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3.2 课时2 生态金字塔和研究能量流动的实践意义
能量流动的特点
（1）单向流动；
（2）逐级递减
思考：除了用图中数字表示外，你还能用什么方法表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
1.什么是能量金字塔？有何特点及意义？什么是生物量金字塔？有何特点及意义？
4.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。
3.什么是数量金字塔？有何特点及意义？在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
2.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？
请同学们自主阅读教材P57-58，小组合作思考讨论完成问题。
一、生态金字塔
任务一：生态金字塔的模型构建
1.请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
1.能量金字塔
通常都是 的金字塔形
能量在流动中总是逐级递减的
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
将单位时间内各营养级所得到的 转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。
直观的反映出生态系统 的关系
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
能量数值
各营养级间能量
上窄下宽
一、生态金字塔
任务一：生态金字塔的模型构建
2.生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
(1)请根据资料1，分别建构这两个生态系统的数量金字塔。
某草地
某温带森林
资料1　夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。
2.数量金字塔
表示各营养级的 比值关系，即为数量金字塔。
（1）概念：
（2）特点：
一般呈 的金字塔；
上窄下宽
思考：如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树。相应的数量金字塔是怎样的呢？
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
倒置
昆虫和树
也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。
生物个体的数目
资料2　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 －
(2)根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
某湖泊
某海域
第一营养级
第二营养级
第三营养级
营养级
生物量（g m-2）
4
11
96
生物量（g m-2）
—
21
4
生物量：每个营养级所容纳的有机物的总干重
3.生物量金字塔
用同样的方法表示各营养级的 （每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
（1）概念：
（2）特点：
大多呈 的金字塔。
上窄下宽
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
生物量
生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因是什么？
　海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时刻调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。
某海域
当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的多。
思考：人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。
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，每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的
单位时间内，每营养级所容纳的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量随食物链中营养级的升高而减少
单位时间内，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
1.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是（ ）
A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字
　塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态
B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量
　金字塔通常呈现图丙所示形态
C.不能用图甲表示生物数量金字塔
D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
C
1.间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式有什么意义？
2.桑基鱼塘、秸秆还田等立体农业生产方式有什么意义？
3.合理确定草场的载畜量稻田除草、除虫等立体农业生产方式有什么意义？
阅读教材P58，小组合作思考讨论完成问题。
研究能量流动有何实践意义？
1.增大流入生态系统的总能量
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
思考1：为什么可以增加流入生态系统的总能量？
间作：一般指几种作物同时期播种
套种：几种作物不同时期播种
二、研究能量流动的实际意义
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
思考1.为什么可以增加流入生态系统的总能量？
（2）不同层次的作物利用不同强度的太阳能；
（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；
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。
秸秆蘑菇基质
秸秆饲料
玉米
籽粒
秸秆
人
饲料
玉米
籽粒
秸秆
人
饲料
基质
牛、羊
蘑菇
思考2.从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？
实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
能量利用率≠能量传递效率
3.调整能量流动关系
大量牧草不能被利用，人获得的能量严重偏低
放牧量太少
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。
过度放牧
合理确定草场的载畜量，能充分利用牧草，保持畜产品的持续高产。
合理放牧
思考3.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。
① 最多可使鹰增重____kg。
② 最少可使鹰增重____kg。
1
已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
1
4
假如现有草100kg，则：
草
兔
鹰
能量传递效率按20%来算。
能量传递效率按10%来算。
① 最多要消耗草______kg。
② 最少要消耗草______kg。
2
已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
200
假如要使鹰增加2kg，则：
能量传递效率按10%来算。
能量传递效率按20%来算。
50
三、能量流动的相关计算
3
多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级
如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg。
A
B
C
D
E
F
选最短食物链；按20%计算。
选最长食物链；按10%计算。
400
1
4
多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级
若人的体重增加1 kg，
最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。
选最短食物链；按20%计算。
选最长食物链；按10%计算。
水藻
水蚤
虾
小鱼
大鱼
人
25
100000
5
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
① 如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为_______。
植物
兔子
猫头鹰
鼠
蛇
900
5
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
② 在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。
A
C
B
设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为：
75×10%×10%+75×10%=8.25
当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为：
50×10%×10%+100×10%=10.5
所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍
1.27
5
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
③ 如将C的食物比例由A∶B＝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C的数量是原来的_______倍。
设当食物比例A：B=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
A
C
B
1.375
2.下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是（ ）
A.除虫、除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的
　部分
B.多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用
C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜
　产品的持续高产
D.“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高
　能量传递效率
D
3.茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是( )
A.油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C.套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
B

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