生态系统的能量流动和物质循环.

级利用。
②各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失
相当大的一部分能量。
③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。
(3)能量传递效率：10%～20%，即输入某一营养级的能
量中，只有10%～20%的能量流入到下一个营养级。
计算方法为：能量传递率＝
×100%。
4.生态金字塔类型
类型 项目
能量金字塔 数量金字塔
一、生态系统的能量流动 1.概念：生态系统中能量的 输入 、传递、 转化 和散失
的过程。 2.起点：生产者 固定太阳能开始。 3.总量：生产者 固定的太阳能总量 。 4.流动渠道： 食物链 和食物网 。 5.特点：(1)单向流动：能量只能沿着食物链由 低营养级流
向高营养级。
(2)逐级递减 ①每个营养级生物都因 呼吸而散失部分热能。 ②每个营养级生物总有一部分不能被 下一营养级 利用。 ③传递效率为 10%～20% (形象地用 能量金字塔表示 )。
②由于能量流动是逐级递减的，能量流经每一营养 级时均有损耗，故食物链营养级环节越多，能量 损耗越大，欲减少能量损耗应缩短食物链。
1.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表 相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A.①是流入该生态系统的总能量 B.分解者获得的能量最少 C.图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率 D.③和④分别属于草和兔同化量的一部分
2.碳循环 (1)无机环境中存在形式： CO2和碳酸盐 。 (2)生物群落中主要存在形式： 有机物 。 (3)无机环境与生物群落之间的循环形式是 CO2 。 (4)特点：具 全球 性，可 循环 利用。
3.能量流动与物质循环的关系 (1)二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 (2)物质作为能量载体 ，使能量沿着食物链(网)流动；能量作
为动力 ，使物质能够不断地在生物群落和无机环境 之间循 环往返。
1.能量的输入
(1)几乎所有的生态系统，其能量来自太阳能。即
光能
有机物中的化学能
(2)特殊的生态系统—深海热泉生态系统
无机物氧化产生的能量
有机物中的化学能
2.能量的传递 (1)传递途径：食物链和食物网。 (2)传递形式：有机物中的化学能。 (3)传递过程(以能量流经第二营养级为例)
6.过程
7.研究意义 (1)帮助人们科学规划，设计 人工生态系统，使能量得到最
有效利用，实现能量的多级利用 。 (2)帮助人们合理地 调整 生态系统中能量流动关系，使能量
持续高效地流向对人类最有益的部分。
二、物质循环
1.概念：组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，不断进
行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的 循环过程，又称为生物地球化学循环 。
[例1] (2009·全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米
子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加
工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪
便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为
种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
生物量金字塔
Leabharlann Baidu形状
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 形，有时会出现 倒金字塔形
一般为正金字 塔形
类型 项目
象征 含义
每一阶 含义
生物量金字 能量金字塔 数量金字塔
塔
能量沿食物 链流动过程 中具有逐级 递减的特性
生物个体数 目在食物链 中随营养级 升高而逐级 递减
生物量(现存 生物有机物 的总量)沿食 物链流动逐 级递减
解析：流入该生态系统的总能量应该是草同化的总能量。 ①代表的是兔同化的总能量，图中②代表的是狐同化的 总能量。则②/①的比值代表兔→狐的能量传递效率。兔 子粪便中的能量并不是兔子同化量的一部分，而是草同 化量的一部分；兔子遗体残骸中的能量属于兔子同化量 的一部分。
能量流经第二营养级时的分流情况总结如下：
3.能量流动特点 (1)单向流动
①食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆 转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。 ②各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形 式散失掉，这些能量是无法再利用的。
(2)逐级递减
①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养
(2)牛与鸡之间
(有、无)竞争关系，理由
是
。
人与鸡的种间关系是
，人与牛的种间关系
是
。
(3)流经该农场生态系统的总能量来自
所固定
的
，无机环境中的碳以
形式进入该人
工群落。
(4)假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食
用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，1/3
供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供
养的人数将会
(增多、不变、减少)，理由
是
。
[课堂笔记] (1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。 (2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获 得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内 所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
食物链中每 一营养级生 物所含能量 的多少
每一营养级 生物个体的 数目
每一营养级 生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右 图所示的数量金字塔。
(2)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字 塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费 者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形 状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统 的稳定性。
[答案] (1)
(2)无 它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸秆、鸡吃 玉米子粒) 捕食与竞争 捕食 (3)玉米 太阳能 CO2 (4)减少 改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环 节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少
①消费者产生的粪便，不属于该营养级同化的能 量，它实际与上一营养级的遗体、残骸一样，属 于上一营养级“进入分解者”的部分，但消费者 “尿液”中的能量，应属该营养级同化能量的一 部分。