D必III52生态系统能量流动33张课件

1、第五章、生态系统及其稳定性第二节生态系统的能量流动第1页，共33页。问题探讨 假设你流落在一个荒岛上，只携带有一只母鸡，15公斤玉米，为了维持更长的时间等待救援，此时你在食物的处理上因该怎么办？ 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动 生命活动的维持需要能量，在能源物质一定的情况下，要使生命活动维持更长的时间，这就涉及到如何提高能量的利用率的问题。第2页，共33页。能量流动的分析能量输入个体1储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体2储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体3储存在体内的能量呼吸作用散失的能量能量输入 种群能量储存能量散失第3页，共33页。一、能量流动

2、的过程太阳能光合作用 植物体热能呼吸 作用生长、发育和繁殖植物体储存的能量残枝 落叶分解者分解释放 摄 食初级消费者 能量流动的渠道是什么？ 起点在哪里？渠道：食物链和食物网起点：是生产者固定的太阳能第4页，共33页。初级消费者摄入初级消费者同化用于生长发育繁殖次级消费者摄入分解者利用粪便呼吸 作用散失呼吸 作用散失遗体 残枝能量流入第二营养级摄入量=同化量+粪便量同化量=呼吸量+净生产量第5页，共33页。摄食量（I）：表示一个生物所摄取的能量；对植物来说，它代表光合作用所吸收的日光能；对于动物来说，它代表动物吃进的食物的能量。同化量（A）：对于动物来说，同化量表示消化道后吸收的能量（吃进的食

3、物不一定都能吸收）。对分解者来说是指细胞外的吸收能量；对植物来说是指在光合作用中所固定的日光能，即总初级生产量（GP）呼吸量（R）：指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量。生产量（P）：指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值，它以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中。对植物来说，它是净初级生产量（NP）；对动物来说，它是同化量扣除维持呼吸量以后的能量值，即P= A - R。第6页，共33页。第一营养级呼吸作用 分 解 者第二营养级呼吸作用第三营养级呼吸作用第四营养级呼吸作用呼吸作用 生态系统能量流动示意图第7页，共33页。各营养级的能量来源是什么?能量有哪些去路?生产者的能量来自

4、；各级消费者的能量来自分解者的能量来自 。固定的太阳能上一个营养级；(同化)生产者和消费者1、呼吸作用分解一部分有机物，释放能量，供生命活动利用；2、生长、发育和繁殖，贮存在有机体的有机物中；3、随尸体、排泄物等流入到分解者中去；4、有一部分有机物中的能量流入到下一个营养级（最后一个营养级除外）。来源去路第8页，共33页。生态系统能量流动的过程小结能量的输入能量的传递能量的转化能量的散失生产者固定的太阳能总量沿食物链和食物网逐级传递在生物体内，将一种形式的能量转化为其他形式的能量。如转化为ATP中的能量、电能、光能、热能等。各营养级通过呼吸以热量的形式散失。光能化学能热能第9页，共33页。生产

5、者464.612.5分解者62.8 植食性动物62.8呼吸作用 122.696.3未利用 327.3 肉食性动物12.612.629.318.829.37.52.15.0微量林德曼对塞达伯格湖进行能量流动研究结果图示太阳能未 固 定二、能量流动的特点第10页，共33页。营养级出入比生产者植食性动物肉食性动物 分解者 流出能量（输入后一个营养级）流入能量资料分析 用表格的形式统计上图中的数据（输出的能量不包括呼吸作用的消耗），并计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级的比例464.662.813.5%62.812.620.1%12.614.6第11页，共33页。思考与讨论1.生态系统的能量流

6、动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？ 遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。不能，能量流动是单向的。第12页，共33页。流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？ 生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。 流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以

7、，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。通过以上分析，你能总结出什么规律？第13页，共33页。二、能量流动的特点单向不循环，逐级递减（传递效率为1020%）将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图能量金字塔 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，所以生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。ABCD某一个湖的能量金字塔一山不容二虎？数量？生物量？第14页，共33页。生产者初级消费者次级消费者三级消费者初级消费者次级消费者生物数量金字塔夏季草原 夏季温带森林生产者三级消费者 生物数量金字塔：根据生物个体数目而得，同样有倒置的情形。例如在水体

8、和草原中，生产者（浮游生物和草）体小而数目多，锥体正置。但在森林中，生产者个体大，很多小动物可能蛀食同一棵巨木，锥体因而倒置。第15页，共33页。浮游植物浮游动物生物量（质量）金字塔生产者肉食动物热带雨林 海洋草食动物肉食动物 生物量（质量）金字塔：根据生物量而得。一般呈正锥体，但有时可倒置。例如水体中浮游植物的生物量可能比浮游动物的少。因为浮游植物的代谢率高、周转快，可以支持生物量更大的植食动物，故其锥体可能倒置。第16页，共33页。思考与讨论 我国很早以前就发展了“桑基鱼塘”的生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕粪养鱼，塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。 从生态系统能量流动特点的角度分析“桑基

9、鱼塘”设计的合理性。 “桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。第17页，共33页。三、研究能量流动的实践意义可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。秸秆牲畜粪便沼气池沼渣肥田肉食燃料实现对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率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第18页，共33页。调查问题分析问题1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。课外调查当地农田生态系统中的能量流动情况问题2.初级消费者有

10、：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言植食性鸟类和昆虫往往对水稻生长构成危害，农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。第19页，共33页。问题农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。问题主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。问题通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。问题次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。第20页，

11、共33页。技能训练（分析和处理数据）这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5 kg，计算公式是(12+18)/122 675，这些葡萄糖储存的能量是1.071011 kJ（计算公式是EG=MG 1.6107）；这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.2721010 kJ（计算公式为E呼=MG1.6 107）；主要掌握：计算生产者固定的太阳能和生产者对太阳能的利用率第21页，共33页。玉米种群1.39710 11 kJ占1.64%太阳能8.510 12 kJ 散失占98.36 储 存1.0710 11kJ 占76.6%呼吸利用3.2710 10kJ 占23.4%这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量

12、是1.397 21011 kJ（计算公式为E固=EG +E呼）;呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为=1.39721011/8.51012） 第22页，共33页。技能训练： 如果15kg玉米含有的能量大约是240 000kJ，一只鸡大约是40 000kJ，你平均一天至少要消耗10 000kJ能量才能维持基本生命活动，能量的传递效率是10%，则你选择1与选择2分别能维持多少天？选择1: 先吃鸡，再吃玉米；选择2: 先吃一半玉米，同时用一半玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡;28天17.2天第23页，共33页。生态系统的能量流动能量的

13、输入能量的传递能量的散失阳光光合作用生物群落在生物群落内沿食物链的方向进行传递，单向逐级递减生物群落呼吸作用无机环境生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量小结第24页，共33页。人P98拓展题能量流动以有机物为载体太阳能农作物家禽家畜沼气池含微生物食用菌人太阳能农作物家禽、家畜第25页，共33页。 能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能 能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能生态系统的 能量流动的途径：太阳能第一营养级第二营能量流动 养级第五营养级 单向流动不循环 能量流动的特点 逐级递减传递率为1020 设法调整能量流动关系 研究的目的 使能量流向对人类最有益的部

14、分第26页，共33页。课 堂 练 习1 . 生产者 初级消费者 次级消费者 三 级消费者，甲、乙丙分别表示一个食物链中不 同营养级间的能量的传递值，它们之间的关系 是 （ ） A.甲=丙+乙 B.甲乙丙 C.甲丙+乙 D.甲=乙=丙甲乙丙2. 在植物昆虫蛙蛇这条食物链中，若蛇增 加1公斤，至少要消耗植物 （ ） A.1000公斤 B.500公斤 C.250公斤 D.125公斤CD第27页，共33页。 下列关于生态系统能量流动特点的叙述中，错误的是（ ） A 能量流动从生产者固定太阳能开始 B.能量流动是沿着食物链各个环节进行的 C.能量流动是单向的，逐级递减的 D.能量流动总是流向对人类最有益

15、的方向 要想最经济利用生产者固定下来的太阳能，应 选择下列哪一组食物（ ） A.鱼和鸡蛋 B.谷物和蔬菜 C.兔肉和水果 D.豆腐和牛肉DB第28页，共33页。5、如果一个人的食物有 来自绿色植物， 来自小型肉食动物， 来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物： （ ） A：10千克 B ：28千克 C ：100千克 D ：280千克121414据题意得出如下的解析图示：人增1kg 合计 280kg小型肉食动物草食动物绿色植物绿色植物（各级传递效率均为10%）绿色植物羊252.50.252500.250.552.525DA第29页，共33页。 下表是甲、乙、丙、丁四

16、个种群，在一个达到生态平衡的环境中所含有的总能量和残留农药DDT的平均浓度。请分析说明：甲乙丙丁能量/千焦2.81092.9 1079.1 1071.3 108DDT浓度0.043.40.390.35甲在该生态系统的成分中属于_这四个种群的最简单 的能量流动渠道是 _在能量的流动的渠道中，_越高，生物体内的DDT浓度就_。 生产者甲乙丙丁营养级越高第30页，共33页。十分之一法则说明，每通过一个营养级，其有效能量大约为前一个营养级的1/10，这就是说， 事物链越长，消耗于营养级的能量就越多。从这个意义上讲，人如果直接以植物为食物，就比以吃植物的动物为食物，可以供养多10倍的人口。 为什么狮子群居？为什么老虎独处？狮子生活在视野开阔的草原，猎物都有很好的视觉，并且善于奔跑，只有集体合作捕猎才能得到更多的食物；老虎生活在丛林，只有单身行动才能更好地隐蔽接近猎物，捕食成功率更高。 个体大、营养级高大量生产者供食种群小分散绝灭的机会多，经不起人的干扰第31页，共33页。1.同化效率（assimilation efficiency）指植物吸收的日光能中被光合