第十三章 生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物 .已知较低营养级生物具有的能量( ),求较高营养级生物能够从较低营养级 量),求较高营养级生物能够从较低营养级 生物获得能量(或生物量) 生物获得能量(或生物量)的最大值 例1. 若某生态系统固定的总能量为24000kJ, 1. 24000kJ 则该生态系统的第三和第四营养级所获得的 能量最多是( ) A. 540kJ和81kJ C. 240kJ和24kJ B. 3600kJ和960kJ D. 960kJ和192kJ
【解析】据题意,生态系统固定的总能量是生态系统中生产者 (第一营养级)所固定的能量,即24000kJ,当能量的传递效率 为20%时,每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的. 因而第三和第四营养级所能获得的最大能量分别是: 24000×20%×20%和24000×20%×20%×20%,即960kJ和 192kJ. 【答案】D 【小结】在未知能量传递效率时,按能量传递效率为20%进行计 算,所得数值为较高营养级从较低营养级获取的最多能量.在此 基础上,可演变为另外一种题型,即"已知较低营养级具有的能 量(或生物量)及其能量传递效率时,求较高营养级从较低营养 级获得的最多能量(或生物量)",此时,依据给定的能量传递 效率计算即可.
什么是能量金字塔?
能量金字塔
由单位时间内各营养级所得到的能量数值 由低到高绘制的图形叫做能量金字塔. 绘制的图形叫做能量金字塔 由低到高绘制的图形叫做能量金字塔
说一说
能量金字塔可以说明 什么问题? 什么问题?
在一个生态系统中, 在一个生态系统中,营养级 越多, 越多,在能量流动的过程中 消耗的能量就越多, 消耗的能量就越多,能量流 动是单向,逐级递减的. 动是单向,逐级递减的.
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动生态系统是由相互作用的生物群体、环境条件和物质循环组成的。
其中一个重要的组成部分是能量流动。
能量在生态系统中的流动过程可以帮助我们更好地理解生态系统的运作机制。
一、太阳能的输入生态系统中能量流动的起源是太阳能。
太阳能以光的形式输入到地球上。
植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并将其储存为有机物质（如葡萄糖）。
这个过程被称为能量的初级生产者，是生态系统中能量流动的基础。
二、食物链和食物网能量在生态系统中通过食物链和食物网的方式流动。
食物链描述了生物之间的食物关系，其中一种生物以另一种生物为食。
食物链可以被连接起来形成食物网，其中多种生物之间相互依存。
在食物链中，能量从一个层级转移到下一个层级。
植物是第一层级，被称为初级生产者。
草食动物是第二层级，被称为初级消费者，它们以植物为食物。
肉食动物是第三层级，被称为次级消费者，它们以草食动物为食物。
能量在每个层级中不断转移，但数量逐渐减少。
三、能量的捕获和转化生态系统中的能量主要通过食物链中的捕食行为来转移。
食物链中的捕食者通过捕食其它生物来获得能量。
捕获的能量以有机物的形式存储在捕食者的体内，并通过新的食物链继续流动。
捕食者利用捕获的能量维持生命活动，并进行生长和繁殖，同时也消耗了一部分能量。
这些未被消耗的能量有一部分通过摄取食物、呼吸和其他代谢过程转化为热能，散发到环境中。
因此，能量的转化过程通常是不完全的，有一部分能量会损失。
四、能量的流失和生态效率能量在生态系统中的流失主要源自能量转化过程中的损失。
生态系统中的能量流失可以通过两个方面来理解：一个是由于食物链中每个层级中的能量减少，另一个是由于能量在转化过程中的浪费。
在食物链中，每个层级中的能量减少主要是因为能量的转化效率较低。
植物通过光合作用将太阳能转化为有机物，其中只有一部分能量被存储。
同样，食物链中每个层级中的捕食者只能获得部分能量，并将剩余的能量丢失。
另一方面，能量在转化过程中的浪费也会导致能量的流失。
生态系统的能量流动的特点
生态系统的能量流动的特点
一、单向流动
生态系统中能量流动是单向的。
在生态系统中，能量流动只能由前一营养级流向后一营养级，再依次流向后面的各个营养级，不能倒流。
这是因为食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃的关系不可逆转，是长期自然选择的结果。
另外，各营养级的能量总有一部分以热能的形式散失掉，这些能量无法再利用，即能量不能循环流动。
二、逐级递减
能量在流动过程中逐级递减，输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级。
这是因为各营养级的生物会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量，而且各营养级总有一部分能量未被下一营养级生物所利用，还有一部分能量会流入分解者。
一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%〜2 0%的能量能够流入下一个营养级，即能量在两个相邻的营养级中的传递效率为10%〜20%。
符合能量守恒定律生态系统中每个营养级所获得的能量等于流到下一个营养级的能量以及呼吸消耗的能量、分解者释放出的能量以及未被利用的能量之和。
在一般情况下，生态系统中的某个营养级所同化的能章的分配规律为：未利用的能量>呼吸消耗的能量>下一营养级同化能量>分解者释放量。
生态系统的能量流动
1、概念：包括能量的 输入、 传递、转化 和 散失 的过程。
生态系统
无机环境
输入
光能
生物群落
传递和转化
生产者
消费者
分解者
散失
热量
热量 热量
2.起点：从生产者固定太阳能开始 3.总能量：生产者固定的太阳能总量 4.能量流动的过程：
（1）输入：
①含义：能量由无机环境进入生物群落
18.8
植食性动物 62.8
2.1
分解者 14.6
7.5
12.6 29.3
0.1
肉食性动物 12.6
5.0
未利用 327.3
…
能量流经第二营养级示意图P173
摄入的能量：
粪便
粪便中的能量（未被同化的能量）
初级消费者 摄入
属于上一营养级同化量的一部分
该营养级所固定的能量
属于本营养级的同化量
初级消费者
②参与者: 生产者 ③相关生理过程：光合作用、化能合成作用
④总能量 : 生产者固定的太阳能总量 （流入到生态系统的总能量）
⑤形式 : 有机物固定
（2）、传递： ①形式： 有机物中的化学能
②途径： 食物链和食物网 ③每一 环节能量的来源：
A、生产者：太阳能 B、消费者：上一营养级所同化的能量 C、分解者：生产者（遗体、残枝败叶）； 消费者（尸体、粪便）
C
例3豌豆蚜和鳞翅目幼虫是利马豆的主要害虫 ，蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫。研究人 员用蔬果剂处理去除部分豆荚后，测试以上动 物密度的变化，结果见下表（单位：个/株，蔬 果剂对以上动物无危害）。
（1）调查豌豆群的种群密度应采用 法，施用
生态系统的能量流动完美版
太阳能
… 生产者
(植物) B
初级消费者 (植食动物)
B
次级消费者 (肉食动物)
B
三级消费者 (肉食动物)
C
ABC请图示、、、表中什被流呼述的么分向吸:箭含解下作头义者一用A？利营散、用养失B的级的、能的能C各量能量表量
二、能量流动的过程
输入：能量的最终源头： 太阳能
生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量（即植 物光合作用固定的太阳能），是流经这 个生态系统的总能量。 传递： 能量沿着食物链（网）逐级流动 转化： 太阳光能 光合作用 化学能 呼吸作用 热能
营养级（ B ）
A．第五 B．第二 C．第三 D．第四 4、对水稻→鼠→蛇→鹰这条食物链的错误
描述是（ D ）
A.水稻是生产者 B.鼠是初级消费者 C.蛇是次级消费者 D.鹰属于第三营养级
5.下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（ C ）
A .能量流动是单向流动，逐级递减的 B.食物链越短，可供消费者的能量越多 C .初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D .营养级越多，散失的能量越多
1.为什么说“一山不容二虎”?
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，可利用的能量 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）流经老虎的能量 已减到很少的程度。因此，老虎的数量将 是很少的。故“一山不容二虎”有一定的 生态学道理。
1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？
桑基 鱼塘
研究生态系统能量流动的意义
2、合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向 对人类最有益的部分。 例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在 草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜
生态系统的能量流动(精校)
生态系统的能量流动能量流动的进程生态系统的单向流动能量流动能量流动的特点逐级递减研究能量流动的意义一、概念：是指生态系统中能量的输入、传递和散失的进程二、输入：绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量的输入三、总值：生产者固定的太阳能的总量是流动的总能量四、进程：以有机物形式沿食物链向下一营养级传递；散失的是三大功能类群生物的呼吸作用产生的热能方框大小、箭头大小的含义（一）能量流入某一营养级后的四个去向呼吸散失①能量流入某一营养级残落物、尸体③自身贮存②流入下一营养级④五、特点（一）单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级每一个营养级生物都因呼吸作用而散失部份热能（二）逐级递减每一个营养级生物总有一部份不能被下一营养级利用传递效率10%～20%（形象地用能量金字塔表示）能量金字塔始终为正金字塔，都遵循10%～20%传递效率金字塔生物量金字塔数量金字塔：可能为正金字塔，也可能为倒金字塔，上下营养级之间无固定数量关系。
六、研究意义：帮忙人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有利的部份。
3题图【针对训练】A.基础训练1.某一生态系统中，已知一只鹰增重2kg要吃l0kg小鸟，小鸟增重0．25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重l00kg要吃1000kg绿色植物。
在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为A．0．05％B．0．5％C．0．25％ D．0．025％2.在一条食物链中，低级消费者同化的能量，其去向为①通过呼吸作用释放的能量②通过呼吸作用释放的热能③流人到次级消费者体内④流人到分解者体内A．②③B．②④C．①③④ D．②③④3．下图是生态系统中食物链所反映出的能量流动情形，图中箭头表示能量流动的方向，单位是Kcal/m2/年下列说法正确的是A．在入射的太阳能中，生产者只利用其中的1%左右B．分解者可利用来自各营养级转移到（A）的所有能量C．消费者营养级别越高，可利用的总能量越多D．当人们把生产者作为食物时，比起其他营养级，可取得更少的能量4．流经一个生态系统的总能量是A．生产者用于生长、发育和繁衍的总能量B．流经各个营养级的能量总和C．各个营养级生物同化的能量总和D．生产者固定的太阳能的总量5．有关生态系统中能量流动的叙述，不正确的是A．生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量B．生态系统中能量几乎全数来自太阳能C．生态系统离开外界环境的能量供给就无法维持D．生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的6．生态系统的能量在流经食物链的各营养级时其特点是A．逐级递减和循环流动B．逐级递增和单向流动C．逐级递减和单向流动D．逐级递增和循环流动7．在必然的时刻内，某生态系统中的全数生产者固定的太阳能为a，全数消费者所同化的能量为b，全数分解者取得的能量为c，则A、B、c之间的关系是A．a=b+c B．a>b+c C．a<b+c D．a>b=c8．假设一个生态系统的总能量为100％，按最高传递效率计算，三级消费者所取得的能量为A．0.1％B．1％C．0.8％ D．8％9．大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。
生态系统的能量流动
思考：人工鱼塘、城市生态系统输入的总能量 就是鱼塘、城市中全部生产者所固定的太阳能 ，对吗？
2、能量的传递（在生物群落内部） （1）每一营养级同化的能量全部流入下一 营养级了吗？画出能量流经第一、二营养级 示意图。
(关键词：摄入量、同化量、生长发育繁殖、 分解者、粪便、呼吸作用）
生产者的能量流动途径
（2）传递给初级消费 者的能量是否包括生 产者呼吸作用消耗的 能量？ （3）初级消费者产 生的粪便量是否属于 初级消费者同化的能 量？同化量、摄入量 和粪便量之间有什么 关系？
（4）生产者流向分解 者的能量包括哪些？ 分
生产者
同化量
枯枝 落叶 遗体
呼 吸 作 用
解
者
用于生长
发育和繁殖
散失
利
用
吸 作 用
例2.在1957年，美国的生态学家H.T.Odum对佛罗里达州的银泉进行了生态 系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的①、②、③、④分 别是表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用所固定的能量，R表 示生物呼吸消耗的能量，NP表示生物体贮存着的能量（NP=GP-R），下列叙述 中正确的是（ C） 单位：102千焦/m2/年 GP NP R
第一:食物链中各营养级捕食关系不可逆转（自然选择 原因是：的结果） 第二:各营养级生物呼吸作用产生的热能不能转化为化学能 (2).逐级递减 原因是： 第一:各营养级的生物呼吸作用消耗了大部分的能量 第二:各个营养级总有一部分能量未被下一个营养级 的生物所利用。 第三:各营养级生物中的能量都有一部分流入分解者
① ② ③
④ ⑤ 输入
15.91 871.27 0.88
141.20 211.85
2.81 369.69 0.34
生态系统的能量流动课件
(2)图 2 中，若 A 表示图 1 中营养级Ⅱ所摄入的全部能量， 则 B 表示________，C 表示________；若图 1 中营养级Ⅰ所固 定的太阳能总量为 y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是 ________(用图中所给字母的表达式表示)。
(3)由图 2 可以总结出生态系统能量流动的主要特点是 __________________________________。
(4)若图 1 营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构 成食物关系如图 3。其中，甲能量中比例为 X 的部分直接提供给 丙 ， 则 要 使 丙 能 量 增 加 A kJ ， 最 多 需 要 消耗 甲 的 能 量 为 ________kJ(用所给字母的表达式表示)。
[模板构建·思路导引] 识图 图 1：最底层为第一营养级，以上依次为第二、第三、
第四营养级；M1 为进入该生态系统的能量，M2 为散失的能量。 图 2：体现了该营养级能量的输入、传递、转化和散失的过
程。 图 3：食物网中包含 2 条食物链，甲为生产者，丙为最高营
养级的消费者。
转化 (1)M1 为外界进入该生态系统的能量，为太阳能；
M2 为散失的能量，为热能。 (2)生态系统能量传递效率为下一营养级的同化量比上一营
提示：(1)13.5%,20%；计算公式： 下一营养级同化量
生态系统的能量流动课件
第二节 生态系统能流过程与能流分析
●生态系统中能量流动的途径
1 食物链（食物网）是生态系统能量流动的渠道。 牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。
●生产量(production): 是在一定时间阶段中，某个种群或生态系 统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累 的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中，生产量、生产 力(production rate)和生产率(productivity)视为同义语，有的 则分别给予明确的定义。
●生物量和生产量是不同的概念，前者到某一特定时刻为止，生 态系统所积累下来的生产量，而后者是某一段时间内生态系统 中积存的生物量。
GP＝NP+R ； NP＝GP－R
影响初级生产的因素
CO2 ②
①光
NP
取食
光合作用
生物量
R
污染物
⑤ O2＋温度⑥
③
④
GP
H2O
营养
陆地生态系统中，初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养 物质(物质因素) 、氧和温度(环境调节因素)六个因素决定的。
提高农业初级生产力的途径
初级生产者包括绿色植物和化能合成细菌等 ●因地制宜，增加绿色植被覆盖，充分利用太阳辐射能，
生态系统能量流动的基本规律
一生态系统的能量来源
● 1.太阳能：占 99% 以上 ● 2.自然辅助能 (natural a uxiliary energy ) ：如 地热能、潮汐能、核能等占 <1% ● 3. 人工辅助能 (artificial auxiliary energy) ：人畜 力、燃料、电力、肥料、农药等农业生
生态学生态系统能量流动知识点汇总
生态学生态系统能量流动知识点汇总生态系统中的能量流动是生态学中的一个核心概念，它对于理解生态系统的运行机制和稳定性具有至关重要的意义。
接下来，让我们一起深入探讨生态系统能量流动的相关知识点。
一、能量流动的概念能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量在生态系统中的流动是单向的，不可逆转的，并且在流动过程中会逐渐减少。
二、能量流动的过程1、能量的输入生态系统的能量主要来自于太阳能。
绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存在有机物中，从而实现了能量的输入。
2、能量的传递能量在生态系统中通过食物链和食物网进行传递。
食物链是指在生态系统中，各种生物由于食物关系而形成的一种联系。
例如，草→食草动物→食肉动物。
在食物链中，能量从一个营养级传递到下一个营养级。
3、能量的转化在生态系统中，能量会在不同的生物体内进行转化。
例如，植物通过光合作用将光能转化为化学能，动物通过消化吸收将食物中的化学能转化为自身的能量用于生长、发育和繁殖等生命活动。
4、能量的散失能量在传递过程中，大部分会以热能的形式散失到环境中，这是因为生物在进行各项生命活动时，不可避免地会产生热量。
三、能量流动的特点1、单向流动能量沿着食物链和食物网单向流动，从一个营养级传递到下一个营养级，不可逆转。
这是因为能量在转化和传递过程中会有大量的损耗，无法再回到原来的营养级。
2、逐级递减能量在流动过程中逐级递减，传递效率一般在 10% 20%之间。
这意味着上一个营养级的生物所固定的能量，只有 10% 20%能够传递到下一个营养级。
例如，在“草→食草动物→食肉动物”这个食物链中，草所固定的能量只有 10% 20%能够被食草动物获取，而食草动物所获取的能量又只有 10% 20%能够被食肉动物获取。
四、研究能量流动的意义1、帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
例如，在农业生态系统中，可以通过合理安排农作物的种植和养殖的搭配，提高能量的利用效率。
生态系统的能量流动知识点
生态系统的能量流动1.生态系统的能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2、生态系统能量流动的过程⑴、太阳能进入第一营养级：生产者光合作用将太阳光能固定转变成有机物中稳定的化学能。
⑵、输入第一营养级的能量中：①一部分：生产者呼吸作用中以热能形式散失。
②、一部分：用于生产者生命活动，继续储存在有机物中。
③、一部分：随残枝败叶被分解者分解④、一部分：被初级消费者摄取，流入第二营养级。
⑶、能量在第二、三、四营养级中的变化，与第一营养级大致相同。
4、能量流动的特点单向流动，逐级递减能量传递效率：10%~20%5、生态系统的金字塔1）能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
特点是正金字塔（在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多）2）数量金字塔：其特点为一般为正金字塔。
思考：有无特例？树、虫、鸟3）生物量金字塔：其特点为一般为正金字塔6、研究能量流动的实践意义⑴、可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用，实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
举例：桑基鱼塘、秸秆的多级利用⑵、可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。
例：农田除草、除虫7·能量流动的过程1）输入：能量的最终源头是太阳能，流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。
2）传递：能量沿着食物链和食物网逐级流动，能量在食物链中的流动形式是有机物中的化学能3）转化：太阳光能→有机物中化学能→呼吸作用的热能4）散失：各级生物的呼吸作用和分解者的分解作用，能量以热能（形式）散失。
1.消费者摄入的能量就是其同化的能量吗？同化量=摄入量—粪便中的能量=呼吸作用以热能形式散失的能量+自身生长、发育、繁殖消耗的能量=呼吸作用以热能形式散失的能量+被下一营养级同化+被分解者利用= 呼吸作用以热能形式散失+被下一营养级同化+被分解者利用+未利用的能量未利用是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量。
生态系统的能量流动
鸟
昆虫
树
能量金字塔
若干 只鸟
＞1000昆虫
1树
1树
数量金字塔
问题探讨：
假如你像小说中的鲁滨 逊那样，流落在一个荒岛上， 除了饮用水之外没有任何食 物。你随身带的食物只有一 只母鸡、15Kg玉米。
策略：
1.先吃鸡再吃玉米。
2.先吃玉米，同时用一部分 玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋， 最后吃鸡。
玉米
A、先吃鸡，
甲乙 丙 丁
【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑， 上课认真，笔记认真， 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小B
目 录/contents
1. 什么是学习力 2. 高效学习模型 3. 超级记忆法 4. 费曼学习法
人
再吃玉米
鸡
B、先吃玉米，
同时用一部分
玉米
人
玉米喂鸡，吃
鸡产下的蛋，
鸡
最后吃鸡。
总结
输入：能量的最终源头： 太阳能
生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量
传递： 能量沿着食物链（网）逐级流动； 转化： 太阳光能 光合作用 化学能 呼吸作用 热能
散失： 各级生物的呼吸作用及分解者的分解 作用（呼吸），能量以热能散失
能量的大小)（ C ）
A
B
下列叙述正确的是（ C ）
C
D
A、当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量
B、当狼捕食兔并经同化作用合成自身有机物时，能量就从
第一营养级流入了第二营养级
C、生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物
生态系统的能量流动
思考：
2.食物链一般不超过5个营养级?
从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐 级递减的，单向不循环的，传递效率为10％－20％ 所以，食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级 以后，可利用的能量已减少到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，所以食 物链越长，流量流失就越多。
三级消费者（第四营养级） 次级消费者（第三营养级） 初级消费者（第二营养级） 生产者（第一营养级）
湖泊生态系统能量金字塔
营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多 规律：
能量金字塔
单位时间内各营养级所得到的能 量数值，由低到高绘制的图形
如果把各个营养级的 生物数量关系，用绘 制能量金字塔的方式 表达出来，是不是也 是金字塔形？ 如果是，有没有例外？
...
能 量 流 经 第 二 营 养 级 示 意 图
初级消费者摄入
粪 便
初级消费者 同化 呼 吸 散 失
分 解 者 利 用
遗体 残骸
用于生长 发育和繁殖
次级消费者 摄入
吸呼
散失
...
一、能量流动的过程
呼吸散失 生产者 固定的 太阳能 呼吸散失 次级消费 者摄入
初级消费 初级消费 者同化 者摄食
次级消费 者同化
计算：
如D鱼体重增加1kg，所需浮游植物至少需要 125 约_____kg 能量传递效率的含义与 计算： 在一食物链中，若求某 营养级获得最多能量， 一般取20％作为传递效 率；若求某营养级获得 最少能量，取10％作为 传递效率
湖泊生态系统能量金字塔
练习：
1、假设生产者固定的能量数值相等，能量沿食物链 传递的效率也相等，则猫头鹰获得能量最多的食物 链是（ ） A．绿色植物→蝗虫→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰 B．绿色植物→鼠→猫头鹰 C．绿色植物→蝗虫→青蛙→蛇→猫头鹰 D．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰
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用同化量和呼吸量估计生产量(用摄食量扣
除粪尿量估计同化量)：
P=A-R=(C-FU)-R
C：动物从外界摄食的能量，A：被同化能量，
FU：排泄物，R：呼吸量 用个体的生长和繁殖后代的生物量表示净生产量: P=Pg+Pr Pr：生殖后代的生产量， Pg：个体增重
三、次级生产的生态效率
消费效率 同化效率 生长效率
初级生产：自养生物的生产过程，其提供的生产力为初级生产力
次级生产：异养生物再生产过程，提供的生产力为次级生产力
初级生产的基本概念
• 初级生产量或第一性生产量（primary production） 植物所固定的太阳能或所制造的有机物质.
• 净初级生产量（net primary production） • 总初级生产量（gross primary production ）
第十三章 生态系统中的能量流动 2 学时
1.教学基本要求：掌握生态系统的初级生产、生态系 统的次级生产、生态系统的分解和生态系统的能流 2.教学内容： 第一节 生态系统的初级生产 第二节 生态系统的次级生产 第三节 生态系统中的分解 第四节 生态系统中的能量流动 第五节 分解者和消费者在能流中的相对作用 3.主要知识点与重点： 生态系统的生产、生态系统的 能流和分解
湖泊
Mendota 湖
Lindeman, 1942
入射日光能 总生产量GP 净生产量NP 呼吸R Lindeman, 1942 入射日光能 总生产量GP 净生产量NP 呼吸R
热值 (cal/cm2〃a)
118872 399+29 299+22 100+7 热值 (cal/cm2〃a) 118872 111.3 87.9 23.4
GP = NP + R NP= B+L+ G GP：总初级生产量；NP：净初级生产量；B：
t1到t2时间内的生物量之差（B2-B1）；L：凋
落的量；G：植食动物的取食量。
氧气测定法——黑白瓶法
(DB)
(LB)
(IB)
总光合量（总初级生产量）＝LB－DB 呼吸量＝IB－DB 净光合量（净初级生产量）＝LB－IB
生态系统的初级生产力随群落的演替而变化
水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化 初级生产力随季节变化
陆地的
木本和草本沼泽 热带林 北方针叶林 稀树草原 耕地 灌丛 温带林
温带草地
冻原和高山冻原
荒漠灌木 水体的 藻床和礁 河口湾 湖泊和河流 大洋 大陆架
全球净初级生产力在沿地球纬度分布上有三个高峰，第一高 峰接近与赤道，第二高峰出现在北半球的中温带，而最小的第三 高峰出现在南半球的中温带。
•意义： •建立和维持全球生态系统的动态平衡 •通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生产者提供营养物质 •维持大气中CO2浓度 •稳定和提高土壤有机质的含量，为碎屑食物链以后各级生物生产食物 •改善土壤物理性状
分解作用的三个过程
碎化：把尸体分解为颗粒状的碎屑 异化：有机物在酶的作用下，进行生物化学的分解从聚 合体变成单体(如纤维素降解为葡萄糖)进而成为矿物成分 (如葡萄糖降为CO2和H2O) 淋溶：可溶性物质被水淋洗出，完全是物理过程
占入射日光能/总生 产(%)
100% 0.36 0.27 0.09/25.0 占入射日光能/总生 产(%) 100% 0.09 0.07 0.02/21.0
Cedar Bog 湖
初级生产量的限制因素：
光、CO2、水和营养物质是初级生产量的基本资源，温度是影响 光合效率的主要因素，而食草动物的捕食减少光合作用生物量。
陆地生态系统
辐射强度和日照时间：光强升高，光照时间长，提高产
量
光合途径：光合作用途径的不同，直接影响初级生产力的
高低Leabharlann 水：光合作用的原料，缺水显著抑制光合速率
温度：温度升高，总光合速率升高
营养元素
二氧化碳
辐射强度
辐射强度和日照时间：光强升高，光照时间长，提高产量
Fig. Annual average solar radiation reaching the Earth’s surface.
营养物质：N/P 食草动物
五、 初级生产量的测定方法
收获量测定法
氧气测定法
二氧化碳测定法
放射性标记物测定法 叶绿素测定法
收获量测定法
陆生定期收获植被，烘干至恒重 以每年每平方米的干物质重量表示 以其生物量的产出测定，但位于地下的生 物量，难以测定 地下的部分可以占有40%至85%的总生产 量，因此不能省略
二氧化碳测定法
用塑料罩将生物的一部分套住 测定进入和抽出空气中的CO2
透明罩：测定净初级生产量
暗罩：测定呼吸量
放射性标记物测定法
用放射性14C測定其吸收量，即光合作用固定的碳量 放射性14C以碳酸盐的形式提供，放入含有自然水体浮 游植物的样瓶中，沉入水中经过一定时间，滤出浮游 植物，干燥后在计数器测定放射活性，然后计算：
14CO 2/CO2= 14C 6H12O6/C6H12O6
确定光合作用固定的碳量 需用“暗呼吸”作校正
叶绿素测定法
植物定期取样
丙酮提取叶绿素
分光光度计测定叶绿素浓度 每单位叶绿素的光合作用是一定的，通过测 定叶绿素的含量计算取样面积的初级生产量
第二节 生态系统中的次级生产
一、 次级生产过程 二、次级生产量的测定
初级生产力的分布
生产力极低的区域：1000kcal/m2.a或者更少，如大部
分海洋和荒漠。
中等生产力区域：1000-10000kcal/m2.a，如草地、沿
海区域、深湖和一些农田。
高生产力的区域：10000-20000kcal/m2.a或者更多，如
大部分湿地生态系统、河口湾、泉水、珊瑚礁、热带雨林和精 耕细作的农田、冲积平原上的植物群落等。
草食、碎食动物同化效率低，肉食动物高 肉食动物的净生长率低于草食动物 不同动物类群有不同的生长效率
生长效率
林德曼效率——十分之一法则
第三节 生态系统中的分解
一、 分解过程的性质 二、分解者生物 三、资源质量 四、理化环境对分解的影响
一、分解过程的性质
分解 矿化 死有机物降解 有机物
有机元素
影响分解过程的因素
分解者生物 资源质量 理化性质
二、 分解者生物
100μm以下，原生动物、线虫 100μm－2mm，小型甲虫 2-20mm 20mm以上
三、 资源质量
物理、化学性质影响分解速率 物理性质：表面特性和机械结构
化学性质：随其化学组成而不同
单糖分解快，一年失重99%>半 纤维>纤维素>木质素
C:N
理化环境对分解的影响： ①温度高、湿度大的地带，其土
初级生产力随群落的演替而变化
海洋净初级生产力的季节变动是中等程度的，而陆地生产力的季节波动则明显的大，夏季 比冬季平均高60%。
表 12-1 生物圈主要生态系统的年和季节净初级生产力 (单位 1015 g) 海洋的 陆地的 季节的 V-VI 月 10.9 15.7 VII-IX 月 13.0 18.0 X-XII月 12.3 11.5 I-III 月 11.3 11.2 生物地理的 贫营养的 11.0 热带雨林 17.8 中营养的 27.4 落叶阔叶林 1.5 富营养的 9.1 针阔混交林 3.1 大型水生植物 1.0 常绿针叶林 3.1 落叶针叶林 1.4 稀树草原 16.8 多年生草地 2.4 阔叶灌木 1.0 苔原 0.8 荒漠 0.5 栽培田 8.0 总计 48.5 56.4
三、 次级生产的生态效率
一、 次级生产量的生产过程
二、次级生产量的测定
猎物种群生产量(886.4g)
未捕获(876.1g) 被捕获(10.3g)
被吃下(7.93g)C 同化(7.3g)A 净次级生产(2.7g)P
未吃下(2.37g)
未同化(0.63g) FU
呼吸(4.6g)R
C=A+FU C：动物从外界摄食的能量；A：被同化能量；FU：排泄物 A=P+R P：净次级生产量；R：呼吸能量
C3、C3植物的光合速率
光合途径：光合作用途径的不同， 直接影响初级生产力的高低
Fig. Photosynthetic rate as a function of light intensity in red oak, a C3 plant, and in pigweed, a C4 plant.
第一节生态系统中的初级生产
一、 初级生产的基本概念
生产过程：
生产者通过光合作用合成复杂的有机物质，使植物的生物量 (包括个体数量和生长)增加
消费者摄食植物已经制造好的有机物质(包括直接的取食植物 和间接的取食食草动物和食肉动物)，通过消化、吸收在合成 为自身所需的有机物质，增加动物的生产量
GP = NP + R NP = GP – R • 生产量:指单位时间单位面积上的有机物质生产量。
• 生物量：指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物 质，单位是克干重/m2或J/m2。
二、地球上初级生产力的分布
不同生态系统类型的初级生产力不同 陆地比水域的初级生产力总量大 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低
温度
温度：温度升高，总光合速率升高
营养元素 营养元素
营养元素