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(共31张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
第三章 生态系统及其稳定性
1.概述生态系统的能量流动过程，
建立物质和能量观；
2.利用图示、模型构建生态系统的能量流动过程；
3.认同利用能量流动规律，更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
南湖秋水夜无烟
耐可乘流直上天
洞庭湖景色优美，常常令人流连忘返。洞庭湖生态系统属于我们学过的哪种类型的生态系统？针对此生态系统你还能够提出哪些问题？
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。
概念：
生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程。
输入
传递
转化
散失
植食性动物
62.8
62.8
太阳能
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未被利用
327.4
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
122.6
14.6
293.1
单位：J·cm-2·a-1
积极思维：解读赛达伯格湖中能量流动的数据
未被利用：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）
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
营养级 流入能量 流出能量（输入下一营养级） 出入比（传递效率）
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
积极思维：解读赛达伯格湖中能量流动的数据
1.没有流入植食性动物体内的能量有哪些去向？
2.通过以上分析，你能总结出什么规律？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。
（1）单向流动
（2）逐级递减
各个营养级的顺序是不可逆的；且各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。
传递效率为10％～20％
两个营养级之间
逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用。
积极思维：解读赛达伯格湖中能量流动的数据
请阅读书本P77-78，思考、回答以下问题：
1、能量流动的渠道是什么？
2、能量的来源、能量流动的起点分别是什么？
3、照射到某生态系统的太阳能是否等于输入到该
生态系统的总能量？
食物链和食物网
太阳能
生产者
不等于，输入生态系统的总能量=
4、输入第一营养级（生产者）的能量有哪些去向？

生产者固定的太阳能
一、能量流动的特点
呼吸作用以
热能形式散失
草的能量如何得来？
光能全部被草吸收了吗？
草（第一营养级）固定的能量将会流向哪？
1%
生长、发育和
繁殖储存起来
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
遗体
残枝败叶
分解者
流入下一营养级
生产者固定的太阳能
残枝败叶
被分解者分解
1.能量流经第一营养级的过程
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)。
粪便
兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？
同化
呼吸作用
分解者
摄入
生长发育和
繁殖储存起来
同化量
=
摄入量
粪便量
－
生物体把外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成成分，并储存能量的过程（消化吸收）
植物的同化量:
粪便量是上一营养级的同化量
光合作用固定的太阳能
呼吸作用
分解者
生长发育和
繁殖储存起来
兔（第二营养级）同化了小草的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体
残骸
分解者
流入下一营养级
兔同化的能量
呼吸作用散失的能量+
用于生长、发育和繁殖的能量
属于上一营养级的同化量
次级消
费者摄入(i)
用于生长发育繁殖(e)
初级消费者同化(b)
初级消费者摄入(a)
…
散失
呼吸作用
遗体
残骸
(f)
粪便
(c)
分解者利用
散失
呼 吸
作 用
2.能量流经第二营养级的过程
同化量
摄入量-粪便量
=
=
=呼吸作用散失的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
(d)
总结
某一营养级能量的来源和去路
(1)来源
(2)去路
①生产者的能量来自 ；
②消费者的能量来自 。
① 消耗；
②被 利用；
③被 利用；
太阳能
上一营养级同化的能量
呼吸作用
下一营养级的生物
分解者
一来三去
注：最高营养级没有这一去向
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
（3）某营养级的能量最终去向
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
未被利用的能量
（4）某营养级的能量某段时间内的能量去向
3.能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
能量传递效率与能量利用效率的比较
传递效率=
上一营养级的同化量
下一营养级的同化量
×100%
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
规律: 食物链越短，能量利用率越高。
4.若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。
在食物链A→ B→C→D中，则有
（1）已知A营养级净增重N,
按20%计算。则为N × (20%)3
①D营养级最多增重多少
②D营养级至少增重多少
按10%计算。则为N × (10%)3
（2）已知D营养级净增重M,
①至少需要A营养级多少
②最多需要A营养级多少
按20%计算。则为M ÷ (20%)3
按10%计算。则为M ÷ (10%)3
赛达伯格湖的能量流动数据分析
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
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
生产者
植食性动物
肉食性动物
营养级
尝试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。
二、生态金字塔
通常都是上窄下宽的金字塔形
能量在流动中总是逐级递减的
能量金字塔是依据各营养级所含能量值的多少来构建的生态金字塔。
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系
特点：
原因：
意义：
概念：
草
100 kJ·m-2·a-1
1 000 kJ·m-2·a-1
10 000 kJ·m-2·a-1
100 000 kJ·m-2·a-1
能量金字塔
2 000 000
900 000
生物数量
10
一棵树
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
2
1 500 0
200 0
生物数量
2
名称 某草地 一棵树
P 15 000 000 2
C1 2 000 000 1 500 0
C2 900 000 200 0
C3 10 2
草
15 000 000
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
第一营养级
参照表格构建数量金字塔
某草地
一般为正金字塔形,也可能倒置
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。
特点：
原因：
意义：
概念：
一般情况生产者数量多于消费者。若消费者个体小而生产者个体大就会出现倒置的金字塔形。
描述了某一时刻生态系统中各营养级的个体数量关系。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
2
1 500 0
2000
生物数量
2
数量金字塔
描述了某一时刻生态系统中各营养级生物的质量关系。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
3987
71
5.8
干重 g·m-2
营养级
特点：
原因：
一般为正金字塔形,也可能倒置
一般来说:植物总干重＞植食性动物总干重＞肉食性动物总干重。
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。
概念：
生物量金字塔
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，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。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。
11
4
生物量
第一营养级
第二营养级
营养级
单位：g m-2
营养级 某海域
生产者 4
初级消费者 21
次级消费者 －
有人认为，地球上生物量金字塔也可能是倒置的。有人则认为，生物量金字塔不会出现倒置现象。你能举例证明吗？
类型项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔 一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔 一般为正金字塔
象征意义 能量沿食物链流动过程中是逐级递减的 一般地，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量沿食物链中随营养级升高而逐级递减
每一级含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体数目的多少 每一营养级生物有机物总量的多少
特殊形状 人工鱼塘生态系统 海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物。
多
高
少
低
能
量
营
养
级
多
高
少
低
数
目
营
养
级
多
高
少
低
生
物
量
营
养
级
鸟
树
昆虫
1.帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 使能量得到最有效的利用。(能量的多级利用)
三、能量流动规律在生产中的应用
2.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。
合理放牧
过度放牧
四、调查农田生态系统的能量流动
1.确定调查对象农田生态系统中的主体生产者（农作物），识别并判断除主体生产者之外的其他生产者。
2.根据农作物生长的不同阶段，分别观察农田生态系统中初级消费者的种类和数量。
3.观察并统计农田生态系统中次级消费者的种类，估算其数量。
4.将调查结果填入表格，撰写报告。
营养级 生物种类 生物数量
生产者 主体生产者
其他生产者
初级消费者
次级消费者
……
1．在生态系统中，消费者的同化量是指（ ）
A．消费者摄入食物中的所有能量
B．被消费者消化、吸收的所有有机物中所含有的能量
C．消费者用于生长、发育和繁殖的所有能量
D．消费者通过呼吸作用散失的所有能量
B
2．下图表示某生态系统能量流动过程，甲、乙、丙、丁代表生态系统的生物成分，①~⑦代表过程。相关叙述正确的是（ ）
A．甲、乙、丙构成生物群落
B．过程⑥⑦中流动的能量以有机物为载体
C．过程②③④⑤是指生物的有氧呼吸
D．从个体角度分析，丙个体体内储存的能量最少
Ｂ
3．下列关于自然生态系统能量流动的叙述，正确的是（ ）
A．生态系统所接收的太阳能就是流经该生态系统的总能量
B．光合作用、呼吸作用中能量的转化过程是生态系统中能量转化的重要形式
C．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
D．食物链越长，最高营养级获得的能量越多
B　
4.如图为部分能量流动图解，下列叙述正确的是（ 　）
A．能量传递效率为次级消费者摄入量占初级消费者摄入量的10％～20％
B．C表示初级消费者的同化量
C．图中能量数值B＝A＋C
D．C指向分解者的箭头中包含初级消费者的遗体残骸和次级消费者的粪便
D
初级消费者摄入
分解者
呼吸散失
次级消费者摄入
呼吸散失
A
B
C
…
生态系统的能量流动
概念
能量的输入、传递、转化和散失的过程
过程
某营养级的同化量
生产者：固定的总能量
消费者：摄入量-粪便量
某营养级能量去向
自身呼吸消耗
用于生长、发育、繁殖
流入下一营养级
被分解者利用
特点
单向流动、逐级递减
生态金字塔
应用

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