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第三章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
（第一课时）
目录 /CONTENTS
01
能量流动的概念
02
能量流动的过程
03
能量流动的特点
04
生态金字塔
05
研究能量流动的实践意义
新课导入
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。
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。
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
先
后
方案1
一部分
一部分
方案2
应该先吃鸡，再吃玉米（即选择方案1）。若选择方案2，则增加了食物链的长度，能量逐渐递减，最后人获得的能量较少。
目录
01
一、能量流动的过程
一、能量流动的过程
能量输入
个体1
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体2
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体3……
能量储存
种群
能量散失
能量输入
将这些个体作为一个整体来研究
以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。
某营养级
将一个营养级的所有种群作为一个整体
能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。
科学方法——研究能量流动的基本思路
一、能量流动的过程能量流动的概念：能量流动：生态系统中能量的、、和的过程。输入传递转化散失能量的输入能量的散失生态系统一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统传递转化
一、能量流动的过程
1.能量流经第一营养级的过程
99%
散失
1%
固定(同化)
生产者所固定的全部太阳能
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
生长发育和繁殖
未利用
①
②
③
④
注意: 如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量(最终也将
被分解者利用)。
一、能量流动的过程
2.能量流经第二营养级的过程
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
…
未利用
流经第二营养级的总能量：
同化量
同化量
摄入量-粪便量
=
①
②
③
④
同化量
摄入量
粪便
属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终流向分解者。
一、能量流动的过程
2.能量流经第二营养级的过程
流经第二营养级的总能量：
同化量
同化量
摄入量-粪便量
=
同化量
摄入量
粪便
属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终流向分解者。
【检测】1、下面大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为( )
A.0kJ
B.106kJ
C.2×106kJ
D.106～2×106kJ
A
象粪中包含生产者同化的能量，大象同化的能量没有流入蜣螂。
一、能量流动的过程
2.能量流经第二营养级的过程
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
…
未利用
流经第二营养级的总能量：
同化量
同化量
摄入量-粪便量
=
=
呼吸作用散失+用于生长
发育和繁殖（净同化量）
①
②
③
④
=
呼吸作用散失+分解者利用+次级消费者同化量+（未利用）
未利用：例如：活体、石油煤炭、
未被捕食的个体等
一、能量流动的过程
2.能量流经第二营养级的过程
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
…
未利用
能量在食物链中流动的形式：
有机物中的化学能
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。
①
②
③
④
一、能量流动的过程
2.能量流经第二营养级的过程
最高营养级
摄入
最高营养级
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
未利用
①
②
③
最高营养级同化的能量去向有哪些？
①呼吸作用中以热能的形式散失
②以遗体残骸的形式被分解者利用
③未利用
（最高营养级没有流入下一营养级的能
量去向）
一、能量流动的过程
生产者
(植物)
呼吸
呼吸
呼吸
呼吸
初级消费者
次级消费者
三级消费者
(肉食动物)
分解者(细菌、真菌等）
呼吸
(草食动物)
（肉食动物)
太阳
输入
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
传递
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
散失
一、能量流动的过程
归纳总结——模型构建1：构建食物链的能量流动模型
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
生产者
（绿色植物）
初级消费者（植食性动物）
次级消费者（肉食性动物）
三级消费者（肉食性动物）
呼吸作用
……
分解者
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
食物链和食物网（营养结构）
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
散失
传递
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
输入
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
一、能量流动的过程
归纳总结——模型构建1：构建食物链的能量流动模型
箭头由粗到细：
方框从大到小：
随营养级的升高，储存在生物体内的能量 。
表示流入下一营养级的能量 。
注意：
越来越少
逐级递减
单向箭头：能量单向流动
二、能量流动的特点
未利用的能量
未利用是指：在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量，有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的（未利用）。
（某段时间内）
一、能量流动的过程
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在
它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）。
生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程，称为生态系统的能量流动。
1.输入
①生产者的能量来源（最终源头）:
太阳能
②能量流动的起点:
生产者固定的太阳能
③流经生态系统的总能量:
生产者所固定的全部太阳能
④能量输入方式:
若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太
阳能总量，还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）
特别提醒：
输入
传递
转化
散失
各级消费者的能量来源:
上一营养级同化的能量
一、能量流动的过程
2.传递：
①能量传递的途径（渠道）：
食物链和食物网
②能量传递的形式：
有机物中的化学能
3.转化：
太阳能
光合作用
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
4.散失：
大部分以热能形式散失
*仅转化成热能算能量的转化这一步，若释放出热能，则属于能量的散失.
①散失形式：
②能量途径：
需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、 “摄入量”、“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法,则下列说法中正确的是(　　)
A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量
B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量
C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量
D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率
C
习题检测
如图为某农场的年能量流动示意图单位：103 kJ/(m2·y)，A、B、C、D共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是_______
据图分析，第二营养级(B)同化的能量为(16＋2)×103 kJ/(m2·y)，传递到第三营养级(C)的能量为3×103 kJ/(m2·y)，所以其能量传递效率为3×103/18×103×100%＝16.67%。
习题检测
下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是(　　)
A．兔子吃了1 kg的草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%-20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
注意:
1、能量传递效率是指在相邻两个营养级之间的传递效率,而不是两个个体或两个种群之间。
2、能量传递效率＝下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，一般约为10%-20%。
C
习题检测
第三章 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）
目录 /CONTENTS
01
能量流动的概念
02
能量流动的过程
03
能量流动的特点
04
生态金字塔
05
研究能量流动的实践意义
目录
02
二、能量流动的特点
二、能量流动的特点
分析赛达伯格胡的能量流动
思考·讨论
1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。他对50万平方米的赛达伯格湖作了野外调查和研究后用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。
优点：小、简单、稳定
林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析
二、能量流动的特点
1.用表格的形式，将图中的数据进行整理
注:为研究方便，这里把肉食性动物作为一个营养级
营养级 流入能量 （同化量） 流出能量 流入下一级 呼吸散失 分解者利用 未利用 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
12.6
62.8
96.3
12.5
293
12.6
18.8
2.1
29.3
7.5
微量
5.0
/
未利用：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。（定时定量分析）
二、能量流动的特点
1.用表格的形式，将图中的数据进行整理，
生物所处的营养级越高,获取的能量越_______,说明能量流动具有_____________的特点。
少
逐级递减
二、能量流动的特点
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
13.52%
20.06%
讨论2.计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。
二、能量流动的特点
(1)从方向上看：
单向流动
在生态系统中，能量流动只能沿着 由 营养级流向____营养级，不可 _____ ，也不能_____________ 。
食物链
低
高
逆转
循环流动
①生物之间的捕食关系是 的结果，一般不可逆转；
②各营养级 散失的热能无法再利用。
原因：
长期自然选择
呼吸作用
(2)从数值上看：
逐级递减
原因：
（能量传递效率为10%～20%）
总有一部分能量经 消耗、被 、未被下一个营养级利用。
自身呼吸
分解者分解
二、能量流动的特点
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？
不矛盾。
能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。
能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量。
总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。
因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？
不能，能量流动是单向的（例如：释放出的热能是不能再利用的）。
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力（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。
二、能量流动的特点
3.从能量流动的特点分析，为什么食物链一般不超过5个营养级？
因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％-90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持下一个营养级生存的程度了。
4.从能量流动的角度分析，为什么说“一山不容二虎”
根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。
目录
03
三、能量流动相关计算
一、能量流动的过程
1.在食物链中分析：设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：
①能量传递效率未知时：
现实 问题 思路求解
D营养级净增重M 至少需要A营养级的量Y
最多需要A营养级的量Y
A营养级净增重N D营养级最多增重的量Y
D营养级至少增重的量Y
Y(20%)3＝M
Y(10%)3＝M
N(20%)3＝Y
N(10%)3＝Y
②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为____________________。
【方法技巧】
M×a%×b% ×c%
三、能量流动相关计算
1.能量传递效率的计算公式：
该营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：
能量传递效率＝
(2)食物链中能量的最值计算
设食物链“甲→乙→丙→丁”。
类型一：知甲求丁
最多： ，食物链越短越 。
最少： ，食物链越长越 。
×20%（或÷5）
多
×10%（或÷10）
少
两个营养级之间不是两个体之间
三、能量流动相关计算
1.能量传递效率的计算公式：
类型二：知丁求甲
最多： ，食物链越长越 。
最少： ，食物链越短越 。
÷10%（或×10）
多
÷20%（或×5）
少
(2)食物链中能量的最值计算
设食物链“甲→乙→丙→丁”，分情况讨论(如下表)：
例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若甲的能量为M，则丁获得的能量为M×a%×b%×c%。
(3)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。
三、能量流动相关计算
例1：若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（ ）
A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ
解：第四营养级获能量最大值：
24000×20%×20%×20%=192kJ
例2：在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ）
A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg
解：应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。
三、能量流动相关计算
如图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄食两种前一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1 kg，至少需要消耗A (　　)
A．100 kg
B．312.5 kg
C．25 kg
D．15 kg
（一）、由最高营养级推导生产者（消耗量）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
A
三、能量流动相关计算
如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（　 　）
A 2.0×108kJ
B．2.32×108kJ
C．4.2×108kJ
D．2.26×108kJ
A
E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，
三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)
再减去B同化的总能量1.6×108 kJ
C、D同化的能量为1.0×109 kJ
A既可捕食C，又可捕食D
其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。
不是以个体或种群为单位，而是以营养级为单位。
三、能量流动相关计算
（二）、由生产者推导最高营养级（获得量）
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
如图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻_______kg，最多消耗水藻________________kg。若小鱼的食物30%来自虾，70%来自水藻，则小鱼增重0.1kg最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算.
求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算。
25
100000
三、能量流动相关计算
(三)、在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。
例：在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）：
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg
75/4kg+625/4kg=175kg
三、能量流动相关计算
某人捕得一条重2kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物____kg。
80
草
草食鱼类
杂食海鱼
1/2
1/4
小型肉食鱼类
1/4
2kg
1kg
0.5kg
0.5kg
按传递效率20％计算
5kg
2.5kg
12.5kg
62.5kg
2.5kg
12.5kg
80kg
三、能量流动相关计算
(三)、在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。
如图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻_______kg，最多消耗水藻________________kg。若小鱼的食物30%来自虾，70%来自水藻，则小鱼增重0.1kg最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
25
100000
4.1
30.7
三、能量流动相关计算
某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（　　）
A、1.875倍 B、1.375倍
C、1.273倍 D、0.575倍
B
甲
乙
丙
设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x
则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x
设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y
则需要的A为
2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y
由于两种情况下，生产者的数量是一定的，
所以55x=40y，
则y=1.375x．
丙的数量发生变化的理由是
根据能量流动的逐级递减的特点,食物链越长,消耗的能量越多,甲的能量流向长的食物链的比例减少,则丙获取能量增多,丙的数量增多
三、能量流动相关计算
如图所示的食物网中，鸟的食物为互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1，若保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为(能量传递效率按20%计算)( 　)
A．9∶7　　　　 B．8∶5
C．11∶3 D．3∶8
A
由题意知图示共有食物链为互花米草→植食性昆虫→鸟，互花米草→鸟。
设鸟从上一营养级获得同化量为a，则原来互花米草的数量为：
2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)。
改变食物比例后，则所需互花米草的数量为：
1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。
则保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。
本章小结
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
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
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
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
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%
输入
传递
转化
散失
第三章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
（第三课时）
目录 /CONTENTS
01
能量流动的概念
02
能量流动的过程
03
能量流动的特点
04
生态金字塔
05
研究能量流动的实践意义
目录
04
四、生态金字塔
四、生态金字塔
1. 能量金字塔
（1）概念：用面积（或体积）表示各个营养级的能量多少，并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。
肉食性动物
12.6
生产者
464.6
植食性动物
62.8
（2）特点：自然生态系统都是上窄下宽的正金字塔形。通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（3）原因：能量在流动中总是逐级递减的。
(自然生态系统一定为正金字塔）
（4）意义：直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系
四、生态金字塔
1. 能量金字塔
高
低
能量
低
营养级
高
生态系统的能量流动一般不超过 营养级。
（原因：在一个生态系统中，
营养级越高，能量 就
越大。）
4～5个
损耗
思考：右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？
从生态系统外输入大量的有机物
四、生态金字塔
（1）概念：用面积（或体积）表示每一级体积代表个体数之间的关系，即为数量金字塔。
2. 数量金字塔
（2）特点：大多也是上窄下宽的正金字塔形。
也可呈上宽下窄倒置的金字塔形，如昆虫和树。
思考：如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树。绘制出该数量金字塔？
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
四、生态金字塔
3.生物量金字塔
（每个营养级所容纳的有机物的总干量）
资料1：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g m-2。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
某湖泊的生物量
某海域的生物量
浮游植物
浮游动物
生产者
初级消费者
次级消费者
为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。
四、生态金字塔
3.生物量金字塔
（1）概念：用同样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。
（2）特点：可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置金字塔形。
（3）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
四、生态金字塔
生态金字塔
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
请想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？
能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。
四、生态金字塔
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
列表比较三种生物金字塔
目录
05
五、研究能量流动的实践意义
五、研究能量流动的实践意义
甘蔗和大豆间种
冬小麦夏玉米套作
水稻青蛙立体农业
蔬菜大棚中多层育苗
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: 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
五、研究能量流动的实践意义
沼气池
能量永远不能循环利用，能量传递效率永远不能被提高。
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。
例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
五、研究能量流动的实践意义
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%
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，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。
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。
从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？
调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
五、研究能量流动的实践意义
[思考] 下列做法的意义：
①桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
②秸秆还田
③玉米田除虫
④草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。
①②实现能量的多级利用，提高能量的利用率
③④合理调整能量流动关系，使得能量持续高效流向对人类最有益的部分。
习题检测
分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ.
请根据以上数据计算：
1、这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
=
2675×180(C6H12O6)÷72(C6)
6687.5kg
EG=MGx1.6×104＝1.07×108kJ
2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
△E呼=△MGx1.6×104
＝2045x1.6×104
＝3.272×107kJ
习题检测
分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ.
请根据以上数据计算：
3、这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
E固=EG+△E呼
＝1.07×108kJ+
3.272×107kJ
3.272×107÷1.3972×108=23.4%
4、这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
η=1.3972×108/8.5×109
＝1.64%
＝1.3972×108kJ
习题检测
分析和处理数据
处理数据
根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例
五、研究能量流动的实践意义
并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。
人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。
总结归纳----生态系统的能量流动相关知识点
能量流动并不是只在食物链（网）中传递。
生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。
生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即净光合作用量。
初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。
五、研究能量流动的实践意义
总结归纳----生态系统的能量流动相关知识点
输入自然生态系统的总能量=生产者固定的太阳能
输入人工生态系统的总能量=生产者固定的能量+人工输入的能量
在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为正金字塔形状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统的稳定性。
规律: 食物链越短，能量利用率越高。
根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施：
(1)尽量缩短食物链。
(2)充分利用生产者。
(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
五、研究能量流动的实践意义
【检测】某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A.图中所有生物构成一条食物链
B.该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者
C.从图中可以看出，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
【检测】关于生态系统能量流动的原理在实践中应用
的叙述，错误的是( )
A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分
B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量
D.沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用
C
D
d
c
b
a
五、研究能量流动的实践意义
（2019江苏卷·26）图2是图1生态系统中某两个营养级（甲、乙）的能量流动示意图，其中a~e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在______（填图2中字母）中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为________（用图2中字母和计算符号表示）。
c
a-b
2.(2015·海南，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　)
A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
D
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。 ( )
√
×
√
习题检测
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. aC
B
习题检测
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。
能量流动图解
习题检测
（1）分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
能量流动图解
习题检测
（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所示的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多级、充分利用，提高了能量利用率。
图b
图a
习题检测
某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（ ）
A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1
C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
C
流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)
呼吸散失
未被利用
流向分解者的能量
初级消费者同化的能量
习题检测
如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式．图乙表示能量流经该生态系统第二营养级的变化示意图，其中a-g表示能量值．下列有关叙述正确的是（ ）
A.图甲中m1是流入该生态系统的总能量，m2表示各营养级散失的热能
B.图乙中的c表示第二营养级流入分解者的能量
C.第二营养级流向分解者的能量包括遗体残骸和它粪便中的能量 D.图乙中的b=d+e+g+f
　A
摄入量
同化量
用于生长、发育、繁殖
呼吸消耗能量
分解者分解的能量
下一个营养级的能量
如图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利 用的过程.下列有关叙述正确的是( )
A. 植物的呼吸消耗量包含在⑤中
B. 植食动物粪便中的能量包含在③中
C. ④用于植食动物生长、发育和繁殖
D. ⑤⑥⑦⑧之和为植物有机物积累量
⑦
④⑤⑥⑦⑧
C
植物呼吸消耗量
植物光合作用制造有机物量
(植物的 同化量)
如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中正确的是（ ）
A. 图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a )X100%
C.“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d
D. d中的能量去向是用于生长、发育、繁殖和被分解者利用
E. 缩短食物链可以提高能量传递效率
F. 一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中有10%-20%的能量流入狼的体内
c
b＝h＋c＝h＋f＋d
c/aX100% 或(b-h)/aX100%
初级消费者
同化量
分解者利用
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
粪便
(未同化)
科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流经这种肉食动物的有关数据如下图所示(能量以种群的质量表示)，下列叙述正确的是（ ）
①被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分
②在食物链中，蜘蛛至少位于第三营养级
③图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量
④根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率
A ①②③④ B ①②④ C ①②③ D ①③④
A
下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J.m-2.a-1）。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m-2.a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B
习题检测
（2020·浙江卷）下列关于营养级的叙述，正确的是（ ）
A. 营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B. 自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C. 营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D. 食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
B
习题检测
本章小结

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