能量流动

初级消费者 (植食动物)
…
分
解
者 呼吸
思考：每个营养级所同化的能量有哪些共同的 流出途径呢？
2015/11/4
一.生态系统能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的 过程，称为生态系统的能量流动。
呼吸作用
呼吸作用 散失（呼吸作用） 呼吸作用
生 产者
残枝败叶等 分解者
传递
初级 消费者
残骸
C
B
营养级
a
b
c
d
能量(×105J· m-2)
141.10
15.91
871.27
0.88
A ．a 2015/11/4
B． b
C ．c
D ．d
3.一片树林中，树、昆虫、食虫鸟的个体数比例关系如左 图所示。下列选项能正确表示三者之间能量流动关系的是
C
4.大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设大 象在某段时间所同化的能量为107 kJ, 则这部分能量中流 入蜣螂体内的约为 A.106kJ B.2×106kJ C.106kJ-2×106kJ D.0 kJ
3.下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答： （1）此生态系统中共有 条食物链。 3 （2）此生态系统中属于第三营养级的动物 是 水鸟 小鱼 淡水虾 ， 淡水虾与小鱼的关系是 竞争 ， 大鱼与小鱼的关系是 捕食 。 （3）此生态系统中的分解者是 D A．海鸟 B．水绵 C．水藻 D．腐生细菌、真菌 （4）若所有水鸟迁徙到别处则大鱼数目 先增后减再稳定 ， 水藻数目 减少，淡水虾数目 减少 。 A 会随着发生 （5）若此生态系统中的水绵大量减少，则下列 。 A．水藻大量增多 B．小鱼的数目增多 C．水鸟的数目减少 D．甲壳类的数目增加 （6）此生态系统中各种生物的总和在生态学上称为 群 。
①求“最多”则按“最高”值20％流动 ②求“最少”则按“最低”值10％流动 （未知） 较高营养级 ①求“最多”则按“最高”值10％流动 （已知）
②求“最少”则按“最低”值20％流动 1.正推类型：
A
B
C
D
若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？
解题思路：至少按最小效率（10%）计算 2.逆推类型： 最多按最大效率（20%）计算
单向流动: 不可逆向，不可循环
分解者 14.6
未利用 327.3
三.能量流动的特点 1.逐级递减
能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的 传递效率： 10％－20％ 原 因
本身呼吸作用而散失
不能全部被天敌吃掉，被食入的部分也不能全部被同化
遗体或残枝败叶被分解者所利用
草 昆虫 青蛙 沿食物链 蛇 鹰
2.单向流动
2015/11/4
2、流经某个生态系统的能量能否再回到 这个生态系统当中来？
2015/11/4
请计算能量传递效率（输入后一营养级的
能量与输入前一营养级的能量的比）
赛达伯格湖的能量流动图解
96.3 18.8
呼吸 122.6
7.5
生产者 464.6
13.5%
62.8
植食性动物 12.6 62.8
2.1 29.3
20%
肉食性动物 12.6
微量 5.0
293 12.5
未 固 定 2015/11/4
单位（焦/厘米2 · 年）
分解者 14.6
未利用 327.3
二
能 1、流入某一营养级的能量， 量 为什么不能百分之百地流到下 流 一个营养级？ 动 的 2、通过以上分析，你能得出 特 什么规律？ 点
即同化量=摄入量—粪便量。
2015/11/4
注意：
①消费者产生的粪便，不属于该营养级同化的能量， 它实际与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营 养级“进入分解者”的部分，但消费者“尿液”中的 能量，应属该营养级同化能量的一部分。
②由于能量流动是逐级递减的，能量流经每一营养级 时均有损耗，故食物链营养级环节越多，能量损耗越 大，欲减少能量损耗应缩短食物链。
2015/11/4
草的能量是怎样得来的
光合作用 (太阳能
照射在草地上的太阳 能都被小草固定了吗?
化学能)
有机物
2015/11/4
草固定能量的去向
呼吸消耗 流入下一营养级（兔）
生长发 育繁殖
热能
呼吸作用
生长发 育繁殖 ---有机物
分解者分解
2015/11/4
呼吸作用 兔子把草吃进肚子里,草 热能 中的能量都被兔子吸收了 生命 兔子吸收了草中的能量后 , 活动 吗? 这些能量有哪些去向?
规律
食物链越长，能量损耗越多。
生态系统中能量流动一般不超过4—5个营养级。
2015/11/4
能量金字塔一定不会倒置；但是数量金字塔有时可以倒置。
假如给你一个池塘，你会怎样经营，从而获得更 大的收益？
研究能量流动的意义
沼 气 工 程
四.研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，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。
低营养级 高营养级 原 不可逆: 食物关系不可逆 因 不循环: 散失的热能不能再被固定转化 2015/11/4
例：森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，如果黄雀增 加体重10克，按理论计算，最多需要蝉( )，最 少需要蝉（ ）
A.125克
B
D
B.250克
C.500克
D.1000克
※有关传递效率计算 食物链为：树蝉螳螂黄雀 设食物链为： A时，黄雀增得 BCD10克需蝉为： 当传递效率为 10% 3 M ÷ (20%) 最少需要 A增重 千克 10克÷ 10% ÷ 10% =1000克 则D增重M千克 此时传递效率最低，需蝉最多； 最多需要A增重 M÷(10%)3 千克
呼吸散失 初级消费者 同化 次级消费者摄入 用于生长、 发育、繁殖
同化量=摄入量-粪便中有机物量
遗体、 残骸
分解者 呼吸散失
1.各营养级的能量来源是什么?
被某一营养级生物摄入体内的能量，并不是该 营养级生物同化量，因为有一小部分能量存在于 动物排出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。 因此，真正流入下一营养级的能量，应该是该营 养级生物的同化量。
2015/11/4
课堂练习： 1.下列有关生态系统能量流动的叙述中不正确的是 A.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 2.下表为某河流生态系统的四个营养级的年能流量。其中 属于次级消费者的是
传递
次级 消费者
残骸
2015/11/4
分解者 分解者 散失（分解者呼吸作用）
二.能量流动过程的分析
去向: ①自身呼吸作用消耗（热能散失） ②分解者所利用 (呼吸作用散失) 散失（呼吸作用） ③被下一个营养级摄入（除最高营养级） ④暂未利用
起点: 始于生产者固定太阳能，即流经生态系统的总能量。
传递 渠道: 食物链和食物网
四.研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，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。
传统：农作物 秸秆 粮食蔬菜 家禽家畜 燃烧 人
农作物 秸秆
2015/11/4
秸秆
家畜 粪便
沼气池 沼气
沼渣
肉类
2.帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实 食用菌 人
种群
能量
2015/11/4
甲
乙
丙
丁
戊
3.56 12.80 10.30 0.48 226.50
回答下列问题： (1)请画出该生态系统中的食物网。
捕食 (2)甲和乙的种间关系是________ ；种群丁是 该生态系统生物组分中的________ 消费者
(3)一般来说，生态系统的主要功能包括 能量流动 ________ ，此外还具有信息 物质循环 、________ 传递等功能。碳对生物和生态系统具有重 生物群落 和________ 无机环境 要意义，碳在________ 之间 的循环主要以CO2的形式进行。
A
B
C
D
解题思路：至少按最大效率（20%）计算 最多按最小效率（10%）计算
能量金字塔
生产者 464.6
植食性动物 62.8
肉食性动物 12.6
2015/11/4
三级消费者（第四营养级） 次级消费者（第三营养级）
初级消费者（第二营养级）
生产者（第一营养级） 湖泊生态系统能量金字塔 在能量流动中: 营养级越多，能量损耗越多;
当传递效率为20%时，黄雀增得10克需蝉为： 10克÷ 20% ÷ 20% =250克 D最少增重 N×(10%)3 千克
则 A增重N千克 此时传递效率最高，需蝉最少； D最多增重 N×(20%)3 千克
2015/11/4
1食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量）
【规律】
（已知） 较低营养级 （未知）
能量金字塔
研究意义
2015/11/4
[2014· 新课标全国卷Ⅱ] 某陆地生态系统中， 除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个 种群。调查得知，该生态系统有4个营养级， 营养级之间的能量传递效率为10%～20%， 且每个种群只处于一个营养级。一年内输入 各种群的能量数值如下表所示，表中能量数 值的单位相同。
2015/11/4
能量流动的特点:
逐级递减:
•自身呼吸作用消耗 呼吸 •分解者利用 122.6
96.3
7.5 •暂未利用 18.8 10%～20% 能量传递效率 13.5% 20%
生产者 464.6
62.8
植食性动物 62.8