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(共28张PPT)
3.2生态系统的能量流动
四. 能量流动的特点
L.林德曼（1915～1942）
美国生态学家
赛达伯格湖相对较小，湖深1m，湖岸线长500米，面积为14000多平方米；湖底深度一致、性质均一，没有大波浪；营养结构较简单、能保持相对稳定。
『思考 讨论』
分析赛达伯格湖的能量流动
图中数字为能量数值，单位是J/(cm2·a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是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。
1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
营养级 流入 呼吸作用 分解者利用 未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
13.52%
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
20.06%
12.6
7.5
微量
5.0
3.流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百流到下一个营养级？
一部分通过本营养级自身的呼吸作用散失了。
一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用。
一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。
3.流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百流到下一个营养级？
一部分通过本营养级自身的呼吸作用散失了。
一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用。
一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。
指因时间限制，能利用而暂未被利用的能量。
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
某营养级的能量某段时间内(定量定时分析)的能量去向
1
某营养级的能量最终(定量不定时分析)去向
2
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
同化量
4.通过以上分析，你能总结出什么规律？
四. 能量流动的特点
1.生态系统的能量流动是 的。
单向
（1）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不能循环流动。
2.能量在生态系统中 。
逐级递减
（1）相邻两个营养级间的能量传递效率是10%～20%。
（2）自身呼吸作用散失，有一部分流入分解者，有一部分未利用。
思考1.能量传递效率是相邻营养级的摄入量之比还是同化量之比？
林德曼在分析时将每个个体整个拿来分析，未区分排遗部分。生态学教科书基本都认为生态效率（林德曼效率或能量传递效率）是相邻营养级的摄入量之比；大部分模拟题认为能量传递效率是相邻营养级的同化量之比。
能量传递效率= ×100%
下一营养级同化量
上一营养级同化量
2.判断下列说法是否正确。
随堂练习
In-class practice
(1)一只狼捕食了一只兔子，意味着这只兔子中约有10%～20% 的能量流入狼的体内。（ ）
×
(2)相邻两个营养级的能量传递效率一定是10%～20%。（ ）
不是的。相邻两个营养级的能量传递效率一般是10%～20%，这个数值这个数值是林德曼根据赛达伯格湖统计出来的，并不适用于所有的生态系统。具体到某相邻两个营养级的能量传递效率，则可能会小于10%或大于20%。
不是的。能量的传递效率指的是相邻两个营养级之间能量的传递效率，约为 10%～20% 。两个个体的能量传递效率可能高于20%或低于10%。
×
思考2.从能量流动的角度分析肉类食品的价格一般比小白菜价格高的原因？
蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率只有10%～20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物，所以相同重量的肉比蔬菜贵。
思考3.用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。
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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。
食物链一般不超过5个营养级
1.生态系统的能量来源：
太阳能
2.能量流动的起点：
能量流动的渠道:
生产者
3.流经生态系统总能量：
生产者所固定的太阳能
5.各营养级能量的去路：
①呼吸作用消耗
②被下一营养级的生物所利用
③被分解者所利用
4.各营养级能量的来源：
①生产者
②消费者
——太阳能
——前一营养级
食物链和食物网
④未利用
3.下面是利用人工湿地净化生活污水（主要含有机物）的原理简图。请据图回答。
随堂练习
In-class practice
生活污水
绿化区
绿化区
芦
苇
黑藻绿藻
浮游动物
细菌真菌
绿化区
绿化区
输入该湿地生态系统的能量为：
_______________________________________________________________________。
生产者所固定的太阳能
和生活污水中有机物的化学能
4.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。下列有关叙述正确的是（ ）
A.①是流入该生态系统的总能量
B.分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用
C.③和④分别属于草和兔同化量的一部分
D.如果改成人工鱼塘，则此生态系统中消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能
随堂练习
In-class practice
呼吸作用
草
兔
狐
分解者
太阳能
粪便
遗体残骸等
①
②
③
④
CD
随堂练习
In-class practice
5.在此食物网中共有________条食物链，猫头鹰占有________个营养级。如果猫头鹰的体重每增加1kg，则至少需要草________kg，至多需要草___________kg。
猫头鹰
食虫鸟
蛇
蟾蜍
蜘蛛
食草昆虫
吃草籽的鸟
兔
鼠
草
8
4
25
100000
选______的食物链
选______传递效率_____
选______传递效率_____
获得最多
获得最少
选______的食物链
最短
最长
20%
10%
生产者
消耗最少
消耗最多
消费者
最大
最小
五. 生态金字塔
1.能量金字塔
如果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，可以形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
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，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。
五. 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。
第四营养级
1.5
干重g/m2
营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
11
37
809
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生物量金字塔大多也是上窄下宽。
在水域生态系统中，生产者(浮游植物)个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，因此，某一时刻调查浮游植物的生物量会低于浮游动物的生物量。此时的生物量金字塔也就成了上宽下窄了。
五. 生态金字塔
3.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。
可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置正金字塔形。
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。
六. 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。
卷心菜种植园，间作辣椒
冬小麦与辣椒套种。冬小麦收割后，
辣椒开始进入旺盛期生长模式。
六. 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。
蔬菜大棚的多层育苗
稻—萍—蛙
六. 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。
蔬菜大棚的多层育苗
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。
六. 研究能量流动的实践意义
沼气池可以作为肥料还田，实现了对能量的多级利用，大大提高能量的利用率。
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。
六. 研究能量流动的实践意义
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
六. 研究能量流动的实践意义
『问题7』是否有将害虫与杂草中能量通过一定方式，被人类利用呢？
水稻
太阳能
杂草
害虫
益虫
人
鸭
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。
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。
六. 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。
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。

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