第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、第第2 2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 假設(shè)你像小說中的魯賓遜假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落在一個荒島上，那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水之那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物。外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一你隨身尚存的食物只有一只母雞，只母雞，15 kg15 kg玉米。你認(rèn)玉米。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待你維持更長的時間來等待救援？救援？策略策略1.1.先吃雞，再吃玉米。先吃雞，再吃玉米。2.2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。最后

2、吃雞。 1.1.使學(xué)生初步學(xué)會運(yùn)用生態(tài)學(xué)的基本觀點(diǎn)來認(rèn)識生態(tài)使學(xué)生初步學(xué)會運(yùn)用生態(tài)學(xué)的基本觀點(diǎn)來認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動、物質(zhì)循環(huán)對生物界的重要性。系統(tǒng)中的能量流動、物質(zhì)循環(huán)對生物界的重要性。2.2.使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和名詞概念以及能使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和名詞概念以及能量流動與物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。量流動與物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。生產(chǎn)者生產(chǎn)者呼吸作用呼吸作用初級消初級消費(fèi)者費(fèi)者呼吸作用呼吸作用次級消次級消費(fèi)者費(fèi)者分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三級消三級消費(fèi)者費(fèi)者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者固定的太陽生產(chǎn)者固定的太陽能總量能總量為流經(jīng)這個為流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量生態(tài)系統(tǒng)的總能量

3、輸入輸入傳遞傳遞散失散失 以以有機(jī)物有機(jī)物的形的形式式沿食物鏈沿食物鏈向下向下一營養(yǎng)級傳遞一營養(yǎng)級傳遞一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程能量的源頭能量的源頭: :流動的起點(diǎn)流動的起點(diǎn):輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量: :主要渠道主要渠道: :散失形式：散失形式：太陽能太陽能從生產(chǎn)者固定太陽能開始從生產(chǎn)者固定太陽能開始食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的太陽能總量生產(chǎn)者固定的太陽能總量主要以熱能的形式主要以熱能的形式資料統(tǒng)計資料統(tǒng)計營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能量流入能量J/(cmJ/(cm2 2a)a)流出能量流出能量J/(cmJ/(cm2 2a)a)出入比出入比生產(chǎn)者生產(chǎn)

4、者（第一營養(yǎng)級）（第一營養(yǎng)級）464.6464.662.862.8植食性動物植食性動物（第二營養(yǎng)級）（第二營養(yǎng)級）62.862.812.612.6肉食性動物肉食性動物（第三營養(yǎng)級）（第三營養(yǎng)級）12.612.6 13.52%13.52%20.06%20.06%為什么流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流入為什么流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流入下一個營養(yǎng)級下一個營養(yǎng)級? ? 消耗掉的能量包括：消耗掉的能量包括：呼吸散失的熱能；呼吸散失的熱能；分解者利用的能量；分解者利用的能量；“未利用未利用”的能量。的能量。思考分析：思考分析：哪個途徑消耗的能量最多？哪個途徑消耗的能量最多？大膽質(zhì)疑：大膽質(zhì)疑：

5、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是否違背了能生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是否違背了能量守恒定律？量守恒定律？思考：思考：流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？系統(tǒng)？熱能熱能太陽能太陽能 化學(xué)能化學(xué)能生產(chǎn)者生產(chǎn)者次級消費(fèi)者次級消費(fèi)者 初級消費(fèi)者初級消費(fèi)者二、能量流動的特點(diǎn)二、能量流動的特點(diǎn)逐級遞減逐級遞減: :單向流動單向流動: :不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)能量在能量在沿食物鏈沿食物鏈流動的過程中是逐流動的過程中是逐級減少的級減少的, ,能量傳遞效率大約為能量傳遞效率大約為10%10%20%20%是營養(yǎng)級中生物是營養(yǎng)級中生物之間的傳遞，而之間的傳遞，而不是個體或

6、種群不是個體或種群之間之間能量金字塔能量金字塔根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個金字塔圖形。形成一個金字塔圖形。從圖中可以看出，在一個生態(tài)從圖中可以看出，在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。流動過程中消耗的能量就越多。 思考思考: :金字塔圖形能否表示生金字塔圖形能否表示生物的數(shù)量呢物的數(shù)量呢? ?高高低低能能量量低低高高營營養(yǎng)養(yǎng)級級樹樹昆蟲昆蟲小鳥小鳥鳥樹昆蟲能量金字塔數(shù)量金字塔【聯(lián)系實(shí)際【聯(lián)系實(shí)際】1.1.為什么肉類的價格要高于糧食的價格呢？為什么肉類的價格要

7、高于糧食的價格呢？2.2.回憶課前的思考問題你作出了怎樣的選擇呢？為回憶課前的思考問題你作出了怎樣的選擇呢？為什么這么選擇呢？什么這么選擇呢？三、研究能量流動的實(shí)踐意義三、研究能量流動的實(shí)踐意義1.1.科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。的利用。2.2.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。能能量量流流動動概念：概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過過程程能量的

8、源頭：能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的生產(chǎn)者固定的太陽能的總量太陽能的總量途徑：途徑：食物鏈或食物網(wǎng)食物鏈或食物網(wǎng)特特點(diǎn)點(diǎn)單向流動：單向流動：逐級遞減：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔能量金字塔能量沿食物鏈流動過程中逐級能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率遞減；傳遞效率10%10%20%20%研究研究意義意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠殖掷m(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔柲芴柲?.1.人們常用能量金字塔來描述一個生態(tài)系

9、統(tǒng)中各營養(yǎng)級人們常用能量金字塔來描述一個生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級所得到的能量的數(shù)值，下面的說法正確的是（所得到的能量的數(shù)值，下面的說法正確的是（ ）A A生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中損失生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中損失的能量越多的能量越多B.B.最多約有最多約有20%20%的能量從第一營養(yǎng)級流入次級消費(fèi)者的能量從第一營養(yǎng)級流入次級消費(fèi)者C.C.生產(chǎn)者呼吸消耗的能量一般沒有流入初級消費(fèi)者的能生產(chǎn)者呼吸消耗的能量一般沒有流入初級消費(fèi)者的能量多量多D.D.位于金字塔頂部的消費(fèi)者獲能最多位于金字塔頂部的消費(fèi)者獲能最多A A2.2.假設(shè)初級消費(fèi)者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相假設(shè)初級消費(fèi)

10、者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)牵ǖ?，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)牵?）A A綠色植物綠色植物蝗蟲蝗蟲蜘蛛蜘蛛蜥蜴蜥蜴蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B綠色植物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹C C綠色植物綠色植物蝗蟲蝗蟲青蛙青蛙蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹D D綠色植物綠色植物鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B3 3. . 根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)是低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)是( )( )A.A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主以淡水養(yǎng)殖的魚類為主 B.B.以谷物與植物蛋白為主以谷物與植物蛋白為主C.C.以海洋魚類為主以海洋魚類為主

11、 D.D.以禽肉與蛋為主以禽肉與蛋為主B B4.4.下面是一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內(nèi)的能量流動情下面是一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內(nèi)的能量流動情況資料能量單位：況資料能量單位：kJ/(mkJ/(m2 2a)a)。據(jù)圖回答：。據(jù)圖回答：(1)(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_kJ/(m_kJ/(m2 2a)a)。(2)(2)該系統(tǒng)的能量傳遞效率在該系統(tǒng)的能量傳遞效率在_之間，能量傳之間，能量傳遞效率如此之低，是因?yàn)榇蟛糠帜芰窟f效率如此之低，是因?yàn)榇蟛糠帜芰縚，另，另有一部分能量流向有一部分能量流向_。(3)(3)按圖中的能量傳遞效率，若食肉動物增重按圖中的能量傳遞效率，若食肉動物增

12、重1 kg(1 kg(有有機(jī)物干重機(jī)物干重) )，則需消耗生產(chǎn)者約，則需消耗生產(chǎn)者約_kg(_kg(有機(jī)物干有機(jī)物干重重) )。(4)(4)人類對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進(jìn)行調(diào)查研究，其意人類對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進(jìn)行調(diào)查研究，其意義是義是_?！窘馕觥窘馕觥可a(chǎn)者固定的太陽能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總生產(chǎn)者固定的太陽能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，能量的傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量的百分能量，能量的傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量的百分比，但由于各營養(yǎng)級的呼吸消耗和分解者的分解作比，但由于各營養(yǎng)級的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量傳遞效率一般在用，使能量傳遞效率一般在10%10%20%20%之間，但也可之間，但也可能低于能低于10%10%。食肉動物增重。食肉動物增重1kg1kg，則需消耗的生產(chǎn)者，則需消耗的生產(chǎn)者為為1/(11.4%1/(11.4%16.2%)54.1 kg16.2%)54.1 kg。人類研究能量流動。人類研究能量流動的目的是為了更有效地利用能量。的目的是為了更有效地利用能量。答案：答