第2节 生态系统能量流动

,第2节生态系统能量流动,知识回顾,1.生态系统的结构包括哪两方面？2.生态系统的成分有哪些？3.生态系统的营养结构是什么?,生态系统的成分,食物链和食物网,生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,食物链和食物网,问题探讨,假如你流落到荒岛上，只有一只母鸡、15kg玉米,就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？,能量输入,个体,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,能量流动的分析,1、概念：指生态系统中能量的_、_、_和_的过程。,输入,传递,转化,散失,一、能量流动的概念,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,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,研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。,能量流动的分析,请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，完成下面几个问题：1.生态系统中能量是如何输入的，为什么起点不可以是动物?2.流经生态系统的总能量是什么?3.各个营养级的能量来源是什么?4.各营养级能量的去路有哪些？请以生产者(第一营养级)为例说明5.能量流动的主要渠道是什么？,能量流动的过程,能量流动的过程,生产者（植物）,分解者,遗体残骸,能量在第一营养级中的变化（教材P94第1段）,初级消费者摄入,分解者利用,能量在第二营养级中的变化,P94图5-6,初级消费者摄入,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,呼吸,散失,遗体残骸,初级消费者同化,分解者利用,粪便,呼吸,散失,摄入的能量：,粪便中的能量（未被同化的能量）,该营养级所固定的能量,上一营养级同化量的一部分,属于本营养级的同化量,同化量的去向：本营养级个体自身呼吸消耗(散失)；本营养级个体自身生长、发育繁殖的积累（储存）。a.遗体残骸被分解者分解；b.流向下一营养级。c.未被利用部分（石油、煤炭等）,能量流经第二营养级示意图,同化量=摄入量-粪便量,完成教材P94“思考与讨论”,输入、转化,传递,散失,生态系统能量流动的过程,Q1：生态系统中的能量最终去了哪里？Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？,2025,思考与讨论：,一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。,遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。,不能。,输入：,传递：,生产者固定的太阳能的总量,流经生态系统的总能量：,太阳能,能量的最终源头：,转化：,光能,二、能量流动的过程,能量流动的起点:,从生产者固定太阳能开始,食物链（网）,能量沿着进行传递的。相邻的两个营养级之间以形式进行传递。,有机物,热能,14:34:45,小结,能量流动的起点：能量流动的途径：能量的变化情况：生产者的能量来源：分解者的能量来源：各级消费者的能量来源：流入某营养级的能量是：,生产者,食物链和食物网，以有机物的形式,太阳能化学能热能,主要来自太阳能,生产者和消费者,上一营养级,该营养级所同化的量,1、下图表示某生态系统的能量流动，请据图回答：,（1）将A、B、C、D各营养级的成分依次写在图中：ABCD。（2）图中a1代表，图中a2代表。,生产者,初级消费者,次级消费者,三级消费者,生产者所固定的太阳能,被初级消费者同化的能量,从第一营养级流动到第二营养级的能量,练一练,2、若鹿的进食能量为100%，其粪尿能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（）A64%B84%C16%D52%,A,同化量摄入量粪便量,3、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（）A.0B.10%mC.1020%mD.不知道,A,练一练,积累量=同化量呼吸量,三、能量流动的特点,赛达伯格湖的能量流动P95资料分析,327.3,122.6,14.6,能量传递效率,根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。,试计算：从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？,13.5%,20%,结论：相邻营养级的传递效率大约是10%20%。,同化量=摄入量-粪便量,单向流动不循环逐级递减,只能沿食物链由低营养级流向高营养级,1、各营养级生物会因呼吸作用而散失部分能量,2、各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用,3、能量传递效率：10-20%,三、能量流动的特点,1、假如现有草100公斤，至少可使C增重公斤。,2、假如现有草100公斤，最多可使C增重公斤。,3、假如要使C增加2公斤体重，最少要耗草公斤。,4、假如要使C增加2公斤体重，最多要耗草公斤。,设使C增重X1公斤，则：,设使C增重X2公斤，则：,设最少耗草Y1公斤，则：,设最多耗草Y2公斤，则：,在食物链“草ABC”中，,0.1,4,2000,50,探究分析,能量流动特点,选_的食物链,选最小传递效率_,生产者,最少消耗,选最大传递效率_,消费者,最大消耗,获得最多,获得最少,选_的食物链,最短,最长,20%,10%,例4、在“草食草昆虫蜘蛛蟾蜍蛇猫头鹰”这条食物链，设流经这条食物链的总能量为100，按最高传递率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为A、20和2B、0.8和0.032C、4和0.8D、0.4和0.016,图中D表示_。能量在逐级递减中，若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能量最多应为_千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量至少为_千焦。图中各营养级通过A_作用被消耗，通过B_利用，而B又通过C_被消耗。,太阳能,1.6,200,呼吸,分解者,呼吸作用,例5：右图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。,能量金字塔,营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以生态系统中的能量流动一般不超过45个营养级。,如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。塔基是生产者，塔形是正锥形。,思考讨论：,食物链中的营养级一般不超过五个，为什么？,任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。,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。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。,为什么说“一山不容二虎”?,迁移创新：,数量金字塔存在吗？,思考题：如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？,一般是金字塔形；,有例外。,能不能改变生态系统能量流动的规律？,质疑：,思考：,锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝，目的是什么?,合理调整能量的流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,四、研究能量流动的意义,材料一、我国古代就已发展出“桑基鱼塘”生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了良性循环。,意义1：研究能量流动，可以帮助人们科学的规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。,桑基鱼塘,材料二、,意义2、帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。,小结,能量流动的起点：能量流动的途径：能量的变化情况：生产者的能量来源：分解者的能量来源：各级消费者的能量来源：流入某营养级的能量是：能量流动特点：能量流动的意义：,生产者,食物链和食物网，以有机物的形式,太阳能化学能热能,主要来自太阳能,生产者和消费者,上一营养级,该营养级所同化的量,单向流动（不循环），逐级递减,使能量持续高效地流向对人类有益的部分。,课堂练习,1.流经生态系统的总能量是指A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能B.射进该系统的全部太阳能C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D.生产者传递给消费者的全部能量,c,2.下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（）A.能量流动是单向流动，逐级递减的B.食物链越短，可供消费者的能量越多C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D.营养级越多，散失的能量越多,C,4、在草原上，牛以草为食，蜣螂以牛粪为食,假设牛同化的能量为105kJ思考：被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂？,A0kJB10.5kJC21kJD介于10.5kJ和21kJ之间,A,3.假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（）A.和B.和.C.和.D.和,C,1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗量最少，人们应该采用哪种食物结构A、以离类、蛋类为主B、以淡水养殖的鱼、虾为主C、以谷物和植物蛋白为主D、以猪肉等家畜肉类为主,巩固练习,2、初级消费者体内能量的去路不包括A、用于自身的生长、发育和繁殖B、被第二营养级的其他生物所获得C、以热能的形式散失D、被分解者分解释放到环境中去,3、人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系A、能量与营养级B、能量与个体大小C、能量与个体数量D、能量与生物代谢类型,4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，不正确的是A能量沿食物链流动是单向的B食物链越短，能量的利用率越高C初级消费者越多，次级消费者获得的能量就越少D生物种类越多，生态系统中的食物链越多,5、“一山不能存二虎”这一谚语，用生态观点可以理解为A、虎所需要的生活空间很大B、身体强壮的虎以身体弱小的虎为食C、虎性情孤独，不群居D、营养级越高的生物，能得到的能量越小，个体数量也就减少,1.(能量流动过程分析)(2014玉溪模拟)下图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析正确的是()(注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量),A.a+b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量B.c1表示次级消费者中被三级消费者同化的能量C.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在b或d中D.c和e之一可代表生产者传递给分解者的能量,c,能量单向流动的原因？,食物链中各营养级的顺序是不可逆转的；各营养级的能量总是趋于以呼吸作用产生热能而散失掉，而不被生态系统利用，所以能量不能循