生态系统能量流动分析课件

1、生态系统能量流动分析生态系统能量流动分析温故而知新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温故而知新1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的成分,食请大家思考并讨论: 假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是 : 1.先吃鸡，然后吃玉米 2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡请大家思考并讨论: 假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒一、能量流动的概念: 生态系统的能量流动是指生态系统中能

2、量的输入、传递、转化和散失的过程。研究生态系统的能量流动一般以种群为单位， 以种群所处营养级为研究对象 ， 以食物链（网）为渠道一、能量流动的概念: 生态系统的能量流动是指生态能量流动的分析个体 1储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体 2储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体 3储存在体内的能量呼吸作用散失的能量能量输入储存在体内的能量能量输入种群呼吸作用散失的能量能量流动的分析个体 1储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个1.能量的源头 :2.起点:3.输入生态系统的总能量:4.渠道:5.能量散失的形式:太阳能从生产者固定太阳能开始食物链和食物网生产者固定的太阳能总量热能思考：1.能量的源头

3、 :太阳能从生产者固定太阳能开始食物链和食物网一能量流动的过程生产者（植物） 初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级一生产者初级消费者次级消费者三级消费者第一营养级第二营养级第能量在第一营养级中的变化一能量流动的过程生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分 解 者遗体 残骸能量在第一营养级中的变化一生产者初级消费者呼吸作用用于生长分来源：从生产者固定太阳能开始去路：用于生长发育和繁殖呼吸作用分 解 者初级消费者摄入来源：从生产者固定太阳能开始去路：用于生长呼吸作用分 解 者一能量流动的过程初级消

4、费者摄入初级消费者同化用于生长发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用遗体残骸粪便呼吸作用散失呼吸作用散失能量在第二营养级中的变化一初级消费者初级消费者用于生长次级消费者分遗体粪便呼吸作用散能量流经其他营养级类似于第二营养级，最高营养级没有被下一营养级摄入这一途径。来源：从上一营养级流入去路：呼吸作用用于生长发育和繁殖次级消费者摄入分 解 者能量流经其他营养级类似于第二营养级，最高来源：从上一营养级流注 意摄入量=同化量（流入量）+粪便量同化量=呼吸作用量+生长发育繁殖量生长发育繁殖量=遗体残骸量+下一营养级摄入量某一营养级被分解者利用能量=该营养级遗体 残骸量+下一营养级粪便量例如：第二营养级兔被

5、分解者利用能量-兔的遗体残骸量+第三营养级狐的粪便量注 意摄入量=同化量（流入量）+粪便量同化量=呼吸作用量+生可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有能量的输入、传递、转化和散失过程。 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可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有能量的输入、传递、1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？2、流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统当中来？思考与讨论：遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有

6、机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。不能，能量最终以热能形式，从群落散失到无机环境，散失的能量不能再作为能源合成有机物，即不能再回到生态系统中。能量流动是单向的。 1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？思考与讨生态系统的能量来源：太阳光能2.起点： 渠道:食物链和食物网生产者3.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%) 5.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用二.能量流动的过程4.来源：生产者消费者太阳光能 前一营养级 5.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.生态系统的能量

7、来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？请阅读并讨论:生态系统的能量来源：太阳光能2.起点： 渠道定量不定时分析某一营养级同化能量呼吸作用散失流入下一营养级分解者分解定量定时分析某一营养级同化能量呼吸作用散失流入下一营养级分解者分解未被利用指在一定时间内未被呼吸消耗、未被分解者所利用、未被下一个营养级所同化的能量。未被利用的能量最终被分解者所利用。定量不定时分析某一营养级呼吸作用散失流入下一营养级分解者分解注意1.只有满足Q输入Q储存+Q散失，生态系统才可能保持稳定。Q输入 Q储存+Q散失，生态系统将会崩溃。2.人工养殖生态

8、系统的总能量=生产者固定太阳能总量+ 人工投放有机物（饵料）中能量注意1.只有满足Q输入Q储存+Q散失，生态系统才可能保持2(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化 能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?(2)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？(3)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化三、能量流动的特点(4)通过以上分析,你能总结出什么规律?13.5,20 1020 a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.下一个营养级能利用而未利用的能量。 如：羊不能吃完所有的草(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所

9、同化 能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.8 12.6 100 = 20.06 62.8 464.6 100 = 13.52 三、能量流动的特点(4)通过以上分析,你能总结出什么规律?1三、能量流动的特点第一、单向流动： 食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二、逐级递减, 传递效率为1020. 逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。三、能量流动的特点第一、单向流动：【规律

10、】生态系统的总能量 =生产者固定的全部太阳能 =第一营养级的同化量 下一个营养级的同化量某一个营养级的同化量能量传递效率=特别注意：必须是两个营养级的同化量作比。 【规律】生态系统的总能量下一个营养级的同化量某一个营养级的能量金字塔 由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔. 说一说能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。能量金字塔 说一说在一个生态系统中，营养级请分析讨论:用能量流动的原理, 解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。学以致用 根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营

11、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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。 你是先吃鸡再吃玉米，还是先吃玉米，再吃鸡？请分析讨论:用能量流动的原理, 解释谚语“一山不容二虎”隐金字塔种类：能量金字塔（1）为什么食物链一般不超过五个营养级？（2）为什么“一山不容二虎”？低高低高营养级能量ABCD第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级金字塔种类：能量金字塔（1）为什么食物链一般不超过五个营养数量金字塔人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草） 5 842 424株；初级消费者（草

12、原动物、昆虫） 708 624只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟） 354 904 只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰） 3只。 数量金字塔人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：昆虫树鸟数量金字塔鸟树昆虫能量金字塔特殊情况：昆虫树鸟数量金字塔鸟树昆虫能量金字塔特殊情况：生物量金字塔浮游动物生物量金字塔浮游植物生物量金字塔浮游动物生物量金字塔浮游三）研究能量流动的意义能不能改变生态系统能量流动的规律？ 人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分A、合理确定放牧量B、对能量的多级利用C、使能量尽可能多地流向低营养级的生物三）研究能量流动的意义

13、能不能改变生态系统能量流动的规律？ 人四、研究能量流动的实践意义1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 实现物质和能量的多级利用（非循环利 用），提高能量利用率（非能量传递效率）。 如:生态农业如用生活垃圾大量养殖蚯蚓后，喂养家禽；蛆蝇也可以喂养家禽；谷壳、稻草等培养食用菌被人食用。这些被分解者利用的能量转而为人类或其它生物利用，而非直接散失掉了。四、研究能量流动的实践意义1、帮助人们科学规划、设计人工生态2、帮助人们合理地调整（不是改变）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。 如:草场放牧四、研究能量流动的实践意义2、帮助人们合理地调整（不是改变）生态系统四、研

14、究能量流动的本节知识体系能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递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；传递效率为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本节知识体系能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的调查得知某河流生态系统的营养结构共有四个营养级（以a、b、c、d表示）。经测定，一年中流经这四个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是（ ） A、a； B、b； C、

15、c； D、d。基础练习营养级能量（Jm-2）a141.10105b15.91105c0.88105d871.27105A调查得知某河流生态系统的营养结构共有四个营养级（以a、b、c根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进行计算:牧草鼠蛇猫头鹰 如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得_焦耳能量, 最多能获得_焦耳能量.140根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进行计算:牧草有关能量流动的计算生产者最少消耗最多消耗选最短食物链选最大传递效率20%选最小传递效率10%选最长食物链消费者获得最多消费者获得最少有关能量流动的计算生产者最少消耗最多消耗选最短食物链选最例1.在

16、某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（ ）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%【解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物昆虫小鸟鹰这一食物链中小鸟鹰的传递效率为2/10=0.2，昆虫小鸟的传递效率为0.25/2=0.125，绿色植物昆虫的传递效率为100/1000=0.1，因此绿色植物到鹰的能量传递效率为0.10.1250.2

17、=0.0025，即0.25%。 例1.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，例2.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（）A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ【解析】据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：2400020%20%20%=192kJ。答案：B。例2.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该例3.在一条有5个营养级的食物链

18、中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ）A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg【解析】据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1(20%)4=625 kg。答案：C。例3.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级例4.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物 ( )

19、A.120kg B.160kg C.60kg D.100kg【解析】根据题干，可绘出食物网如下：植物草食鱼类杂食性海洋鱼小型肉食鱼类因此共需海洋植物为41/220%41/4 20% 20% 41/4 20% 20% 20% =160kg。答案：B 例4.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼植物草食5、已知在如下图所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物直接供给C生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为_。解析：共两条食物链。AC，已知C从A直接获得能量比例为x，则直接获得的能量为ax，需要消耗A的能量为ax 10%=10 axABC，该途径C获得能量比例为（1x）