及其稳定性,4,先吃鸡，再吃玉米？ 先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋？,增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。,问题探讨,假如流落到荒岛上，只有一只母鸡、kg玉米,5,能量输入,个体1,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,个体2,个体3,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,能量流动的分析,6,能量流经一个种群的情况,能量输入,种群,能量储存,能量散失,能量流动的分析,7,生态系统的能量流动：,一、能量流动的概念,指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。,研究生态系统的能量流动一般在群落水平上。,8,请同学们带着这些问题阅读教材“能量流动的过程”一段，阅读完后，可以讨论下面这几个问题： 1.能量的来源是什么？ 2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？ 3.能量流动的渠道是什么？ 4.输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向？,能量流动的过程,9,能量在第一营养级中的变化,各营养级获能途径及去路,生产者 （植物）,初级消费者 （植食性动物）,呼吸作用,分 解 者,遗体 残骸,10,呼吸以热能散失大部分,用于生长、 发育、繁殖,遗体、 残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,生产者 （第一营养级） 固定的太阳能,（即储存在有机物中）,能量在第一营养级中的变化,11,初级消费者 摄入,分 解 者 利 用,能量在第二营养级中的变化,能量流动的过程,12,注意：各级消费者排出粪便中的能量不能计入该消费者同化量中，应属于上一营养级的同化量，故有： 同化量摄入量粪便量,同化量概念,13,1.能量的来源: 2.流动的起点: 3.流经生态系统 的总能量: 4.渠道:,几乎所有都来自太阳能， 少量为化能合成作用细菌,从生产者（绿色植物）固定太阳能开始,以含碳有机物形式沿食物链和食物网传递,生产者固定的全部太阳能，,二、能量流动的过程,14,生态系统中的能量流动过程,初级消费者 （植食性动物）,生产者 （植物）,次级消费者 （肉食性动物）,三级消费者 （肉食性动物）,分解者,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,各营养级能量来源： 1.生产者的能量来自于太阳能 2.消费者的能量来自生产者或上一级消费者,15,各营养级能量来源： 1.生产者的能量来自于太阳能 2.消费者的能量来自生产者或上一级消费者,同化量概念,小结,16,能量的转化：,主要：,光能 体内化学能 热能,次要：,光能 体内化学能 机械能、生物电、光,17,18,逐级递减:,单向流动:,不能循环 由捕食关系决定，营养级顺序不可逆转，是长期自然选择的结果。,1、能量流动的特点,能量传递效率下一营养级同化量/本营养级同化量100%,生态学“十分之一定律”：能量在相邻两营养级间 传递效率约10%20%。 （生活范围、生物数量、富集作用也适用）,19,.流入某个营养级的能量，为什么不能百分之 百地流向后一个营养级?,流入某一营养级的能量主要有以下去向： 大部分通过该营养级的呼吸作用散失了； 一部分作为排泄物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用； 一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。 所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。,20,关于传递效率的计算：,3、典例：设食物链A B C D,N(20%)3=M,N(10%)3=M,N(20%)3=M,N(10%)3=M,21,有关传递效率的计算,1、在草 兔 鹰这条食物链中，若鹰每增加10千克，至少要消耗草多少？,分析：10 20% 20%250千克 或10 5 5 250千克,2、某人的食物有1/2来自植物，1/ 4来自鸡、鸭、猪， 1/ 4来自小型肉食动物，若能量传递效率为10%，那么此人要增加1Kg体重，最多消耗绿色植物（ ） A、150Kg B、 280Kg C、500Kg D、1000Kg,B,思路：分3条食物链，分别计算后求和,22,2、生态金字塔,1）、能量金字塔：根据单位时间内各个营养级所含有的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形（单位：KJ） 2）、生物量金字塔：以生物组织的干重（有机物总量）表示每一个营养级中生物的总质量。（单位：Kg） 3）、生物数量金字塔：以各营养级生物数量的多少表示（单位：个）,23,1）、能量金字塔,从中可以看出，能量金字塔表示营养级与能量的关系。一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中，消耗的能量就越多。,特点：呈正金字塔形，不会出现倒置；,从下到上，能量由 高到低，营养级由低 到高。,最合理、准确和重要,24,2）、生物量金字塔,特点： 一般呈正金字塔形；,可能会出现倒置情 况，如水域中某段时间 内对于浮游植物（个体小，寿命短）与浮游动物,25,3）、生物数量金字塔,特点：一般呈正金字塔形；,可能会出现倒置情 况，如一棵树上生活着许多某种昆虫；蜘蛛、蛇可毒死大型动物。,26,根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。如果一山有二虎，则不能满足老虎生命活动需要的能量，故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。,1.为什么说“一山不容二虎”?,迁移创新：,27,从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是单向流动，逐级递减的，传递效率为1020。,所以,食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。,2.食物链一般不超过5个营养级?,迁移创新：,28,三、研究能量流动的意义,1、可以帮人们科学规划，设计人工生态系统，使能 量得到最有效的利用。实现对能量的多级利用，大大 提高能量利用率。（注意不是提高能量传递效率即每两级之间仍为10%20%）,桑基鱼塘,沼气工程,29,沼气池：实现了能量的多级利用,提供了解决能源短缺问题的新思路,30,“桑基鱼塘”农业生态系统,蚕,桑,猪,鱼,稻,塘泥,粪尿（饲料）,鱼粉,粪尿,粪（饲料）,粪尿,茎叶、糠加工场,粪,1）、尽量缩短食物链，充分利用生产者,2）、充分利用分解者，如用秸杆培养食用菌， 用植物残体生产沼气等,3）、增加天敌种群，减轻有害生物危害,4）、减少环境污染,31,2、 人们虽不能改变能量流动的规律，但可设法调整能量流动方向，使能量持续高效流向对人类最有益部分。,例如： 1）、在森林中，怎样才能使能量更多储存在木材中？ 2）、在草原牧场上，单位面积内养多少头羊最合适？,除去杂草、修去树木的侧枝等,约吃掉K/2的草的羊数,32,本节知识体系,能量流动,概念：,生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,过程,能量的源头：,流经生态系统的总能量：,生产者固定的 太阳能的总量,途径：食物链或食物网,特点,单向流动：,逐级递减：,沿食物链方向由低营养级流向下一营养级,能量金字塔,能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%20%。,研究意义,调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。,太阳能,33,1.人们常用金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系 （ ）,A,A.能量和营养级,B.个体大小与营养级,C.个体大小与个体数量,D.个体数量与生物类型,课堂基础知识反馈,2在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是（ ） A.生产者 B.初级消费者 C.次级消费者 D.分解者,A,34,3要使能量流经食物链的总消耗量降到最低，人们应采取下列哪一种食物结构 A以淡水养殖的鱼类为主 B以家畜的肉类为主 C以谷类和植物蛋白为主 D以禽类的肉和蛋为主,C,4.假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是多少？ 解析：第三营养级所利用的能量= 24000千焦 （15%）3-1= 540千焦 ；第四营养级所利用的能量= 24000千焦 （15%）4-1=81千焦。,35,5肉类和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高，从生态学的观点看，这是由于（ ） A.动物饲养麻烦，花时间多，投资大 B.动物性食品营养价值高 C.食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高 D.植物栽培比较容易,C,6.金龟子以大象粪便为食大象是初级消费者，假设第一营养级能量为2.5106KJ,则下列正确的是（ ） A.金龟子处于第三营养级 B.金龟子属消费者 C.流向金龟子的能量至少为 2.