生态系统能量流动模型构建

生态系统能量流动模型构建

生态系统是一个开放的能量耗散系统，其能量流动的过程和特点是高中阶段学习的重点和难点。本文通过构建生态系统能量流动模型对系统内能量的单向流动和逐级递减特点的进行剖析，有利于学生逻辑思维能力的培养和辨证思维能力的提升。

一、能量流动模型的构建

1.定量不定时模型构建

2.定量定时模型构建

备注：与模型构建相关的公式①公式一：摄食量 = 同化量 + 尿粪量 ②公式二：同化量=净生产量+呼吸量③公式三：净生产量=被下一个营养级利用的

+未被下一个营养级利用的+遗体残骸被分解者利用的。

二、能量流动模型解读

本模型概述的是某营养级与下一营养级的能量流动关系，因“粪尿量”应属于上一营养级同化的能量，故不予考虑。

3.1定量不定时模型分析

流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内去路可有三条：①流入下一营养级的；②被分解者利用的；③自身呼吸消耗的。当然，这一定量的能量无论如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，所以生产者只有源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。

3.2定量定时模型分析

流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：①流入下一营养级的；②被分解者利用的；

③自身呼吸消耗的；④未被下一个营养级利用的，即“未利用”。如果是以年为单位研究，“未利用”的能量将保留到下一年。

说明：只有在定量定时分析时才有“未被利用的能量”一项，如果是定量不定时分析，就没有“未被利用的能量”一项，因为在某一段时间内“未被利用的能量”在以后的时间里终究是会被下一营养级和分解者利用的。

三、能量流动模型的应用

例1 试通过模型对教材赛达伯格湖的能量流动图解分析

解析：比较“赛达伯格湖的能量流动图解”和“生态系统的能量流动图解”可知，在“赛湖图解”中，美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出的数据中有部分能量在食物链中是“未利用”的。本模型可以用定量定时模型作一分析：以绿色植物一年的生长为例，用于自身生长繁殖的

那部分能量，如果被下一营养级捕食，则传递给下一营养级。它的残枝落叶中的能量，被分解者利用，但是在这一年的时间内它并没有死亡，它长高长大了，积累了有机物，这部分有机物就是未被利用的。

例2 在红树林里，有一种以植物为食的鸟群，若一年中，该鸟群所贮存的总能量保持不变，则该鸟群一年中呼吸消耗的总能量应等于这一年中该鸟群摄取的植物性食物的总能量减去________、减去

____________，再减去_______________。

解析：此题中的有效信息为“若一年中，该鸟群所贮存的总能量保持不变”，意思就是这一年内鸟群有机物总量没有增多，相当于这一年鸟群的同化量除掉被呼吸消耗的，全部被下一营养级和分解者利用，未被利用的为0.植食性动物的摄于量等于同化量加上粪便中所含的能量，同化量一部分被呼吸消耗，一部分用于自身的生长发育（也就是植食动物中有机物所含的能量），后一部分可以被下一营养级利用或被分解者利用。如果被下一营养级捕食，则传递给下一营养级。如果死亡被分解者分解，则被分解者利用！因此，一年中呼吸消耗量=一年中该鸟群摄取的植物性食物的总能量—传递给下一营养级—分解者利用—植食动物粪便中所含的能量。

参考答案传递给下一营养级、分解者利用、鸟群粪便中所含的能量。