生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)可用.ppt

1,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與能力： 、分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的過(guò)程與特點(diǎn)。 、概述研究能量流動(dòng)的意義。 、嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況。 教學(xué)重點(diǎn)： 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程與特點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn)： 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程與特點(diǎn),2,溫故而知新,1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？ 2.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有哪些？,生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，食物鏈和食物網(wǎng),非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者,3,第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)（一）,第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性,4,先吃雞，再吃玉米？ 先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？,增加了食物鏈的長(zhǎng)度，能量逐級(jí)遞減，最后人獲得的能量較少。,問題探討,假如流落到荒島上，只有一只母雞、kg玉米,5,能量輸入,個(gè)體1,呼吸作用散失的能量,儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量,個(gè)體2,個(gè)體3,呼吸作用散失的能量,儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量,呼吸作用散失的能量,儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量,能量流動(dòng)的分析,6,能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況,能量輸入,種群,能量?jī)?chǔ)存,能量散失,能量流動(dòng)的分析,7,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)：,一、能量流動(dòng)的概念,指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程。,研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一般在群落水平上。,8,請(qǐng)同學(xué)們帶著這些問題閱讀教材“能量流動(dòng)的過(guò)程”一段，閱讀完后，可以討論下面這幾個(gè)問題： 1.能量的來(lái)源是什么？ 2.能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的？ 3.能量流動(dòng)的渠道是什么？ 4.輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)的？或者說(shuō)，生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能流向什么方向？,能量流動(dòng)的過(guò)程,9,能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲能途徑及去路,生產(chǎn)者 （植物）,初級(jí)消費(fèi)者 （植食性動(dòng)物）,呼吸作用,分 解 者,遺體 殘骸,10,呼吸以熱能散失大部分,用于生長(zhǎng)、 發(fā)育、繁殖,遺體、 殘枝敗葉,分解者,初級(jí)消費(fèi)者攝食,生產(chǎn)者 （第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)） 固定的太陽(yáng)能,（即儲(chǔ)存在有機(jī)物中）,能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化,11,初級(jí)消費(fèi)者 攝入,分 解 者 利 用,能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化,能量流動(dòng)的過(guò)程,12,注意：各級(jí)消費(fèi)者排出糞便中的能量不能計(jì)入該消費(fèi)者同化量中，應(yīng)屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量，故有： 同化量攝入量糞便量,同化量概念,13,1.能量的來(lái)源: 2.流動(dòng)的起點(diǎn): 3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng) 的總能量: 4.渠道:,幾乎所有都來(lái)自太陽(yáng)能， 少量為化能合成作用細(xì)菌,從生產(chǎn)者（綠色植物）固定太陽(yáng)能開始,以含碳有機(jī)物形式沿食物鏈和食物網(wǎng)傳遞,生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能，,二、能量流動(dòng)的過(guò)程,14,生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)過(guò)程,初級(jí)消費(fèi)者 （植食性動(dòng)物）,生產(chǎn)者 （植物）,次級(jí)消費(fèi)者 （肉食性動(dòng)物）,三級(jí)消費(fèi)者 （肉食性動(dòng)物）,分解者,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量來(lái)源： 1.生產(chǎn)者的能量來(lái)自于太陽(yáng)能 2.消費(fèi)者的能量來(lái)自生產(chǎn)者或上一級(jí)消費(fèi)者,15,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量來(lái)源： 1.生產(chǎn)者的能量來(lái)自于太陽(yáng)能 2.消費(fèi)者的能量來(lái)自生產(chǎn)者或上一級(jí)消費(fèi)者,同化量概念,小結(jié),16,能量的轉(zhuǎn)化：,主要：,光能 體內(nèi)化學(xué)能 熱能,次要：,光能 體內(nèi)化學(xué)能 機(jī)械能、生物電、光,17,18,逐級(jí)遞減:,單向流動(dòng):,不能循環(huán) 由捕食關(guān)系決定，營(yíng)養(yǎng)級(jí)順序不可逆轉(zhuǎn)，是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。,1、能量流動(dòng)的特點(diǎn),能量傳遞效率下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/本營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量100%,生態(tài)學(xué)“十分之一定律”：能量在相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)間 傳遞效率約10%20%。 （生活范圍、生物數(shù)量、富集作用也適用）,19,.流入某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不能百分之 百地流向后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?,流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向： 大部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了； 一部分作為排泄物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者利用； 一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 所以，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。,20,關(guān)于傳遞效率的計(jì)算：,3、典例：設(shè)食物鏈A B C D,N(20%)3=M,N(10%)3=M,N(20%)3=M,N(10%)3=M,21,有關(guān)傳遞效率的計(jì)算,1、在草 兔 鷹這條食物鏈中，若鷹每增加10千克，至少要消耗草多少？,分析：10 20% 20%250千克 或10 5 5 250千克,2、某人的食物有1/2來(lái)自植物，1/ 4來(lái)自雞、鴨、豬， 1/ 4來(lái)自小型肉食動(dòng)物，若能量傳遞效率為10%，那么此人要增加1Kg體重，最多消耗綠色植物（ ） A、150Kg B、 280Kg C、500Kg D、1000Kg,B,思路：分3條食物鏈，分別計(jì)算后求和,22,2、生態(tài)金字塔,1）、能量金字塔：根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含有的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形（單位：KJ） 2）、生物量金字塔：以生物組織的干重（有機(jī)物總量）表示每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中生物的總質(zhì)量。（單位：Kg） 3）、生物數(shù)量金字塔：以各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量的多少表示（單位：個(gè)）,23,1）、能量金字塔,從中可以看出，能量金字塔表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)與能量的關(guān)系。一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中，消耗的能量就越多。,特點(diǎn)：呈正金字塔形，不會(huì)出現(xiàn)倒置；,從下到上，能量由 高到低，營(yíng)養(yǎng)級(jí)由低 到高。,最合理、準(zhǔn)確和重要,24,2）、生物量金字塔,特點(diǎn)： 一般呈正金字塔形；,可能會(huì)出現(xiàn)倒置情 況，如水域中某段時(shí)間 內(nèi)對(duì)于浮游植物（個(gè)體小，壽命短）與浮游動(dòng)物,25,3）、生物數(shù)量金字塔,特點(diǎn)：一般呈正金字塔形；,可能會(huì)出現(xiàn)倒置情 況，如一棵樹上生活著許多某種昆蟲；蜘蛛、蛇可毒死大型動(dòng)物。,26,根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，通過(guò)食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。如果一山有二虎，則不能滿足老虎生命活動(dòng)需要的能量，故“一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。,1.為什么說(shuō)“一山不容二虎”?,遷移創(chuàng)新：,27,從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減的，傳遞效率為1020。,所以,食物鏈一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。因?yàn)槟芰棵苛鹘?jīng)一級(jí)都要丟失一大部分，所以食物鏈越長(zhǎng)，流量流失就越多。,2.食物鏈一般不超過(guò)5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?,遷移創(chuàng)新：,28,三、研究能量流動(dòng)的意義,1、可以幫人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能 量得到最有效的利用。實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，大大 提高能量利用率。（注意不是提高能量傳遞效率即每?jī)杉?jí)之間仍為10%20%）,?；~塘,沼氣工程,29,沼氣池：實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用,提供了解決能源短缺問題的新思路,30,“桑基魚塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),蠶,桑,豬,魚,稻,塘泥,糞尿（飼料）,魚粉,糞尿,糞（飼料）,糞尿,莖葉、糠加工場(chǎng),糞,1）、盡量縮短食物鏈，充分利用生產(chǎn)者,2）、充分利用分解者，如用秸桿培養(yǎng)食用菌， 用植物殘?bào)w生產(chǎn)沼氣等,3）、增加天敵種群，減輕有害生物危害,4）、減少環(huán)境污染,31,2、 人們雖不能改變能量流動(dòng)的規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量持續(xù)高效流向?qū)θ祟愖钣幸娌糠帧?例如： 1）、在森林中，怎樣才能使能量更多儲(chǔ)存在木材中？ 2）、在草原牧場(chǎng)上，單位面積內(nèi)養(yǎng)多少頭羊最合適？,除去雜草、修去樹木的側(cè)枝等,約吃掉K/2的草的羊數(shù),32,本節(jié)知識(shí)體系,能量流動(dòng),概念：,生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程,過(guò)程,能量的源頭：,流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：,生產(chǎn)者固定的 太陽(yáng)能的總量,途徑：食物鏈或食物網(wǎng),特點(diǎn),單向流動(dòng)：,逐級(jí)遞減：,沿食物鏈方向由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí),能量金字塔,能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減；傳遞效率10%20%。,研究意義,調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?太陽(yáng)能,33,1.人們常用金字塔來(lái)說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系 （ ）,A,A.能量和營(yíng)養(yǎng)級(jí),B.個(gè)體大小與營(yíng)養(yǎng)級(jí),C.個(gè)體大小與個(gè)體數(shù)量,D.個(gè)體數(shù)量與生物類型,課堂基礎(chǔ)知識(shí)反饋,2在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是（ ） A.生產(chǎn)者 B.初級(jí)消費(fèi)者 C.次級(jí)消費(fèi)者 D.分解者,A,34,3要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗量降到最低，人們應(yīng)采取下列哪一種食物結(jié)構(gòu) A以淡水養(yǎng)殖的魚類為主 B以家畜的肉類為主 C以谷類和植物蛋白為主 D以禽類的肉和蛋為主,C,4.假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、鷹、昆蟲和食蟲鳥等生物，此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為24000千焦，如營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量轉(zhuǎn)化效率為15%，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所利用的能量分別是多少？ 解析：第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)所利用的能量= 24000千焦 （15%）3-1= 540千焦 ；第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所利用的能量= 24000千焦 （15%）4-1=81千焦。,35,5肉類和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看，這是由于（ ） A.動(dòng)物飼養(yǎng)麻煩，花時(shí)間多，投資大 B.動(dòng)物性食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高 C.食物鏈延長(zhǎng)，能量流失多，動(dòng)物性食品成本高 D.植物栽培比較容易,C,6.金龜子以大象糞便為食大象是初級(jí)消費(fèi)者，假設(shè)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量為2.5106KJ,則下列正確的是（ ） A.金龜子處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí) B.金龜子屬消費(fèi)者 C.流向金龜子的能量至少為 2.