5.2 生态系统的能量流动

第2节生态系统的能量流动假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了又能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15千克玉米。讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：1.先吃鸡，再吃玉米。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。问题探讨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。？知道我需要的能量来自哪里吗？？我体内的能量的去向？？我会不会连根加叶都被吃掉呢？考考你我也想考考你？知道我需要的能量来自哪里吗？？我体内的能量的去向？？我会不会连毛加骨头都被人吃掉呢？？若以营养级为单位研究能量流动呢？初级消费者次级消费者生产者第一营养级第二营养级第三营养级成分：营养级：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能量流经第一营养级示意图太阳生产者固定的太阳能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分解者利用粪便呼吸散失...能量流经第二营养级示意图能量来自上一营养级一、能量流动的过程同化作用（又叫合成代谢），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，并且储存能量的过程。同化量=摄入量—粪便量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)呼吸能量的流动过程相关知识点总结1、能量的最终源头：太阳能2、流经生态系统的总能量是：生产者固定的太阳能总量3、能量流动的主渠道是：食物链和食物网4、流经每一营养级的能量来源：同化量去向呼吸消耗流向下一营养级流向分解者“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量二、能量流动的特点营养级流入能量流出能量（输入后一个营养级）出入比生产者植食性动物肉食性动物分解者资料分析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?某一营养级得到的能量=上一营养级的总能量传递效率10％－20％讨论：1、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？2、能过以上分析，你能总结出什么规律？生态系统能量流动的特点从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……不可逆转，也不能循环流动。单向流动的原因：食物链中各营养级的顺序不可逆，这是长期自然选择的结果。1、单向流动2、逐级递减（传递效率为10％～20％）指输入到一个营养级的能量不可能百分之百的流入到后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的。逐渐递减的原因：1）呼吸作用消耗相当大的一部分能量。2）各营养级总有一部分未被下一营养级的生物所用。3）生产者的残枝败叶、消费者的遗体、排泄物中的能量被分解而释放出来。在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，绿色植物为100Kg猫头鹰最多增重多少千克？猫头鹰最少增重多少千克？最多100×20%×20%=4Kg最少100×10%×10%=1Kg在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，猫头鹰增重1Kg，最多需要消耗绿色植物______Kg至少需要消耗绿色植物______Kg。至少：Y×20%×20%=1KgY=25Kg最多：X×10%×10%=1Kgx=100Kg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？鹰20g最多要消耗下一营养级200g兔占80g鼠占80g蛇占40g最多要消耗植物800g最多要消耗植物800g最多要消耗植物4000g最多要消耗下一营养级（鼠）400g消耗最多按最低效率计算总共最多消耗植物5600g关于能量流动计算规律总结1.正推类型：ABCD解题思路：至少按最小效率（10%）计算最多按最大效率（20%）计算若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？2.逆推类型：ABCD解题思路：至少按最大效率（20%）计算最多按最小效率（10%）计算若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？3.上述能量传递效率是指各营养级之间的比例，一般为10%—20%，若题目中给出具体值，则按具体值计算。4、若在食物网中有：ABC在计算时，应将B、C看做同一营养级来对待，流向B、C的总量占A的10%—20%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_____。越多湖泊生态系统能量金字塔生产者（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）10%~20%生产者10%~20%初级消费者次级消费者10%~20%……为什么一般的食物链上营养级不会多于5个？答：根据能量传递效率为10%~20%计算，流入到下一营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数量就越少。当能量流经4~5个营养级，所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。p1'C2'C3'C4'Cp1'C2'C3'C4'Cp1'C2'Cp1'C2'C3'C3'C数量能量落叶林草地落叶林及草地数量和能量金字塔三、研究生态系统能量流动的意义1、对能量进行多级利用，从而大大提高能量的利用率。例如：秸秆的多级利用、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，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。研究生态系统能量流动的意义本节知识体系能量流动概念：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渠道：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：各个营养级所得到的能量能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率为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人类最有益的部分太阳能食物链或食物网练习题1.根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，应采用的一组食物结构A.以淡水养殖的鱼类为主B.以谷物与植物蛋白为主C.以海洋鱼类为主D.以禽肉与蛋为主2.下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反映能量流动特点的是：ABCDDB4.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：A.生产者B.初级消费者C.次级消费者D.分解者3.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次：A.递增B.不变C.递减D.稍增加CA5、流经生态系统的总能量是指()A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能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c6、假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（）A、绿色植物→蝗虫→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰B、绿色植物→鼠→猫头鹰C、绿色植物→蝗虫→青蛙→蛇→猫头鹰D、绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰B7.假设一个生态系统的总能量为１００％，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（）A.４％和４％B.０.８％和０.８％C.４％和０.８％D.１０％和４％C