生态系统的能量流动

1、非生物的物质和能量非生物的物质和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者捕食关系捕食关系生态系统生态系统的组成成分的组成成分食物链和食物链和食物网食物网生态系统的结构生态系统的结构上节回顾上节回顾问题问题探讨探讨: :假假如你像小说如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、身带的食物只有一只母鸡、15Kg15Kg玉玉米。米。策略：策略： 1.1.先吃鸡再吃玉先吃鸡再吃玉米。米。 2.2.先吃玉米，同时用一部先吃玉米，同时用一部分玉分玉米喂鸡，吃鸡产下的米喂鸡，吃鸡产下的蛋

2、，最后吃鸡。蛋，最后吃鸡。第二节第二节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动（主要功能之一）（主要功能之一）一、生态系统的能量流动概念一、生态系统的能量流动概念 概概念：生态系统中能量的念：生态系统中能量的输入、输入、传递、转化、散失传递、转化、散失的过程称为生态系的过程称为生态系统的能量流动。统的能量流动。1 1、小草的能量来自哪里、小草的能量来自哪里? ?二、二、能量流动的能量流动的过程过程2 2、照射在草地上的太阳能、照射在草地上的太阳能都被小草吸收了吗都被小草吸收了吗? ?小草吸小草吸收了光能，光能发生了什收了光能，光能发生了什么变化？么变化？3 3、小草固定的太阳能、小草固定的太阳能

3、, , 有有哪些去向哪些去向? ?兔子兔子老鹰老鹰草草第一营养级能量的去向第一营养级能量的去向1、兔子把草吃进肚子里、兔子把草吃进肚子里,草中的能量草中的能量都被兔子吸收了吗都被兔子吸收了吗?2、兔子吸收了能量后、兔子吸收了能量后,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向?能能量量流流经经第第二二营营养养级级示示意意图图同化作用：同化作用：消化后的营养重新组合，消化后的营养重新组合，形成有机物和贮存能量的过程形成有机物和贮存能量的过程 量量 量量 量量 同化同化摄入摄入粪便粪便初级消费者初级消费者摄入的能量摄入的能量第二营养级能量的去向第二营养级能量的去向输入输入：传递传递：能量沿着能量沿着食物链

4、（网）食物链（网）逐级流动逐级流动散失：散失：经各级生物及分解者的呼吸作用，以经各级生物及分解者的呼吸作用，以热能热能散失散失 生产者生产者固定固定的太阳能的总量的太阳能的总量总能量：总能量：太阳能太阳能能量来源能量来源：转化：转化：热能热能太阳光能太阳光能化学能化学能光合作用呼吸作用三、三、能量流动能量流动的特点的特点 为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和转移效率。的能量变化和转移效率。美国生态学家林德曼美国生态学家林德曼对一个对一个结构相对简单的天然湖泊结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖赛达伯格湖的能量流动的能量流动进行了定量分析。

5、进行了定量分析。营养级营养级输入能量输入能量流出能量流出能量( (输入后一营养级输入后一营养级) )( (传递效率传递效率) )生生产者产者植植食性动物食性动物肉肉食性动物食性动物 464.6464.662.813.5%62.862.812.620.0%12.612.6能量流动的特点：能量流动的特点： 原因：原因：食物链各个营养级的顺序是不可逆的，食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级呼吸产生的热能不能被生物利用。而各个营养级呼吸产生的热能不能被生物利用。 原因：原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、部分未自身呼吸消耗、被分解者分解、部分未被下一个营养级利用。被下一个营养级利用。传递效率传

6、递效率下一营养级的同化量下一营养级的同化量本营养级的同化量本营养级的同化量传递效率的相关计算：传递效率的相关计算：X X 100% 例例2：在珠江三角洲某一桑基鱼塘使用在珠江三角洲某一桑基鱼塘使用蚕粪蚕粪作饲料来喂鱼。假作饲料来喂鱼。假设设蚕同化蚕同化的能量为的能量为105kJ，从能量流动角度分析，鱼可从中获得，从能量流动角度分析，鱼可从中获得能量为（能量为（ ）A0kJ B104 kJ C2104kJ D介于介于104kJ和和2104kJ之间之间AA同化量摄入量粪便量同化量摄入量粪便量 下图表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的下图表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流

7、动效率平均为能量流动效率平均为10%10%，同一营养级的每种生物获得的能量，同一营养级的每种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同化能量为是均等的，那么第一营养级的同化能量为2 210107 7KJKJ，则鹰最终，则鹰最终获得的能量是获得的能量是_。要使鹰的数量最多它应处于第。要使鹰的数量最多它应处于第_营养级。营养级。5 510104 43 32 210107 710106 610106 65 510104 45 510103 35 510104 45 510102 25 510103 3至少和最多的解题应用：至少和最多的解题应用：1.在在已知较高营养级已知较高营养级生物的能量生物的能量

8、求较低营养级求较低营养级生物的能量时，生物的能量时，若求若求“最多最多”值值，则说明较低营养级的能量按，则说明较低营养级的能量按 效率传递；效率传递；若求若求“至少至少”值值，则说明较低营养级的能量按，则说明较低营养级的能量按 效率传递。效率传递。2.已知较低营养级已知较低营养级生物的能量生物的能量求较高营养级求较高营养级生物的能量时，生物的能量时，若求若求“最多最多”值值，则说明较低营养级的能量按，则说明较低营养级的能量按 效率传递；效率传递；若求若求“至少至少”值值，则说明较低营养级的能量按，则说明较低营养级的能量按 效率传递。效率传递。例：食物链例：食物链 草草虫虫蛙中，蛙中，蛙增重蛙增

9、重1kg，消耗草至少为，消耗草至少为 kg， 消耗草最多为消耗草最多为 kg。草草虫虫蛙蛙“最低最低”“最高最高”“最高最高”“最低最低”120%20%=25110%10%=100图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E E生物种群总能量为生物种群总能量为7.17.110109 9kJkJ，B B生物种群总能量为生物种群总能量为2.32.310108 8 kJ kJ，从理论上计算，从理论上计算A A贮存的总能量最少为贮存的总能量最少为_ kJ_ kJ。 4.8107 肉食性动物肉食性动物 12.612.6 植食性动物植食性动物 62.8 62.

10、8 生产者生产者 464.6 464.6 能能量金量金字塔字塔 如如把各个营养把各个营养级级生物个体的生物个体的数量数量用绘制能量金字塔的方式表用绘制能量金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？有没有例外？示，是否也成金字塔形？有没有例外？数量金字塔数量金字塔能量金字塔能量金字塔昆虫 鸟鸟树树1 1树树1000昆虫若干若干只鸟只鸟1树树四、研究能量流动的实践意义四、研究能量流动的实践意义1.1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实现能量的多级利用，提高能量设计人工生态系统，实现能量的多级利用，提高能量的利用效率。的利用效率

11、。2.2.研究能量流动还可以帮助人们合理地调整生态系统研究能量流动还可以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。有益的部分。我国古代就已发展出我国古代就已发展出”桑基鱼塘桑基鱼塘“生产方式：利用桑叶喂蚕，生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。古蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。古人在设计这种农业生产方式时，不一定清楚其中的科学道理，人在设计这种农业生产方式时，不一定清楚其中的科学道理，请从生态系统能量流动特点出发，分析这种设计的合理性。请从生态系统能

12、量流动特点出发，分析这种设计的合理性。 除除草为了使太阳能更多地流向农作物。捉虫为了使农作物草为了使太阳能更多地流向农作物。捉虫为了使农作物中的能量散失减少。中的能量散失减少。2 2、研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生、研究生态系统的能量流动，还可以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。益的部分。本本节节知知识识体体系系能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失的过程的过程过过程程能量的源头：能量的源头：流经生态系统的总能

13、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：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沿食物链方向由低营养级流向下一营养级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；递减；传递效率为传递效率为10%20%10%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，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分持续高效的流向对人类最有益的部分太阳能太阳能食物链和食物网食物链和食物网1.“一山不容二虎”这一谚语，用生态学的观点可以理解为A.虎所需要的

14、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，能得到的能量越少，个体数量也 就越少D2.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，花工多，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右图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是A图中方框的大小可表示该营养级生物所具 有的能量多少B该图中C所具有的能量为B的10%20%C该图中的A表示流经该生态系统的总能量D图中A具有的能量是B、C、D的能量之和D下图表示某草原生态系统中能量流动图解， 表示相关过程能量流动量。下列有

15、关叙述正确的是A是流入该生态系统的总能量B分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色 植物再利用C. 图中/的比值代表“草兔”的能量传递效率D和分别属于草和兔同化量的一部分 D例例4.4.在在19571957年，美国的生态学家年，美国的生态学家H.T.OdumH.T.Odum对佛罗里达州的银泉进行了生态系对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、分别统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、分别是表示不同的营养级，为分解者。是表示不同的营养级，为分解者。GPGP表示生物同化作用所固定的能量，表示生物同化作用所固定的能量，R R表示表示生物

16、呼吸消耗的能量，生物呼吸消耗的能量，NPNP表示生物体贮存着的能量（表示生物体贮存着的能量（NP=GP-RNP=GP-R），下列叙述中正），下列叙述中正确的是（确的是（ ） 单位：单位：10102 2千焦千焦/m/m2 2/ /年年GPGPNPNPR R15.9115.912.812.8113. 1013. 10871.27871.27369.69369.69501.58501.580.880.880.340.340.540.54141.20141.2062.0762.0779.1379.13211.85211.8519.2619.26192.59192.59A A生态系统能量流动的渠道可能是生态系统能量流动的渠道可能是B B能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%5.5%C C若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多的总量会增多D D营养级营养级GPGP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自的去向中，未被利用的能量有一