生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)假設(shè)你像小說(shuō)中的魯濱遜一樣，也流落到一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒(méi)有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、5Kg玉米。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)等待救援：

A、先吃雞，再吃玉米B、先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。三生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1.概念：2.生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭（1）幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)：太陽(yáng)能生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。（2）深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)：化學(xué)能3.能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能開(kāi)始4.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總能量。5.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的途徑：食物鏈和食物網(wǎng)

6.能量流動(dòng)形式：太陽(yáng)光能生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能熱能7.能量的轉(zhuǎn)化：消費(fèi)者：食物化學(xué)能自身的化學(xué)能消化吸收合成光合作用生產(chǎn)者:光能有機(jī)物中的化學(xué)能能量流動(dòng)過(guò)程分析：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能有那些去向?

呼吸初級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者呼吸分解者(細(xì)菌、真菌等）初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失…...能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖能量流動(dòng)過(guò)程分析：提示：每一級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程；每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有未利用的部分呼吸呼吸呼吸呼吸生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者分解者(細(xì)菌、真菌等）呼吸12.6

62.8未固定生產(chǎn)者464.6植食性動(dòng)物62.8肉食性動(dòng)物12.6請(qǐng)計(jì)算能量傳遞效率（輸入后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量與輸入前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的比）13.5%20%單位（焦/厘米2·年）96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解呼吸122.6單向流動(dòng):自身呼吸作用消耗分解者利用暫未利用12.6

62.8未固定生產(chǎn)者464.6植食性動(dòng)物62.8肉食性動(dòng)物12.613.5%20%96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0呼吸122.6逐級(jí)遞減:能量流動(dòng)的特點(diǎn):能量傳遞效率10%～20%不可逆向，不可循環(huán)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量

（輸入后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)）出入比生產(chǎn)者464.662.813.52%植食性動(dòng)物62.812.620.06%肉食性動(dòng)物12.6

分解者14.6

3.提示：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：①一部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了；②一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用；③還有一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一營(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營(yíng)養(yǎng)級(jí)。4.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減。教材P95資料分析：1和2題肉食性動(dòng)物12.6植食性動(dòng)物62.8生產(chǎn)者464.6能量金字塔1960年，科學(xué)家在密執(zhí)安荒地對(duì)一個(gè)由植物、田鼠和鼬三個(gè)環(huán)節(jié)組成的食物鏈進(jìn)行了能流分析?；牡亟邮艿奶?yáng)輻射量：6.3×1010卡/頃·年；植物固定的能量：59.3×106卡/頃·年；田鼠吃植物獲得的能量為：176×103卡/頃·年；鼬同化的能量為：55.6×103卡/頃·年。植物59.3×106卡/頃·年田鼠176×103卡/頃·年鼬76×103卡/頃·年俗話說(shuō)：“一山不能容二虎”，有無(wú)道理？1kg10kg100kg1000kg生物量金字塔浮游植物浮游動(dòng)物小魚(yú)大魚(yú)有毒物質(zhì)富集金字塔DDT在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的積累情況第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)林德曼效率四、研究能量流動(dòng)的意義

可以幫助人們科學(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。

如:生態(tài)農(nóng)業(yè)?；~(yú)塘桑樹(shù)桑葉蠶排泄物魚(yú)塘－魚(yú)塘泥太陽(yáng)

合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。四、研究能量流?dòng)的意義農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量的多級(jí)利用牲畜分解者沼氣沼渣枯枝落葉糞便秸桿生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始能量流動(dòng)的數(shù)量:流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能是生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能能量流動(dòng)的途徑：太陽(yáng)能→第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)→第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)→‥‥‥第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)單向流動(dòng)不循環(huán)逐級(jí)遞減傳遞率為10％～20％能量流動(dòng)的特點(diǎn)2.設(shè)法調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。研究的目的課堂小結(jié)：1.幫助人們科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量先到最有效的利用。調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況參考調(diào)查點(diǎn)：稻田生態(tài)系統(tǒng)組成成分：（1）非生物的物質(zhì)和能量；（2）生產(chǎn)者：水稻、雜草、浮游植物等；（3）消費(fèi)者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚(yú)、青蛙、浮游動(dòng)物、昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類等；（4）分解者：多種微生物。調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況問(wèn)題提示：1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過(guò)噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長(zhǎng)。2.初級(jí)消費(fèi)者有：田螺、浮游動(dòng)物、植食性昆蟲(chóng)、植食性魚(yú)、鳥(niǎo)類等。一般而言，植食性昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類等往往對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害，田螺、植食性魚(yú)數(shù)量較多時(shí)也會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動(dòng)物的危害。3.次級(jí)消費(fèi)者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚(yú)、青蛙等。一般而言，這些消費(fèi)者對(duì)水稻生長(zhǎng)利大于害。農(nóng)民通過(guò)禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。5.農(nóng)民對(duì)秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來(lái)生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。6.主要通過(guò)合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通過(guò)稻田養(yǎng)魚(yú)等措施，實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過(guò)建造沼氣池，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。教材P97技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)1.玉米的含碳量折合成葡萄糖:(12+18)/12×2675=6687.5kg

葡萄糖儲(chǔ)存的能量:6687.5×1.64×104=

1.07×108kJ2.呼吸作用消耗的能量:2045×1.6×107=

3.272×107Kj呼吸作用消耗的能量占所固定太陽(yáng)能的比例:(3.272×107)÷(1.3972×108)=23.4%；3.玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽(yáng)能總量:1.07×108+3.272×107=1.3972×108kJ玉米田的太陽(yáng)能利用效率：1.3972×108/8.5×109=1.64%1

.在如圖食物網(wǎng)中,若人的體重增加1千克,(1)最少消耗水藻______千克;

(2)最多消耗水藻________千克.人水藻大魚(yú)水蚤蝦小魚(yú)水藻小魚(yú)人水蚤蝦小魚(yú)水藻大魚(yú)人25100000課堂練習(xí)：2、下圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),數(shù)字均為實(shí)際測(cè)得的能量數(shù),單位為百萬(wàn)千焦。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽(yáng)輻射為118872百萬(wàn)千焦,但其中118761百萬(wàn)千焦的能量未被利用。請(qǐng)回答:2、下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動(dòng)圖解，回答問(wèn)題。①圖中D表示______。②能量在逐級(jí)遞減中，傳遞率按20％計(jì)算，若狐獲得的能量是8千焦，傳遞給狼的能量為_(kāi)_____千焦，狼獲得的能量中，草應(yīng)供給這條食物鏈的能量為_(kāi)_____千焦。③圖中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)A______作用被消耗，通過(guò)B______利用，而B(niǎo)又通過(guò)C______被消耗。太陽(yáng)能1.6200呼吸分解者呼吸作用##初級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定方法（一）收獲量測(cè)定法：陸生定期收獲植被，烘干至恒重，然后以每年每平方米的干物質(zhì)重量表示。以其生物量的產(chǎn)出測(cè)定，但位于地下的生物量，難以測(cè)定。地下的部分可以占有40%至85%的總生產(chǎn)量，因此不能省略。

（二）氧氣測(cè)定法通過(guò)氧氣變化量測(cè)定總初級(jí)生產(chǎn)量。（1）從一定深度取自養(yǎng)生物的水樣，分裝在體積為125-300ml的白瓶（透光）、黑瓶（不透光）和對(duì)照瓶中；（2）黑白瓶放置在取水樣的深度，間隔一定時(shí)間取出。用化學(xué)滴定測(cè)定黑白瓶的的含氧量；（3）黑瓶為呼吸量，白瓶為凈生產(chǎn)量。（三）二氧化碳測(cè)定法透明罩：測(cè)定凈初級(jí)生產(chǎn)量；暗罩：測(cè)定呼吸量。（四）放射性標(biāo)記物測(cè)定法可以用radioisotopemarkers(14C)，測(cè)定其吸收量。即光合作用固定的碳量。放射性以碳酸鹽的形式，放入含有自然水體浮游植物的樣瓶中，沉入水中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，濾出浮游植物，干燥后在計(jì)數(shù)器測(cè)定放射活性，然后計(jì)算：14CO2/CO2=14C6H12O6/C6H12O6確定光合作用固定的碳量。分解作用的三個(gè)過(guò)程（1）碎化：把尸體分解為顆粒狀的碎屑。（2）異化：有機(jī)物在酶的作用下，進(jìn)行生物化學(xué)的分解，從聚合體變成單體（如纖維素降解為葡萄糖）進(jìn)而成為礦物成分（如葡萄糖降為CO2和H2O）。（3）淋溶：可溶性物質(zhì)被水淋洗出，完全是物理過(guò)程。

（一）、分解者1.微生物：微生物中細(xì)菌和真菌是主要的分解者。動(dòng)植物尸體的分解過(guò)程，一般從細(xì)菌和真菌的入侵開(kāi)始，在細(xì)菌體內(nèi)和真菌菌絲體內(nèi)酶系統(tǒng)作用下，利用可溶性物質(zhì)，主要是氨基酸和糖類的分解產(chǎn)物作為細(xì)菌和真菌的食物而被吸收，另一些繼續(xù)保留在環(huán)境中。2.動(dòng)物類群：（1）陸地分解者中的動(dòng)物主要是食碎屑的無(wú)脊椎動(dòng)物。按機(jī)體大小可分為小型、中型和大型動(dòng)物。小型土壤動(dòng)物:一般體寬在100μm以下，包括線蟲(chóng)、輪蟲(chóng)、螨。不能碎裂枯枝落葉，屬粘附類型。中型土壤動(dòng)物：一般體寬100μm——2mm，包括蟬尾目昆蟲(chóng)、原尾蟲(chóng)、螨類、線蚓類、雙翅目幼蟲(chóng)和一些小型鞘翅目昆蟲(chóng)，主要作用是調(diào)節(jié)微生物種群的大小和對(duì)大型動(dòng)物糞便進(jìn)行