生態(tài)系統(tǒng)能量流動分析課件

1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動分析溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結構包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構是什么?生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈和食物網生產者、消費者、分解者、非生物的物質和能量食物鏈和食物網溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結構包括哪兩方面？生態(tài)系統(tǒng)的成分,食請大家思考并討論: 假設你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長的辦法是 : 1.先吃雞，然后吃玉米 2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，最后再吃雞請大家思考并討論: 假設你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒一、能量流動的概念: 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能

2、量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一般以種群為單位， 以種群所處營養(yǎng)級為研究對象 ， 以食物鏈（網）為渠道一、能量流動的概念: 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)能量流動的分析個體 1儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體 2儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體 3儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量能量輸入儲存在體內的能量能量輸入種群呼吸作用散失的能量能量流動的分析個體 1儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個1.能量的源頭 :2.起點:3.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:4.渠道:5.能量散失的形式:太陽能從生產者固定太陽能開始食物鏈和食物網生產者固定的太陽能總量熱能思考：1.能量的源頭

3、 :太陽能從生產者固定太陽能開始食物鏈和食物網一能量流動的過程生產者（植物） 初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級一生產者初級消費者次級消費者三級消費者第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第能量在第一營養(yǎng)級中的變化一能量流動的過程生產者（植物）初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分 解 者遺體 殘骸能量在第一營養(yǎng)級中的變化一生產者初級消費者呼吸作用用于生長分來源：從生產者固定太陽能開始去路：用于生長發(fā)育和繁殖呼吸作用分 解 者初級消費者攝入來源：從生產者固定太陽能開始去路：用于生長呼吸作用分 解 者一能量流動的過程初級消

4、費者攝入初級消費者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入分解者利用遺體殘骸糞便呼吸作用散失呼吸作用散失能量在第二營養(yǎng)級中的變化一初級消費者初級消費者用于生長次級消費者分遺體糞便呼吸作用散能量流經其他營養(yǎng)級類似于第二營養(yǎng)級，最高營養(yǎng)級沒有被下一營養(yǎng)級攝入這一途徑。來源：從上一營養(yǎng)級流入去路：呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入分 解 者能量流經其他營養(yǎng)級類似于第二營養(yǎng)級，最高來源：從上一營養(yǎng)級流注 意攝入量=同化量（流入量）+糞便量同化量=呼吸作用量+生長發(fā)育繁殖量生長發(fā)育繁殖量=遺體殘骸量+下一營養(yǎng)級攝入量某一營養(yǎng)級被分解者利用能量=該營養(yǎng)級遺體 殘骸量+下一營養(yǎng)級糞便量例如：第二營養(yǎng)級兔被

5、分解者利用能量-兔的遺體殘骸量+第三營養(yǎng)級狐的糞便量注 意攝入量=同化量（流入量）+糞便量同化量=呼吸作用量+生可見能量沿著食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都有能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程。 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程初級消費者（植食性動物）生產者（植物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）分解者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用可見能量沿著食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都有能量的輸入、傳遞、1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？2、流經某個生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)當中來？思考與討論：遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體有

6、機物）中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機環(huán)境中，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。不能，能量最終以熱能形式，從群落散失到無機環(huán)境，散失的能量不能再作為能源合成有機物，即不能再回到生態(tài)系統(tǒng)中。能量流動是單向的。 1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？思考與討生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能2.起點： 渠道:食物鏈和食物網生產者3.流經生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產者所固定的太陽能的總量(約占1%) 5.去路：呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用二.能量流動的過程4.來源：生產者消費者太陽光能 前一營養(yǎng)級 5.各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？ 請以生產者(第一營養(yǎng)級)為例說明.生態(tài)系統(tǒng)的能量

7、來源是什么？2.能量流動的起點和渠道是什么？3.流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？4.各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？請閱讀并討論:生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能2.起點： 渠道定量不定時分析某一營養(yǎng)級同化能量呼吸作用散失流入下一營養(yǎng)級分解者分解定量定時分析某一營養(yǎng)級同化能量呼吸作用散失流入下一營養(yǎng)級分解者分解未被利用指在一定時間內未被呼吸消耗、未被分解者所利用、未被下一個營養(yǎng)級所同化的能量。未被利用的能量最終被分解者所利用。定量不定時分析某一營養(yǎng)級呼吸作用散失流入下一營養(yǎng)級分解者分解注意1.只有滿足Q輸入Q儲存+Q散失，生態(tài)系統(tǒng)才可能保持穩(wěn)定。Q輸入 Q儲存+Q散失，生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰。2.人工養(yǎng)殖生態(tài)

8、系統(tǒng)的總能量=生產者固定太陽能總量+ 人工投放有機物（餌料）中能量注意1.只有滿足Q輸入Q儲存+Q散失，生態(tài)系統(tǒng)才可能保持2(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產者)所同化 能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二 營養(yǎng)級百分比呢?(2)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？(3)能量在相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大 范圍內?(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產者)所同化三、能量流動的特點(4)通過以上分析,你能總結出什么規(guī)律?13.5,20 1020 a.下一個營養(yǎng)級不能利用的能量。如：草根b.下一個營養(yǎng)級能利用而未利用的能量。 如：羊不能吃完所有的草(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產者)所

9、同化 能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二 營養(yǎng)級百分比呢?(2)能量在相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大 范圍內?(3)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.8 12.6 100 = 20.06 62.8 464.6 100 = 13.52 三、能量流動的特點(4)通過以上分析,你能總結出什么規(guī)律?1三、能量流動的特點第一、單向流動： 食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的，而各個營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱能。即必須源源不斷地輸入，又不斷地散失。第二、逐級遞減, 傳遞效率為1020. 逐級遞減的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一個營養(yǎng)級利用。三、能量流動的特點第一、單向流動：【規(guī)律

10、】生態(tài)系統(tǒng)的總能量 =生產者固定的全部太陽能 =第一營養(yǎng)級的同化量 下一個營養(yǎng)級的同化量某一個營養(yǎng)級的同化量能量傳遞效率=特別注意：必須是兩個營養(yǎng)級的同化量作比。 【規(guī)律】生態(tài)系統(tǒng)的總能量下一個營養(yǎng)級的同化量某一個營養(yǎng)級的能量金字塔 由單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值由低到高繪制的圖形叫做能量金字塔. 說一說能量金字塔可以說明什么問題？在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動的過程中消耗的能量就越多，能量流動是單向、逐級遞減的。能量金字塔 說一說在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級請分析討論:用能量流動的原理, 解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。學以致用 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

11、養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，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)流經老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生態(tài)學道理。 你是先吃雞再吃玉米，還是先吃玉米，再吃雞？請分析討論:用能量流動的原理, 解釋諺語“一山不容二虎”隱金字塔種類：能量金字塔（1）為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？（2）為什么“一山不容二虎”？低高低高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級金字塔種類：能量金字塔（1）為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產者（野草） 5 842 424株；初級消費者（草

12、原動物、昆蟲） 708 624只；次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥） 354 904 只；三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹） 3只。 數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：昆蟲樹鳥數(shù)量金字塔鳥樹昆蟲能量金字塔特殊情況：昆蟲樹鳥數(shù)量金字塔鳥樹昆蟲能量金字塔特殊情況：生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游植物生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游三）研究能量流動的意義能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律？ 人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但可設法調整能量流動方向，使能量流向對人類最有益的部分A、合理確定放牧量B、對能量的多級利用C、使能量盡可能多地流向低營養(yǎng)級的生物三）研究能量流動的意義

13、能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律？ 人四、研究能量流動的實踐意義1、幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)， 實現(xiàn)物質和能量的多級利用（非循環(huán)利 用），提高能量利用率（非能量傳遞效率）。 如:生態(tài)農業(yè)如用生活垃圾大量養(yǎng)殖蚯蚓后，喂養(yǎng)家禽；蛆蠅也可以喂養(yǎng)家禽；谷殼、稻草等培養(yǎng)食用菌被人食用。這些被分解者利用的能量轉而為人類或其它生物利用，而非直接散失掉了。四、研究能量流動的實踐意義1、幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)2、幫助人們合理地調整（不是改變）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。 如:草場放牧四、研究能量流動的實踐意義2、幫助人們合理地調整（不是改變）生態(tài)系統(tǒng)四、研

14、究能量流動的本節(jié)知識體系能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網特點單向流動：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔：能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率為10%20%。研究意義調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效的流向對人類最有益的部分太陽能本節(jié)知識體系能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的調查得知某河流生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構共有四個營養(yǎng)級（以a、b、c、d表示）。經測定，一年中流經這四個營養(yǎng)級的能量分別為：該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者是（ ） A、a； B、b； C、

15、c； D、d?；A練習營養(yǎng)級能量（Jm-2）a141.10105b15.91105c0.88105d871.27105A調查得知某河流生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構共有四個營養(yǎng)級（以a、b、c根據(jù)下圖所表示的食物網, 結合能量流動的特點進行計算:牧草鼠蛇貓頭鷹 如果牧草固定了1000焦耳的能量, 則貓頭鷹最少能獲得_焦耳能量, 最多能獲得_焦耳能量.140根據(jù)下圖所表示的食物網, 結合能量流動的特點進行計算:牧草有關能量流動的計算生產者最少消耗最多消耗選最短食物鏈選最大傳遞效率20%選最小傳遞效率10%選最長食物鏈消費者獲得最多消費者獲得最少有關能量流動的計算生產者最少消耗最多消耗選最短食物鏈選最例1.在

16、某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2 kg的鷹要吃10 kg的小鳥，0.25 kg的小鳥要吃2 kg的昆蟲，而100 kg的昆蟲要吃1000 kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞效率為（ ）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%【解析】根據(jù)題意，可根據(jù)食物鏈及能量傳遞效率的概念計算出各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，即從綠色植物昆蟲小鳥鷹這一食物鏈中小鳥鷹的傳遞效率為2/10=0.2，昆蟲小鳥的傳遞效率為0.25/2=0.125，綠色植物昆蟲的傳遞效率為100/1000=0.1，因此綠色植物到鷹的能量傳遞效率為0.10.1250.2

17、=0.0025，即0.25%。 例1.在某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2 kg的鷹要吃10 kg的小鳥，例2.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（）A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ【解析】據(jù)題意，生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量是生態(tài)系統(tǒng)中生產者（第一營養(yǎng)級）所固定的能量，即24000kJ，當能量的傳遞效率為20%時，每一個營養(yǎng)級從前一個營養(yǎng)級獲得的能量是最多的。因而第四營養(yǎng)級所獲得能量的最大值為：2400020%20%20%=192kJ。答案：B。例2.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該例3.在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈

18、中，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1 kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物量為（ ）A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg【解析】據(jù)題意，要計算消耗的第一營養(yǎng)級的生物量，應按照能量傳遞的最大效率20%計算。設需消耗第一營養(yǎng)級的生物量為X kg，則X=1(20%)4=625 kg。答案：C。例3.在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級例4.由于“赤潮”的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚死亡，假如該雜食性的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，按能量流動效率20%計算，該雜食性魚從出生到死亡，共需海洋植物 ( )

19、A.120kg B.160kg C.60kg D.100kg【解析】根據(jù)題干，可繪出食物網如下：植物草食魚類雜食性海洋魚小型肉食魚類因此共需海洋植物為41/220%41/4 20% 20% 41/4 20% 20% 20% =160kg。答案：B 例4.由于“赤潮”的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚植物草食5、已知在如下圖所示的食物網中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關系式為_。解析：共兩條食物鏈。AC，已知C從A直接獲得能量比例為x，則直接獲得的能量為ax，需要消耗A的能量為ax 10%=10 axABC，該途徑C獲得能量比例為（1x）