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(共31张PPT)
生态系统的能量流动
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
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。
流落荒岛
讨论：
你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
1.先吃鸡，再吃玉米。
问题探讨
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一、能量流动的概念
生态系统的结构
营养结构
组成结构
食物链、食物网
生产者、消费者
分解者、非生物的物质和
能量
能量
　生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，叫生态系统的能量流动。
研究思路
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量输入
个体1
个体2
个体3
……
能量输入
种群
能量储存
能量散失
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二、能量流动的过程
起点：生产者
源头：太阳能
总能量：生产者固定的太阳能
转化形式：光能→化学能
散射
反射
大气层
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二、能量流动的过程
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二、能量流动的过程
储存
转化形式：化学能→热能
固定
因生命活动需要，通过呼吸作用，一部分能量以热能的形式的散失
散失
散失
储存
另一部分被该营养级储存下来，用于该营养级的生物的生长、发育和繁殖。
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二、能量流动的过程
问题：
储存在生产者体内的能量有哪些去向？
散失 储存
摄入的能量都被第二营养级利用了吗？
同化量=摄入量－粪便量
遗体残骸
粪便
未利用
残渣
固定
第一营养级（生产者）的能量流动情况
太阳能
生产者
能量存储
热能散失
残枝败叶被分解者分解
第二营养级摄入
二、能量流动的过程
未被利用
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二、能量流动的过程
散失 储存
摄入的能量都被第二营养级利用了吗？
同化量=摄入量－粪便量
第二营养级同化的能量有哪些去向？
散失 储存
问题：
遗体残骸
粪便
固定
同化
遗体残骸
呼吸作用
散失
第二营养级摄入
第二营养级同化
……
用于生长、发育和繁殖
第三营养级摄入
分解者利用
呼吸作用
热能散失
第二营养级的能量流动情况
二、能量流动的过程
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二、能量流动的过程
散失 储存
散失 储存
问题：
第三营养级摄入的能量有哪些去向？
散失 储存
各级消费者摄入的能量都是这几条去向？
残渣
同化
同化
捕食
能量流动的渠道：食物链、食物网
固定
二、能量流动的过程
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统生物体的有机物中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。
讨论1：生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
思考 讨论：生态系统中的能量流动
讨论2：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
不能，由能量流动的过程可知，其流动是沿食物链、食物网的，是单向的。
分析赛达伯格湖的能量流动
思考·讨论
图中数字为能量数值，单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。
讨论1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。
讨论2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
讨论3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？
讨论4.通过以上分析，你能总结出什么规律？
三、能量流动的特点
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
输入能量
流出能量
出入比
464.6
62.8
13.52%
62.8
12.6
12.6
20.06%
14.6
能量传递效率=
下一营养级同化量
上一营养级同化量
讨论3.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。
三、能量流动的特点
1.单向流动
沿食物链由低营养级流向高营养级。
这是为什么呢？
（1）能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养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。
三、能量流动的特点
2.逐级递减
从能量流动的示意图分析其原因
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者；
③还有一部分能量未被利用，例如成为化石燃料等。
传递效率为10％～20％
相邻两个营养级之间
逐级递减的原因：
单向流动，逐级递减
三、能量流动的特点
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
输入能量
赛达伯格湖的能量流动数据分析
464.6
62.8
12.6
14.6
除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
四、生态金字塔
1.能量金字塔
2.生物量金字塔
营养级
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
干重g/m2
1.5
11
37
809
营养级
第四营养级
第三营养级
低
高
人们改用各营养级生物量（某一时刻每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，构建了生物量金字塔。每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）
低
高
四、生态金字塔
一、
当生产者个体小，寿命短，生物量金字塔也有可能倒置。例如，在海洋生态系统中，浮游植物的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
3.数量金字塔
四、生态金字塔
一、
昆虫
树
倒置情况
如果表示各营养级的生物个体数目的比值关系，则每一级体积代表每一个营养级生物个体数目。
当消费者个体数量比生产者个体数量大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
四、生态金字塔
由于能量流动逐级递减，能量金字塔是上窄下宽，即正金字塔；
而有机物的干重与能量成正相关，因此生物量金字塔一般是上窄下宽；
数量金字塔也是一般是上窄下宽，但也会有倒置的情况的。
从生态金字塔的角度分析为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？
各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过五个营养级 。
四、生态金字塔
1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 、 上进行 ， 流入某个生态系统的总能量。
例如： 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
时间
空间
合理配置
增大
二、
五、研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率
*能量的利用率≠能量的传递效率
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣田肥
二、
五、研究能量流动的实践意义
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
二、
五、研究能量流动的实践意义
归纳总结
1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。
(1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中（ ）
(2)生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少( )
(3)能量沿食物链流动是单向的 ( )
√
×
√
课堂练习
2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是( ）
A.该保护区中生产者体内的能量
B.照射到该保护区中的全部太阳能
C.该保护区中生产者所固定的太阳能
D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是（ ）
A.a+b=c B.a＞b+c C.a＜b+c D.c=a+b
C
B
课堂练习

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