第5章-2：生态系统的能量流动

1、生态系统的生态系统的能量流动能量流动一：能量流动的定义一：能量流动的定义二：能量流动过程二：能量流动过程三：能量流动特点三：能量流动特点四：研究能量流动的意义四：研究能量流动的意义知识纲要知识纲要关键词：关键词：输入、传递、转化输入、传递、转化和和散失散失一：能量流动的定义一：能量流动的定义 生态系统的能量流动是指生态系统生态系统的能量流动是指生态系统中能量的中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失的的过程。过程。1：能量的：能量的输入输入；二：能量流动过程二：能量流动过程 （1 1） 能量输入定义：能量输入定义：生态系统的生态系统的生产者固生产者固定的太阳能的过程，称能量输入。定的太

2、阳能的过程，称能量输入。 生产者所生产者所固定的太阳能的总量固定的太阳能的总量，就是输入就是输入到生态系统的总能量。到生态系统的总能量。 区分生态系统接受的太阳能与生产者固定的太阳能区分生态系统接受的太阳能与生产者固定的太阳能 （2）问题回答：）问题回答：生产者生物类群？生产者生物类群？ 生产者固定太阳能生理？相关结构名称？生产者固定太阳能生理？相关结构名称？ 能量形式发生哪些变化？能量形式发生哪些变化？光合作用光合作用;主指绿色植物主指绿色植物叶绿体；叶绿体；光能光能-（电能）（电能）-活跃的化学能活跃的化学能-稳定的化学能稳定的化学能主要是绿色植物；主要是绿色植物；其次光合蓝藻与化能合成作

3、用生物其次光合蓝藻与化能合成作用生物生产者生产者光能光能（3）生产者能量流入及能量去向）生产者能量流入及能量去向自身呼吸消耗，热自身呼吸消耗，热能形式散失能形式散失生长、发育、生长、发育、繁殖繁殖被分解者利用被分解者利用下一营下一营养级养级谈谈八个字关键词的体现谈谈八个字关键词的体现传递过程的能量形式：传递过程的能量形式：稳定化学能稳定化学能（4 4）初级消费者是如何）初级消费者是如何获取能量？获取能量？- -能量输入营养级能量输入营养级初级消费者初级消费者捕食捕食生产者生产者消化吸收消化吸收获取能量获取能量讨论粪便与粪尿差别讨论粪便与粪尿差别同化量同化量 摄入量摄入量粪便量粪便量=同化量就是

4、一个营养级的能量同化量就是一个营养级的能量输入量输入量初级消费者是如何分配能量初级消费者是如何分配能量 生产者生产者（植物）（植物）呼吸呼吸 初级消费者初级消费者（植食动物）（植食动物）呼吸呼吸 次级消费者次级消费者（肉食动物）（肉食动物） 三级消费者三级消费者（肉食动物）（肉食动物）呼吸呼吸呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸（5 5）生态系统的能量流动全过程）生态系统的能量流动全过程理解：每个营养级都有未利用的部分理解：每个营养级都有未利用的部分光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用消化作用消化作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用呼吸作用呼吸作用1 1、能量的源头：、能量的源头：2 2、起点：、起点

5、：3 3、输入生态系统的总能量：、输入生态系统的总能量：4 4、渠道：、渠道：5 5、能量散失的形式：、能量散失的形式：6 6、能量在营养级间传递形式、能量在营养级间传递形式小结小结太阳能太阳能从生产者固定太阳能开始从生产者固定太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量热能热能储存在有机物中的化学能储存在有机物中的化学能光能光能稳定化学能稳定化学能活跃化学能活跃化学能热能热能三：能量流动特点三：能量流动特点生态系统能量流动的特点：生态系统能量流动的特点： 特点特点2 2：逐级递减逐级递减: :特点特点1 1、单向流动单向流动: :（不循环，不可逆）（不循

6、环，不可逆）能量在沿食物链流动的过程中能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的是逐渐减少的生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次后面的各个营养级，不可逆转；也不可循环利用再依次后面的各个营养级，不可逆转；也不可循环利用原因：第一是各营养级生物的呼吸消耗；第二是有一原因：第一是各营养级生物的呼吸消耗；第二是有一部分能量停留在营养级内，未被利用；第三是部分能量停留在营养级内，未被利用；第三是热能不热能不可同化利用可同化利用；第四是一部分能量流向分解者。；第四是一部分能量流向分解者。能量传递效率的有关计算能量传递效率的有关计算能量

7、传递效率能量传递效率= =某营养级的同化量某营养级的同化量前一营养级的同化量前一营养级的同化量能量传递效率大约为能量传递效率大约为10%-20%10%-20%食物链（网）中有关能量传递量的计算食物链（网）中有关能量传递量的计算草草蛙蛙昆虫昆虫蛇蛇鹰鹰鼠鼠羊羊人人鼠、昆虫、羊同化量鼠、昆虫、羊同化量大约占草同化量的为大约占草同化量的为10%-20%草草蛙蛙昆虫昆虫蛇蛇鹰鹰鼠鼠羊羊人人 计算鹰获得最多能量用最短食物链、最计算鹰获得最多能量用最短食物链、最高传递效率高传递效率20% 计算鷹增最重计算鷹增最重1千克，最多（至少）需消千克，最多（至少）需消耗草多少千克？耗草多少千克？最多：用最多：用最长

8、最长食物链、最低传递效率食物链、最低传递效率10%至少：用至少：用最短最短食物链、最大传递效率食物链、最大传递效率20%草草鹰鹰鼠鼠草草蛙蛙昆虫昆虫蛇蛇鹰鹰1010n n草草鹰鹰鼠鼠5 5n n草草蛙蛙昆虫昆虫蛇蛇鹰鹰鼠鼠羊羊人人 如果题干特殊说明，则特殊计算如果题干特殊说明，则特殊计算 如鷹如鷹2/3食物来自鼠，食物来自鼠，1/3来自蛇，蛇的食来自蛇，蛇的食物来自蛙、鼠各占物来自蛙、鼠各占1/2,鹰增最重鹰增最重3千克，能量千克，能量传递效率为传递效率为10%，则至少需消耗草多少千克？，则至少需消耗草多少千克？200+500+5000200+500+5000能量金字塔可以说能量金字塔可以说明

9、什么问题呢？明什么问题呢？能量金字塔可以说明能量金字塔可以说明营养级越高，生物量营养级越高，生物量越少。越少。说明：说明：生态系统中，营生态系统中，营养级越多，能量流动过养级越多，能量流动过程消耗的能量就越多。程消耗的能量就越多。 1.帮助人们科学规划，设计人工生态系统，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。使能量得到最有效的利用。 2.设法调整生态系统中的能量流动关系，使设法调整生态系统中的能量流动关系，使能量能量持续高效持续高效地流向对人类最有益的部分。地流向对人类最有益的部分。四：研究能量流动的意义四：研究能量流动的意义草草蛙蛙昆虫昆虫蛇蛇鹰鹰鼠鼠羊羊人人 能量多级

10、转化利用，提高能量利用效率。能量多级转化利用，提高能量利用效率。 玉米、高粱秸秆靑储玉米、高粱秸秆靑储-饲料饲料-牛、羊粪便沼气发酵牛、羊粪便沼气发酵。例：例：在某鱼塘中有在某鱼塘中有A、B、C、D四种鱼，其营养结构四种鱼，其营养结构如图甲所示。请据图回答下列问题：如图甲所示。请据图回答下列问题：(1) 若该鱼塘中只有若该鱼塘中只有A和和B两种鱼（假设二者都只取食两种鱼（假设二者都只取食同一种藻类同一种藻类)，两种鱼种群数量变化可能曲线如，两种鱼种群数量变化可能曲线如_图所示。若该鱼塘只有图所示。若该鱼塘只有C种鱼，种群的数量变化曲线种鱼，种群的数量变化曲线如图如图I所示，池塘的承载量（所示，

11、池塘的承载量（K值）是值）是_；若该；若该鱼塘中只有鱼塘中只有A和和D两种鱼，种群数量变化曲线如图两种鱼，种群数量变化曲线如图_所示；所示； b b (2) (2) 科研人员对该鱼塘浮游藻类及其它营养级消费者分析，提科研人员对该鱼塘浮游藻类及其它营养级消费者分析，提出每年出每年t t1 1（图（图I I）时开始鱼塘增氧、适量施）时开始鱼塘增氧、适量施N N、P P肥及结合投饵增肥及结合投饵增加鱼塘产量，请从种群特征与生态系统功能方面分析鱼塘增氧、加鱼塘产量，请从种群特征与生态系统功能方面分析鱼塘增氧、适量施适量施N N、P P肥进行增产的理论依据：肥进行增产的理论依据：鱼塘增氧：鱼塘增氧： ，

12、增加产量。，增加产量。适量施适量施N N、P P肥：肥： ，增，增加产量。加产量。（3 3）依据图甲信息与生态学理论，在浮游藻类生产力一定条）依据图甲信息与生态学理论，在浮游藻类生产力一定条件下，增加件下，增加A A、B B产量应该采取措施产量应该采取措施是是 。假设浮游藻类流向第二营养。假设浮游藻类流向第二营养级各种生物的能量相等，浮游藻类的同化量与级各种生物的能量相等，浮游藻类的同化量与D D鱼的同化量之鱼的同化量之比最大值为比最大值为 ；每年产量最高的鱼种是；每年产量最高的鱼种是 。改善生存环境，降低死亡率，增加环境容纳量改善生存环境，降低死亡率，增加环境容纳量增加增加C C的养殖量、减

13、少的养殖量、减少D D的数量的数量促进浮游藻类的繁殖，增加生态系统物质促进浮游藻类的繁殖，增加生态系统物质和能量的输入和能量的输入 300300 B B例：例： 某种植玉米的农场，其收获的玉米籽粒既作鸡的饲料，某种植玉米的农场，其收获的玉米籽粒既作鸡的饲料，也作人的粮食；玉米秸秆则加工成饲料养牛，生产的牛、鸡供也作人的粮食；玉米秸秆则加工成饲料养牛，生产的牛、鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气用作生人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气用作生活供能，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答（不考虑活供能，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答（不考虑空间因素）空间因素

14、） （1 1）请绘出由鸡、牛、人、玉米组成的食物网。）请绘出由鸡、牛、人、玉米组成的食物网。 （2 2）牛与鸡之间）牛与鸡之间 （有、无）竞争关系？理由是（有、无）竞争关系？理由是 人与鸡的种间关系是人与鸡的种间关系是 人与牛的种间关系是人与牛的种间关系是（3 3）流经该农场生态系统的总能量来自）流经该农场生态系统的总能量来自 固定的固定的 无机环境中的碳以无机环境中的碳以 形式进入该人工生态群落。形式进入该人工生态群落。（4 4）假设该农场将生产的玉米）假设该农场将生产的玉米1/31/3作为饲料养鸡，作为饲料养鸡，2/32/3供人食供人食用，生产的鸡供人食用。现将玉米调整为用，生产的鸡供人食用。现将玉米调整