第5章第2节生态系统的能量流动

为什么一条食物链的营养级一般不超过五个？为什么一山不能容二虎？沿食物链的能量流动是逐级递减的，营养级别越高，获得的能量越少。第5章第2节生态系统的能量流动问题探讨：应先吃鸡，再吃玉米。这样人所处的营养级较低，获得的能量较多。可维持更长的时间来等待救援。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。假设你流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。讨论：你认为哪种生存策略能让你维持更长时间来等待救援。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。一、能量流动的概念及过程：1.定义：2.能量流动的分析：①能量流经一个种群：②能量流经一个群落：能量输入能量散失（输出）能量储存种群群落能量输入能量储存生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程能量输入个体1个体2个体3储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量生产者消费者分解者能量输入生物体中(能量储存)能量输出输送到地球的能量3.能量流动过程：太阳能大气层吸收散射和反射生产者呼吸作用中以热能的形式散失用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动生产者固定的太阳能残枝败叶分解者利用散失初级消费者摄入储存在植物体的有机物中(暂未被利用)能量流经第一营养级初级消费者同化用于生长发育和繁殖遗体残骸分解者利用粪便散失呼吸作用初级消费者摄入次级消费者摄入呼吸作用散失储存在消费者体内的有机物中(暂未被利用)能量流经第二营养级三级消费者摄入次级消费者摄入次级消费者同化用于生长发育和繁殖分解者利用粪便遗体残骸散失呼吸作用呼吸作用散失储存在消费者体内的有机物中(暂未被利用)能量流经第三营养级3.能量流动过程：生产者初级消费者次级消费者三级消费者太阳能分解者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用思考？完成以下问题。生态系统能量流动示意图(1)能量来源：(2)起点：(3)流经生态系统的总能量：(4)渠道：(5)能量在食物链和食物网中流动形式：(6)能量散失的主要途径：(7)能量变化形式：(8)能量散失的主要形式：主要是太阳能（少数是热能、化学能）生产者固定太阳能开始生产者固定的总太阳能主要是食物链和食物网有机物中的化学能呼吸作用热能太阳能生物体中有机物中的化学能热能(散失)(9)各营养级能量来源及去路：来源：本营养级同化的能量去路：a.自身呼吸消耗b.流向下一营养级c.遗体、残骸等被分解者利用散失d.用于自身生长、发育和繁殖(暂未被利用)一个营养级同化的能量=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量*特别提醒*二、能量流动的特点：美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析分解者14.6植食性动物62.8生产者464.6呼吸作用122.6未利用327.3肉食性动物12.612.52.196.329318.829.37.55.0微量12.662.8太阳能未固定资料分析：食物链中的生物某营养级同化的能量流向下一营养级的能量呼吸作用散失的能量被分解者利用散失的能量未被利用的能量生产者464.662.896.312.5293植食性动物62.812.618.82.129.3肉食性动物12.607.50.15.0122.614.7327.31.用表格对图中数据进行整理：（单位是J/cm2·a）2.能量在相邻营养级之间的传递效率如何？生产者到植食性动物：62.8/464.6×100%=13.5%植食性动物到肉食性动物：12.6/62.8×100%=20%3.能量流动有何特点？单向流动、逐级递减二、能量流动的特点：1.单向流动：（1）含义：（2）原因：①生物之间的捕食关系是一定的，是长期自然选择的结果。②各营养级的能量总有一部分经呼吸作用被消耗，不能再利用。能量只能从上一营养级流向下一营养级，不可逆转，不能循环流动2.逐级递减：（1）含义：（2）原因：①自身呼吸消耗②遗体、残骸中的能量被分解者利用③各营养级生物都有一部分能量未被下一个营养级生物所利用能量在相邻营养级之间的传递效率大约为10~20%某个湖的能量金字塔思考：如把各个营养级的生物量（质量）或数量用金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制而成能量金字塔——营养级低高同化的能量低高图中D营养级生物每增重1Kg,所需浮游植物为________Kg125~1000在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如下图所示：鸟树昆虫昆虫树鸟数量比例图能量金字塔不成金字塔形迁移创新：1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？３.为什么说“一山不容二虎”?２.为什么食物链一般不超过五个营养级?食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。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少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。三、研究能量流动的意义：能不能改变生态系统能量流动的规律？思考？锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝，目的是什么?在一个草场上，放养多少牲畜为宜呢？三、研究能量流动的意义：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。2.帮助人们合理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人工生态系统实例一：作物秸秆的多级利用原理：生态系统的结构和功能目的：改变生态系统能量流动方向，使能量持续高效地流向对人有益的方向，实现能量物质的多级利用人工生态系统实例二：人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分例如：桑基鱼塘（取泥覆四周为基，中凹下为塘，基种桑，塘畜鱼，桑叶饲蚕，蚕屎饲鱼）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10％～20％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分小结1.人们常用金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系（）AA.能量和营养级B.个体大小与营养级C.个体大小与个体数量D.个体数量与生物类型课堂练习：2.生态系统的能量流动是指（）A.太阳能被绿色植物固定的过程B.生态系统内生物体能量代谢的过程C.生态系统内伴随物质循环的能量转移过程D.能量从生物体进入环境的过程C3.下列有关生态系统能量流动的叙述中不正确的是()CA.能量流动是单向的，不可逆的B.食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D.营养级越多，散失的能量越多4.森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，可构成一条食物链。如果黄雀增加体重10克，按理论计算，至少需要蝉()A.50克B.100克C.250克D.1000克C（1）根据右图回答，此人工生态系统最基本的生物因素是（_____________），要使它长期稳定发展，除了有稳定的（_____）来源。各类生物要（___________）（2）建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量（_______________________）；其能量利用率高的原因是在营养结构上具有（__________）的特点。（3）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过（________）的作用又被桑基蔗基所利用，蚕粪中的氨经过（_________）的作用，形成了硝酸盐，被植物利用。生产者和分解者能量保持相对稳定流向对人类最有益的部分食物链短分解者硝化细菌加工厂桑基蔗基有机物质甘蔗蔗叶塘泥蚕茧蚕粪塘泥鱼鱼塘下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。①图中D表示_________。②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能量为_____千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为______千焦。③图中各营养级通过A_____作用被消耗，通过B________利用，而B又通过C_________被消耗。太阳能1.6200呼吸分解者呼吸作用