第2节生态系统的能量流动

1、第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 假设你像小说中的鲁宾逊假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水之那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物。外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一你随身尚存的食物只有一只母鸡，只母鸡，15 kg15 kg玉米。你认玉米。你认为以下哪种生存策略能让为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待你维持更长的时间来等待救援？救援？策略策略1.1.先吃鸡，再吃玉米。先吃鸡，再吃玉米。2.2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。最后

2、吃鸡。 1.1.使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。2.2.使学生了解生态系统的主要功能和名词概念以及能使学生了解生态系统的主要功能和名词概念以及能量流动与物质循环的特点。量流动与物质循环的特点。生产者生产者呼吸作用呼吸作用初级消初级消费者费者呼吸作用呼吸作用次级消次级消费者费者分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三级消三级消费者费者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者固定的太阳生产者固定的太阳能总量能总量为流经这个为流经这个生态系统的总能量生态系统的总能量

3、输入输入传递传递散失散失 以以有机物有机物的形的形式式沿食物链沿食物链向下向下一营养级传递一营养级传递一、生态系统的能量流动过程一、生态系统的能量流动过程能量的源头能量的源头: :流动的起点流动的起点:输入生态系统的总能量输入生态系统的总能量: :主要渠道主要渠道: :散失形式：散失形式：太阳能太阳能从生产者固定太阳能开始从生产者固定太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量主要以热能的形式主要以热能的形式资料统计资料统计营养级营养级流入能量流入能量J/(cmJ/(cm2 2a)a)流出能量流出能量J/(cmJ/(cm2 2a)a)出入比出入比生产者生产

4、者（第一营养级）（第一营养级）464.6464.662.862.8植食性动物植食性动物（第二营养级）（第二营养级）62.862.812.612.6肉食性动物肉食性动物（第三营养级）（第三营养级）12.612.6 13.52%13.52%20.06%20.06%为什么流入某营养级的能量不能百分之百地流入为什么流入某营养级的能量不能百分之百地流入下一个营养级下一个营养级? ? 消耗掉的能量包括：消耗掉的能量包括：呼吸散失的热能；呼吸散失的热能；分解者利用的能量；分解者利用的能量；“未利用未利用”的能量。的能量。思考分析：思考分析：哪个途径消耗的能量最多？哪个途径消耗的能量最多？大胆质疑：大胆质疑：

5、生态系统中的能量流动是否违背了能生态系统中的能量流动是否违背了能量守恒定律？量守恒定律？思考：思考：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？系统？热能热能太阳能太阳能 化学能化学能生产者生产者次级消费者次级消费者 初级消费者初级消费者二、能量流动的特点二、能量流动的特点逐级递减逐级递减: :单向流动单向流动: :不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环能量在能量在沿食物链沿食物链流动的过程中是逐流动的过程中是逐级减少的级减少的, ,能量传递效率大约为能量传递效率大约为10%10%20%20%是营养级中生物是营养级中生物之间的传递，而之间的传递，而不是个体或

6、种群不是个体或种群之间之间能量金字塔能量金字塔根据单位时间内各个营养级所根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形。形成一个金字塔图形。从图中可以看出，在一个生态从图中可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。流动过程中消耗的能量就越多。 思考思考: :金字塔图形能否表示生金字塔图形能否表示生物的数量呢物的数量呢? ?高高低低能能量量低低高高营营养养级级树树昆虫昆虫小鸟小鸟鸟树昆虫能量金字塔数量金字塔【联系实际【联系实际】1.1.为什么肉类的价格要高于粮食的价格呢？为什么肉类的价格要

7、高于粮食的价格呢？2.2.回忆课前的思考问题你作出了怎样的选择呢？为回忆课前的思考问题你作出了怎样的选择呢？为什么这么选择呢？什么这么选择呢？三、研究能量流动的实践意义三、研究能量流动的实践意义1.1.科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。的利用。2.2.帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，帮助人们合理地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最有益的部分。使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程生态系统中能量的输入、传递和散失的过程过过程程能量的

8、源头：能量的源头：流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量：生产者固定的生产者固定的太阳能的总量太阳能的总量途径：途径：食物链或食物网食物链或食物网特特点点单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：沿食物链方向由低营养级沿食物链方向由低营养级流向下一营养级流向下一营养级能量金字塔能量金字塔能量沿食物链流动过程中逐级能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率递减；传递效率10%10%20%20%研究研究意义意义调整生态系统中的能量流动关系，使能量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最有益的部分持续高效地流向对人类最有益的部分太阳能太阳能1.1.人们常用能量金字塔来描述一个生态系

9、统中各营养级人们常用能量金字塔来描述一个生态系统中各营养级所得到的能量的数值，下面的说法正确的是（所得到的能量的数值，下面的说法正确的是（ ）A A生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损失生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损失的能量越多的能量越多B.B.最多约有最多约有20%20%的能量从第一营养级流入次级消费者的能量从第一营养级流入次级消费者C.C.生产者呼吸消耗的能量一般没有流入初级消费者的能生产者呼吸消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多量多D.D.位于金字塔顶部的消费者获能最多位于金字塔顶部的消费者获能最多A A2.2.假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值相假设初级消费

10、者从生产者那里获得的能量数值相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链是（等，则猫头鹰获得能量最多的食物链是（ ）A A绿色植物绿色植物蝗虫蝗虫蜘蛛蜘蛛蜥蜴蜥蜴蛇蛇猫头鹰猫头鹰B B绿色植物绿色植物鼠鼠猫头鹰猫头鹰C C绿色植物绿色植物蝗虫蝗虫青蛙青蛙蛇蛇猫头鹰猫头鹰D D绿色植物绿色植物鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰B B3 3. . 根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，应采用的一组食物结构是低，应采用的一组食物结构是( )( )A.A.以淡水养殖的鱼类为主以淡水养殖的鱼类为主 B.B.以谷物与植物蛋白为主以谷物与植物蛋白为主C.C.以海洋鱼类为主以海洋鱼类为主

11、 D.D.以禽肉与蛋为主以禽肉与蛋为主B B4.4.下面是一水域生态系统在一年之内的能量流动情下面是一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料能量单位：况资料能量单位：kJ/(mkJ/(m2 2a)a)。据图回答：。据图回答：(1)(1)流经该生态系统的总能量为流经该生态系统的总能量为_kJ/(m_kJ/(m2 2a)a)。(2)(2)该系统的能量传递效率在该系统的能量传递效率在_之间，能量传之间，能量传递效率如此之低，是因为大部分能量递效率如此之低，是因为大部分能量_，另，另有一部分能量流向有一部分能量流向_。(3)(3)按图中的能量传递效率，若食肉动物增重按图中的能量传递效率，若食肉动物增

12、重1 kg(1 kg(有有机物干重机物干重) )，则需消耗生产者约，则需消耗生产者约_kg(_kg(有机物干有机物干重重) )。(4)(4)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是义是_。【解析【解析】生产者固定的太阳能是流经生态系统的总生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，能量的传递效率是相邻营养级同化量的百分能量，能量的传递效率是相邻营养级同化量的百分比，但由于各营养级的呼吸消耗和分解者的分解作比，但由于各营养级的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量传递效率一般在用，使能量传递效率一般在10%10%20%20%之间，但也可之间，但也可能低于能低于10%10%。食肉动物增重。食肉动物增重1kg1kg，则需消耗的生产者，则需消耗的生产者为为1/(11.4%1/(11.4%16.2%)54.1 kg16.2%)54.1 kg。人类研究能量流动。人类研究能量流动的目的是为了更有效地利用能量。的目的是为了更有效地利用能量。答案：答