生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、非生物的物質(zhì)和能量非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者捕食關(guān)系捕食關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分的組成成分食物鏈和食物鏈和食物網(wǎng)食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上節(jié)回顧上節(jié)回顧問題問題探討探討: :假假如你像小說如你像小說中的魯濱遜那樣，流落在中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，除了飲用水一個荒島上，除了飲用水之外沒有任何食物。你隨之外沒有任何食物。你隨身帶的食物只有一只母雞、身帶的食物只有一只母雞、15Kg15Kg玉玉米。米。策略：策略： 1.1.先吃雞再吃玉先吃雞再吃玉米。米。 2.2.先吃玉米，同時用一部先吃玉米，同時用一部分玉分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋

2、，最后吃雞。蛋，最后吃雞。第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（主要功能之一）（主要功能之一）一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念 概概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失傳遞、轉(zhuǎn)化、散失的過程稱為生態(tài)系的過程稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。統(tǒng)的能量流動。1 1、小草的能量來自哪里、小草的能量來自哪里? ?二、二、能量流動的能量流動的過程過程2 2、照射在草地上的太陽能、照射在草地上的太陽能都被小草吸收了嗎都被小草吸收了嗎? ?小草吸小草吸收了光能，光能發(fā)生了什收了光能，光能發(fā)生了什么變化？么變化？3 3、小草固定的太陽能、小草固定的太陽能

3、, , 有有哪些去向哪些去向? ?兔子兔子老鷹老鷹草草第一營養(yǎng)級能量的去向第一營養(yǎng)級能量的去向1、兔子把草吃進肚子里、兔子把草吃進肚子里,草中的能量草中的能量都被兔子吸收了嗎都被兔子吸收了嗎?2、兔子吸收了能量后、兔子吸收了能量后,這些能量有哪這些能量有哪些去向些去向?能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖同化作用：同化作用：消化后的營養(yǎng)重新組合，消化后的營養(yǎng)重新組合，形成有機物和貯存能量的過程形成有機物和貯存能量的過程 量量 量量 量量 同化同化攝入攝入糞便糞便初級消費者初級消費者攝入的能量攝入的能量第二營養(yǎng)級能量的去向第二營養(yǎng)級能量的去向輸入輸入：傳遞傳遞：能量沿著能量沿著食物鏈

4、（網(wǎng)）食物鏈（網(wǎng)）逐級流動逐級流動散失：散失：經(jīng)各級生物及分解者的呼吸作用，以經(jīng)各級生物及分解者的呼吸作用，以熱能熱能散失散失 生產(chǎn)者生產(chǎn)者固定固定的太陽能的總量的太陽能的總量總能量：總能量：太陽能太陽能能量來源能量來源：轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化：熱能熱能太陽光能太陽光能化學(xué)能化學(xué)能光合作用呼吸作用三、三、能量流動能量流動的特點的特點 為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時，每一級為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時，每一級的能量變化和轉(zhuǎn)移效率。的能量變化和轉(zhuǎn)移效率。美國生態(tài)學(xué)家林德曼美國生態(tài)學(xué)家林德曼對一個對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊賽達伯格湖賽達伯格湖的能量流動的能量流動進行了定量分析。

5、進行了定量分析。營養(yǎng)級營養(yǎng)級輸入能量輸入能量流出能量流出能量( (輸入后一營養(yǎng)級輸入后一營養(yǎng)級) )( (傳遞效率傳遞效率) )生生產(chǎn)者產(chǎn)者植植食性動物食性動物肉肉食性動物食性動物 464.6464.662.813.5%62.862.812.620.0%12.612.6能量流動的特點：能量流動的特點： 原因：原因：食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的，食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的，而各個營養(yǎng)級呼吸產(chǎn)生的熱能不能被生物利用。而各個營養(yǎng)級呼吸產(chǎn)生的熱能不能被生物利用。 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、部分未被下一個營養(yǎng)級利用。被下一個營養(yǎng)級利用。傳遞效率傳

6、遞效率下一營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量本營養(yǎng)級的同化量本營養(yǎng)級的同化量傳遞效率的相關(guān)計算：傳遞效率的相關(guān)計算：X X 100% 例例2：在珠江三角洲某一?；~塘使用在珠江三角洲某一?；~塘使用蠶糞蠶糞作飼料來喂魚。假作飼料來喂魚。假設(shè)設(shè)蠶同化蠶同化的能量為的能量為105kJ，從能量流動角度分析，魚可從中獲得，從能量流動角度分析，魚可從中獲得能量為（能量為（ ）A0kJ B104 kJ C2104kJ D介于介于104kJ和和2104kJ之間之間AA同化量攝入量糞便量同化量攝入量糞便量 下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，請回答：若該生態(tài)系統(tǒng)的下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，請回答：若該生態(tài)系統(tǒng)的能量流

7、動效率平均為能量流動效率平均為10%10%，同一營養(yǎng)級的每種生物獲得的能量，同一營養(yǎng)級的每種生物獲得的能量是均等的，那么第一營養(yǎng)級的同化能量為是均等的，那么第一營養(yǎng)級的同化能量為2 210107 7KJKJ，則鷹最終，則鷹最終獲得的能量是獲得的能量是_。要使鷹的數(shù)量最多它應(yīng)處于第。要使鷹的數(shù)量最多它應(yīng)處于第_營養(yǎng)級。營養(yǎng)級。5 510104 43 32 210107 710106 610106 65 510104 45 510103 35 510104 45 510102 25 510103 3至少和最多的解題應(yīng)用：至少和最多的解題應(yīng)用：1.在在已知較高營養(yǎng)級已知較高營養(yǎng)級生物的能量生物的能量

8、求較低營養(yǎng)級求較低營養(yǎng)級生物的能量時，生物的能量時，若求若求“最多最多”值值，則說明較低營養(yǎng)級的能量按，則說明較低營養(yǎng)級的能量按 效率傳遞；效率傳遞；若求若求“至少至少”值值，則說明較低營養(yǎng)級的能量按，則說明較低營養(yǎng)級的能量按 效率傳遞。效率傳遞。2.已知較低營養(yǎng)級已知較低營養(yǎng)級生物的能量生物的能量求較高營養(yǎng)級求較高營養(yǎng)級生物的能量時，生物的能量時，若求若求“最多最多”值值，則說明較低營養(yǎng)級的能量按，則說明較低營養(yǎng)級的能量按 效率傳遞；效率傳遞；若求若求“至少至少”值值，則說明較低營養(yǎng)級的能量按，則說明較低營養(yǎng)級的能量按 效率傳遞。效率傳遞。例：食物鏈例：食物鏈 草草蟲蟲蛙中，蛙中，蛙增重蛙增

9、重1kg，消耗草至少為，消耗草至少為 kg， 消耗草最多為消耗草最多為 kg。草草蟲蟲蛙蛙“最低最低”“最高最高”“最高最高”“最低最低”120%20%=25110%10%=100圖是某個生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，據(jù)圖回答：若圖是某個生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，據(jù)圖回答：若E E生物種群總能量為生物種群總能量為7.17.110109 9kJkJ，B B生物種群總能量為生物種群總能量為2.32.310108 8 kJ kJ，從理論上計算，從理論上計算A A貯存的總能量最少為貯存的總能量最少為_ kJ_ kJ。 4.8107 肉食性動物肉食性動物 12.612.6 植食性動物植食性動物 62.8 62.

10、8 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6 464.6 能能量金量金字塔字塔 如如把各個營養(yǎng)把各個營養(yǎng)級級生物個體的生物個體的數(shù)量數(shù)量用繪制能量金字塔的方式表用繪制能量金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？有沒有例外？示，是否也成金字塔形？有沒有例外？數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔能量金字塔能量金字塔昆蟲 鳥鳥樹樹1 1樹樹1000昆蟲若干若干只鳥只鳥1樹樹四、研究能量流動的實踐意義四、研究能量流動的實踐意義1.1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)能量的多級利用，提高能量設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)能量的多級利用，提高能量的利用效率。的利用效率

11、。2.2.研究能量流動還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)研究能量流動還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钪械哪芰苛鲃雨P(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。有益的部分。我國古代就已發(fā)展出我國古代就已發(fā)展出”?；~塘桑基魚塘“生產(chǎn)方式：利用桑葉喂蠶，生產(chǎn)方式：利用桑葉喂蠶，蠶沙養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成良性循環(huán)。古蠶沙養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成良性循環(huán)。古人在設(shè)計這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式時，不一定清楚其中的科學(xué)道理，人在設(shè)計這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式時，不一定清楚其中的科學(xué)道理，請從生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點出發(fā)，分析這種設(shè)計的合理性。請從生態(tài)系統(tǒng)能

12、量流動特點出發(fā)，分析這種設(shè)計的合理性。 除除草為了使太陽能更多地流向農(nóng)作物。捉蟲為了使農(nóng)作物草為了使太陽能更多地流向農(nóng)作物。捉蟲為了使農(nóng)作物中的能量散失減少。中的能量散失減少。2 2、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，還可以幫助人們合理地調(diào)整生、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣袘B(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。益的部分。本本?jié)節(jié)知知識識體體系系能能量量流流動動概念：概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入輸入、傳遞傳遞、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化和和散失散失的過程的過程過過程程能量的源頭：能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能

13、量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的生產(chǎn)者固定的太陽能的總量太陽能的總量途徑：途徑：特特點點單向流動：單向流動：逐級遞減：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔：能量金字塔：能量沿食物鏈流動過程中逐級能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；遞減；傳遞效率為傳遞效率為10%20%10%20%。研究研究意義意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠殖掷m(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔柲芴柲苁澄镦満褪澄锞W(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)1.“一山不容二虎”這一諺語，用生態(tài)學(xué)的觀點可以理解為A.虎所需要的

14、生活空間很大B.身體強壯的虎以身體弱小的虎為食C.虎性情孤獨，不群居D.營養(yǎng)級越高的生物，能得到的能量越少，個體數(shù)量也 就越少D2.肉類和雞蛋的價格比糧食和蔬菜高，從生態(tài)學(xué)的觀點看，這是由于A.動物飼養(yǎng)麻煩，花工多，投資大B.動物性食品營養(yǎng)價值高C.食物鏈延長，能量流失多，動物性食品成本高D.植物栽培比較容易C右圖是能量流動的圖解，對此圖解的理解不正確的是A圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物所具 有的能量多少B該圖中C所具有的能量為B的10%20%C該圖中的A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D圖中A具有的能量是B、C、D的能量之和D下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解， 表示相關(guān)過程能量流動量。下列有

15、關(guān)敘述正確的是A是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B分解者分解動植物遺體釋放出來的能量，可供綠色 植物再利用C. 圖中/的比值代表“草兔”的能量傳遞效率D和分別屬于草和兔同化量的一部分 D例例4.4.在在19571957年，美國的生態(tài)學(xué)家年，美國的生態(tài)學(xué)家H.T.OdumH.T.Odum對佛羅里達州的銀泉進行了生態(tài)系對佛羅里達州的銀泉進行了生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查，下表是調(diào)查結(jié)果。表中的、分別統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查，下表是調(diào)查結(jié)果。表中的、分別是表示不同的營養(yǎng)級，為分解者。是表示不同的營養(yǎng)級，為分解者。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表示生物體貯存著的能量（表示生物體貯存著的能量（NP=GP-RNP=GP-R），下列敘述中正），下列敘述中正確的是（確的是（ ） 單位：單位：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生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道可能是生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道可能是B B能量在初級消費者和次級消費者之間的傳遞效率約為能量在初級消費者和次級消費者之間的傳遞效率約為5.5%5.5%C C若該生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機物若該生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機物的總量會增多的總量會增多D D營養(yǎng)級營養(yǎng)級GPGP的去向中，未被利用的能量有一部分殘留在自的去向中，未被利用的能量有一