资源简介

(共48张PPT)
第32讲 生态系统的结构和能量流动
非生物环境的状况，决定了哪些生物能够在这一区域内定居和繁衍；生物群落的存在又改变着环境。在环境条件大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。这些都说明生物群落与非生物环境有着密不可分的关系。
一、生态系统的结构
（一）生态系统的范围
1、生态系统的概念
2、生态系统的范围
3、生态系统的类型
1、生态系统的概念
在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。
2、生态系统的范围
生态系统的空间范围有大有小。
一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一块农田等，都可以各自成为一个生态系统。
地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。
3、生态系统的类型
水域生态系统
自然生态系统
人工生态系统
海洋生态系统
陆地生态系统
淡水生态系统
森林生态系统
草原生态系统
荒漠生态系统
冻原生态系统
农田生态系统
人工林生态系统
果园生态系统
城市生态系统
生态系统
（二）生态系统具有一定的结构
1、生态系统的组成成分
2、食物链和食物网
1、生态系统的组成成分
（1）生态系统的组成成分
（2）各组分的作用
（3）生产者、消费者、分解者的关系
（4）生态系统的结构模型
（1）生态系统的组成成分
非生物的物质和能量
生产者
分解者
消费者
生态系统
光、热、水、空气、无机盐等。
自养生物，主要是绿色植物，还有硝化细菌、蓝细菌等自养菌。
主要是动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等，还包括菟丝子、营寄生生活的微生物等。
能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌，还包括营腐生生活的动物，如蚯蚓、蜣螂、秃鹫。
（2）各组分的作用
非生物的物质和能量
为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础，是生态系统的必备成分。
生产者
把无机物转化成有机物，将太阳能转化为化学能，是生态系统的基石。
（2）各组分的作用
消费者
加快生态系统中的物质循环和能量流动，利于植物的传粉和种子的传播。
分解者
将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物，是生态系统必需的关键成分。
（3）生产者、消费者、分解者的关系
生产者
分解者
初级消费者
生产者消费者和分解者的关系示意图
次级消费者
（4）生态系统的结构模型
生产者
肉食性消费者2
遗体、粪便等
消费者
分解者
无机盐等
CO2等
CO2
CO2
植食性消费者
肉食性消费者1
①
①
①
①
②
③
图中①②③分别代表什么生理过程？
呼吸作用
光合作用
分解作用
3、食物链和食物网
（1）食物链中各生物的营养级
（2）食物链的特点
（3）食物网
（4）食物网的意义
（5）营养结构
（1）食物链中各生物的营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
生产者
消费者
消费者
消费者
消费者
初级
次级
三级
四级
（2）食物链的特点
①食物链是生物之间由于捕食关系而形成的一种联系，因此只包括生产者和消费者。
② 每条食物链的起点总是生产者，生产者总是为第一营养级，终点是不被其他动物所食的动物。
③ 箭头方向为物质和能量流动的方向，同时还表示捕食关系，方向具有不可逆性，是长期自然选择的结果。
④各种生物所处的营养级并不是一成不变的。
⑤食物链一般不超过五个营养级。
（3）食物网
在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。
形成原因
概念
特点
①在食物网中，两种生物之间的种间关系可能不止一种。
②在食物网中的同一消费者的营养级并不是一成不变的，可能处于多个营养级。
（4）食物网的意义
①错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。
如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。
②一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
（5）营养结构
食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
【课堂小结】
二、生态系统的能量流动
能量流动
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
研究能量流动的基本思路
能量输入
某个营养级
能量储存
能量散失
（一）能量流动的过程
1、生产者的能量流动
2、初级消费者的能量流动
3、能量在营养级中的流动的模型
4、生态系统中的能量流动
1、生产者的能量流动
地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳，其中大约只有1%以可见光的形式，被生态系统的生产者通过光合作用转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中。
生产者固定的太阳能即是流经生态系统的总能量。
用于生长
发育和繁殖
初级消费者
（植食性动物）
分解者利用
残枝 败叶
分解作用
散失
呼吸作用
散失
未利用
生产者所固定的全部太阳能
1%
固定(同化)
99%
散失
1、生产者的能量流动
2、初级消费者的能量流动
初级消费者同化
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
（肉食性动物）
分解者利用
遗体 残骸
分解作用
散失
呼吸作用
散失
未利用
初级消费者摄入
粪便
生产者
2、初级消费者的能量流动
流经第二营养级的总能量：
第二营养级的同化量
同化量
摄入量－粪便量
=
特别注意：
能量流经第三、四营养级的过程与第二营养级的情况大致相同。
粪便属于上一营养级的同化量。
3、能量在营养级中的流动的模型
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
未被利用的能量
某营养级的能量某段时间内的能量去向
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
某营养级的能量最终去向
特别注意：
流入某一营养级的总能量为该营养级的同化量或固定量。
某营养级的能量的同化量和输出量是相等的，即能量守恒。
最高级营养级的能量去向不包括流入下一营养级的能量。
4、生态系统中的能量流动
每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？
（二）能量流动的特点
1、能量传递效率
2、能量流动的特点
3、能量输入是维持生态系统的必要条件
1、能量传递效率
能量传递效率 =
上一营养级的同化量
本营养级的同化量
×100%
2、能量流动的特点
（1）生态系统中能量流动是单向的。
在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。
单向流动的原因
①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；
②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。
2、能量流动的特点
（2）能量在流动过程中逐级递减。
输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。
营养级越多，能量在流动过程中消耗越多，因此，营养级一般不超过5个。
能量传递效率 =
上一营养级的同化量
本营养级的同化量
×100%
2、能量流动的特点
逐级递减的原因
①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。
②各营养级能量都要有一部分流入分解者。
③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。
3、能量输入是维持生态系统的必要条件
任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量(太阳能或化学能)输入，这个生态系统就会崩溃。
（三）生态金字塔
1、生态金字塔的类型
2、各类金字塔的特点
1、生态金字塔的类型
能量金字塔
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顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
生物量金字塔
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，即为生物量金字塔。
1、生态金字塔的类型
数量金字塔
用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。
能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔统称为生态金字塔。
2、各类金字塔的特点
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
数量金字塔
能量金字塔
生物量金字塔
（四）研究能量流动的意义
1、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。
例如，农田间种套作、大棚多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
间种套作
多层育苗
稻—萍—蛙
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。
秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；用牲畜的粪便生产沼气，沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
能量利用率≠能量传递效率
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，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。
帮范儿
再会

展开更多......

收起↑