第2节 生态系统的能量流动

第2节 生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
（一）能量流动的概念: 能量流动的概念:
生态系统的能量流动是指生态系 输入、 转化和散失过 统中能量的输入 统中能量的输入、传递、转化和散失过 程。
(二）生态系统的总能量 二
生产者所固定的全部太阳能，就是流经 生产者所固定的全部太阳能， 生态系统的总能量。（约占太阳辐射能 生态系统的总能量。（约占太阳辐射能 。（ １％）
3. 从能量传递的数量和效率看，能量 从能量传递的数量和效率看， 流经各营养级是逐级递减的， 流经各营养级是逐级递减的，单向不循环 传递效率为10％－20 10％－20％。 的，传递效率为10％－20％。 所以,食物链一般不超过五个营养级， 所以,食物链一般不超过五个营养级， 到第五营养级时， 到第五营养级时，可利用的能量已减少到 不能维持其生存的程度了。 不能维持其生存的程度了。因为能量每流 经一级都要丢失一大部分， 经一级都要丢失一大部分，所以食物链越 长，流量流失就越多。 流量流失就越多。
能 量 流 动 的 过 程
能量流动的过程
能量流动的特点
能量流动的特点
营养级 流入能量 流出能量 （输入后一 个营养级） 62.8 12.6 出入比
生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
464.6 62.8 12.6 14.6
13.52% 20.06%
ຫໍສະໝຸດ Baidu
质疑： 质疑：
1.能量能不能从下一个营养级反向流向上一个 1.能量能不能从下一个营养级反向流向上一个 营养级？为什么？ 营养级？为什么？ 2.第二营养级获得第一营养级所同化能量的百 2.第二营养级获得第一营养级所同化能量的百 分比是多少？ 分比是多少？第三营养级获得第二营养级所同 化能量的百分比是多少？ 化能量的百分比是多少？能量在相邻营养级之 间的传递效率在多大范围内？ 间的传递效率在多大范围内？ 3.流入某个营养级的能量， 3.流入某个营养级的能量，为什么不能百分之 流入某个营养级的能量 百地流向后一个营养级？ 百地流向后一个营养级？ 4.生态系统中的能量流动违背能量守恒定律吗？ 4.生态系统中的能量流动违背能量守恒定律吗？ 生态系统中的能量流动违背能量守恒定律吗 每个营养级同化能量=下一个营养级同化能量+ 每个营养级同化能量=下一个营养级同化能量+ 呼吸消耗能量+分解者释放能量+ 呼吸消耗能量+分解者释放能量+未被利用能量
4.森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后， 4.森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，可 森林中 构成一条食物链。 构成一条食物链。如果黄雀增加体重 10克 按理论计算，最多需要蝉( 10克，按理论计算，最多需要蝉( C ) A.10克 A.10克 C.1000克 C.1000克 B.100克 B.100克 D.10000克 D.10000克
• 图5—18是某生态系统中食物网简图， 图中甲～庚依次代表各种不同的生物。 请据图分析回答： (1)此生态系统中作为生产 者的生物是________ 作为次级消费者的生物 是___________。 (2)若此生态系统受到金属 盐污染，那么在体内积 存重金属污染物最多的 生物是_______。
(3)生物甲与己的关系是 ______________。 (4)该生态系统只表示了部 成分，图中未表示的成分 有______________。 (5)已知各营养级之间的能 量转化效率为10％，若一 种生物摄食两种上一营级 的生物，且被它们摄食的生物量相等，则丁 每增加10 kg生物量，需消耗生产者 ______________kg。
能量金字塔可 以说明什么问 题呢？ 题呢？
迁移创新： 迁移创新：
1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？ 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？ 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高
鱼体重增加1kg，所需 如D鱼体重增加 鱼体重增加 ， 浮游植物约 1000kg 。
2.为什么说“一山不 2.为什么说“ 为什么说 容二虎” 容二虎”? 3.食物链一般不超过 3.食物链一般不超过 五个营养级? 五个营养级?
课堂练习： 课堂练习：
1.人们常用金字塔来说明生态系统中 1.人们常用金字塔来说明生态系统中 哪两者之间的关系 （ A ）
A.能量和营养级 A.能量和营养级 B.个体大小与营养级 B.个体大小与营养级 C.个体大小与个体数量 C.个体大小与个体数量 D.个体数量与生物类型 D.个体数量与生物类型
2.生态系统的能量流动是指（ 2.生态系统的能量流动是指（ C ） 生态系统的能量流动是指 A.太阳能被绿色植物固定的过程 A.太阳能被绿色植物固定的过程 B.生态系统内生物体能量代谢的过程 B.生态系统内生物体能量代谢的过程 C.生态系统内伴随物质循环的能量转移过程 C.生态系统内伴随物质循环的能量转移过程 D.能量从生物体进入环境的过程 D.能量从生物体进入环境的过程
（2）图中a1代表 生产者所固定的太阳能 图中a1代表 a1 图中a2 a2代表 （3）图中a2代表 从第一营养级流动到第二营养级
的能量
（4）a3＜a2的原因是 a3＜a2的原因是
初级消费者呼吸作用消耗了 大部分的能量，只有10 10％ 20％ 大部分的能量，只有10％-20％的能量传递给次 级消费者，所以a3＜a2； 级消费者，所以a3＜a2； a3
3.(多选题) 3.(多选题)下列有关生态系统能量流动 多选题 的叙述中正确的是( 的叙述中正确的是( ABD )
A.能量流动是单向的， A.能量流动是单向的，不可逆的 能量流动是单向的 B.食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多 B.食物链越短， 食物链越短 C.初级消费者越多， C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 初级消费者越多 D.营养级越多， D.营养级越多，散失的能量越多 营养级越多
5.下图表示生态系统的能量流动，请据 下图表示生态系统的能量流动， 下图表示生态系统的能量流动 图回答： 图回答：
（1）将A、B、C、D各营养级的名称依次 写在图中： 写在图中： 第一 ____ 第二 B． 营养级 A．__ 营养级 B．___ ___ 第三营养级 第四 D． 营养级 C．____ __ D．___ ___
（四）研究能量流动的意义 质疑： 质疑： 能不能改变生态系统能量流动 的规律？ 的规律？
思考： 思考：
锄去农田中的杂草， 锄去农田中的杂草，修去树木的侧 目的是什么? 枝，目的是什么?
研究能量流动的意义： 研究能量流动的意义：
设法调整生态系统中的能 量流动关系，使能量持续高 量流动关系，使能量持续高 效地流向对人类最有益的部 分. 促进能量最有效利用. 促进能量最有效利用
本课小结
能量流动的起点： 能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能 能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能
生态系统的 能量流动
能量流动的途径：太阳能 第一营养级 第一营养级→第二营 能量流动的途径：太阳能→第一营养级 第二营 养级→‥‥‥第五营养级 养级 ‥‥‥第五营养级 ‥‥‥ 单向流动不循环 能量流动的特点 逐级递减传递率为10％～ ％ 逐级递减传递率为 ％～20％ ％～ 设法调整能量流动关系 研究的目的 使能量流向对人类最有益的部分
能量流动的过程
地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都 来自太阳。 来自太阳。 进入生态系统中生物体的能量是生产者光合 作用吸收的能量。 作用吸收的能量。这些能量固定到生产者所制造 的有机物中。 的有机物中。 进入生态系统中的太阳能约占太阳向地球输 送能量的1%。 送能量的 。
能量流动的分析
能量流动的过程
2.假设一个生态系统的总能量为100％。 按最高传递效率计算，第三和第四营养 级的消费者所获得能量分别为( ) A．O．8％和O．8％ B 4 A O 8 O 8 B．4％和8％ 8 C．4％和 0．8％ D．20％和4％
• 例1（2004年陕西、内蒙卷）一个池塘 有生产者（浮游植物）、初级消费者 （植食性鱼类）、次级消费者（肉食性 鱼类）、分解者（微生物）。其中生产 者固定的全部能量为a，流入初级消费者、 次级消费者、分解者的能量依次为b、c、 d，下列表述正确的是( ) • A．a=b+d B．a＞b+d • C．a＜b+d D．a＜c+d
生态系统能量流动的特点： 生态系统能量流动的特点：
单向流动: 不循环， 单向流动: 不循环，不可逆 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 逐级递减: 逐级递减: 能量在沿食物链流动的 过程中是逐渐减少的 能量传递效率大约为10% 10%—20% 能量传递效率大约为10% 20% 能量金字塔
质疑： 质疑：
根据林德曼能量流动的“十分之一定律” 根据林德曼能量流动的“十分之一定律”
2.根据生态系统中能量流动逐级递减 2.根据生态系统中能量流动逐级递减 的特点和规律，营养级越高， 的特点和规律，营养级越高，可利用的能 量就越少， 量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高 营养级，通过食物链（网）流经老虎的能 营养级，通过食物链（ 量已减到很少的程度。因此， 量已减到很少的程度。因此，老虎的数量 将是很少的。 将是很少的。故“一山不容二虎”有一定 一山不容二虎” 的生态学道理。 的生态学道理。
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面？ 1.生态系统的结构包括哪两方面？ 生态系统的结构包括哪两方面 生态系统的成分,食物链和食物网 生态系统的成分 食物链和食物网 2.生态系统的成分有哪些？ 2.生态系统的成分有哪些？ 生态系统的成分有哪些 生产者、消费者、分解者、 生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量 3.生态系统的营养结构是什么? 3.生态系统的营养结构是什么? 生态系统的营养结构是什么 食物链和食物网
（5）从生态系统能量传递效率上看，一个 从生态系统能量传递效率上看， 营养级的能量， 营养级的能量，流到下一个营养级只 10％－20％ 因此， ％－20 有 10％－20％ 因此，一个食物链一般不 能超过 五个营养级
引申
• 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？ • 为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却 有百万昆虫? • 人增加一千克，要消耗多少克的植物？ (从不同食物链考虑) • 生物富集作用?
输入第一营养级的能量转移方向： 输入第一营养级的能量转移方向： （1）呼吸作用中热能散失 ） （2）生产者自身的生长、发育和繁殖消耗 ）生产者自身的生长、 （3）残枝败叶带走的能量 ） （4）储存于植物体中的有机物的能量。 ）储存于植物体中的有机物的能量。 （5）一部分被植食动物摄取流入第二营养级 ） （10%~20%)
例题讲解： 例题讲解：
下图是草原生态系统中的一条食物链及 能量流动图解，回答问题。 能量流动图解，回答问题。
①图中D表示______。 图中D表示______。 ______ 太阳能 ②能量在逐级递减中，传递率按20％计算， 能量在逐级递减中，传递率按20％计算， 20 若狐获得的能量是8千焦， 若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能 量为_____千焦，狼获得的能量中，草应 量为_____千焦，狼获得的能量中， 1.6 _____千焦 供给这条食物链的能量为______千焦。 供给这条食物链的能量为______千焦。 ______千焦 200 呼吸 作用被消耗， ③图中各营养级通过A___ __作用被消耗， 图中各营养级通过A___ __作用被消耗 分解者 通过B______利用， _ 通过B______利用，而B又通过C____ B______利用 又通过C____ 呼吸作用 被消耗。 被消耗。
生物富集作用
研究能量流动的意义---生 生 研究能量流动的意义 态农业
佛山地区的桑基鱼塘
研究能量流动的意义---生 生 研究能量流动的意义 态农业
研究能量流动的意义---生 生 研究能量流动的意义 态农业
1987年联合 国环境规划 署命名留民 营村为"世界 生态农业新 村"，并被评 为全球环境 保护500佳