1、5.2生態系統能量流動生態系統能量流動問題探討問題探討 假設你像魯濱遜那樣流落在荒島上，那里出來能假設你像魯濱遜那樣流落在荒島上，那里出來能飲用水以外，幾乎沒有任何事物。你隨身尚存的食物飲用水以外，幾乎沒有任何事物。你隨身尚存的食物只有只有15Kg玉米和一只母雞。那么玉米和一只母雞。那么使自己活的最長使自己活的最長的的辦法是辦法是 : 1.1.先吃雞，然后吃玉米先吃雞，然后吃玉米 2.2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，最后再吃雞最后再吃雞一、一、能量流動的概念能量流動的概念 生態系統的能量流動是指生態系統中能量的生態系統的能量流動是指生

2、態系統中能量的輸入、輸入、傳遞、轉化傳遞、轉化和和散失散失的過程。的過程。能量流動的分析：能量流動的分析： 能量流經能量流經一個種群一個種群的情況的情況能量能量輸入輸入 種群種群能量儲存能量儲存能量散失能量散失 研究生態系統中能量流動一般在研究生態系統中能量流動一般在群體水平群體水平上上太陽能太陽能起點：起點： 渠道渠道: :食物鏈和食物網食物鏈和食物網生產者生產者生產者所固定的太陽能的生產者所固定的太陽能的總量總量( (約占約占1%)1%) 二、能量流動的過程二、能量流動的過程生產者生產者消費者消費者太陽光能太陽光能 前一營養級前一營養級 5.5.各營養級能量的去路有哪些？請各營養級能量的去

3、路有哪些？請以以生產者生產者( (第一營養級第一營養級) )為例為例說明說明. .1.1.生態系統的能量來源是什么？生態系統的能量來源是什么？2.2.能量流動的起點和渠道是什么？能量流動的起點和渠道是什么？3.3.流經生態系統的總能量是什么？流經生態系統的總能量是什么？4.4.各個營養級能量的來源又是什么？各個營養級能量的來源又是什么？請閱讀并討論請閱讀并討論: :呼吸作用消耗呼吸作用消耗 用于生長、發育、繁殖等生命活動用于生長、發育、繁殖等生命活動被分解者所利用被分解者所利用 被下一營養級的生物所利用被下一營養級的生物所利用 能量的傳遞能量的傳遞能量傳遞的形式是什么？能量傳遞的形式是什么？

4、儲存在有機物中的化學能儲存在有機物中的化學能生產者能量的變化生產者能量的變化初級消費初級消費者攝入者攝入生產者生產者光光合合作作用用分解者利用分解者利用呼吸作用散失呼吸作用散失自身的生自身的生長發育和長發育和繁殖繁殖太陽太陽初級消費者初級消費者攝入攝入用于生長用于生長發育和繁殖發育和繁殖次級消費者次級消費者攝入攝入呼吸作用呼吸作用散失散失遺體遺體殘骸殘骸初級消費者初級消費者同化同化分解者利用分解者利用糞便糞便呼吸作用呼吸作用散失散失呼吸作用消耗呼吸作用消耗分解者分解利用分解者分解利用下一營養級攝入下一營養級攝入去路：去路：.攝入量就是同化量嗎？攝入量就是同化量嗎？同化量同化量=呼吸消耗量呼吸消

5、耗量+用于生長、發育和繁殖的能量用于生長、發育和繁殖的能量 （下一營養級同化（下一營養級同化+分解者分解利用）分解者分解利用）攝入量攝入量= =同化量同化量+ +糞便量糞便量不是不是同化作用同化作用是指生物體把從外界環境中獲取的營養物是指生物體把從外界環境中獲取的營養物質轉變成自身物質，并且儲存能量的過程。質轉變成自身物質，并且儲存能量的過程。（屬于分解者利用的能量）（屬于分解者利用的能量）下一營養級的攝入量下一營養級的攝入量生態系統的能量流動過程圖解生態系統的能量流動過程圖解: :生產者生產者(植物植物)初級消費者初級消費者(植食動物植食動物)次級消費者次級消費者(肉食動物肉食動物)三級消費

6、者三級消費者(肉食動物肉食動物)ABCBB請表述請表述: :圖中的圖中的箭頭箭頭A A、B B、C C各表示什么含義各表示什么含義? ?請觀察請觀察: :生態系統的能量流動圖解生態系統的能量流動圖解: :生產者生產者(植物植物)呼吸作用呼吸作用初級消費者初級消費者(植食動物植食動物)呼吸作用呼吸作用次級消費者次級消費者(肉食動物肉食動物)呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸呼吸三級消費者三級消費者(肉食動物肉食動物)呼吸作用呼吸作用請討論請討論: :流經某生態系統的能量能否再回到這個生態系統中來流經某生態系統的能量能否再回到這個生態系統中來? ?例例11.下列有關能量流動過程的敘述，正確的是下

7、列有關能量流動過程的敘述，正確的是 （ ） A.當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部能量能量 B.當狼捕食兔子并經同化作用合成了自身的有機當狼捕食兔子并經同化作用合成了自身的有機物時，能量就從第一營養級流入了第二營養級物時，能量就從第一營養級流入了第二營養級 C.生產者通過光合作用制造有機物時，能量就由生產者通過光合作用制造有機物時，能量就由無機環境流入了生物群落無機環境流入了生物群落 D.生態系統的能量流動是從消費者捕食開始的生態系統的能量流動是從消費者捕食開始的C2.初級消費者體內的能量，其去路不包括初級消費者體內的能量，其去路不包括 （ ） A.被

8、次級消費者獲得被次級消費者獲得 B.被第二營養級的其他生物獲得被第二營養級的其他生物獲得 C.被自身呼吸作用消耗被自身呼吸作用消耗 D.被分解者通過呼吸作用散失到環境中被分解者通過呼吸作用散失到環境中B賽達伯格湖能量流動圖解賽達伯格湖能量流動圖解三、能量流動的特點三、能量流動的特點營養級營養級流入能量流入能量流出能量流出能量（輸入后一（輸入后一個營養級）個營養級）出入比出入比生產者生產者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物 分解者分解者 464.6464.662.862.812.612.614.614.662.862.812.612.613.52%13.52%20.06%20.06%1.1

9、.根據賽達伯格湖能量流動圖解完成下列表格根據賽達伯格湖能量流動圖解完成下列表格2.2.根據根據“賽達伯格湖的能量流動圖解賽達伯格湖的能量流動圖解”，計算相鄰兩，計算相鄰兩個營養級間能量傳遞效率。個營養級間能量傳遞效率。各營養級之間的傳遞效率各營養級之間的傳遞效率在多大范圍內在多大范圍內? ?傳遞效率傳遞效率= =上一營養級的同化量上一營養級的同化量本營養級的同化量本營養級的同化量100%100%從第一營養級到第二營養級的傳遞效率從第一營養級到第二營養級的傳遞效率從第二營養級到第三營養級的傳遞效率從第二營養級到第三營養級的傳遞效率13.5%13.5%20%20%結論：結論：相鄰營養級的傳遞效率大

10、約是相鄰營養級的傳遞效率大約是10%20%10%20%。 流入某一營養級的能量主要有以下去向：一部分流入某一營養級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養級的通過該營養級的呼吸作用散失了呼吸作用散失了；一部分作為排出；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉物、遺體或殘枝敗葉不能進入下一營養級，而為分不能進入下一營養級，而為分解者所利用解者所利用；還有一部分；還有一部分未能進入（未被捕食）未能進入（未被捕食）下下一營養級。所以，流入某一營養級的能量不可能百一營養級。所以，流入某一營養級的能量不可能百分之百地流到下一營養級。分之百地流到下一營養級。 3.3.流入某一營養級的能量，為什么不會百分之百流到流入

11、某一營養級的能量，為什么不會百分之百流到下一個營養級？下一個營養級？三、能量流動的特點三、能量流動的特點第二、逐級遞減：第二、逐級遞減： 逐級遞減的原因：逐級遞減的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一個營養級利用。未被下一個營養級利用。傳遞效率為傳遞效率為1020.第一、單向流動：第一、單向流動：只能沿食物鏈由低營養級流向高營養級只能沿食物鏈由低營養級流向高營養級以以熱能熱能形式散失的能量無法再被利用形式散失的能量無法再被利用能量金字塔能量金字塔 由單位時間內各營養級所得到的能量數值由單位時間內各營養級所得到的能量數值由低到高繪制的圖形叫做由低到高繪制的圖形叫

12、做能量金字塔能量金字塔. . 說一說說一說能量金字塔可以說明能量金字塔可以說明什么問題？什么問題？在一個生態系統中，營養級在一個生態系統中，營養級越多，在能量流動的過程中越多，在能量流動的過程中消耗的能量就越多，能量流消耗的能量就越多，能量流動是單向、逐級遞減的。動是單向、逐級遞減的。在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數比例關系如下圖所示：比例關系如下圖所示：昆蟲昆蟲樹樹鳥鳥數量比例圖數量比例圖鳥鳥樹樹昆蟲昆蟲能量金字塔能量金字塔生物數目一定也是金字塔嗎生物數目一定也是金字塔嗎? ?學以致用學以致用 假設你像魯濱遜那樣流落在荒島上，那里出來能假設你像魯濱

13、遜那樣流落在荒島上，那里出來能飲用水以外，幾乎沒有任何事物。你隨身尚存的食物飲用水以外，幾乎沒有任何事物。你隨身尚存的食物只有只有15Kg玉米和一只母雞。那么玉米和一只母雞。那么使自己活的最長使自己活的最長的的辦法是辦法是 : 1.1.先吃雞，然后吃玉米先吃雞，然后吃玉米 2.2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，最后再吃雞最后再吃雞玉米玉米雞雞人人1.玉米玉米雞雞人人2.假設：能量的傳遞效率為假設：能量的傳遞效率為10%，母雞重量為，母雞重量為2Kg，計算第一種的情況，人所得的能量是？計算第一種的情況，人所得的能量是？第二種情況中，第二種

14、情況中，1/3的玉米給雞吃，剩下的全給人吃。的玉米給雞吃，剩下的全給人吃。那么人所得的能量是多少？那么人所得的能量是多少？玉米玉米雞雞人人玉米玉米雞雞人人四、研究能量流動的實踐意義四、研究能量流動的實踐意義2 2、幫助人們合理地調整生態系統中的能量、幫助人們合理地調整生態系統中的能量 流動關系，流動關系，使能量持續高效地流向對人使能量持續高效地流向對人 類最有益的部分。類最有益的部分。 如如: :草場放牧草場放牧1 1、幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，、幫助人們科學規劃、設計人工生態系統， 使使能量得到最有效的利用。能量得到最有效的利用。 如如: :生態農業生態農業 桑基魚塘桑基魚塘沼氣池

15、小結小結小結小結生態系統的能量流動生態系統的能量流動概念概念過程過程特點特點實踐實踐意義意義單向流動單向流動逐級遞減逐級遞減傳遞效率傳遞效率指生態系統中能量的指生態系統中能量的輸入輸入、傳遞傳遞、轉化轉化和和散失散失過程。過程。1 1、幫助人們科學規劃、設計人工生態、幫助人們科學規劃、設計人工生態 系統，使能量得到系統，使能量得到最有效最有效的利用。的利用。2 2、使能量、使能量持續高效持續高效地流向對人類最地流向對人類最 有益的部分。有益的部分。跟蹤反饋跟蹤反饋: :1.1.流經生態系統的總能量是流經生態系統的總能量是( )( ) A. A. 照射到該生態系統內所有植物體葉面上的太陽能照射到

16、該生態系統內所有植物體葉面上的太陽能 B. B. 射進該系統的全部太陽能射進該系統的全部太陽能 C. C. 該系統全部生產者所固定的太陽能的總量該系統全部生產者所固定的太陽能的總量 D. D. 生產者傳遞給消費者的全部能量生產者傳遞給消費者的全部能量C B B 2.2.生態系統的能量金字塔中，構成塔基的生態系統的能量金字塔中，構成塔基的 一般是一般是( )( ) A A初級消費者初級消費者 B B生產者生產者 C C次級消費者次級消費者 D D分解者分解者 3.3.初級消費者體內能量的去路不包括初級消費者體內能量的去路不包括( )( ) A A用于自身的生長、發育和繁殖用于自身的生長、發育和繁

17、殖 B B被第一營養級的其他生物所獲得被第一營養級的其他生物所獲得 C C以熱能的形式散失以熱能的形式散失 D D被分解者分解釋放到環境中去被分解者分解釋放到環境中去B B C C4.4.根據生態學原理，要使能量流經食物鏈總消耗根據生態學原理，要使能量流經食物鏈總消耗 最少，人們應采用哪種食物結構（最少，人們應采用哪種食物結構（ ） A A以禽類、蛋類為主以禽類、蛋類為主 B B以淡水養殖的魚、蝦為主以淡水養殖的魚、蝦為主 C C以谷物和植物蛋白為主以谷物和植物蛋白為主 D D以豬肉等家畜肉類為主以豬肉等家畜肉類為主A A營養級營養級能量（能量（Jm-2Jm-2）a a141.10141.10

18、10105 5b b15.9115.9110105 5c c0.880.8810105 5d d871.27871.2710105 55 5、調查得知某河流生態系統的營養結構共有、調查得知某河流生態系統的營養結構共有4 4個個營養級（以營養級（以a a、b b、c c、d d表示）。經測定一年中流表示）。經測定一年中流經這經這4 4個營養級的能量分別為：個營養級的能量分別為：該生態系統中初級消費者是該生態系統中初級消費者是( )( )A A、 a Ba B、b b C C、 c Dc D、d d6.根據下圖所表示的食物網根據下圖所表示的食物網, 結合能量流動的特點進結合能量流動的特點進行計算行計算:牧草牧草鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹 如果牧草固定了如果牧草固定了1000焦耳的能量焦耳的能量, 則貓頭鷹則貓頭鷹最少能獲