生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動備選策略備選策略1 1：備選策略備選策略2 2： 生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念：概念： 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的分析 個體1 儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量個體2儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量個體3儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量輸入儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量種群種群呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量流動的分析：能量流動的分析：種群種群能量輸入能量輸入能量散失能量儲存1

2、1. .能量的源頭：能量的源頭： 太陽能太陽能能量在第一營養(yǎng)級中的變化能能量量流流動動的的過過程程生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）呼吸作用呼吸作用用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖分分 解解 者者遺體殘骸遺體殘骸初級消費者初級消費者（植食性動物）（植食性動物）初級消費者初級消費者攝入攝入初級消費者初級消費者同化同化用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖次級消費者次級消費者攝入攝入分分解解者者利利用用遺體遺體殘骸殘骸糞便糞便呼呼吸吸作作用用散失散失呼呼吸吸作作用用散失散失能能量量在在第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級中中的的變變化化能能量量流流動動的的過過程程1.1.真正流入該營養(yǎng)級的能量真正流入該營養(yǎng)級的能量是

3、是該營養(yǎng)級生物的同化量該營養(yǎng)級生物的同化量。 次級消費者同化糞便(吃入量吃入量)（吸收量）（吸收量）上一營養(yǎng)級所同化的量上一營養(yǎng)級所同化的量生產(chǎn)者生產(chǎn)者 (植物植物)呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸初級消費者初級消費者次級消費者次級消費者三級消費者三級消費者(肉食動物肉食動物)分解者分解者(細菌、真菌等）細菌、真菌等）呼吸呼吸(草食動物草食動物)（肉食動物（肉食動物)太陽能太陽能能量流動過程圖解 能量是以物質(zhì)的形式沿能量是以物質(zhì)的形式沿食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)這這一主渠道向前傳遞的。一主渠道向前傳遞的。 該系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者經(jīng)光合作用所固定的該系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者經(jīng)光合作用所固定的太陽能總量。太

4、陽能總量。2.2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：3.3.能量流動途徑：能量流動途徑：4.4.每個營養(yǎng)級能量的去向是什么？每個營養(yǎng)級能量的去向是什么？呼吸作用、下一營養(yǎng)級同化、分解者分解呼吸作用、下一營養(yǎng)級同化、分解者分解1 1. .能量的源頭：能量的源頭：太陽能太陽能能量流動中能量的變化：能量流動中能量的變化：太陽光能太陽光能生物體內(nèi)生物體內(nèi)的化學(xué)能的化學(xué)能熱能熱能（熱量熱量是能量流動的最終歸宿）是能量流動的最終歸宿）二、能量流動的特點：二、能量流動的特點：二、能量流動的特點：二、能量流動的特點：營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能量流入能量流出能量流出能量（輸入后一個營養(yǎng)級）（輸入后一個營養(yǎng)級）

5、能量傳遞能量傳遞效率效率生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物分解者分解者13.52%20.06%能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率傳遞效率 大約是大約是1020。464.662.862.812.6數(shù)據(jù)分析與處理備選策略備選策略1 1：備選策略備選策略2 2： 增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少最后人獲得的能量較少能量傳遞效率的計算：能量傳遞效率的計算：相鄰兩營養(yǎng)級的能量傳遞效率相鄰兩營養(yǎng)級的能量傳遞效率= =本營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量下一營養(yǎng)級同化量下一營養(yǎng)級同化量X100%X100%能量流動的計算：

6、能量流動的計算：設(shè)食物鏈設(shè)食物鏈ABCDABCD，分情況討論：，分情況討論： 現(xiàn)實現(xiàn)實 問題問題 思路求解思路求解D D營養(yǎng)級營養(yǎng)級凈增重凈增重X X至少需要至少需要A A營養(yǎng)級多少營養(yǎng)級多少至多需要至多需要A A營養(yǎng)級多少營養(yǎng)級多少A A營養(yǎng)級營養(yǎng)級凈增重凈增重Y YD D營養(yǎng)級最多增重多少營養(yǎng)級最多增重多少D D營養(yǎng)級最少增重多少營養(yǎng)級最少增重多少a(20%)a(20%)3 3=X=XY(20%)Y(20%)3 3= =d dY(10%)Y(10%)3 3= =d da(10%)a(10%)3 3=X=X 例題：例題：在在綠色植物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹 這條食物鏈中，貓頭鷹增重這條食物鏈

7、中，貓頭鷹增重1Kg1Kg， 至少需要消耗綠色植物至少需要消耗綠色植物_Kg_Kg。X X20%20%20%=1Kg20%=1Kg x x=25Kg=25Kg有一食物網(wǎng)如圖有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？體重，最多消耗植物多少克？學(xué)以致用學(xué)以致用結(jié)果結(jié)果= =56005600g g 根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng), , 結(jié)合結(jié)合能量流動的特點進行計算能量流動的特點進行計算: :牧草鼠蛇貓頭鷹(1) 如果牧草固定了如

8、果牧草固定了1000焦耳的能量焦耳的能量, 則貓頭鷹最少則貓頭鷹最少能獲得能獲得_焦耳能量焦耳能量, 最多能獲得最多能獲得_焦耳能量焦耳能量.140 為什么肉類食品的價格比白菜價格高？為什么肉類食品的價格比白菜價格高？ 人增加一千克，要消耗多少克的植物？人增加一千克，要消耗多少克的植物？ (從不同食物鏈考慮從不同食物鏈考慮) 生物富集作用生物富集作用?根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少。就越少。老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量

9、已減到級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。有一定的生態(tài)學(xué)道理。?；~塘桑基魚塘課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程.1、單向流動單向流動：生產(chǎn)者：生產(chǎn)者初級消費者初級消費者科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系1、能量的、能量的源頭源頭：太陽能：太陽能2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量總能量：生產(chǎn)者固定：生產(chǎn)者固定3、總渠道總

10、渠道：食物鏈或食物網(wǎng)：食物鏈或食物網(wǎng)2、逐級遞減逐級遞減：傳遞效率為：傳遞效率為10%20%的太陽能的總量。的太陽能的總量。次級消費者次級消費者概念：概念：過程過程特點特點意義：意義：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最低，根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)（應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)（）A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主以淡水養(yǎng)殖的魚類為主B.以谷物與植物蛋白為主以谷物與植物蛋白為主C.以海洋魚類為主以海洋魚類為主D.以禽肉與蛋為主以禽肉與蛋為主2.下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確反映能量流動特

11、點的是（反映能量流動特點的是（）ABCDDB當(dāng)堂訓(xùn)練當(dāng)堂訓(xùn)練4.在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是（成分是（）A.生產(chǎn)者生產(chǎn)者B.初級消費者初級消費者C.次級消費者次級消費者D.分解者分解者3.一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生物個體數(shù)量將依次（物個體數(shù)量將依次（）A.遞增遞增B.不變不變C.遞減遞減D.稍增加稍增加CA5 5、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指( )( )A. A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全 部太陽能部太陽能B. B.

12、 射進該系統(tǒng)的全部太陽能射進該系統(tǒng)的全部太陽能C. C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量D. D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量c c6 6、假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（ ）A A、綠色植物、綠色植物蝗蟲蝗蟲蜘蛛蜘蛛蜥蜴蜥蜴蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B、綠色植物、綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹C C、綠色植物、綠色植物蝗蟲蝗蟲青蛙青蛙蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹D D、綠色植物、綠色植物鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B8 8在植物在植物昆蟲昆蟲蛙蛙蛇這條食物鏈中，蛇這條食物鏈中，若蛇增加若蛇增加1g1g生物量，至少要消耗植物的生生物量，至少要消耗植物的生物量是（物量是（ ）A A1000g 1000g B B500g 500g C C250g D250g D125g125gD 7.7.假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為（消費者所獲得的能量應(yīng)為（