生态系统的能量流动PPT

生产 10%~20% 初级 10%~20% 次级
者
消费者
消费者
10%~20%
……
学以致用
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。
分解者
流入能 量
464.6 62.8 12.6 14.6
流出能量 （输入后一 个营养级）
62.8 12.6
出入比
13.52% 20.06%
各营养级之间的传递效率在多大范围内?
下一营养级的同化能量
能量传递效率=
(10％－20％)
上一营养级的同化能量
３.流入某个营养级的能量，为什么不能百分之 百地流向后一个营养级?
【解析】应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养 级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。
【规律】
（已知） 较低营养级 （未知）
①求“最多”则按“最高”值20％流动 ②求“最少”则按“最低”值10％流动 （未知）
较高营养级 ①求“最多”则按“最高”值10％流动 （已知）
能量流动的渠道是什么？ 食物链和食物网
草
兔
鹰
1、小草的能量来自哪里?
2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?这 些能量都被小草吸收了吗?
3、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?
二、能量流动的过程
第一营养级：
光合 作用
１％输入
生产者所固定 的太阳能 （植物）
同化量
呼吸量
呼吸作用（以热能的形式散失）
小
结
• 能量流动的起点：生产者固定的太阳能 • 能量流动的途径：食物链和食物网，以有机物的形式 • 能量的变化情况： 太阳能→化学能→热能 • 生产者的能量来源： 主要来自太阳能 • 分解者的能量来源： 生产者和消费者 • 各级消费者的能量来源：上一营养级 • 流入某营养级的能量是： 该营养级所同化的量 • 能量流动特点： 单向流动（不循环），逐级递减
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
含 义
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 现存生物的总质 量
(1)数量金字塔特殊实例:
如成千上万只昆虫生活在一颗大树上时。
鸟
昆虫
树Leabharlann Baidu
数量比例图
鸟
昆虫
树
能量金字塔
(2)生物量金字塔特殊实例及分析
如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿 命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查 到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的 生物量。
能量
营养级
从中可以看出，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。
举一反三
为什么食物链一般不超过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。
用于生长、 发育、繁殖 （储存在植物 体中的有机物）
储存量
初级消费者
（兔）
遗体残骸
分解者
二、能量流动的过程
1.能量的来源是什么？ 太阳能 2.非生物的能量是如何输入生物群落的？ 光合作用
3.生产者的 能量的去路有哪些？ 呼吸作用消耗 下一营养级摄入 生长发育繁殖 分解者分解
3. 能量流动的渠道是什么？ 食物链和食物网 4.能量流动的起点是什么？从生产者固定的太阳能开始 5.流经生态系统的总能量是什么？
流入某一营养级的能量主要有以下去向： ①呼吸作用散失了； ②排出物、遗体为分解者利用； ③“未被利用”的能量（未能进入（未被捕食）下一 个营养级）。 ④流入下一个营养级。 所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到 下一个营养级。
三、能量流动的特点
１.单向流动： 不可逆转，不能循环
原因： ①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养
研究能量流动的实践意义
蚕
桑
蚕粪
塘泥
鱼塘
秸秆 的多 级利 用
１.使废物资源 化，实现能量的 多级利用，提高 能量的利用率。
❖思考：
锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝， 目的是什么?
2.使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
研究能量流动的意义
在草原牧场上，则最 好使能量多流向到牛、 羊等牲畜体内，获得 更多的毛、肉、皮、 奶等畜产品。
【解析】在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至 少为0.5÷20%＝2.5kg，小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝ 12.5kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是 0.5÷20%＝2.5kg。因此，小鱼的生物量总量至少为 12.5+2.5=15kg。
同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”的传递过程中，水藻的生 物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%＝937.5kg；在“水藻→ 小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%＝ 37.5kg。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg。 答案：975。
来源 后面各个营养级：上一营养级所同化的能量
呼吸作用消耗
去路 下一营养级同化 (最高营养级生物除外)
１. 能量的转化？
分解者释放
2.能量传递的形式是什么？ 有机物中的化学能
3. 能量的转化？ 太阳能
化学能
热能
4. 能量散失的形式和途径是什么？✓ 形式： 热能
✓ 途径： 呼吸作用（各个营养级自身和分解者）
１. 流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？
不能
２. 生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定
律？
遵循
三、能量流动的特点
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养 级和分解者利用的能量（现存的）
根据上图所提供数据，完成95页资料分析的问题
资料分析
1、2：
营养级
生产者 植食性动物 肉食性动物
A. 24kJ
B. 192kJ
C.96kJ D. 960kJ
【解析】应按照能量传递的最大效率20%计算。 最大值： 24000×20%×20%×20%=192kJ
例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的 生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生 物量为（ ）
A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg
生产者固定的太阳能总量
兔子把草吃进肚子里, 草中的能量都能被兔 子吸收吗?
二、能量流动的过程
第二营养级 摄入量
粪便 初级消费者摄入
同化量
摄入量=同化量+粪便量 同化量=呼吸量+储存量
分
初级消费者同化
呼呼
解 者
遗体
利 残骸
用
吸
用于生长发储育存和量繁殖散失作用
吸 量
呼吸 作用
散失
次级消费者摄入 摄入量
②求“最少”则按“最低”值20％流动
例3.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死 亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食 鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量 流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海 洋植物 ( )
A.120kg B.160kg C.60kg D.100kg
∧ ∧
同化量 储存量
思维训练
在草原上，牛以草为食，屎壳郎以牛粪为食。 思考： a、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于 哪一部分？ 草固定的太阳能
b、被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？0
某营养级中粪便的能量不属于该营养级的同化量， 而是属于上一营养级的能量
总结
1.各个环节的 能量的来源和去路如何？ 第一营养级：太阳能
生态系统的能量流动图解
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
生产者 （植物）
初级消费者 次级消费者 三级消费者
（植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
分解者
注意：
呼吸作用
方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的能 量越来越少。
箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。
思考与讨论
(2)若猫头鹰要获得1千焦能量, 则至少消耗掉牧草所固 定的___2_5__千焦能量, 最多消耗牧草固定的_1_0_0_0__千 焦能量.
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。
低 第四营养级 高
第三营养级
第二营养级
高
第一营养级 低
【规律】
生产者
选最短食物链 最少消耗
选最大传递效率20%
选最长食物链 最多消耗
选最小传递效率10%
消费者获得最多 消费者获得最少
思维训练
根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点
进行计算:
猫头鹰
牧草
鼠
蛇
(1) 如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能 获得___1___焦耳能量, 最多能获得___4_0__焦耳能量.
(2)生物量金字塔特殊实例及分析
如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿 命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查 到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的 生物量。
特殊情况：
浮游动物
浮游 植物
生物量金字塔
浮游 动物
浮游植物
能量金字塔
人类能不能改变生态系统能量流动的规律？
桑基鱼塘
例5.下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻 ____kg，最多消耗水藻_______kg 。
【解析】本题中，最短食物链为水蚤→小鱼→人，传递效率按 20％计算。设最少消耗水藻为x，则x×20％×20％＝1，所以 x=25.要求最多消耗就要选择水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人， 传递率按10％计算。设最多消耗为y，则y×(10%)5=1， y=105kg。
【解析】根据题干，可绘出食物网如下：
植物
杂食性海洋鱼
草食鱼类
小型肉食鱼类
共需海洋植物：
4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg
例4. 下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假 设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能 量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水 藻 kg。
问题探讨
融会贯通
备选策略1：先 吃鸡，再吃玉米。 备选策略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。
如何调整饮食结构？
人们应采用以 谷物和植物蛋白 为主的食物结构
植物 -> 牛 -> 人 植物 -> 人
能量金字塔
生态金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形 状
特 点
呈正金字塔形
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面？ 生态系统的组成成分,食物链和食物网
2.生态系统的组成成分有哪些？ 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? 食物链和食物网 4.生态系统的主要功能有哪些？
能量流动、物质循环、信息传递
问题探讨
备选策略1：先 吃鸡，再吃玉米。 备选策略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。
级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可 逆转的。
② 各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被 生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
２.逐级递减：
原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被利用。
传递效率为10％～20％.
例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态 系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（ ）
不管你作出了何种选择，我们暂且不 做评价，在我们学习生态系统的能量 流动后，你就会评判自己是否作了最 聪明的选择，如果你没有，而这又是 真实且残酷的现实，也许你就
挂了！
第五章 生态系统及其稳定性
第二节 生态系统的能量流动
一、能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转 化和散失过程。
能量是如何输入、传递、转化和散失的呢？