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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第三章第三章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性能量的 输入 能量的 散失生态系统传递转化一一.能量流动的能量流动的概念：概念：生态系统中能量输入、传递、转化和散失的过程。生态系统中能量输入、传递、转化和散失的过程。绿色植物色植物食草食草鸟食草昆虫食草昆虫兔兔鹰蛇蛇青蛙青蛙二二.研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路以营养级为研究对象能量输入某营养级能量储存能量散失绿色植物色植物食草食草鸟食草昆虫食草昆虫兔兔鹰蛇蛇青蛙青蛙二二.研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路光合作用光合作用太阳能生产者所固定的太阳能生产者所固定的全部太阳
2、能全部太阳能1%输入输入能量来源能量来源:能量流动的起点能量流动的起点:流经生态系统的总能量流经生态系统的总能量:能量输入方式能量输入方式:能量转化能量转化:光能转化为有机物中的化学能光能转化为有机物中的化学能1.1.第一营养级能量流动分析第一营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程同化（固定）同化（固定）用于自身用于自身生长发育繁殖生长发育繁殖被分解者利用同化同化未利用未利用1.1.第一营养级能量流动分析第一营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程以热能形式散失以热能形式散失呼吸作用呼吸作用生
3、产者生产者固定的全固定的全部太阳能部太阳能用于生产者用于生产者生长、发育生长、发育和繁殖和繁殖初级消费者初级消费者同化同化分解者利用分解者利用残枝残枝 败叶败叶呼呼吸吸作作用用 以热能形式散失以热能形式散失流入流入未利用未利用1.1.第一营养级能量流动分析第一营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程呼吸作用分解者用于自身生长发育繁殖同化兔摄入分解者2.2.第二营养级能量流动分析第二营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程同化未利用未利用兔粪便热能散失热能散失用于该营养用于该营养级的生长、级的生长
4、、发育、繁殖发育、繁殖分解者利用分解者利用 该营养级该营养级同化同化某中间营养某中间营养级级摄入入该营养养级粪便便 下一下一营养级营养级同化同化流入流入流入流入未利用未利用2.2.第二营养级能量流动分析第二营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程呼吸作用呼吸作用分解者同化同化用于自身生长用于自身生长发育繁殖发育繁殖鹰摄入鹰摄入分解者鹰粪便未利用未利用3.3.最高营养级能量流动分析最高营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程呼吸呼吸作用作用散失散失用于该营养用于该营养级的生长、级的生长、发育、繁殖
5、发育、繁殖分解者分解者利用利用 该营养级该营养级同化同化最高营养级最高营养级摄入入该营养养级粪便便 流入流入3.3.最高营养级能量流动分析最高营养级能量流动分析三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程三、能量流动的过程未利用未利用u同化量的去路：同化量的去路：u流入某营养级的能量：流入某营养级的能量：同化量同化量消费者同化量消费者同化量摄入量摄入量-粪便量粪便量 =某营养级粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，某营养级粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终被分解者利用。该部分能量最终被分解者利用。=呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量流向下一营
6、养级的能量+分解者利用的能量分解者利用的能量=呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量自身生长发育繁殖的能量=呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量流向下一营养级的能量+分解者利用的能量分解者利用的能量+未被利用的能量未被利用的能量定量不定定量不定时定量定定量定时生产者同化量生产者同化量生产者固定量生产者固定量=呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者（绿色植物）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）呼吸作用分解者传递传递能量传递的途径（渠道）能量传递的途径（渠道）：食物链和食物网食物链和食物网能量传递的形式：能量传递的形式：有机物中的化
7、学能有机物中的化学能散失散失能量能量散失形式：散失形式：热能热能能量散失途径：能量散失途径：呼吸作用呼吸作用转化转化:太阳能太阳能有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能四.能量流动的特点呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者（绿色植物）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）呼吸作用分解者特点：能量单向流动，逐级递减一部分能量通过生物自身呼吸作用以热能形式散失一部分能量被分解者利用一部分能量未被利用食物链中的捕食关系不能逆转通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用1.生态系统的主要功能2.生态系统能量流动的概念3.生态系统中能量输入的起点、方式、流经自然生态系统的
8、总能量4.生产者同化的能量如何分配？5.消费者的同化量与摄入量的关系6.中间营养级、最高营养级能量分配的异、同点7.生态系统能量流动的途径、能量在生物群落内传递的形式8.生态系统中能量的转换形式9.生态系统能量散失的途径、形式10.生态系统能量流动的特点及原因2.长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？能量在食物链中流动时是逐级递减的，在食物链中，营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量就越多，最高营养级获得的能量就越少。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。若在一段较长时期内没有能量输入生态系统，生态系统就会崩溃。1.为什么食物链一般不超过5个营养级
9、？3.生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律，为什么？流入生态系统的能量在沿食物链、食物网流动、转化后，一部分储存在生物体的有机物中，另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。4.怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？生态系统的能量流动是逐级递减的，老虎在食物链中处于最高营养级，获得的能量少。先吃鸡、再吃玉米。食物链越短，流经食物链的能量损耗越少，人获得的能量越多。1 1、能量在食物网中传递的、能量在食物网中传递的“最值最值”计算计算 例例：如如果果草草有有10000kg10000kg，鹰鹰最最多多增增加加 kgkg，最最少增加少增加 kgkg。已知
10、已知低低营养级营养级同化量，同化量，求求高高营养级营养级同化量同化量草鹰兔蛇青蛙食草昆虫.得到最多能量：选最 食物链；能量传递效率按 计算.得到最少能量：选最 食物链；能量传递效率按 计算能量传递效率的计算：能量传递效率的计算：能量传递效率的计算：能量传递效率的计算：已已知知高高营养级营养级同化量，同化量，求求低低营养级营养级同化量同化量.需最多能量：选最 食物链；能量传递效率按 计算.需最少能量：选最 食物链；能量传递效率按 计算例：例：若鹰的体重增加若鹰的体重增加1kg1kg，最少需消耗草，最少需消耗草_kgkg，最多消耗草，最多消耗草_kg_kg。草鹰兔蛇青蛙食草昆虫1 1、能量在食物网
11、中传递的、能量在食物网中传递的“最值最值”计算计算 2、能量分配比例已知能量分配比例已知例：在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为31，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？能量传递效率的计算：能量传递效率的计算：能量传递效率的计算：能量传递效率的计算：生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6五.生态金字塔五.生态金字塔第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级1 1.能量金字塔能量金字塔 概念概念:将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。意意义：直观的反映出生态系统各营养级间能
12、量的关系特点：特点：通常上窄下宽的正金字塔形。特例：特例：某些人工生态系统（如人工鱼塘）、一定时间内海洋某些人工生态系统（如人工鱼塘）、一定时间内海洋 资资料料1 1夏夏季季某某草草地地生生态态系系统统的的生生物物个个体体数数量量统统计计表表，单单位位为为个个hmhm2 2。P P代代表表生生产产者者，C C1 1、C C2 2、C C3 3依依次次代代表表初初级级、次次级级和三级消费者。和三级消费者。名称某草地P15 000 000C12 000 000C2900 000C310个体数量昆虫树资料资料2 2夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为gmgm2
13、 2。营养级某湖泊某海域生产者964初级消费者1121次级消费者4某海域某湖泊2 2.生物量金字塔生物量金字塔 概念：用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量，即为生物量金字塔。意义：直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。特点：大多也是正金字塔形。三.生态金字塔概念：概念：用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。意义：意义：直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。特点：特点：一般是正金字塔形 3.数量金字塔1.1.如如图图为为某某一一生生态态系系统统的的能能量量金金字字塔塔，其其中中、分分别别代代表表不不同同的的营营养养级级
14、，E E1 1、E E2 2代代表表能能量量的的形形式式。下下列列叙叙述述正正确确的是的是A.A.是是消费消费者者B.B.为分解者为分解者C.EC.E1 1为太阳能，为太阳能，E E2 2为热能为热能D.D.能量可在食物链中循环利用能量可在食物链中循环利用2.2.甲甲、乙乙、丙丙、丁丁是是某某同同学学绘绘制制的的生生态态金金字字塔塔。下下列列与与之之相相关关的说法，错误的是的说法，错误的是A.A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态基本呈现图丙所示形态B.B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量由于能量流动
15、具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现图丙所示形态金字塔通常呈现图丙所示形态C.C.不能用图甲表示生物数量金字塔不能用图甲表示生物数量金字塔D.D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中（2 2）不同层次的作物利用不同强度的太阳能；）不同层次的作物利用不同强度的太阳能；（4 4）适当提高种植密度）适当提高种植密度（1 1）充分利用了空间；）充分利用了空间；六.研究能量流动的实践意义1.1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物将生物在时间、在时间、空间上空间上进行合理配置，进行合理配置，增
16、大增大流入某个生态系统的流入某个生态系统的总能量。总能量。甘蔗和大豆间种冬小麦夏玉米套作蔬菜大棚中的多层育苗稻-萍-蛙立体农业生产（3 3）延长耕地占用时间）延长耕地占用时间玉米玉米籽粒籽粒秸秆秸秆人人还田还田 实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。利用率。2.2.研究生态系统的能量流动，研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，人工生态系统，使能量得到使能量得到最有效最有效的利用。的利用。如：生态农业等秸秆秸秆蘑菇基质蘑菇基质秸秆饲料秸秆饲料玉米玉米籽粒籽粒秸秆秸秆人人牛羊牛羊蘑菇蘑菇沼气原料沼
17、气原料沼气沼气人人能量传递效率能量传递效率：能量在相邻两个营养级之间传递，传递效率为能量在相邻两个营养级之间传递，传递效率为10%20%10%20%。能量利用率=生产者固定总能量人获得的能量100%100%能量利用率：能量利用率：流入流入人体内的能量人体内的能量占生产者能量的比值占生产者能量的比值=某一营养级同化量上一营养级同化量能量传递效率100%3.3.研究生态系统的能量流动，研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的还可以帮助人们合理的调整调整生态系统的生态系统的能量流动关系能量流动关系，使能量，使能量持续高效持续高效地流向人类最地流向人类最有益的部分。有益的部分。如：确定合理的载畜量
18、、季节性放牧、划区轮牧，除草、除虫、灭鼠等六.研究能量流动的实践意义1.1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。甘蔗和大豆间种冬小麦夏玉米套作蔬菜大棚中的多层育苗稻-萍-蛙立体农业生产2.2.研究生态系统的能量流动，研究生态系统的能量流动，可以帮助人们可以帮助人们科学规划和设科学规划和设计人工生态系统，计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。3.3.研究生态系统的能量流动，研究生态系统的能量流动，还可以帮助人
19、们还可以帮助人们合理的调整合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。有益的部分。如：生态农业等如：确定合理的载畜量、季节性放牧、划区轮牧，除草、除 虫、灭鼠等1.生态系统的主要功能2.生态系统能量流动的概念3.生态系统中能量输入的起点、方式、流经自然生态系统的总能量4.生产者同化的能量如何分配？5.消费者的同化量与摄入量的关系6.中间营养级、最高营养级能量分配的异、同点7.生态系统能量流动的渠道、能量在生物群落内传递的形式8.生态系统中能量的转换形式9.生态系统能量散失的途径、形式10.生态系统能量流动的特点及原因11.生态金字塔的类型、特点、构建生态金字塔的意义12.研究生态系统能量流动的意义