第二節(jié)----生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性能量流動二、生態(tài)系統(tǒng)的問題探討假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、g玉米。討論：你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：、先吃雞，再吃玉米。、先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞， 吃雞產(chǎn)下的蛋，再吃雞。 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念 草 兔 鷹太陽能輸入光合作用傳遞和轉(zhuǎn)化散失生物體化學(xué)能呼吸熱能過程：呼吸作用分解者分解被植食性動物攝入流入下一營養(yǎng)級能量在第一營養(yǎng)級中的變化太陽生產(chǎn)者固定的太陽能呼吸作用以熱能的

2、形式散失用于生長、發(fā)育、繁殖思考：兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量糞便量）初級消費(fèi)者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入呼吸（熱能）散失遺體殘骸初級消費(fèi)者同化分解者利用糞便吸呼散失.能量在第二營養(yǎng)級中的變化生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸作用初級消費(fèi)者(植食動物)呼吸作用次級消費(fèi)者(肉食動物)呼吸作用分 解 者呼吸作用三級消費(fèi)者(肉食動物)呼吸作用二.能量流動的過程生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：太陽能2.起點： 渠道:食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者3.能量來源：生產(chǎn)者消費(fèi)者太陽能 上一營養(yǎng)級 4.各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？ 請以生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)為例說明.生態(tài)系統(tǒng)

3、的能量來源是什么？流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？2.能量流動的起點和渠道是什么？3.各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？二.能量流動的過程要點4.去路：呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用5.能量的最終歸宿：熱能形式散失5. 能量流動的最終歸宿是什么？生產(chǎn)者固定的太陽能思考與討論、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？、流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？太陽能 化學(xué)能熱能生產(chǎn)者初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者計算: 1、從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的能量總量的百分比是多少？2、從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費(fèi)者所同化的能量總量的百分比是

4、多少？ (13.5%)(20%) 年美國生態(tài)學(xué)家林德曼對塞達(dá)伯格湖內(nèi)各營養(yǎng)級之間的能量流動進(jìn)行了定量分析事實100%耗散掉的能量包括：呼吸散失的熱能；為分解者利用的能量； “未利用”的能量逐級遞減1、為什么流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流入后一個營養(yǎng)級? 、單向流動： 只能從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級，再依次流向后面的各個營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動。、逐級遞減：能量在沿食物鏈傳遞過程中是逐級減少的，一般輸入到某個營養(yǎng)級的能量，只有能夠流到下一個營養(yǎng)級。三.能量流動的特點每個營養(yǎng)級同化能量=下一個營養(yǎng)級同化能量+呼吸消耗能量+分解者釋放能量+未被利用能量注意：糞便量不屬于該營養(yǎng)級同化的能量

5、，應(yīng)該為上一營養(yǎng)級固定或同化的能量。某棄耕地的主要食物鏈由植物田鼠鼬構(gòu)成。生態(tài)學(xué)家對此食物鏈能量流動進(jìn)行了研究，結(jié)果如下表，單位是J/(hm2a)。 (1)能量從第二傳遞到第三營養(yǎng)級的效率是 。 (2)在研究能量流動時，可通過標(biāo)重捕法調(diào)查田鼠種群密度。在1hm2范圍內(nèi)，第一次捕獲標(biāo)記40只田鼠，第二次捕獲30只，其中有標(biāo)記的15只。該種群密度是只/hm2。若標(biāo)記的田鼠有部分被鼬捕食，則會導(dǎo)致種群密度估算結(jié)果 。 (3)田鼠和鼬都是恒溫動物，同化的能量中只有3%5%用于 ，其余在呼吸作用中以熱能形式散失。3%80偏高生長、發(fā)育、繁殖植物田鼠鼬固定的太陽能攝入量同化量呼吸量攝入量同化量呼吸量2.4

6、510111.051097.501087.151082.441072.251072.18107如圖是某生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定量分析圖解，圖中A、B、C代表三個營養(yǎng)級，數(shù)字均為實際測得的能量數(shù)值，單位為J/（cm2a）請據(jù)圖回答： 從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率是_%，從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是_%， ，這體現(xiàn)了能量流動具有的特點是_2013.5如果將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖將會是什么樣的？思考：第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級三.能量流動的特點第一營養(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-根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高

7、繪制而成的金字塔圖形。說一說能量金字塔可以說明什么問題？在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動的過程中消耗的能量就越多，能量流動是單向、逐級遞減的。三.能量流動的特點有沒有例外的情況？三.能量流動的特點數(shù)量金字塔在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：鳥樹昆蟲昆蟲樹鳥數(shù)量比例圖能量金字塔數(shù)量金字塔可能倒置，但能量金字塔不會出現(xiàn)倒置 學(xué)以致用：為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？為什么生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過4個營養(yǎng)級？第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級解答：能量沿著食物鏈的流動是逐級遞減的，且傳遞效率是10 % 20%，那么營養(yǎng)級越高，所獲得的能量越少，當(dāng)營養(yǎng)級

8、達(dá)到第五到六級時，傳遞到該營養(yǎng)級的能量就不足以維持一個營養(yǎng)級生物的生存了。為什么一山不能容二虎？ 本節(jié)知識體系能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網(wǎng)特點單向流動：逐級遞減：研究意義使能量得到最有效的利用使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔柲軣崮? 能量流動的最終歸宿:四、研究能量流動的實踐意義2、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?類最有益的部分。 如:草場放牧、鋤去農(nóng)田中的雜草1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。 如:秸稈 飼料

9、喂牲畜 牲畜糞進(jìn)入沼氣池發(fā)酵 沼氣做燃料 沼渣做肥料或養(yǎng)魚 例如：?；~塘（取泥覆四周為基，中凹下為塘，基種桑，塘畜魚，利用桑葉喂蠶，蠶沙（蠶糞）養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成了良性循環(huán)。合理確定載畜量，保持畜產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)。 1.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是( ) A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體 葉面上的太陽能 B. 射進(jìn)該系統(tǒng)的全部太陽能 C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量 D. 生產(chǎn)者傳遞給消費(fèi)者的全部能量 C 能力提升C 2.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗 最少，人們應(yīng)采用哪種食物結(jié)構(gòu)（ ） A以禽類、蛋類為主 B以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主 C以谷物和植物蛋白為主

10、D以豬肉等家畜肉類為主能力提升3.(多選題)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動 的敘述中正確的是( ) ABDA.能量流動是單向的，不可逆的B.食物鏈越短，可供最高營養(yǎng)級消費(fèi)的能量越多C.初級消費(fèi)者越多，次級消費(fèi)者獲得的能量越少D.營養(yǎng)級越多，散失的能量越多能力提升4. 大象是植食性動物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設(shè)一大象在某一段時間所同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的為( ) A、0 KJ B、106KJ C、2106KJ D、106KJ 2106KJA能力提升5.在綠色植物鼠貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少需要消耗綠色植物_Kg。X20%20%=1Kg x=25Kg能力

11、提升反饋練習(xí)：1、在一個處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動物能夠長時間存活，必須提供（ ）Ao2 BH2oC有機(jī)物 D太陽能BD2、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最多有多少流入到第五營養(yǎng)級（ ）A. 1/5 B.1/125 C.1/25 D.1/6251/51/51/53從能量流動的角度看，一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不超過5個，其原因是（ ）A能量流動是單向的，不循環(huán)的B能量流動是逐級遞減的C流經(jīng)5個營養(yǎng)級后所剩下的能量不足以再維持一個種群生存的最小需要量D沒有第六營養(yǎng)級的兇猛動物 C4假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為l00，按最高傳遞效率計算，第三和第四營養(yǎng)級的消費(fèi)者所獲得能量分別為（ ）A

12、08和 08 B4和 08C4和 4D20和 4 B 5在植物昆蟲蛙蛇這條食物鏈中，若蛇增加1g生物量，至少要消耗植物的生物量是（ ）A1000g B500g C250g D125gD 生物量（biomass)是指某一時刻單位面積內(nèi)實存生活的有機(jī)物質(zhì)（干重）（包括生物體內(nèi)所存食物的重量）總量，通常用kg/m2或t/ha表示。 能量值=平均生物量X個體數(shù)量6、肉食動物不可能是一條食物鏈中的第幾營養(yǎng)級（ ）A第五 B第二C第三 D第四7、對水稻鼠蛇鷹這條食物鏈的錯誤描述是（ ）A.水稻是生產(chǎn)者 B.鼠是初級消費(fèi)者C.蛇是次級消費(fèi)者 D.鷹屬于第三營養(yǎng)級BD8.在一定時期內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固

13、 定的太陽能值為a，全部消費(fèi)者所獲得的能量 值是b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a b c之間的關(guān)系是（ ）A 、a=b+c B、ab+c C. ab+c D.c=a+b B每個營養(yǎng)級同化能量=下一個營養(yǎng)級同化能量+呼吸消耗能量+分解者釋放能量+未被利用能量 9調(diào)查得知某河生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)共有個營養(yǎng)級（以A、B、 C、D表示）。經(jīng)測定，一年中流過個營養(yǎng)級的能量分別為： 營養(yǎng)級 能量（.m) A:141.10 105 B:15.91 105 C:0.88 105 D:871.27 105那么該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費(fèi)者是（）A1、根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng), 結(jié)合能量流動的特點進(jìn)行計算:牧草鼠蛇貓頭鷹 如果牧草固定了1000焦耳的能量, 則貓頭鷹最少能獲得_焦耳能量, 最多能獲得_焦耳能量.140能力提升如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動圖解（能量單位為：J/cm2a），請回答： 圖中A代表_ 能量從第一營養(yǎng)級流到第二營養(yǎng)級的傳遞效率是_%能量從第二營養(yǎng)級流到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是_%2、如果一個人的食物有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動物，1/4來自羊肉，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1Kg體重，約消耗植物（ ）A、10Kg B28Kg C100Kg D280KgD3、如圖所示的食物網(wǎng)中，E是生產(chǎn)