第3章

生態系統及其穩定性第2節生態系統的能量流動1.分析能量在營養級間的流動情況和賽達伯格湖的能量流動，概述生態系統中能量流動的過程和特點。（重點）學習目標（第1課時）問題探討

假設你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有1只母雞、15kg玉米。你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？方案1方案2先后一部分吃雞蛋一部分一、生態系統的能量流動1.概念：生態系統中能量的_______、_______、_______和_______的過程。輸入傳遞轉化散失如何研究生態系統的能量流動呢？能量的輸入能量的散失生態系統傳遞轉化

一切生命活動都伴隨著能量的變化。沒有能量的輸入，也就沒有生命和生態系統。一、生態系統的能量流動2.研究能量流動的基本思路能量輸入種群能量儲存能量散失能量輸入某營養級能量儲存能量散失能量流經一個種群的情況可以圖示如下：能量輸入個體1個體2個體3……儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數據可能不準確；不同個體間差異過大。如果將這個種群作為一個整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動的基本思路。如果以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，可能因為食物網的復雜性而影響結果的準確性。應將一個營養級中的所有種群作為一個研究整體，此時下圖將概括為何種形式呢？

可以比較精確地測量每一個營養級能量的輸入值和輸出值。草等兔等鷹等第一營養級第二營養級第三營養級思考：（1）小草的能量來自哪里?（2）照射在草地上的太陽能如何被小草吸收?這些能量都被小草吸收了嗎?（3）小草吸收了太陽能后，以何種形式儲存？這些能量有哪些去向?二、能量流動的過程1.能量流經生產者（第一營養級）的過程來源？去向？光合作用固定(同化量)呼吸作用以熱能形式散失小草的能量來自哪里？光能全部被草吸收了嗎？草固定的能量有哪些去向？1%生產者通過光合作用固定（同化量）流入下一營養級殘枝敗葉被分解者分解二、能量流動的過程用于自身生長、發育和繁殖（1）輸入生態系統的總能量：生產者固定的太陽能在人工生態系統中，總能量還有人工補充的能量（例如飼料、餌料等）同化作用：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。99%散失呼吸作用以熱能形式散失生產者所固定的太陽能太陽能用于生長、發育、繁殖流入下一營養級殘枝敗葉等被分解者利用未被利用（定時）總光合作用=呼吸作用+凈光合作用二、能量流動的過程1.能量流經生產者（第一營養級）的過程(同化量)(呼吸消耗量)注意:如果在某一時間段分析能量去向，還應有未被利用（活體、煤炭、石油）的能量(最終也將被分解者利用)。1%絕大部分未被固定兔子把草吃進肚子里，草中的能量都被兔子吸收(同化)了嗎？攝入二、能量流動的過程生產者通過光合作用固定（同化量）攝入量=同化量糞便量+糞便糞便量屬于誰的能量？屬上一營養級（草）的同化量。同化為自身能量第二營養級（同化量）兔同化了小草的能量后，這些能量有哪些去向？二、能量流動的過程流入下一營養級呼吸作用以熱能形式散失遺體殘骸被分解者分解用于自身生長、發育和繁殖呼吸作用散失（熱能）糞便呼吸作用散失（熱能）分解者利用遺體殘骸初級消費者（攝入量）用于生長、發育和繁殖攝入量=同化量+糞便量次級消費者攝入初級消費者（同化量）同化量

=呼吸作用散失＋自身生長、發育和繁殖自身生長、發育和繁殖

=流入下一營養級＋分解者利用2.能量流經初級消費者（第二營養級）的示意圖二、能量流動的過程流入第二營養級的能量（消化吸收到體內的）屬于上一營養級的同化量二、能量流動的過程最高營養級沒有流入下一營養級的能量去向呼吸作用以熱能形式散失遺體殘骸被分解者分解用于自身生長、發育和繁殖鷹同化了兔的能量后，這些能量有哪些去向？最高營養級（同化量）二、能量流動的過程3.能量流經最高營養級（鷹）的示意圖呼吸作用散失（熱能）糞便呼吸作用散失（熱能）分解者利用遺體殘骸最高營養級(攝入量）用于生長、發育和繁殖攝入量=同化量+糞便量最高營養級（同化量）同化量

=呼吸作用散失＋自身生長、發育和繁殖同化量

=呼吸作用散失＋分解者利用二、能量流動的過程3.歸納各營養級能量去向某營養級同化量呼吸作用中以熱能形式散失

用于自身生長、發育和繁殖※最高營養級沒有這一去向被分解者分解利用流入下一個營養級未被利用※某段時間內的能量去向在生態系統中，能量流動大致可以概括為如圖：二、能量流動的過程生產者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用生產者固定的太陽能為流經生態系統的總能量輸入傳遞以有機物的形式沿食物鏈和食物網向下一營養級傳遞熱能散失①輸入該生態系統的總能量是什么？②生態系統中能量傳遞的形式和渠道分別是什么？生產者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者二、能量流動的過程4.構建能量流動模型輸入若為人工生態系統，還有人為補充的能量（如飼料中的能量）。概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統

的能量流動。生產者固定太陽能。①能量來源：③流經生態系統總能量：②能量流動的起點:生產者固定的太陽能總量（約占1%）。太陽能（主要）生產者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者二、能量流動的過程4.構建能量流動模型傳遞轉化熱能太陽光能有機物中化學能光合作用呼吸作用概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統

的能量流動。②途徑：①形式：食物鏈和食物網（營養結構）儲存于有機物中的化學能生產者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者二、能量流動的過程4.構建能量流動模型散失概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統

的能量流動。②途徑：①形式：生物自身的呼吸作用。最終以熱能形式散失。生產者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用易錯點訓練：1.初級消費者糞便中的能量屬于

。2.初級消費者的同化量：

。3.初級消費者用于生長發育繁殖的能量：

。⑤①或②+③+④①-③或②+④每一營養級流向分解者的能量=該營養級的遺體和下一營養級的糞便①②③④⑤二、能量流動的過程易錯點訓練：生態系統能量流動的分析下圖為能量流經某生態系統第二營養級的示意圖：（1）第一營養級流向分解者的能量是20J/（cm2.a）（

）（2）第二營養級用于生長、發育和繁殖的能量是50J/（cm2.a）（

）（3）第三營養級同化的能量是15J/（cm2.a）（

）×××二、能量流動的過程1.如圖表示能量流經該生態系統某一營養級的變化示意圖，其中a～g表示能量值。若圖中A表示某食物網中第二營養級所攝入的全部能量。下列說法不正確的是（

）A.圖中B表示同化的能量B.圖中C表示流入下一營養級的能量C.圖中D表示通過呼吸作用散失的能量D.圖中a值與c＋d＋e的值相同B攝入量=同化量+糞便量

a=b+c,b=d+e跟蹤訓練呼吸作用同化量用于自身生長、發育和繁殖易錯點訓練：生態系統能量流動的分析（拼圖法）C1流向分解者=遺體+下一級糞便1.生產者的同化量：

。2.生產者用于生長發育繁殖的能量：

。3.初級消費者的同化量：

。4.初級消費者用于生長發育繁殖的能量：

。W1或A1+B1+C1+D1W1-A1或B1+C1+D1D1或A2+B2+C2+D2D1-A2或B2+C2+D2二、能量流動的過程2.某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解，下列敘述正確的是（

）

A.生產者固定的總能量可表示為A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B.初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量為B2＋D2C.初級消費者攝入的能量為A2＋B2＋C2D.W1＝D1＋D2跟蹤訓練A3.在分析生態系統的能量流動時經常涉及“總能量”“攝入量”“輸入量(輸入到某一營養級的能量)”“同化量”“糞便量”“能量傳遞效率”等說法，則下列說法中正確的是()A.太陽輻射到某一生態系統中的能量即為輸入生態系統的總能量B.生產者積累的有機物中的能量為輸入生態系統的總能量C.某一營養級生物的攝入量減去糞便量，為該營養級生物同化量D.相鄰兩營養級生物中高營養級與低營養級生物的攝入量之比表示能量傳遞效率跟蹤訓練

C三、能量流動的特點深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米。湖底深度一致、性質均一，沒有大的波浪。林德曼（1915-1942）RaymondLindeman為了研究能量流經生態系統的食物鏈時，每一級的能量變化和能量轉移效率，美國生態學家林德曼對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量進行了定量分析。優點：小、簡單、穩定三、能量流動的特點營養級流入能量流出能量出入比生產者植食性動物肉食性動物464.662.862.812.612.61.用表格的形式，將圖中的數據進行整理。例如，可以將每一營養級上的能量“流入”和“流出”整理成為一份清單（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。2.計算“流出”該營養級的能量占“流入”該營養級能量的百分比。13.5%20.1%三、能量流動的特點營養級流入能量流出能量出入比生產者植食性動物肉食性動物464.662.862.812.612.613.5%20.1%能量流動過程中逐級遞減相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率=某一營養級同化量上一營養級同化量×100%思考：①流入某一營養級的能量為什么不能百分之百的流到下一個營養級？

②賽達伯格湖的能量流動是否遵循能量守恒定律？(1)從方向上看：單向流動在生態系統中，能量流動只能沿著

由低營養級流向高營養級，不可_______，也不能___________。①生物之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，一般不可逆轉；

②各營養級呼吸作用散失的熱能無法再利用。食物鏈逆轉循環流動原因：(2)從數值上看：逐級遞減原因：