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第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
（第二课时）
①源头：________
②起点：从 开始。
③流入生态系统总量：________________________
④主要方式：_________
⑤能量转化：________________
能量流动
过
程
输入
生产者固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光能
化学能
光合作用
①传递渠道：______________
②传递过程：
食物链和食物网
传递
转化
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
散失
①大部分热能形式散失，
②需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
温故知新：生态系统的能量流动
特点
单向流动、逐级递减
两营养级之间能量传递效率为10%～20%
情景材料一
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
思考：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？
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
一、生态金字塔
1.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。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
肉食性动物
12.6
生产者
464.6
植食性动物
62.8
（1）特点
自然生态系统都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因
能量在流动中总是逐级递减的。
（3）意义
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。
从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
注意：某些人工生态系统（如人工鱼塘）可呈现倒置情况。
一、生态金字塔
2.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），即为生物量金字塔。
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
（1）特点
一般为上窄下宽的正金字塔形，有可能倒置
（2）原因
一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。
（3）意义
直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
一、生态金字塔
2.生物量金字塔：
思考：在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
在海洋生态系统中，由于生产者(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。
一、生态金字塔
3.数量金字塔：
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
如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
（1）特点
一般为上窄下宽的正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。
（2）原因
如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔。
（3）意义
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层 含义
特点
象征意义
单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
一、生态金字塔
1.由于能量在流动过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少（ ）
2.生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的（ ）
判断：
×
×
　实战训练　
1.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
A．该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者
B．图中所有生物构成一条食物链
C．一个生态系统中营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多
D．对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态
二、研究能量流动的实践意义
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。
稻—萍—蛙
间作套种
多层育苗
二、研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
（ 能量利用率≠能量传递效率）
粪便制作沼气
用秸秆作饲料
①能量传递效率：能量在相邻两个营养级之间传递，传递效率为10%~20%。
概念辨析：能量传递效率与能量利用率
一般，食物链越短，能量利用率越高。
能量利用率 =
生产者固定总能量
流入最高营养级的能量
×100%
②能量利用率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
=
某一营养级同化量
上一营养级同化量
能量传递效率
×100%
二、研究能量流动的实践意义
3.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。
稻田除草、除虫等。
合理确定草场的载畜量
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
1.拔去田地中的杂草是人为的调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率（ ）
2.利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用（ ）
3.研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类（ ）
判断：
×
×
×
三、构建食物链的方法
1.根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
可以确定食物链为____________
B→D→A→C
2.根据重金属、DDT等物质的富集现象
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
可以确定食物链为____________
A→C→B→D
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
有机物总量比例
非生物的物质和能量
分解者
生产者
消费者
三、构建食物链的方法
3.根据各种变式模型确定食物链
①信息：分析曲线走势,先增加先减小者为 。
②食物链： 。
乙→丙→甲
被捕食者
三、构建食物链的方法
4.依据捕食曲线构建食物链
一、概念检测
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。 ( )
√
×
√
练习与应用
一、概念检测
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. aB
C
练习与应用
二、拓展应用
1.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。
(1 )分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
练习与应用
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？
答案：图b所示生态系统中流向分解者的能量，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，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
练习与应用
本节结束
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