第5章-2：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量流動(dòng)一：能量流動(dòng)的定義一：能量流動(dòng)的定義二：能量流動(dòng)過程二：能量流動(dòng)過程三：能量流動(dòng)特點(diǎn)三：能量流動(dòng)特點(diǎn)四：研究能量流動(dòng)的意義四：研究能量流動(dòng)的意義知識(shí)綱要知識(shí)綱要關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和和散失散失一：能量流動(dòng)的定義一：能量流動(dòng)的定義 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的中能量的輸入輸入、傳遞傳遞、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化和和散失散失的的過程。過程。1：能量的：能量的輸入輸入；二：能量流動(dòng)過程二：能量流動(dòng)過程 （1 1） 能量輸入定義：能量輸入定義：生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者固生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的過程，稱能量輸入。定的太

2、陽(yáng)能的過程，稱能量輸入。 生產(chǎn)者所生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量固定的太陽(yáng)能的總量，就是輸入就是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的總能量。到生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)接受的太陽(yáng)能與生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)接受的太陽(yáng)能與生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能 （2）問題回答：）問題回答：生產(chǎn)者生物類群？生產(chǎn)者生物類群？ 生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能生理？相關(guān)結(jié)構(gòu)名稱？生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能生理？相關(guān)結(jié)構(gòu)名稱？ 能量形式發(fā)生哪些變化？能量形式發(fā)生哪些變化？光合作用光合作用;主指綠色植物主指綠色植物葉綠體；葉綠體；光能光能-（電能）（電能）-活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能-穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能主要是綠色植物；主要是綠色植物；其次光合藍(lán)藻與化能合成作

3、用生物其次光合藍(lán)藻與化能合成作用生物生產(chǎn)者生產(chǎn)者光能光能（3）生產(chǎn)者能量流入及能量去向）生產(chǎn)者能量流入及能量去向自身呼吸消耗，熱自身呼吸消耗，熱能形式散失能形式散失生長(zhǎng)、發(fā)育、生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖繁殖被分解者利用被分解者利用下一營(yíng)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)養(yǎng)級(jí)談?wù)劙藗€(gè)字關(guān)鍵詞的體現(xiàn)談?wù)劙藗€(gè)字關(guān)鍵詞的體現(xiàn)傳遞過程的能量形式：傳遞過程的能量形式：穩(wěn)定化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能（4 4）初級(jí)消費(fèi)者是如何）初級(jí)消費(fèi)者是如何獲取能量？獲取能量？- -能量輸入營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量輸入營(yíng)養(yǎng)級(jí)初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者捕食捕食生產(chǎn)者生產(chǎn)者消化吸收消化吸收獲取能量獲取能量討論糞便與糞尿差別討論糞便與糞尿差別同化量同化量 攝入量攝入量糞便量糞便量=同化量就是

4、一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量同化量就是一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量輸入量輸入量初級(jí)消費(fèi)者是如何分配能量初級(jí)消費(fèi)者是如何分配能量 生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）呼吸呼吸 初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者（植食動(dòng)物）（植食動(dòng)物）呼吸呼吸 次級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）（肉食動(dòng)物） 三級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）（肉食動(dòng)物）呼吸呼吸呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸（5 5）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)全過程）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)全過程理解：每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有未利用的部分理解：每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有未利用的部分光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用消化作用消化作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用呼吸作用呼吸作用1 1、能量的源頭：、能量的源頭：2 2、起點(diǎn)：、起點(diǎn)

5、：3 3、輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：、輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：4 4、渠道：、渠道：5 5、能量散失的形式：、能量散失的形式：6 6、能量在營(yíng)養(yǎng)級(jí)間傳遞形式、能量在營(yíng)養(yǎng)級(jí)間傳遞形式小結(jié)小結(jié)太陽(yáng)能太陽(yáng)能從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量熱能熱能儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能光能光能穩(wěn)定化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能熱能熱能三：能量流動(dòng)特點(diǎn)三：能量流動(dòng)特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)： 特點(diǎn)特點(diǎn)2 2：逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減: :特點(diǎn)特點(diǎn)1 1、單向流動(dòng)單向流動(dòng): :（不循環(huán)，不可逆）（不循

6、環(huán)，不可逆）能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐漸減少的是逐漸減少的生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再依次后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可逆轉(zhuǎn)；也不可循環(huán)利用再依次后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可逆轉(zhuǎn)；也不可循環(huán)利用原因：第一是各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的呼吸消耗；第二是有一原因：第一是各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的呼吸消耗；第二是有一部分能量停留在營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)，未被利用；第三是部分能量停留在營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)，未被利用；第三是熱能不熱能不可同化利用可同化利用；第四是一部分能量流向分解者。；第四是一部分能量流向分解者。能量傳遞效率的有關(guān)計(jì)算能量傳遞效率的有關(guān)計(jì)算能量

7、傳遞效率能量傳遞效率= =某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量能量傳遞效率大約為能量傳遞效率大約為10%-20%10%-20%食物鏈（網(wǎng)）中有關(guān)能量傳遞量的計(jì)算食物鏈（網(wǎng)）中有關(guān)能量傳遞量的計(jì)算草草蛙蛙昆蟲昆蟲蛇蛇鷹鷹鼠鼠羊羊人人鼠、昆蟲、羊同化量鼠、昆蟲、羊同化量大約占草同化量的為大約占草同化量的為10%-20%草草蛙蛙昆蟲昆蟲蛇蛇鷹鷹鼠鼠羊羊人人 計(jì)算鷹獲得最多能量用最短食物鏈、最計(jì)算鷹獲得最多能量用最短食物鏈、最高傳遞效率高傳遞效率20% 計(jì)算鷹增最重計(jì)算鷹增最重1千克，最多（至少）需消千克，最多（至少）需消耗草多少千克？耗草多少千克？最多：用最多：用最長(zhǎng)

8、最長(zhǎng)食物鏈、最低傳遞效率食物鏈、最低傳遞效率10%至少：用至少：用最短最短食物鏈、最大傳遞效率食物鏈、最大傳遞效率20%草草鷹鷹鼠鼠草草蛙蛙昆蟲昆蟲蛇蛇鷹鷹1010n n草草鷹鷹鼠鼠5 5n n草草蛙蛙昆蟲昆蟲蛇蛇鷹鷹鼠鼠羊羊人人 如果題干特殊說明，則特殊計(jì)算如果題干特殊說明，則特殊計(jì)算 如鷹如鷹2/3食物來(lái)自鼠，食物來(lái)自鼠，1/3來(lái)自蛇，蛇的食來(lái)自蛇，蛇的食物來(lái)自蛙、鼠各占物來(lái)自蛙、鼠各占1/2,鷹增最重鷹增最重3千克，能量千克，能量傳遞效率為傳遞效率為10%，則至少需消耗草多少千克？，則至少需消耗草多少千克？200+500+5000200+500+5000能量金字塔可以說能量金字塔可以說明

9、什么問題呢？明什么問題呢？能量金字塔可以說明能量金字塔可以說明營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，生物量營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，生物量越少。越少。說明：說明：生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過程消耗的能量就越多。程消耗的能量就越多。 1.幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。 2.設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量能量持續(xù)高效持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。四：研究能量流?dòng)的意義四：研究能量流動(dòng)的意義草草蛙蛙昆蟲昆蟲蛇蛇鷹鷹鼠鼠羊羊人人 能量多級(jí)

10、轉(zhuǎn)化利用，提高能量利用效率。能量多級(jí)轉(zhuǎn)化利用，提高能量利用效率。 玉米、高粱秸稈靑儲(chǔ)玉米、高粱秸稈靑儲(chǔ)-飼料飼料-牛、羊糞便沼氣發(fā)酵牛、羊糞便沼氣發(fā)酵。例：例：在某魚塘中有在某魚塘中有A、B、C、D四種魚，其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)四種魚，其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)如圖甲所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：如圖甲所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1) 若該魚塘中只有若該魚塘中只有A和和B兩種魚（假設(shè)二者都只取食兩種魚（假設(shè)二者都只取食同一種藻類同一種藻類)，兩種魚種群數(shù)量變化可能曲線如，兩種魚種群數(shù)量變化可能曲線如_圖所示。若該魚塘只有圖所示。若該魚塘只有C種魚，種群的數(shù)量變化曲線種魚，種群的數(shù)量變化曲線如圖如圖I所示，池塘的承載量（所示，

11、池塘的承載量（K值）是值）是_；若該；若該魚塘中只有魚塘中只有A和和D兩種魚，種群數(shù)量變化曲線如圖兩種魚，種群數(shù)量變化曲線如圖_所示；所示； b b (2) (2) 科研人員對(duì)該魚塘浮游藻類及其它營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者分析，提科研人員對(duì)該魚塘浮游藻類及其它營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者分析，提出每年出每年t t1 1（圖（圖I I）時(shí)開始魚塘增氧、適量施）時(shí)開始魚塘增氧、適量施N N、P P肥及結(jié)合投餌增肥及結(jié)合投餌增加魚塘產(chǎn)量，請(qǐng)從種群特征與生態(tài)系統(tǒng)功能方面分析魚塘增氧、加魚塘產(chǎn)量，請(qǐng)從種群特征與生態(tài)系統(tǒng)功能方面分析魚塘增氧、適量施適量施N N、P P肥進(jìn)行增產(chǎn)的理論依據(jù)：肥進(jìn)行增產(chǎn)的理論依據(jù)：魚塘增氧：魚塘增氧： ，

12、增加產(chǎn)量。，增加產(chǎn)量。適量施適量施N N、P P肥：肥： ，增，增加產(chǎn)量。加產(chǎn)量。（3 3）依據(jù)圖甲信息與生態(tài)學(xué)理論，在浮游藻類生產(chǎn)力一定條）依據(jù)圖甲信息與生態(tài)學(xué)理論，在浮游藻類生產(chǎn)力一定條件下，增加件下，增加A A、B B產(chǎn)量應(yīng)該采取措施產(chǎn)量應(yīng)該采取措施是是 。假設(shè)浮游藻類流向第二營(yíng)養(yǎng)。假設(shè)浮游藻類流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)各種生物的能量相等，浮游藻類的同化量與級(jí)各種生物的能量相等，浮游藻類的同化量與D D魚的同化量之魚的同化量之比最大值為比最大值為 ；每年產(chǎn)量最高的魚種是；每年產(chǎn)量最高的魚種是 。改善生存環(huán)境，降低死亡率，增加環(huán)境容納量改善生存環(huán)境，降低死亡率，增加環(huán)境容納量增加增加C C的養(yǎng)殖量、減

13、少的養(yǎng)殖量、減少D D的數(shù)量的數(shù)量促進(jìn)浮游藻類的繁殖，增加生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)促進(jìn)浮游藻類的繁殖，增加生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的輸入和能量的輸入 300300 B B例：例： 某種植玉米的農(nóng)場(chǎng)，其收獲的玉米籽粒既作雞的飼料，某種植玉米的農(nóng)場(chǎng)，其收獲的玉米籽粒既作雞的飼料，也作人的糧食；玉米秸稈則加工成飼料養(yǎng)牛，生產(chǎn)的牛、雞供也作人的糧食；玉米秸稈則加工成飼料養(yǎng)牛，生產(chǎn)的牛、雞供人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣用作生人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣用作生活供能，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答（不考慮活供能，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答（不考慮空間因素）空間因素

14、） （1 1）請(qǐng)繪出由雞、牛、人、玉米組成的食物網(wǎng)。）請(qǐng)繪出由雞、牛、人、玉米組成的食物網(wǎng)。 （2 2）牛與雞之間）牛與雞之間 （有、無(wú)）競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系？理由是（有、無(wú)）競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系？理由是 人與雞的種間關(guān)系是人與雞的種間關(guān)系是 人與牛的種間關(guān)系是人與牛的種間關(guān)系是（3 3）流經(jīng)該農(nóng)場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量來(lái)自）流經(jīng)該農(nóng)場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量來(lái)自 固定的固定的 無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳以無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳以 形式進(jìn)入該人工生態(tài)群落。形式進(jìn)入該人工生態(tài)群落。（4 4）假設(shè)該農(nóng)場(chǎng)將生產(chǎn)的玉米）假設(shè)該農(nóng)場(chǎng)將生產(chǎn)的玉米1/31/3作為飼料養(yǎng)雞，作為飼料養(yǎng)雞，2/32/3供人食供人食用，生產(chǎn)的雞供人食用。現(xiàn)將玉米調(diào)整為用，生產(chǎn)的雞供人食用。現(xiàn)將玉米調(diào)整