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第2课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义
第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
学习目标
1. 用金字塔表示生态系统各营养级之间的能量、生物量或数量的关系。
2. 概述研究能量流动的意义。
3.尝试调查某生态系统的能量流动情况。
核心素养
1.基于对生态系统的能量流动的分析，强化生命的系统观、结构与功能观、物质与能量观。
2.运用生物学知识分析当地某生态系统的能量流动情况。
1.简述能量流经第一营养级的情况。
重难点回顾
2.简述能量流经第二营养级的情况。
3.生态系统能量流动的特点有哪些？简述其原因。
一
生态金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，形成的金字塔图形，叫作能量金字塔。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
1
能量金字塔
一
生态金字塔
1
能量金字塔
①能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系。
注意：
②由于能量在流动过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。
生产者
464.6
植食性动物62.8
肉食性动物12.6
赛达伯格湖能量金字塔
二
能量流动的特点
每个营养级所容纳的有机物的总干重。
生物量：
将单位时间内各个营养级生物量转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，形成的金字塔图形，叫作生物量金字塔。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
809
37
11
1.5
干重 g/m2
2
生物量金字塔
二
能量流动的特点
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
809
37
11
1.5
干重 g/m2
2
生物量金字塔
①生物量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间生物量的关系。
注意：
②一般来说植物的总干重＞植食性动物的总干重＞肉食性动物的总干重，因此生物量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。
二
能量流动的特点
将单位时间内各个营养级的生物个体的数目转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，形成的金字塔图形，叫作数量金字塔。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
营养级
3
数量金字塔
二
能量流动的特点
第一营养级
第二营养级
第三营养级
营养级
3
数量金字塔
①数量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间生物个体的数目比值关系。
注意：
②数量金字塔一般是上窄下宽的金字塔形；少数情况时呈现上宽下窄倒置的金字塔形。
二
能量流动的特点
3
数量金字塔
①数量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间生物个体的数目比值关系。
注意：
②数量金字塔一般是上窄下宽的金字塔形；少数情况时呈现上宽下窄倒置的金字塔形。
树
昆虫
个体数量
三
研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
间作套种
多层种植
稻-萍-蛙
立体栽培
1
增大流入生态系统的总能量
为什么可以增加流入生态系统的总能量？
三
研究能量流动的实践意义
（2）不同层次的作物利用不同强度的太阳能；
间作套种
多层种植
稻-萍-蛙
立体栽培
1
增大流入生态系统的总能量
（3）适当提高了种植密度，能利用更多的太
阳能
（1）充分利用了空间；
三
研究能量流动的实践意义
充分利用空间和资源，获得更大收益。
优点：
间作套种
多层种植
稻-萍-蛙
立体栽培
1
增大流入生态系统的总能量
三
研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
秸秆蘑菇基质
秸秆饲料
2
提高能量利用率
玉米
籽粒
秸秆
人
还田
玉米
籽粒
秸秆
人
饲料
基质
牛、羊
蘑菇
三
研究能量流动的实践意义
秸秆蘑菇基质
沼气池
桑基鱼塘
秸秆饲料
2
提高能量利用率
讨论：沼气池和桑基鱼塘是怎样使能量得到最有效利用的？
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
三
研究能量流动的实践意义
实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
优点：
秸秆蘑菇基质
沼气池
桑基鱼塘
是提高能量的利用率，而不是能量传递效率。
注意：
秸秆饲料
2
提高能量利用率
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
三
研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，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。
大量牧草不能被利用，人获得的能量严重偏低
3
调整能量流动关系
放牧量太少
三
研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，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。
短时间获取大量的能量（产品），严重破坏牧场，不能持续高产出。
3
调整能量流动关系
过度放牧
三
研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，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。
能充分利用牧草，持续高产出。
3
调整能量流动关系
合理放牧
三
研究能量流动的实践意义
研究生态系统的能量流动，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。
绿色防控
3
调整能量流动关系
生产者
人
虫
×
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
依据调查地区和调查方式的不同可能需要做如下准备工作。
实地调查：动物分类图鉴、植物分类图鉴等参考书籍，铁锹、水桶等工具。
访谈调查：记录本、录音笔、数码相机、摄像机等采访工具。
文献调查：联系图书馆，可参考所在地区的地方志中与农业有关的卷册。
1
材料准备
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
（1）调查
①确定调查对象明确所调查生态系统的边界，并判断所调查生态系统的类型如农田、森林、池塘、湿地生态系统等。
2
实施建议
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
②设计调查问题以农田生态系统为例，对于以下问题可采用实地调查：
a.当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？
b.初级消费者中，哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的 对这些初级消费者、农民分别采取了哪些措施？
c.次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？
实地调查
2
实施建议
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
②设计调查问题以农田生态系统为例，对于以下问题可采用访谈调查：
a.在非生产季节，农田生态系统的生产者、初级消费者和次级消费者的状况是怎样的？
b.养殖动物的饲料来源是什么？
c.农民对作物秸秆是如何处理的？
d.农民通过什么方式来提高光能利用效率？
秸秆处理
访谈调查
2
实施建议
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
（2）撰写调查报告和交流等环节
以农田生态系统为例，学生应尽可能详尽地画出当地某农田生态系统的食物链和食物网，并绘制该生态系统能量流动的示意图。在此基础上，写一篇有关农田生态系统能量流动情况的调查分析报告。
学生可根据实际调查情况，对收集的资料和数据进行分析，如对生产者的调查统计等。在此基础上，形成结论。思考当地农田生态系统是否较好地遵循了能量流动的基本规律，有哪些值得其他农田生态系统借鉴的地方，有哪些不足之处。
还可在研究的基础上，为当地农民提供提高当地农田生态系统生态效益和经济效益的措施。
2
实施建议
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
（1）在实地调查前，建议与当地行政主管部门或负责人员联系；调查时尽量在负责人员的陪同下进行。
（2）调查时要注意不要破坏当地环境，要注意人身安全。
3
注意事项
四
调查当地某生态系统中的能量流动情况
（1）可对所调查地区的环境、气候等进行调查，如地理位置、海拔、地貌情况、土壤条件、温度、降水量等，比较不同环境、气候条件下生态系统能量流动的区别。
（2）可对所研究地区的资源、人口情况和家庭收入等进行调查，为撰写调查报告提供依据。
（3）可将调查活动与生态工程的教学结合，分析调查地区的农业生产是否遵循了生态工程的基本原理。
4
拓展方案
本课小结
生态金字塔与研究能量流动的意义
能量金字塔
生态金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
研究意义
生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量
科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用
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
调查：某生态系统的能量流动情况
太阳能
下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
当堂检测
农作物
家禽、家畜
粪肥
饲料
人
粪肥
食物
食物
农作物
家禽、家畜
粪肥
饲料
人
沼气池
（含微生物）
食用菌
秸秆
沼渣沼液
粪便
沼渣
粪便
菌渣等
燃料
图a
图b
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
农作物
家禽、家畜
人
图a
下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
当堂检测
农作物
家禽、家畜
粪肥
饲料
人
粪肥
食物
食物
农作物
家禽、家畜
粪肥
饲料
人
沼气池
（含微生物）
食用菌
秸秆
沼渣沼液
粪便
沼渣
粪便
菌渣等
燃料
图a
图b
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
图b
农作物
家禽、家畜
人
太阳能
沼气池
（含微生物）
食用菌
下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
当堂检测
农作物
家禽、家畜
粪肥
饲料
人
粪肥
食物
食物
农作物
家禽、家畜
粪肥
饲料
人
沼气池
（含微生物）
食用菌
秸秆
沼渣沼液
粪便
沼渣
粪便
菌渣等
燃料
图a
图b
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用 为什么
图b生态系统的能量能够更多被人类利用。其流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
谢谢观看
2026

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