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生态系统的能量流动


假如你流落在荒凉的孤岛上,只有一些玉米和
鸡可以食用,那么使自己活的最长的办法是?

A.先吃鸡,然后吃玉米 B.先吃玉米,然后吃鸡 C.用玉米喂鸡,然后吃鸡 D.用玉米喂鸡,先吃鸡蛋, 然后再吃鸡

一、能量流动的概念

包括能量的 输入、 传递和 散失的过程。
在生态系统中,能量不断沿着太阳→植物→植食动

物→肉食动物→顶位肉食动物的方向流动的过程。
生态系统 无机环境
输入

生物群落
传递

散失

生产者
光能 生产者固 定的太阳 能

热量 热量 热量

消费者

分解者

1、生态系统的能量最终来源于?如何进入生物界? 太阳能,生产者的光合作用

2、流经生态系统的总能量是? 该生态系统生产者所固定的太阳能
3、能量流动的主要途径(渠道):食物链和食物网 4、能量的散失:通过呼吸作用以热能形式散失 5、能量的转化形式:光能→化学能→热能

能量流动的过程和特点?

选择一个易于研究的生态系统作为研究模型

A.热带雨林

B.温带草原

C.小型湖泊

D.海洋

林德曼(1915~1942,美国著名生态学家) 赛达伯格湖是一个天然的高原湖泊,是一个较小且较 封闭的湖泊。

二、能量的来源与去路

眼子菜

草鱼

鳡鱼

眼子菜

草鱼

鳡鱼

(1)植物的同化量是指 总 (总/净)初级生产量 植物的积累量是指 净初级生产量 。动物的同化量是 指 消化吸收 的量,动物的积累量是指 次级生产量 (2)如果图中① 、⑤分别是眼子菜、草鱼的同化量, 则未捕食量、未摄入量、未同化量分别是指 C 、D、 A A草鱼的粪便 B鳡鱼的粪便 C草鱼没有去吃的眼子菜 D草鱼吃剩的食物残渣 分解者 它们中的能量分别流向 下一年
分解者

未利用

眼子菜

草鱼

鳡鱼

(3)据图分析,第一、第二营养级中能量的来源和 去向分别是 太阳能、第一营养级 每一个营养级中的能量去向有什么共同点?

某一营养级 中的能量 (同化量)

下一营养级
积累量
(用于自身生长、 发育、繁殖)

分解者
残枝败叶或遗体等、 下一级产生的粪便

呼吸

未利用

最终都将以热的形式耗散到周围空间

巩固练习

? 在由草、兔、狐组成的一条食物链中,兔经同 化作用所获得的能量,其去向不应包括(B ) ? A.通过兔子呼吸作用释放的能量 ? B.通过兔子的粪便流入到分解者体内 ? C.通过狐的粪便流入到分解者体内 ? D.流入到狐体内

林德曼对湖区生态系统实地研究和实验室的水 定量研究 (黑瓶包上黑胶布,白瓶不包裹。在 生生态箱试验相结合,对湖中各种生物所包含 两瓶内装入等量一定深度的水样,密 的能量进行测定。 封后沉入水中同一深度,一段 时间后 取出测定溶氧量) 乙 丙 己

甲 丁 戊 庚

采用黑白瓶的方法测定某湖泊生产者的光合作用量, 植物只能把照射到植物体上的太阳能的1%~2%转化 结果如下图 为化学能贮存下来。 (植物所固定的太阳能) 不同深度 瓶中O2的变化 白瓶 mg/(m3.24h) 黑瓶 1m +8.1 -2.8 20m +3.5 -2.7 40m +1.2 -2.8 60m 0 -2.9

则输入该湖泊生态系统的总能量是 90 J/ (m3.24h) (提示:简化起见,将1mg氧气变化量换算成有机 物量,再换算成能量数值,大约15J)。经测定, 照射到该湖泊的光能可换算为9 ×103 J/ (m3.24h), 则光能利用率为 1% 。

定量研究

乙 甲 丁









1、流经该生态系统的总能量是多少?流入植食动物 生产者 13.5% 植食动物 20% 肉食动物 和肉食动物体内的能量又是多少? 111 15 3.0 2、由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为? 由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为? 能量从一个营养级到下一个营养级的传递效率一般 只有约10%

能量金字塔

肉食动物 3.0

植食动物15.0 生产者111.0
右图是某生态系统中的一个食物网, 若草中含有的总能量 为5 ×105KJ,则理论上 分析,人含有的总能量 是 小于5 ×103KJ

三、能量流动的特点:
(1)单方向的,不可逆的
食物链各营养级的顺序是不可逆转的,从生产者→植食动物
→一级肉食动物→二级肉食动物→……

(2)逐级递减(传递效率一般只有约10%)
①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉大部分的能量,
并以热能形式散失,无法再利用。 ②各营养级生物中总有一部分能量未被下一营养级利用。 ③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体直接传递给分解者。

思考:

1、为什么一般来说肉类食品的价格比 小白菜价格高?
越是处在食物链高位的动物,其数量就越少、能量也越少, 由于能量在流动过程中损失巨大,所以越是后面生产出来的 东西,数量就越少,价值就越高

2、食物链中的营养级能不能无限多?
3、为什么说生态系统必须不断地从外界 输入能量才能维持其正常功能?

假如你流落在荒凉的孤岛上,只有一些玉米和
鸡可以食用,那么使自己活的最长的办法是?

A.先吃鸡,然后吃玉米 B.先吃玉米,然后吃鸡 C.用玉米喂鸡,然后吃鸡 D.用玉米喂鸡,先吃鸡蛋, 然后再吃鸡

四、 研究能量流动的实践意义:
你能通过什么方法提高这个生态系统的能量利用率? 农作物
饲料 粪肥

家禽、家畜

人 农作物
沼渣 沼液 作肥料 秸秆 燃料

饲料 粪便

家禽、家畜
菌渣等



沼气池 (含微生物)

食用菌

四、 研究能量流动的实践意义:

1、实现能量的多级利用 2、使能量持续高效流向对人类最有益的部分

(2010全国卷1)5.下图是一个农业生态系统 模式图,关于该系统的叙述,错误的是

C

A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者

小 结
? ? ? ? 1、能量流动的概念 2、能量流动过程中能量的来源和去路 3、能量流动的特点 4、研究能量流动的意义

1.在生态系统的能量金字塔中,贮存能量最多的成分 是( A ) A.生产者 B.初级消费者 C.次级消费者 D.分解者

2. 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( B ) A. A = b + c C. a < b + c B. a > b + c D. c = a + b

3 .如果一个人食物有 1/2 来自绿色食物, 1/4 来自小 型肉食动物,1/4来自羊肉,假如传递效率为 10%。那 么该人每增加1千克体重的,约消耗植物( D) A.10千克 C.100千克 B.28千克 D.280千克

(2010·山东高考·T6·4分)以下表示动物利用食物的
过程。

C

正确的分析是
A.恒温动物的④/③值一般高于变温动物

B.哺乳动物的③/①值一般为10%~20%
C.提高圈养动物生长量一般需提高③/②值 D.食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物

2、能量流动的定量分析
? 为了研究能力流经生态系统的食物链是,每一级的能量变化和能 量转移效率,美国生态学家林德曼对一个天然湖泊——赛达伯格 湖的能量流动进行了定量分析,得出了如图所示的数据

(1)林德曼选择赛达伯格湖作为研究对象,其中的一个原因是湖中的生 物几乎不存在 现象,有利于精确进行定量研究。 迁入或迁出 (2)图中的数值62.8是指植食性动物 生产者中的能量。图中的数 同化 值2.1是指植食性动物的尸体和 中被分解者利用的能量。 肉食性动物产生
的粪便

? (3)从图中可知,该湖泊中的生产者、植食性动物和肉食性 动物的生物量是增加的,因为它们都含有 未利用 的能量 ? (4)从研究能量流动的完整性来看,图中缺少 一个由 分解者 指向呼吸作用 的箭头,可能是林德曼没有对此现象进行研究

? 如图表示某生态系统的能量金字塔图,P为生产者, Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。对图中的各营 养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确 的是( )(注:图中a、a1、a2表示上一年留下来 的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量)

A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量 B.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中

C.b和d之一,可代表生产者传递给分解者的能量 D.c1表示初级消费者所含能量中被次级消费者同化的量


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