生态系统的能量流动.ppt

1、温故而知新,1.生态系统的结构包括哪两方面？ 2.生态系统的成分有哪些？ 3.生态系统的营养结构是什么?,生态系统的成分,食物链和食物网,生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,食物链和食物网,第二节 生态系统的能量流动,问题探讨,备选策略1：先吃鸡，再吃玉米； 备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米 喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物，你随身携带的食物只有15Kg玉米和一只母鸡。,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。,一、生态系统的能量流动的概念,呼吸散失,用于生长、发育、繁殖,储存在植物体的有机物中,遗体

2、、 残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,能量流经第一营养级示意图,生产者固定的太阳能 (约占1%),兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？,(同化量 = 摄入量粪便量）,兔子的能量到哪里去了,？,同化作用：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。,初级消费者 摄入,用于生长 发育和繁殖,次级消费者 摄入,呼吸,散失,遗体 残骸,初级消费者 同化,粪便,呼吸,散失,.,能量流经第二营养级示意图,分解者利用,粪便量,用于生长、 发育、繁殖,遗体残骸,分解者,次级消费者摄入,能量流经第二营养级示意图,初级消费者者摄入量,同化量,呼吸散失,大象是植食性动物，有一种蜣

3、螂则专以象粪为食。设大象在某段时间所同化的能量为107KJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为 A、 0 KJ B、2106 KJ C、106 KJ D、106-2106 KJ,A,？,呼吸消耗,鹰的能量去向如何,用于生长、发育和繁殖,-分解者分解,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,太阳光能,化学能,热能（最终归宿）,1.生态系统的能量源头：,太阳能,3.能量流动的起点：,2.流经生态系统的总能量：,生产者所固定的太阳能的总量(约占1%),能量流动的过程总结,6.来源

4、：,生产者,消费者,太阳光能,前一营养级,4.流动的渠道:,生产者固定的太阳能开始,食物链和食物网,5.能量在食物链中的流动形式：,分解者,生产者、消费者 的遗体和排遗物,有机物中的化学能,7.去路：,呼吸作用消耗,被下一营养级的生物所利用,被分解者所利用,8、能量散失的主要途径：,细胞呼吸，主要形式是热能,赛达伯格湖的能量流动图解,三、能量流动的特点,5,1.从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量总量的百分比是,62.8/464.6=13.5%,12.6/62.8=20.1%,下一营养级同化量,上一营养级同化量,能量传递效率10%20%,3、流入某个营养级的能量，为什么不能百

5、分之百地流向后一个营养级?,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个营养级，而为分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。,4、通过以上分析，你能得出什么规律？,1、能量流动是单向的,能量流动的特点,生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 ,2、能量流动是逐级递减的： 传递效率为 1020。,逐级递减的原因：自身呼吸消耗 被分解者分解 未被下一个营养级利用,不可逆转，不能循环,专题 食物网中能量的 相关计算,一、传递率的计算 二、能量传递中

6、的极值计算 三、能量沿多条食物链传递的计算,一、传递率的计算,生态系统的总能量 = 生产者固定的全部太阳能 = 第一营养级的同化量,某一营养级的同化量 上一营养级的同化量,每个营养级同化能量 = 下一个营养级同化能量 + 呼吸消耗能 量 + 分解者释放能量 +未被利用能量,X100%,能量传递效率=,1、 这是一类关于能量计算的含有“最多”或“至少”等字眼的问题。 2常见题型 （1）已知前面营养级的值，求后面营养级获得的至多或至少值。 （2）已知后面营养级的增值，求至多或至少需要前面营养级的值。,二、能量传递中的极值计算,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

7、生物最多能获得的能量是（ ）A. 24kJB. 192kJC.96kJ D. 960kJ,据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ， 当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。 因而第四营养级所获得能量的最大值为：2400020%20%20%=192kJ 答案：B。,B,绿色植物鼠猫头鹰 这条食物链中，猫头鹰增重1Kg，至少 需要消耗绿色植物_Kg。,X20%20%=1Kg x=25Kg,如果一个人食物有1/2来自绿色植物，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1kg体重，约

8、消耗植物（） A10kg B28kg C100kg D280kg 【解析】解答本题时，首先应画出食物网，然后依据食物网和题干信息来解答。,D,三、能量沿多条食物链传递的计算,通过“植物人”消耗植物的量为： 0.510%5kg； 通过“植物植食动物小型肉食动物人”消耗植物的量为： 0.2510%10%10%250kg 通过“植物羊人”消耗植物的量为： 0.2510%10%25kg 故要消耗植物的总量为525025280kg,在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多（或最少）的能量。,例.如下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻 kg，最多消耗水藻 kg,本题中，最短食物链为水藻小鱼人

9、，传递效率按20计算。设最少消耗水藻为x，则x20201，所以x=25kg 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,说一说 能量金字塔可以说明什么问题？,在一个生态系统中，营养级越高，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。生态系统中的能量流动一般不超过45个营养级。,能量金字塔 由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叫做能量金字塔。,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？,思 考,生物数量金字塔：食物链不同环节上

10、生物个体的数量存在巨大的差异。 人们对一片草地上草牧链的所有生物成员作了统计： 生产者（野草） 5842424株； 消费者（草原动物、昆虫） 708624只 消费者(肉食动物、吃昆虫的小鸟)354904只； 消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰） 3只。,数量金字塔,通常在食物链的始端个体数量多，之后的各环节上生物的数量逐渐减少。,但数量金字塔在某种情况下也可能出现金字塔倒置的现象，如一棵树上生活着许多昆虫。,生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。 人们对一片草原中生态系统作了统计： 生产者 4 800万吨； 消费者 1200万吨； 消费者 17万吨； 消

11、费者 3万吨。,一般来说，绿色植物的生物量大于它们所养活的植食性动物的生物量，而植食性动物的生物量大于以它们为食肉食性动物的生物量。,但在湖泊和开阔的海洋这样的水域生态系统中，微小的单细胞藻类是主要的生产者，这些生物世代经历期短，繁殖迅速，只能积累很少的有机物，并且浮游生物对它们的取食强度大，因而现存的生物量很小，这样就会出现金字塔的倒置。,思考：能不能改变生态系统能量流动的规律？,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，即无法改变能量的传递效率，但能提高能量的利用率,例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。,1、帮助人们科学规划、设计人工生

12、态系统， 使能量得到最有效的利用。,桑基鱼塘,2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。 例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量更多地流向牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。,本节知识体系,能量流动,概念：,生态系统中能量的输入、传递和散失的过程,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,能量金字塔,能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%20%。,研究意义,调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对

13、人类最有益的部分,太阳能,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1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ）A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg,【解析】据题意，要计算至少消耗的第一营养级的生物量，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X kg，则X=1(20%)4=625 kg。答案：C。,C,1假设一个生态系统的总能量为l00，按最高传递效率计算，第三和第四营养级的消费者所获得能量分别为（ ） A08和 08 B4和 08 C4和 4 D20和 4,B,2在植物昆虫蛙蛇这条食物链中，若蛇增加1g生物量，至少要消耗植物的生物量是（ ） A1000g B500g C250g D125g,D,有一食物网如图1所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？,5600g,为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？