生態(tài)系統(tǒng)能量流動1

1、5.2生態(tài)系統(tǒng)能量流動生態(tài)系統(tǒng)能量流動問題探討：問題探討： 假設(shè)你像魯濱遜那樣，流假設(shè)你像魯濱遜那樣，流落到荒島上落到荒島上, , 隨身尚存的隨身尚存的食物只有一只母雞食物只有一只母雞和和15kg15kg玉米。為了使自己玉米。為了使自己堅持更堅持更長時間長時間，以等待救援，你，以等待救援，你將選擇哪一種策略將選擇哪一種策略？策略：策略：先吃雞，再吃玉米。先吃雞，再吃玉米。先吃玉米，同時用一部分玉先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞吃雞。照射在草地上的太陽能照射在草地上的太陽能 都被小草固定了嗎都被小草固定了嗎? ? 一、能量流動的過程一、能量流動的過

2、程 太陽能被小草固定后太陽能被小草固定后, ,這些這些能量有哪些去向能量有哪些去向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命活動活動熱能熱能暫未利用暫未利用分解者分解者殘枝敗葉等殘枝敗葉等兔子吸收了草中的能量后兔子吸收了草中的能量后, ,這些能量有哪些去向這些能量有哪些去向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命活動活動熱能熱能 分解者分解者殘骸殘骸兔子把草吃進肚子里兔子把草吃進肚子里, ,草草 中的能量都被兔子吸收了中的能量都被兔子吸收了 嗎嗎? ? 同化同化 暫未利用暫未利用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用暫未利用暫未利用暫未利用暫未利用暫未利用暫未利用殘枝敗葉等殘枝敗葉等殘骸殘骸殘骸殘骸分解者

3、分解者分解者分解者分解者分解者殘枝敗葉等殘枝敗葉等殘骸殘骸殘骸殘骸 散失（分解者）散失（分解者） 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用） 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者分解者分解者分解者生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。過程。傳遞傳遞傳遞傳遞教材圖示詳解一教材圖示詳解一 （1 1）圖示）圖示析圖：能量流動的過程析圖：能量流動的過程 （1 1）能量的輸入）能量的輸入源頭：太陽能。源頭：太陽能。起點：從生產(chǎn)者固定的太陽能開始。起點：從生產(chǎn)者固定的太陽能開始。總能量：總能量： 。生產(chǎn)者固定的全部太陽能生產(chǎn)者固定的全部太

4、陽能（2 2）能量的傳遞）能量的傳遞 傳遞渠道：傳遞渠道： 。 流動形式流動形式：有機物中的化學(xué)能。：有機物中的化學(xué)能。食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)（3 3）能量的轉(zhuǎn)化：）能量的轉(zhuǎn)化：（4）能量的散失：）能量的散失：太陽能太陽能有機物中的化學(xué)能有機物中的化學(xué)能ATP中的化學(xué)能中的化學(xué)能(直接用于各項生命活動直接用于各項生命活動)和熱能和熱能（最終散失）。（最終散失）。能量散失的形式能量散失的形式：以熱能形式散失。：以熱能形式散失。散失途徑散失途徑：呼吸作用，包括各個營養(yǎng)級自身的：呼吸作用，包括各個營養(yǎng)級自身的 呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。（5）箭頭由粗到細：表示

5、流入下一營養(yǎng)級的能量逐）箭頭由粗到細：表示流入下一營養(yǎng)級的能量逐 級遞減。級遞減。 （6）隨營養(yǎng)級的升高，儲存在生物體內(nèi)的能量越來）隨營養(yǎng)級的升高，儲存在生物體內(nèi)的能量越來 越少。越少。呼吸消耗呼吸消耗同化同化生長生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖教材圖示詳解二：教材圖示詳解二：析圖（析圖（1 1）：）：A.A.消費者攝入能量（消費者攝入能量（a a）= =消費者同化能量消費者同化能量（ b b ） + + 糞 便 中 能 量 （糞 便 中 能 量 （ c c ） ， 即 動 物 糞 便 中 能 量 不 屬） ， 即 動 物 糞 便 中 能 量 不 屬該 營 養(yǎng) 級 同 化 能 量 ， 應(yīng) 為 上 一

6、個 營 養(yǎng) 級 固 定 或 同該 營 養(yǎng) 級 同 化 能 量 ， 應(yīng) 為 上 一 個 營 養(yǎng) 級 固 定 或 同化能量?；芰俊＃ɡ珧掾肜么笙蟮募S便獲得能量，就不能說蜣例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，就不能說蜣螂獲螂獲 得了大象的能量。得了大象的能量。）B B . . 消 費 者 同 化 能 量 （消 費 者 同 化 能 量 （ b b ） = = 呼 吸 消 耗呼 吸 消 耗 ( ( d d ) +) + 生 長 、 發(fā)生 長 、 發(fā)育和繁殖（育和繁殖（e e）。）。C C . . 生 長 、 發(fā) 育 和 繁 殖 （生 長 、 發(fā) 育 和 繁 殖 （ e e ） = = 分 解 者 分

7、解 利 用分 解 者 分 解 利 用 ( ( f f ) +) +下 一 營 養(yǎng) 級 同 化 （下 一 營 養(yǎng) 級 同 化 （ i i ） + + 未 被 利 用未 被 利 用 ( ( j j ) ) ， 即 消 費 者 同， 即 消 費 者 同化 能 量 若 為 兩 部 分 之 和 是化 能 量 若 為 兩 部 分 之 和 是 b b = = d d + + e e ； 若 為 四 部 分 之 和； 若 為 四 部 分 之 和是是b b= =d d+ +f f+ +i i+ +j j?？偨Y(jié)：同化量總結(jié)：同化量/ /流入量流入量/ /輸入量輸入量=攝入量攝入量- -糞便量糞便量（2 2）流入一

8、個營養(yǎng)級的能量是指被這個營養(yǎng)級的）流入一個營養(yǎng)級的能量是指被這個營養(yǎng)級的 生物所生物所同化同化的全部能量。的全部能量。能量的來源與去路能量的來源與去路： 生產(chǎn)者的能量主要來自生產(chǎn)者的能量主要來自固定的固定的太陽能太陽能 其余各營養(yǎng)級的能量來自上一營養(yǎng)級所其余各營養(yǎng)級的能量來自上一營養(yǎng)級所同化的同化的能量能量來來源源 自身呼吸消耗、轉(zhuǎn)化為其他形式的能量和熱能自身呼吸消耗、轉(zhuǎn)化為其他形式的能量和熱能 流向下一營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級 殘體、糞便等被分解者分解殘體、糞便等被分解者分解 未被利用：包括生物每年的積累量，也包括動未被利用：包括生物每年的積累量，也包括動 植物殘體以化學(xué)燃料形式被儲存起來的能量

9、植物殘體以化學(xué)燃料形式被儲存起來的能量去去路路分解者來自生產(chǎn)者、消費者的遺體和排遺物分解者來自生產(chǎn)者、消費者的遺體和排遺物（1 1）相鄰營養(yǎng)級生物吃與被吃關(guān)系不可逆）相鄰營養(yǎng)級生物吃與被吃關(guān)系不可逆 轉(zhuǎn)，能量只能從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。轉(zhuǎn)，能量只能從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。2、逐級遞減（、逐級遞減（10-20%）二、能量流動的特點1、單向流動、單向流動 （1 1）每個營養(yǎng)級都要呼吸消耗一部分能量；）每個營養(yǎng)級都要呼吸消耗一部分能量； （3 3）每個營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被）每個營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被 下一營養(yǎng)級利用（最終被分解者分解）。下一營養(yǎng)級利用（最終被分解者分解）。（2 2）各營

10、養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法被）各營養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法被 重復(fù)利用。重復(fù)利用。（2 2）有少部分能量隨殘枝敗葉直接傳給了分解者）有少部分能量隨殘枝敗葉直接傳給了分解者3 3、能量傳遞效率及有關(guān)計算、能量傳遞效率及有關(guān)計算1.1.能量傳遞效率能量傳遞效率 一般說來，能量傳遞的平均效率大約為一般說來，能量傳遞的平均效率大約為10%10% 20%20%。能量傳遞效率能量傳遞效率= =下一營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量100%100%2.2.能量傳遞效率的相關(guān)能量傳遞效率的相關(guān)“最值最值”計算計算 能量在流經(jīng)各個營養(yǎng)級時，上一營養(yǎng)級的能量能量在流經(jīng)各個營養(yǎng)級

11、時，上一營養(yǎng)級的能量 大約有大約有10%10% 20%20%傳到下一營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高，傳到下一營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高， 能量越少。因此食物鏈越長，能量損失越多。能量越少。因此食物鏈越長，能量損失越多。 為了充分利用能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。有關(guān)為了充分利用能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。有關(guān) 能量的能量的“最值最值”計算方法總結(jié)如下：計算方法總結(jié)如下： 選最短食物鏈選最短食物鏈 知低營養(yǎng)級知低營養(yǎng)級 按按20%20%計算計算 求高營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級 選最長食物鏈選最長食物鏈 按按10%10%計算計算獲得能量最多獲得能量最多獲得能量最少獲得能量最少 選最長食物鏈選最長食物鏈知高營養(yǎng)級知高營養(yǎng)級 按按10%10

12、%計算計算求低營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級 選最短食物鏈選最短食物鏈 按按20%20%計算計算需最多能量需最多能量需最少能量需最少能量 同一食物鏈不同環(huán)節(jié)能量傳遞效率往往不同一食物鏈不同環(huán)節(jié)能量傳遞效率往往不完全相同，不涉及完全相同，不涉及“最多最多”、“最少最少”，計算時，計算時不能按不能按10%10%或或20%20%，而需按具體數(shù)值計算。如在食，而需按具體數(shù)值計算。如在食物鏈物鏈A AB BC CD D中，能量傳遞效率分別為中，能量傳遞效率分別為a a% %、b b% %、c c%,%,若若A A的能量為的能量為M M, ,則則D D的能量為的能量為M Ma a% %b b% %c c% %。提醒提醒

13、賽達伯格湖的能量流動圖解賽達伯格湖的能量流動圖解用表格的形式將數(shù)據(jù)進行整理用表格的形式將數(shù)據(jù)進行整理, ,并計算傳遞效率。并計算傳遞效率。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) )出入比出入比( (傳遞效率傳遞效率) )生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物 464.6464.662.813.52%62.862.812.620.06%12.612.6能量的傳遞效率的計算方法能量的傳遞效率的計算方法1. 1.在浮游植物在浮游植物小魚小魚海豹海豹虎鯨這條食物鏈虎鯨這條食物鏈中，若虎鯨增加中，若虎鯨增加1kg1kg體重，體重，最多最多消耗浮游植

14、物消耗浮游植物的量為（的量為（ ） A A1kg B1kg B10kg C10kg C125kg D125kg D1000kg1000kgD2.2.如圖食物網(wǎng)中，假如鷹的食物有如圖食物網(wǎng)中，假如鷹的食物有2/52/5來自兔，來自兔，2/52/5來自鼠，來自鼠，1/51/5來自蛇，那么，鷹若要增加來自蛇，那么，鷹若要增加20g20g體重，體重，最少最少需要消耗的植物為（需要消耗的植物為（ ）A A80g B80g B900g 900g C C800g D800g D600g600gB效率低效率低效率高效率高根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的級所得到的能量能量數(shù)值數(shù)值繪制而成繪

15、制而成-能量金字能量金字塔塔 三、能量、數(shù)量金字塔根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所具的級所具的生物數(shù)量生物數(shù)量數(shù)值繪數(shù)值繪制而成制而成數(shù)量數(shù)量金字塔金字塔ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級能量金字塔低高營養(yǎng)級低高能量v注意：注意：數(shù)量金字塔昆蟲昆蟲樹樹鳥鳥數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔鳥鳥樹樹昆蟲昆蟲能量金字塔能量金字塔特殊情況：對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者（大葉藻）生產(chǎn)者（大葉藻）4 8004 800萬噸萬噸次級消費者（吃小魚蝦的大魚）次級消費者（吃小魚蝦的大魚）1717萬噸萬噸三級消費者（吃大魚的魚）三級消費者（吃大魚的魚）3 3萬噸。萬噸。初級消費者（吃大葉藻的小魚蝦）初級消費者（吃大葉藻的小魚蝦）12001200萬噸萬噸生物量金字塔生物