生态系统结构、能量流动和物质循环

1、第第5 5章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第第1 1节节 生态系统的结构生态系统的结构 1、生态系统的、生态系统的概念概念 生物群落与它的无机环境相互作生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体用而形成的统一整体, ,叫做叫做生态系统。生态系统。一、生态系统的范围一、生态系统的范围个体个体生物群落生物群落种群种群无机环境无机环境不同不同相同相同生态生态系统系统相互相互作用作用地球上最大的生态系统是地球上最大的生态系统是二、生态系统具有一定的结构二、生态系统具有一定的结构1.生态系统的组成成分生态系统的组成成分2.食物链和食物网食物链和食物网生态系统的能量流动生态系统的能量流动和物

2、质循环和物质循环v生态系统的能量流动生态系统的能量流动-指生态系统中能量的、和过程。v研究生态系统的能量流动一般在群体水平上。能量流动的过程能量流动的过程解决下面这几个问题：v1.能量的来源是什么？ v2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？v3.能量流动的渠道是什么？ v4.输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向？能量流动的过程能量流动的过程生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级草的能量是怎样得来的草的能量是怎样得来的光合作用光合作用 (太阳能太阳能 化学能化学能)呼吸消耗呼吸消耗分解者

3、分解分解者分解供下一营养级摄入供下一营养级摄入草的能量的去草的能量的去向向兔子的摄入量就是兔兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？子的同化量吗？( (同化量同化量=摄入量摄入量粪便量）粪便量）兔子的能量到哪里去了兔子的能量到哪里去了初级消费者初级消费者摄入摄入初级消费者初级消费者同化同化用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入分分解解者者利利用用遗体遗体残骸残骸粪便粪便呼呼吸吸作作用用散失散失呼呼吸吸作作用用散失散失能能量量在在第第二二营营养养级级中中的的变变化化生产者生产者( (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

4、者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三级消费者三级消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸生态系统中的能量流动过程生态系统中的能量流动过程生态系统的能量来源：生态系统的能量来源：太阳光能太阳光能2.2.起点：起点： 渠道渠道: :食物链和食物网食物链和食物网生产者生产者3.3.流经生态系统总能量：流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳生产者所固定的太阳能的总量能的总量( (约占约占1%)1%) 5.5.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用一、能量流动的过程一、能量流动的过程4.4.来源：来源

5、：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 5.5.各营养级能量的去路有哪些？各营养级能量的去路有哪些？ 请以请以生产者生产者( (第一营养级第一营养级) )为例说明为例说明. .生态系统的能量来源是什么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？总结总结二、能量流动的特点二、能量流动的特点（一）单向流动：（一）单向流动：（二）逐级递减（二）逐级递减传递效率为传递效率为10102020两个营养级

6、之间两个营养级之间X X20%20%20%=1Kg20%=1Kg x x=25Kg=25Kg在在绿色植物绿色植物鼠鼠猫头鹰猫头鹰这条食物链中，猫头鹰增重这条食物链中，猫头鹰增重1Kg1Kg，至少需，至少需要消耗绿色植物要消耗绿色植物_Kg_Kg。 根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，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少的程度。因此，老虎的数量将是很少能量已减到很少的程度。因此，老虎的

7、数量将是很少的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生态学道理。有一定的生态学道理。1.1.为什么说为什么说“一山不容二虎一山不容二虎”? ?迁移创新：迁移创新：从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为级递减的，单向不循环的，传递效率为10102020。 所以所以, ,食物链一般不超过五个营养级，到第五食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一

8、大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。2.2.食物链一般不超过食物链一般不超过5 5个营养级个营养级? ?迁移创新：迁移创新： 小鸟小鸟 昆虫昆虫树树能不能改变生态系统能量流动能不能改变生态系统能量流动的规律？的规律？ v质疑：质疑：研究能量流动的意义研究能量流动的意义人们虽然不能改变能量流动的客观规律，人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法但可设法调整调整能量流动方向，使能量持续能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分高效地流向对人类最有益的部分.例如例如：1.在森林中，怎样才能使能量更多多储存在木材中？在森林中，怎样才能使能量更多

9、多储存在木材中？研究能量流动的意义研究能量流动的意义除去杂草、修去树木的侧枝等除去杂草、修去树木的侧枝等三、研究能量流动的实践意义三、研究能量流动的实践意义讨论：讨论：为什么维持生态系为什么维持生态系统所需的大量物质，统所需的大量物质，例如氧、水、氮、例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，碳和许多其他物质，亿万年来却没有被亿万年来却没有被生命活动所消耗完？生命活动所消耗完？v生态系统的物质循环生态系统的物质循环1、物质循环的概念、物质循环的概念 是指组成生物体的是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在等基本元素在生态系统生态系统的的生物群落与无机环境之间反复循环生物群落与无机环境之间反复

10、循环运动叫生态系统的运动叫生态系统的物质循环物质循环。 生物圈是地球上最大的生态系统，生物圈是地球上最大的生态系统，其中的物质循环带有全球性，这种物其中的物质循环带有全球性，这种物质循环又叫质循环又叫生物地化循环生物地化循环。 生态系统的物质循环反复出现，循生态系统的物质循环反复出现，循环流动，不会消失，生物可反复利用。环流动，不会消失，生物可反复利用。碳循环碳循环全球性、反复出现、循环流动！全球性、反复出现、循环流动！物质循环的主要特点：物质循环的主要特点： 碳循环碳循环碳是地球上碳是地球上 最丰富的元素之一，它分布最丰富的元素之一，它分布 ；同时碳又是构成生命体的同时碳又是构成生命体的 元

11、素；元素；碳是有机化合物的碳是有机化合物的“ ”，没有碳就没有生命。，没有碳就没有生命。储量储量广泛广泛基本基本骨架骨架1.1 1.1 碳在无机环境中的碳在无机环境中的 存在形式存在形式COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐含碳有机物含碳有机物1.3 1.3 碳在生物体之间传递途径碳在生物体之间传递途径食物链食物链1.2 1.2 碳在生物体内的碳在生物体内的 存在形式存在形式1.6 1.6 碳在无机环境和生物群落碳在无机环境和生物群落 之间的循环形式之间的循环形式光合作用、化能合成作用光合作用、化能合成作用无机环境无机环境 生物群落生物群落呼吸作用、微生物分解作用呼吸作用、微生物分解作用1.5 1.5

12、 碳进入大气的途径碳进入大气的途径绿色植物的光合作用绿色植物的光合作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧化能合成作用化能合成作用1.4 1.4 碳进入生物体的途径碳进入生物体的途径COCO2 2生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者的分解作用分解者的分解作用COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐有机物有机物特点：特点：（1）碳循环的形式：）碳循环的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物体内的存在形式：）碳在生物体内的存在形式：（4）碳进入生物体的途径：）碳进入生物体的途径：（5）碳在生物体之间传递途径：）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：）碳进入大气的途径：C

13、O2；CO2和碳酸盐；和碳酸盐；含碳有机物；含碳有机物；绿色植物的光合作用；绿色植物的光合作用；食物链；食物链；生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者有分解作用分解者有分解作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧如何解决如何解决“温室效应温室效应” ？1、减少煤、石油等化石燃料的燃烧，提高、减少煤、石油等化石燃料的燃烧，提高能效。能效。2、开发新的洁净能源，如核能、太阳能、开发新的洁净能源，如核能、太阳能、风能、水能等。风能、水能等。3、大面积植树造林，降低空气中、大面积植树造林，降低空气中CO2含量。含量。与社会的联系：谈谈温室效应与社会的联系：谈谈温室效应能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环的关系能量流动能量流动物质循环物