资源生物学基础-食物网)
科学食物链与食物网
科学食物链与食物网食物链和食物网是生态学中重要的概念，用于描述不同生物之间的食物关系和能量流动。
在自然界中，各种生物通过摄取其他生物获得能量和养分，形成了复杂的食物链和食物网。
一、食物链食物链是指生物之间通过摄取和被摄取的关系组成的线性链条。
它描述了生物之间的能量转移和营养关系。
食物链一般分为三个层次：生产者、消费者和分解者。
1. 生产者生产者是指能够利用光能进行光合作用，合成有机物质的生物。
典型的生产者是植物，它们通过光合作用将太阳能转化为化学能，合成有机物质，例如葡萄糖。
植物是食物链的起点，它们为其他生物提供了能量和养分。
2. 消费者消费者是指以其他生物为食物的生物。
消费者可以分为三个级别：初级消费者、中级消费者和高级消费者。
初级消费者是以植物为食物的动物，例如食草动物；中级消费者是以初级消费者为食物的动物，例如食肉动物；高级消费者则是以中级消费者为食物的动物。
这种层级关系构成了食物链的垂直结构。
3. 分解者分解者是指将死亡生物体和有机废物分解为无机物的生物。
典型的分解者是细菌和真菌，它们通过分解有机物质释放出无机物质，再次回到生态系统中提供养分。
二、食物网食物网是指多个相互联系的食物链组成的网状结构。
食物网反映了生态系统中生物之间密切而复杂的相互关系。
一个生物可以同时作为多个食物链中的一环，扮演不同角色。
食物网的形成是由于生物之间的相互作用和能量流动。
它能更加准确地描述生物之间的食物关系，反映了生态系统中的稳定性和复杂性。
在食物网中，生物的位置不仅取决于其营养来源，还取决于其所属的生态层级。
三、生态平衡和稳定性食物链和食物网是维持生态平衡和稳定性的重要方式。
它们保持了生态系统中物种的相对稳定数量和种群结构。
当一个物种数量发生变化时，会对该物种所处的食物链和食物网产生影响。
例如，当一个消费者数量增加时，其所捕食的物种数量可能减少，从而导致食物链上其他消费者的数量减少。
此外，食物链和食物网还能调节能量流动和营养循环。
1.6食物链和食物网单元整体分析
3. 网络资源：引导学生利用网络资源进行自主学习，拓展知识视野，提高信息素养。
- 推荐权威的生态学网站、在线课程等，帮助学生获取更多相关信息。
- 指导学生进行网络检索，培养其信息筛选、整合能力。
教学流程
一、导入新课（用时5分钟）
同学们，今天我们将要学习的是《食物链和食物网》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否注意过不同生物之间的捕食关系？”比如，草被兔子吃，兔子被鹰捕食。这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索食物链和食物网的奥秘。
2. 请列举三种人类活动对食物链和食物网的影响，并说明如何减少这些影响。
三、案例分析
请分析以下案例，回答相关问题：
某湖泊生态系统中，原本存在草-虾-鱼的食物链。近年来，由于过度捕捞，鱼的数量减少，导致虾的数量剧增。与此同时，藻类大量繁殖，水质恶化。
1. 请分析过度捕捞对食物链和食物网的影响。
2. 请说明虾的数量剧增和藻类大量繁殖之间的关系。
1. 食物链与食物网的概念及其在生态系统中的作用。
2. 能量流动在食物链和食物网中的特点，如能量逐级递减。
3. 生物之间相互依存、相互制约的关系，以及这种关系对生态平衡的影响。
4. 人类活动对食物链和食物网的影响，以及如何保护生态环境。
当堂检测：
一、选择题
1. 以下哪个选项描述的是食物链的正确组成？
核心素养目标分析
本节课的核心素养目标旨在培养学生以下几方面的能力：科学探究、生命观念、生态意识和社会责任感。
1. 科学探究：通过分析食物链和食物网的结构及能量流动特点，使学生能够运用观察、比较、分析等方法，主动探究生态系统中生物之间的相互关系，培养其科学思维和探究能力。
食物链与食物网知识点总结
食物链与食物网知识点总结食物链与食物网是生物学中重要的概念，用于描述生态系统中生物之间的相互关系和能量流动。
本文将对食物链与食物网的定义、构成、分类以及重要性进行总结。
一、食物链的定义及组成食物链是描述生物之间能量和物质的传递关系的图形或文字链条。
“吃”和“被吃”的关系是食物链形成的基础。
一般而言，食物链由“生产者-消费者-分解者”三个级别的生物组成。
1. 生产者：食物链的起点是光合作用的生物，如植物和藻类。
它们能够吸收阳光能量，将二氧化碳和水转化为有机物质，同时释放氧气。
2. 消费者：消费者分为三个级别，即：一级消费者、二级消费者和三级消费者。
- 一级消费者是以植物为食物的动物，如草食性昆虫和一部分小型哺乳动物。
- 二级消费者是以一级消费者为食物的动物，如肉食性昆虫、小型哺乳动物和食草动物。
- 三级消费者是以二级消费者为食物的动物，如大型哺乳动物和食肉动物。
3. 分解者：分解者是由死亡的生物体、排泄物和其它有机废物中获得能量和营养的生物，如腐生菌和腐殖动物。
二、食物网的定义及分类食物网是一组相互有关联的食物链组成的复杂网络，更准确地展示了生态系统中生物的相互关系。
在自然界中，生物并不仅仅局限于一个食物链，而是形成了错综复杂的食物网。
1. 基本食物网：包含数个相互交织、交错的食物链，生物之间存在多样的食物关系。
这种食物网通常由少量的生产者、一大群的消费者和几种分解者组成。
2. 多层次食物网：不同食物链相互连接，在食物关系上形成多个层次。
这种食物网能够更精确地描述生物的能量传递与物质循环。
3. 微型食物网：类似于基本食物网，但规模更小。
此种食物网中，微生物在食物链中起着核心作用，如细菌通过分解器官生物的尸体释放出能量和物质。
4. 复合食物网：由多个食物网网络相互连接组成复杂的生物群落。
这种食物网通常存在于大型生态系统，如森林、海洋等。
三、食物链与食物网的重要性食物链和食物网对维持生态平衡和生物多样性具有重要意义。
教科版五年级科学上册《食物链和食物网》PPT课件,共11页
食物链 绿豆苗 蚜虫
瓢虫
蜘蛛
生物之间因为食物关系，构成很多
的“链条”状的联系，像这样的食物关系， 叫做食物链。
感谢聆听
ห้องสมุดไป่ตู้
食物链和食物网
能量是生物生存的基础
仔细观察绿豆苗圃，都有哪些 动物？
能量是生物生存的基础
绿豆苗与周围的生物有什么关系呢？请举例说明。
蚜虫从绿豆苗那 里获得什么？ 蚜虫又会被谁吃 掉？
能量是生物生存的基础
小结：食物是动物的必 要需求，动物消耗食物 而获得能量。有些动物 既吃别的生物，自己也 会被别的动物吃掉。
活动一：套筒游戏
活动一：套筒游戏
1.四个大小不同的套筒，在四个套筒上
分别印有绿豆苗、蚜虫、瓢虫与蜘蛛。
活动一：套筒游戏
活动一：套筒游戏
谁吃谁： 蜘蛛吃瓢虫，瓢虫吃蚜虫，蚜虫吃绿
豆苗。 谁被谁吃： 绿豆苗被蚜虫吃，蚜虫被瓢虫吃，瓢 虫被蜘蛛吃。
哪一种说法最符合食物关系的本质？
能量流动：
绿豆苗的能量流给蚜虫，蚜虫的能量流给瓢虫， 瓢虫的能量流给蜘蛛。
生物学中的食物链与食物网
生物学中的食物链与食物网食物链与食物网是生物学中研究生物之间食物关系的重要概念。
通过食物链和食物网的研究，我们可以更好地了解不同生物之间的相互作用和能量流动，从而把握整个生态系统的运作。
一、食物链食物链是描述生物之间食物关系的直线序列。
一个食物链由食物链的开端，即植物或者其他能够自养的生物，以及一个或多个食物链的级联部分，即由食物链的上一级食物源产生的消费者，组成。
通常食物链包括原生产者、初级消费者、中级消费者和高级消费者。
例如，一个典型的食物链可以是：植物 - 昆虫 - 鸟类 - 袋鼠。
在这个食物链中，植物是最初的能量来源，昆虫以植物为食，鸟类以昆虫为食，袋鼠以鸟类为食。
这个食物链清晰地展示了生物之间食物的传递和能量的流动。
然而，生态系统中的食物关系远比简单的线性食物链复杂。
在现实中，很少有生物只在一个食物链中作为食物。
这就引出了食物网的概念。
二、食物网食物网是由多个相互关联的食物链组成的复杂网络。
它更真实地展示了生物之间丰富的食物关系和能量流动。
在食物网中，一个生物可以同时属于多个食物链，并且同一种食物可以被多种消费者所利用。
这使得食物网更加复杂和灵活。
食物网中的生物被分为不同的营养级，每一个营养级都代表了食物链的一个级别。
例如，在一个湖泊的食物网中，可以包含多个食物链，如：水草 -栉水虏蜻蜓 - 小鱼 - 大鱼；水草 - 栉水虏蜻蜓 - 水蚤 - 小鱼 - 大鱼。
这些食物链交织在一起，形成了一个复杂的食物网。
三、食物链与食物网的意义食物链与食物网对生态系统的研究具有重要的意义。
首先，它们揭示了生物之间食物关系的组织和结构，帮助我们了解不同生物在生态系统中的地位和角色。
同时，它们也揭示了能量流动的途径和过程，帮助我们了解生态系统的能量转换与传递。
其次，食物链与食物网也能帮助我们预测和解释生态系统中的变化。
通过分析食物链和食物网的结构和动态，我们可以预测某一种生物的消失或增多对整个生态系统的影响。
食物链和食物网
食物链和食物网一、概念解析1.食物链：生态系统中，生产者与消费者之间因食物关系而形成的联系。
2.食物网：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错、连接形成的复杂营养结构。
二、食物链的组成1.生产者：能进行光合作用，为植物自身、消费者和分解者提供营养物质和能量的绿色植物。
2.消费者：不能进行光合作用，必需以现成的有机物为食的动物。
3.分解者：细菌、真菌等营腐生生活的微生物。
三、食物链的正确写法1.生产者→初级消费者→次级消费者…2.起始点是生产者，箭头指向消费者。
四、食物网的特点1.多个食物链相互交错，形成复杂的营养结构。
2.食物网中的生物相互依赖、相互制约。
五、食物链与食物网的作用1.维持生态平衡：食物链和食物网中的各种生物之间存在相互依赖、相互制约的关系，这种关系使得生态系统中各种生物的数量和所占的比例总是维持在相对稳定的状态。
2.能量流动和物质循环：生态系统中的能量和物质沿着食物链和食物网流动，从而实现能量和物质的循环。
3.草原生态系统：草（生产者）→鼠（初级消费者）→狐（次级消费者）4.森林生态系统：树（生产者）→虫（初级消费者）→鸟（次级消费者）→蛇（三级消费者）七、人类活动与食物链、食物网的关系1.保护生态环境：人类活动应尊重生态规律，保护生态环境，维持生态平衡。
2.合理利用资源：人类应合理利用食物链和食物网中的各种生物资源，避免过度开发和破坏。
八、食物链和食物网在实际应用中的例子1.农业：通过研究食物链和食物网，合理调整作物种植结构和防治病虫害。
2.渔业：合理开发和利用水域生态系统中的鱼类资源。
3.生态保护：通过食物链和食物网的理念，进行生物多样性保护和生态系统恢复。
以上是关于食物链和食物网的知识点总结，希望对您的学习有所帮助。
习题及方法：1.习题：请写出构成一个完整食物链的四个生物组成。
答案：生产者、初级消费者、次级消费者、分解者。
解题思路：根据食物链的定义，从生产者开始，依次是初级消费者、次级消费者，最后是分解者。
教科版小学科学食物链和食物网课件
食物链中能自己制造食物的生物叫生产者。 直接或者间接消费别人制造的食物的生物叫消费者。
虾米→小鱼→大鱼 藻类→虾米→小鱼→大鱼
水稻←鼠←蛇←鹰 水稻→鼠→蛇→鹰
稻螟虫
白鹭 鱼
猫头鹰
黄鼠狼
同一种植物会被不同的动物吃掉，同 一种动物也可吃多种食物，生物之间这种 复杂的食物关系形成了一个网状结构，叫 做食物网。
第二次世界大战以后，南非探险队登上南极
的马里思岛后，船上的几只老鼠也被带上了小岛。 因为老鼠没有天敌，两年后，这个小岛成了鼠岛。 为了消灭老鼠，探险队运来四只家猫，结果老鼠 逐渐少了，而猫迅速繁殖，最终成了灾难，6万 只猫每天要吃掉60多万只鸟。为挽救鸟类，南非 当局用直升飞机向猫扫射，并派上百名士兵去捕 杀猫。
6.2食物网七年级生物上册教学设计(苏科版)
-教师提出问题，引导学生进行小组讨论，总结食物链和食物网的规律。
4.创设实践活动，让学生观察校园或家庭周围的生态环境，发现食物链和食物网的存在，提高他们的问题解决能力。
-如组织学生调查校园内的动植物种类，分析它们之间的相互关系，绘制食物网。
在此基础上，我会简要介绍食物链和食物网在生态系统中的作用，强调它们对于生态平衡的重要性。通过这一导入过程，学生将对接下来的学习内容产生浓厚的兴趣，为新课的学习打下基础。
（二）讲授新知
1.食物链的概念与组成：讲解食物链的定义，以及食物链中生产者、消费者和分解者的角色。通过实例解释食物链的组成，使学生能够理解并掌握食物链的基本要素。
（二）过程与方法
1.通过观察和思考，让学生了解食物链和食物网的形成过程，培养他们的观察能力和逻辑思维能力。
2.利用实例和模型，引导学生分析和探讨进行小组讨论，培养他们合作学习、共同探究的能力。
4.借助多媒体和实物展示，让学生更直观地了解食物链和食物网的结构，提高他们的学习兴趣。
3.针对课堂讨论的人类活动对食物链和食物网的影响，请学生撰写一篇短文，阐述保护生态环境的重要性。要求学生提出具体的保护措施，并结合实例说明这些措施的实际意义。
4.学生分组进行课外研究，探讨以下主题：“如何提高农田生态系统的生物多样性？”要求学生结合食物链和食物网的知识，分析现有农田生态系统中存在的问题，并提出相应的解决方案。
5.请学生搜集有关生态环境保护的政策法规，了解我国在生态环境保护方面所做的努力。要求学生整理资料，以PPT形式在课堂上进行分享，提高同学们的环保意识。
6.2食物网七年级生物上册教学设计（苏科版）
一、教学目标
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问题
• 不能明确某食物占胃含物数量和体积 比例
定量分析法－出现频率法
表格法
饵料重要性的各项 指数用表格列出
指标表达方法 （%值）
优点是具可比性， 容易获得和处理
食物组成
重量百分比 W% 出现频率F% 个体百分数 N% 体积百分比 V%
• 可用湿重、干重、更正重量表达 • 可反映某饵料占总消耗的比例 • 反映鱼类对某种饵料生物的喜好程度 • 表达食物个体大小相近时鱼类的食物 组成 • 可反映某饵料占总消耗的比例
定量分析法－计数法
食物组成
重量法 • 挖出胃含物称重W，计算W%（当场重量） • 计算饱满总指数＝食物重量/去内脏重*10000 • 更正重量W，根据饵料大小与体重关系重新换算（更正重 量） 问题 • 高估大个体重要性 • 福尔马林固定 • 比体积法适用范围小 • 能适用于通常饵料成份分析
定量分析法－重量法
食物重叠指数
食物重叠
Pianka重叠指数
食物比较
非参数
χ2 列联表 Kruskal Wallis
参数
Fisher’s exact test
聚类分析
ANOVA
统计学方法
食物比较
相似性分析
• 可以用于判断两 种鱼的食物组成 是否存在显著的 差别
相似性百分比
• 则可以判断出导 致两种鱼食性不 同的关键饵料种
计算公式
营养级
不同生态系统中，鱼类营养级不变？
稳定
生态系统稳定
下降
渔获物由原来 的长寿命、高 营养级的底层 鱼类变为现在 的短寿命、低 营养级的中上 层鱼类
黄海
基本属于第2 至第4营养级， 而且低级肉食 性鱼类（3－ 3.8级）占优 势
特性
食物网营养动力学
鱼类食性
食物网
生态通道模型,1984,Polavina
Ivlev选择指数E （Ivlev, 1961）
食物选择性
分子为某饵料，分母为 所有饵料情况(j)
ri为饵料i在 鱼类胃含物 中所占的比 例
pi为饵料在 环境中的相 对丰度（V%, W%, N%）
m为该鱼类 所吃的饵料
ai=1/m，表 示随机选食; ai>1/m或 <1/m，表 示选食或不 选食
Chesson选择指数ai（Chesson, 1983）
统计学方法
食性的类别
鱼类食性
鱼类摄食类型
食物性质划分
杂食性指数OI
TLj食物营养级，TLi捕食者 营养级，DCij饵料成份系数
鱼类摄食类型
红鳍东方鲀TL=4.6 鳀鱼TL=3.55
滤食性
刮食性
捕食性
吸食性
摄食方式
鱼类摄食类型
胡椒鲷TL=3.8 蓝圆鲹 TL=3.7 包括虾蟹？
浮游生物
游泳生物
表格法-单一指标优点
食物组成
重量(体积)百 •过分强调个体捕食利用。1斤 海藻＝1斤鱼 分比W (V)% 出现频率F% 个体百分数 N%
•不能反映饵料生物在胃含物 中的实际比例。1条鱼＝1T鱼 •受小型饵料生物影响。1只桡 足类＝1头鲸鱼
表格法-单一指标缺点
食物组成 相对重要性指数 IRI，Pinkas,1971
相同率%＝2份样品中相同种类的重量%，相同 值的总和
食物选择性
鱼类食性
食物选择性
受到许多批评，认为统计学上不可靠 2006也仍有人使用
ri为饵料i在鱼 类胃含物中所 占的比例（V%, W%, N%）
pi为饵料在环 境中的相对丰 度（V%, W%, N%）
E值：[－1,1]， -1:完全不选食 或无法获得， +1表示对某种 饵料总是选食， 接近于0随机选 食
表格法－综合性指数
食物组成(摄食者食性相关，如100条鱼100个点)
N,W,V%
F%
图示法－Costello
食性比较
鱼类食性
食物比较
Shorygin重叠指数PS, Ivlev, 1961
a,b某饵料在两种鱼类胃含物中所占 的比例(W%),0-100
食物重叠指数
食物比较
Morisita重叠 指数C, Horn,1966
问题
• 夸大小型生物重要性 • 原生动物糊状，且消化快又易被忽略 • 鱼体的大小影响未加以考虑 • 不适合于联合体食物(大型藻与碎屑食物) • 饵料个体大小与营养价值不一致，等量看待不合理
定量分析法－计数法
食物组成
计数法（个数法，N%） •如胃纳物中有中国毛虾25只，箭虫 15只，哲水蚤10只，端足类50只 •共100只 •则N%分别为25%、15%、10%和 50%
饱满分指数＝食物团中某成分的实际重 量／鱼的体重＊10000
相对 多些, 鱼食 性用 100， 其他 用 10000 或 1000
鱼类食性变化的衡量指标
更替率%＝（增补率%＋减失率%）／2
增补率%＝新增种类的重量%＋原有种类所增 加的重量%
时空变化
减失率%＝消失种类的重量%＋原有种类所减 少的重量%
食物组成
体积法
• 食物成份体积占胃含物总体积V • 吸干食物排水法(刻度试管或离心管)， 可准确测定各成份体积，换算重量
问题
• 手续繁杂较少采用
定量分析法－体积法
食物组成
频率法F
• 如食物种类易确定，则该法最简单、 最快速、最常用方法 • 含有该食物的实胃数/总胃数＊100 （不管每次个数多少）
• IRI=F%(N%+V%), 或 IRI=F%(N%+W%) • 值越高饵料越重要（*1000）
IRI修改， Rosecchi, 1987
• IRI%=IRI×100/sum(IRI)
绝对与相对重要 性指数(AI & RI)， • AI=F%+N%+W%, RI=AI Sum(AI)×100 George & Hadleey, 1979
摄食等 级(饱满 度,无胃 鱼看肠 道)
• 0级-胃内无食物(空胃) • 1级-胃内有少量食物，体积不超过 胃腔1/2 • 2级-胃内食物较多，体积超过胃腔 1/2 • 3级-胃内充满食物，但胃壁不膨大 • 4级-胃内充满食物，胃壁膨大变薄
食物组成
鱼类食性
Why食物组成
判断各种饵料 的重要程度 表格法和图示 法两大类
美国夏威夷海洋研究所
• 生物量收支模型的基础上，运用线性生物量收 支方程 • 生物量生产和损耗的平衡系统 • 研究能量向食物网高层流动及在各营养层次的 生物产量
食物网
Ecopath II, Christenson,1992
• 在稳定条件下，特定时间内一个生 态系统营养物质和能量的流动和平 衡 • 估算一个生态系统中每一功能组的 生物量、消耗量及生产量 • 估算其他一些参数，如营养聚合、 初级生产力、杂食指数、优势度及 食物链长度等
表格法－综合性指数
食物组成
• 出现频率与计数法不能完全反映饵料的重叠 情况
RI计算缺点
优势指数 Ip,Natarajan,1961
• Ip=(WiFi)/∑(WiFi) • 经数值排序可确定饵料主次， 值大饵料重要
几何重要性指数GIIj, Assis, 1996(j为饵料 成份，i为第几个指数， n为所用指标的个数)
•Mackay, 1981 •Least squares estimate •No unique answer
捕食死亡predation mortality-方程的解
Over-determined
underdetermine d
Ecopath
＝总死亡率Z
=Bi×Pi/Bi 参数计算 其他死亡other mortality为所有捕 获项，包括所有死亡（病、老） M2i连接捕食与被捕食者, 各组捕 食总消耗率Qj=Bj×Qj/Bj
区分出主要饵 料和次要饵料 定性分析和定 量分析
食物组成
定性分析法
取胃或肠前 部的(完整) 食物块 大型饵料肉 眼， 鉴定到纲、 饵料消化程 目、科或属 度可根据前 小型解剖显 甚至到种(鉴 后消化道对 定阶元) 照 微镜
定性分析法
食物组成-定量分析
计数法
• 计饵料个数N，N%(占总个数%，不考虑饵料大小)
Dcji, 红线为该组 被不同动物的消 耗量
捕食死亡predation mortality
生产量production(生物量平衡)
DC系数用a表达，并改用一般数学 表达，X为高级鱼类的捕食消耗量
捕食死亡predation mortality
生产量production(生物量平衡)
Inverse 逆矩阵
食物网
Ecosim, Walters, 1997
动态生态系统营养物质平衡模型， 称之，模拟生态系统受人为干预 影响的动态变化。迄今，这两个 模型已在全球多个水生生态系统 中得到了应用
质量平衡模型
生产量
生态营养通道模型 Ecopath Model
消耗量Q
•Qi=Pi+Ri+Ui
生产量production(生物量平衡)
60%为界 褐牙鲆
底栖动物
食物生态类型
鱼类摄食类型
银鲳TL=3.3
温和性：小型浮游生 物、小型底栖无脊椎 动物、有机碎屑等 凶猛性：游泳迅速、 牙齿锐利
海鳗TL=4.33
捕食性质
时空变化
鱼类食性
鱼类食性 摄食率＝实胃数／总胃数＊100
空胃率＝空胃数／总胃数＊100
时空变化
饱满总指数＝食物团总的实际重量／ 鱼的体重＊10000
鱼类食性与食物网
鱼类样品处理与现场观察
样品采集
刺网
新鲜 • 大小样 品齐全 • 防酶解
代表性 • 拖网、 围网