生态系统的能量流动-PPT

第五章生态系统及其稳定性

第2节生态系统的能量流动

复习：1.生态系统结构包括_________和________。组成成分营养结构2.组成成分包括__________________、______、_____、_______；营养结构包括_______、_______。非生物的物质和能量生产者消费者分解者食物链食物网

某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第五年，岛上狐濒临灭绝，但野兔的数量大大超过人登岛前地数量。第六年，野兔种群暴发了由瘟疫热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。回答问题：1.人与狐的种间关系是

________，兔瘟热病毒也野兔的种间关系是

。2.画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。3.人登岛后的第五年，与登岛前相比，野兔的种内竞争度

(增加、减小、不变）4.一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而＿

（增强、减弱、不变）练习题竞争和捕食寄生增加减弱下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：1.此生态系统中共有

条食物链。2.生态系统中属第三营养级的动物有________。3.此生态系统中的分解者是______________。

4.若此生态系统中的水绵大量减少，则（）A.水藻大量减少B.小鱼数目增多C.大鱼数目减少D.甲壳类数目增多5.此生态系统中各种生物的总和，生态学上称_________。3水鸟、小鱼、淡水虾腐生细菌、真菌C群落第2节生态系统的能量流动一、能量流动概念1.概念：生态系统中能量的

、传递、

和散失过程。(1)源头：太阳能。(2)起点：从

开始。(3)流入生态系统总能量：

。生产者固定太阳能生产者固定的太阳能总量二.能量流动的过程1.能量的输入基础要点（4）主要方式：__________。光合作用（5）能量转化：______

_______。光能有机物中的化学能输入转化化学能无机物有机物2.能量的传递(1)传递渠道：

。(2)传递过程食物链和食物网植物虫鹰鸟第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级生产者一级消费者二级消费者三级消费者呼吸散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄入能量流经第一营养级示意图太阳生产者固定的太阳能（2）传递过程（储存在植物体中的有机物）呼吸散失1.能量是怎样输入生态系统的？2.生产者所固定的能量会不会全部被初级消费者利用？粪便初级消费者

同化分解者呼吸散失能量流经第二营养级示意图（2）传递过程呼吸散失初级消费者摄入用于生长、发育、繁殖遗体、残骸分解者次级消费者摄入呼吸散失同化量=摄入量-粪便中有机物量1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？2.初级消费者同化的能量有哪几个去向？生态系统的能量流动图解生产者(植物)呼吸初级消费者(植食动物)呼吸次级消费者(肉食动物)呼吸分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸（2）传递过程注意：箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。3.能量的转化太阳能有机物中的化学能热能ATP4.能量的散失（1）形式：大部分热能散失（2）特殊形式：动植物遗体残骸形成煤炭、石油Q1：生态系统中的能量最终去了哪里？Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？20’－25‘思考与讨论：一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。不能。植食性动物62.862.8二、能量流动的特点赛达伯格湖的能量流动P95资料分析太阳能未固定生产者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性动物12.6微量7.55.0327.3122.614.6资料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1、2：各营养级之间的传递效率在多大范围内?(10％－20％)能量传递效率=下一营养级的同化能量上一营养级的同化能量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，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。3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？单向流动，逐级递减（10%---20%）1.单向流动（不循环）第一:食物链中各营养级的顺序不可逆转（自然选择的结果）第二:各营养级的生物呼吸作用产生的热能不能被生物利用2.逐级递减第一:各营养级的生物都因呼吸作用消耗了大部分的能量第二:各个营养级总有一部分生物（或生物体的某一部分)未被下一个营养级的生物所利用第三:各营养级生物中的能量都要有一部分流入分解者例.在某生态系统中，1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（

）A.0.05%

B.0.5%

C.0.25%

D.0.025%【解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物→昆虫→小鸟→鹰这一食物链中小鸟→鹰的传递效率为2/10=0.2，昆虫→小鸟的传递效率为2/0.25=0.125，绿色植物→昆虫的传递效率为100/1000=0.1，因此绿色植物到鹰的能量传递效率为0.1×0.125×0.2=0.0025，即0.25%

。【规律】如设A→B→C→D食物链中，传递效率分别为a％、b％、c％，若现有A营养级生物重为M，则能使D营养级生物增重的量=M·a％·b％·c％。三.能量金字塔

单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制的图形

从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动中消耗的能量就_____。越多能量金字塔（正金字塔）生产者（第一营养级）初级消费者（第二营养级）次级消费者（第三营养级）三级消费者（第四营养级）

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4—5个营养级。思考讨论：

食物链中的营养级一般不超过五个，为什么？

任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。

数量金字塔存在吗？思考题：如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？一般是金字塔形；有例外。浮游植物浮游动物鱼昆虫鸟树四、研究能量流动实践意义P96２、帮助人们合理的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有益的部分。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。能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程过程能量的源头：流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的总量途径：食物链或食物网特点单向流动：逐级递减：沿食物链方向由低营养级流向下一营养级传递效率为10%～20%。太阳能为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却有百万昆虫?人增加一千克，要消耗多少克的植物？(从不同食物链考虑)知识应用五、能量流动的相关计算1、能量在食物链中传递的计算2、能量在食物网中传递的计算1、假如现有草100公斤，至少可使鹰增重

公斤。2、假如现有草100公斤，最多可使鹰增重

公斤。3、假如要使鹰增加2公斤体重，最少要耗草

公斤。4、假如要使鹰增加2公斤体重，最多要耗草

公斤。设使鹰增重X1公斤，则：100=X110％10％设使鹰增重X2公斤，则：100=X220％20％设最少耗草Y1公斤，则：Y120％20％=2Y210％10％=2设最多耗草Y2公斤，则：变式1：在食物链“草兔鹰”中，14200501食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量）1食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量）例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（

）

A.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

【解析】第四营养级获能量最大值：24000×20%×20%×20%=192kJ例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（

）A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kg【解析】应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为Xkg，则X=1÷(20%)4=625kg。1食物网（能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算）例3.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物()A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg【解析】根据题干，可绘出食物网如下：植物草食鱼类杂食性海洋鱼小型肉食鱼类共需海洋植物：4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg1食物网（能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量）例4.下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻____kg，最多消耗水藻_______kg。【解析】本题中，最短食物链为水蚤→小鱼→人，传递效率按20％计算。设最少消耗水藻为x，则x×20％×20％＝1，所以x=25.要求最多消耗就要选择水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递率按10％计算。设最多消耗为y，则y×(10%)5=1，y=105kg。1食物网（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算

）例5.下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1kg，至少需要消耗水藻

kg。【解析】人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。1食物网（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算

）【解析】在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5kg，小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝12.5kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15kg。同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%＝937.5kg；在“水藻→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%＝37.5kg。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg。答案：975。1食物网（能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量）生产者最少消