第五章第2节 生态系统的能量流动

1、温故而知新温故而知新1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？2.2.生态系统的成分有哪些？生态系统的成分有哪些？3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么? ?4.4.生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的？生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的？生态系统的成分生态系统的成分, , 营养结构营养结构非生物的物质和能量非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者生产者、消费者、分解者食物链和食物网食物链和食物网物质循环和能量流动物质循环和能量流动先吃鸡，先吃鸡，再吃玉米再吃玉米我反对！我反对！为什么要为什么要先吃我？先吃我？一、能量流动的概念一、能量流动的

2、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称为生态系统的能量流动的过程称为生态系统的能量流动. .能量是如何能量是如何“输入输入”生态系统的？生态系统的？能量能量“传递传递”的途径是什么？的途径是什么？能量能量“转化转化”成什么？成什么？能量是通过什么方式能量是通过什么方式“散失散失”的的?阅读阅读P94P94思考思考生产者生产者（植物）（植物）初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）分分 解解 者者遗体遗体 残骸残骸能量在能量在第一营养级第一营养级中的变化中的变化呼吸作用呼吸作用 被下一营养级被下一营养级的生物所利用的生物所利用能量流动的过程

3、能量流动的过程初级消费者初级消费者摄入摄入呼吸呼吸遗体遗体残骸残骸粪便粪便呼吸呼吸能量流经第二营养级能量流经第二营养级摄入量就是同化量吗？摄入量就是同化量吗？( (同化量同化量= =摄入量摄入量粪便量）粪便量） 同化作用是指生物体把从外界环境同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。且储存能量的过程。同化作用同化作用呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸生态系统的能量流动图解：若研究一个若研究一个生态系统生态系统呢？呢？生态系统的能量来源：生态系统的能量来源：太阳光能太阳光能2.2.起点：起点： 渠道渠道: :食物链和

4、食物网食物链和食物网生产者生产者3.3.流经生态系统总能量：流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳生产者所固定的太阳能的总量能的总量( (约占约占1%)1%) 5.5.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用二二.能量流动的过程能量流动的过程4.4.来源：来源：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 5.5.各营养级能量的去路有哪些？各营养级能量的去路有哪些？ 请以请以生产者生产者( (第一营养级第一营养级) )为例说明为例说明. .生态系统的能量来源是什么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流

5、动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？请阅读并讨论请阅读并讨论: :生态系统能量流动的过程生态系统能量流动的过程生产者生产者呼吸呼吸初级消初级消费者费者呼吸呼吸次级消次级消费者费者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸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三、能量流动的特点

6、营养级营养级流入的能流入的能量量流出（输入下一营养流出（输入下一营养级）的能量级）的能量呼吸作呼吸作用散失用散失分解者分解者分解分解未被利未被利用用464.662.896.312.529329.32.118.812.662.85.0微量微量7.512.6生产者生产者植食性植食性动物动物肉食性肉食性动物动物1、流经此生态系统的总能量为多少？、流经此生态系统的总能量为多少？3、植食性动物的、植食性动物的同化量同化量为多少？为多少？2、对于每一个营养级来讲，输入和输出的能量是否、对于每一个营养级来讲，输入和输出的能量是否相等？相等？464.6相等相等62.812.6/62.8= 20%4、从第一营养

7、级流入第二营养级的能量，占生产者、从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量总量的百分比是多少？所固定的能量总量的百分比是多少？5、从第二营养级流入第三营养级的能量，占初、从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少？级消费者所同化的能量总量的百分比是多少？62.8/464.6=13.5%（1 1）相邻营养级生物吃与被吃关系不可逆转，）相邻营养级生物吃与被吃关系不可逆转，能量只能从低营养级流向高营养级。能量只能从低营养级流向高营养级。2、逐级递减（、逐级递减（10%-20%）1、单向流动、单向流动（2 2）有少部分能量随残枝败叶、遗体残骸等直接）有少

8、部分能量随残枝败叶、遗体残骸等直接传给了分解者传给了分解者（3 3）每个营养级的能量总有一部分不能被下一）每个营养级的能量总有一部分不能被下一营养级利用（最终被分解者分解）。营养级利用（最终被分解者分解）。（1 1）各营养级呼吸作用散失的热能无法被再）各营养级呼吸作用散失的热能无法被再利用。利用。总结能量流动的特点总结能量流动的特点能量金字塔能量金字塔 如果将单位时间内各个营如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形，一个金字塔图形，叫做能量叫做能量金字塔金字塔。塔基是生产者，塔。塔基是生产者，塔形是正锥

9、形。形是正锥形。思考讨论思考讨论：生态生态金字塔金字塔能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔先吃鸡，先吃鸡，再吃玉米再吃玉米我反对！我反对！为什么要为什么要先吃我？先吃我？鸡鸡 人人玉米玉米 人人(15kg)一一玉米玉米鸡鸡人人二二(15kg)按最大传递效率按最大传递效率20%计算计算(假设鸡自身重假设鸡自身重3kg)(假设鸡自身重假设鸡自身重3kg)3*20%+15*20%=3.6(15*1/3*20%+3)*20%+15*2/3*20%=2.8算一算算一算 看一看自己的选择好不好看一看自己的选择好不好四、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.帮助

10、人们科学规划、设计人工生态系统，帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实现能实现能量的多级利用，提高能量的利用率量的多级利用，提高能量的利用率（如如: :生态农业）生态农业）。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。 如如: :草场合理放牧，草场合理放牧，以以获得更多的毛、肉、皮、获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。奶等畜产品。 问题问题: :农民在进行田间管理的时候，要进行灭农民在进行田间管理的时候，要进行灭虫除草虫除草，目的是目的是? ? 使能量尽可能地流向农

11、作物中，即流向人类最使能量尽可能地流向农作物中，即流向人类最有益的部分有益的部分生态农业：如生态农业：如桑基鱼塘桑基鱼塘桑基鱼塘的桑基鱼塘的设计的理念：从人类所需的出发通设计的理念：从人类所需的出发通过过能量的多级利用、物质的循环利用能量的多级利用、物质的循环利用，充分利，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。用流经各营养级的能量，提高生产效益。能量流动的计算规律能量流动的计算规律1、假如现有草、假如现有草100公斤，公斤，最少最少可使鹰增重可使鹰增重 公斤。公斤。2、假如现有草、假如现有草100公斤，公斤，最多最多可使鹰增重可使鹰增重 公斤。公斤。3、假如要使鹰增加、假如要使鹰增加2公斤

12、体重，公斤体重，最少最少要耗草要耗草 公斤。公斤。4、假如要使鹰增加、假如要使鹰增加2公斤体重，公斤体重，最多最多要耗草要耗草 公斤。公斤。设使鹰增重设使鹰增重X1公斤，则：公斤，则： 100 =X11010设使鹰增重设使鹰增重X2公斤，则：公斤，则：100 =X22020设最少耗草设最少耗草Y1公斤，则：公斤，则：Y12020 =2Y21010 =2设最多耗草设最多耗草Y2公斤，则：公斤，则：在食物链在食物链“草草 免免 鹰鹰”中，中，1 14 42002005050能量传递率：能量传递率：10%20% 在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食

13、物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少最少消耗生消耗生产者多少时，应选产者多少时，应选 的食物链和最大传递效率的食物链和最大传递效率 进进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多最多消耗消耗生产者多少时，应选生产者多少时，应选 的食物链和最小传递效率的食物链和最小传递效率 进行计算，这样消费者获得的能量最少。进行计算，这样消费者获得的能量最少。最短最短20%最长最长10%巩固练习巩固练习如图食物网中的猫头鹰体重每增加如图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少至少需需要消耗植物（要消耗植物（ ） 兔兔

14、植物植物 猫头鹰猫头鹰 鼠鼠A.200g B.250g C.500g D.1000gC C设猫头鹰通过捕食兔子和捕食鼠需要消耗的植物分设猫头鹰通过捕食兔子和捕食鼠需要消耗的植物分别为别为a、b，则，则(20%)2(a+b)=20g； a+b=500g20%20%20%20%提升训练提升训练能不能改变生态系统能量流动的规律？能不能改变生态系统能量流动的规律？ 研究能量流动的意义研究能量流动的意义v思考：思考：农民在进行田间管理的时候，要进行农民在进行田间管理的时候，要进行灭虫除草灭虫除草，目的是什么目的是什么? ? 除草为了使太阳能更多地流向农作物。灭虫为了使农作除草为了使太阳能更多地流向农作物

15、。灭虫为了使农作物中的能量散失减少。物中的能量散失减少。研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义生态金字塔生态金字塔 （1）能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动的情况，三者统称为生态金字塔来说明食物链中能量流动的情况，三者统称为生态金字塔。能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形形状状特特点点呈正金字塔形呈正金字塔形一般为正金字塔一般为正金字塔形，有时会出现形，有时会出现倒金字塔形倒金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔象

16、象征征含含义义能量沿食物链能量沿食物链流动过程中具流动过程中具有逐级递减的有逐级递减的特性特性一般生物个体数一般生物个体数目在食物链中随目在食物链中随营养级升高而逐营养级升高而逐级递减级递减生物量生物量(现存生物有现存生物有机物的总量机物的总量)沿食物沿食物链流动逐级递减链流动逐级递减 每每一一阶阶层层含含义义食物链中每一食物链中每一营养级生物所营养级生物所含能量的多少含能量的多少每一营养级生物每一营养级生物个体的数目个体的数目 每一营养级生物现每一营养级生物现存有机物总质量存有机物总质量 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形数量金字塔：数量金字塔：(2)特殊实例及分析特殊实例及分析数量金字塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营养级的生数量金字塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。如树林中，树、昆虫和食虫物个体很小时，会出现倒置现象。如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成