必修三 第五章 生态系统及其稳定性必修三 第五章 生态系统及其稳定性第二节第二节

生态系统的能量流动生态系统的能量流动

回顾：生态系统组成回顾：生态系统组成

生态系统功能：生态系统功能： 能量流动能量流动 物质循环物质循环 信息传递信息传递 稳定性稳定性

问题探讨问题探讨 ::•假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有只有 15Kg15Kg 玉米和一只母鸡可以食用，那么玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长使自己活的最长的办法是 的办法是 : : • 1.1. 先吃鸡，然后吃玉米？　　　　先吃鸡，然后吃玉米？　　　　• 2.2. 先吃玉米，同时用部先吃玉米，同时用部•分玉米喂鸡，吃鸡生产分玉米喂鸡，吃鸡生产•的蛋，最后再吃鸡？的蛋，最后再吃鸡？

一、能量流动的概念一、能量流动的概念根据预习 , 请回答 :

什么叫生态系统的能量流动？ 指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。

•能量流动分析：（阅读能量流动分析：（阅读 P93P93 页表）页表）

• 能量输入 能量输入 种群种群 能量储存 能量储存

• 能量呼吸散失能量呼吸散失

能量是如何流动的？从哪里开始研究？能量是如何流动的？从哪里开始研究？请同学们认真阅读教材第请同学们认真阅读教材第 9494 页页 ,, 并并分析下面的问题分析下面的问题 ::

3. 流经生态系统的总能量是什么？

5. 各营养级能量的去路有哪些？ 请以生产者 ( 第一营养级 ) 为例说明 .

⒈ 生态系统的能量来源：太阳光能2. 起点： 渠道 : 食物链和食物网生产者3. 流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量 ( 约占 1%)

5. 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

二二 .. 能量流动的过程能量流动的过程

4. 来源： 生产者消费者

—— 太阳光能 —— 前一营养级

⒈ 生态系统的能量来源是什么？2. 能量流动的起点和渠道是什么？

4. 各个营养级能量的来源又是什么？

请阅读并讨论 :

生态系统的能量流动过程图解 :

生产者( 植物 )

初级消费者( 植食动物 )

次级消费者( 肉食动物 )

…三级消费者( 肉食动物 )

A

B

C

B B

请表述 :图中的箭头 A 、 B 、 C 各表示什么含义 ?

请观察 :

生产者固定的太阳能

呼吸散失

用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶 分解者

初级消费者摄食

你能总结其他各营养级能量的去路吗？

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

•请讨论请讨论 ::• 1.1. 生态系统中能量流动和转化是否遵循生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？能量守恒定律？为什么？• 2.2. 流经某生态系统的能量能否再回到这流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来个生态系统中来 ?? （单向流动特点）

（ 1 ）将图中数据表格化。 (2) 第二营养级获得第一营养级 ( 生产者 ) 所同化能量的百分比是多少 ? 第三营养级获得第二营养级百分比呢 ? (3) 上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？ (4) 能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大范围内 ?

三、能量流动的特点实例分析：

（（ 11 ）将图中数据表格化）将图中数据表格化自身固定自身固定 呼吸消耗呼吸消耗 到分解者到分解者 未利用的未利用的

生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物

分解者分解者

成分能量去向

13.5％ ,20％ 10％～ 20％

a. 下一个营养级不能利用的能量。　　　如：草根b.调查时间有限，下一个营养级能利用而未利用的能量。 如：羊不能吃完所有的草

(2) 第二营养级获得第一营养级 ( 生产者 ) 所同化 能量的百分比是多少 ? 第三营养级获得第二 营养级百分比呢 ?(3) 能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内 ?(4) 上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？

62.8 12.6 ×100％ = 20.06％ 62.8

464.6 ×100％ = 13.52％

通过以上分析通过以上分析 ,, 你能总结出什么规律你能总结出什么规律 ??

三、能量流动的特点第一、单向流动第一、单向流动： 食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二、逐级递减第二、逐级递减 ,, 传递效率为传递效率为 1010％～％～ 2020 ％％ . 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。

什么是能量金字塔 ?

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 .

说一说能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级越多，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。 注：在一个生态系统中，各营养级的数量不一定呈金字塔5-9

学以致用：假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有 15Kg 玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是 : 1. 先吃鸡，然后吃玉米？　　　　 2. 先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃 鸡生产的蛋，最后再吃鸡？

请分析讨论 :用能量流动的原理 , 解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。参考要点 :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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。

四、研究能量流动的实践意义四、研究能量流动的实践意义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。 如:生态农业研究能量流动有什么实践意义 ?

研究能量流动的意义研究能量流动的意义 ------生态农业生态农业

佛山地区的桑基鱼塘

• 22 、帮助人们合理地调整生态系统中的能量、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流动关系，使能量持续高效地流向对人• 类最有益的部分。类最有益的部分。• 如如::草场放牧草场放牧

牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫

小结小结小结小结生态系统的能量流

动 概念过程特点

实践意义

单向流动逐级递减传递效率 1010％～％～ 2020％％

指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。

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。2 、使能量持续高效地流向对人类最 有益的部分。

练习反馈 :1. 流经生态系统的总能量是 ( ) A. 照射到该生态系统内所有植物体 叶面上的太阳能 B. 射进该系统的全部太阳能 C. 该系统全部生产者所固定的太阳 能的总量 D. 生产者传递给消费者的全部能量

C

跟踪反馈 :B

2. 生态系统的能量金字塔中，构成塔基的 一般是 ( ) A．初级消费者 B．生产者 C．次级消费者 D．分解者

C3. 根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗 最少，人们应采用哪种食物结构（ ） A．以禽类、蛋类为主 B．以淡水养殖的鱼、虾为主 C．以谷物和植物蛋白为主 D．以猪肉等家畜肉类为主

A

营养级营养级 能量（能量（ J·m-2J·m-2））aa 141.10×10141.10×1055

bb 15.91×1015.91×1055

cc 0.88×100.88×1055

dd 871.27×10871.27×1055

4 、调查得知某河流生态系统的营养结构共有 4 个营养级（以 a、 b、 c、 d表示）。经测定一年中流经这 4 个营养级的能量分别为：

该生态系统中初级消费者是 ( )A 、 a B、 b C 、 c D、 d

• 55 、一定时间内，某生态系统中全部生产者固定、一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为的能量值为 aa，全部的消费者所获得的能量值为，全部的消费者所获得的能量值为bb，全部的分解者所获得的能量值为，全部的分解者所获得的能量值为 cc，则，则 aa、、bb、、 cc 之间的关系是 （ ）之间的关系是 （ ）• A a=b+dA a=b+d　　　 　　　 B aB a ＞＞ b+cb+c　　　　　　• C aC a ＜＜ b+cb+c　 　 　 　 D c=a+bD c=a+b

B

根据下图所表示的食物网 , 结合能量流动的特点进行计算 :

牧草 鼠 蛇

猫头鹰

如果牧草固定了 1000焦耳的能量 , 则猫头鹰最少能获得 ______焦耳能量 , 最多能获得 ______焦耳能量 .1

40

谢 谢！谢 谢！