能量流动
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动生态系统是由相互作用的生物群体、环境条件和物质循环组成的。
其中一个重要的组成部分是能量流动。
能量在生态系统中的流动过程可以帮助我们更好地理解生态系统的运作机制。
一、太阳能的输入生态系统中能量流动的起源是太阳能。
太阳能以光的形式输入到地球上。
植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并将其储存为有机物质（如葡萄糖）。
这个过程被称为能量的初级生产者，是生态系统中能量流动的基础。
二、食物链和食物网能量在生态系统中通过食物链和食物网的方式流动。
食物链描述了生物之间的食物关系，其中一种生物以另一种生物为食。
食物链可以被连接起来形成食物网，其中多种生物之间相互依存。
在食物链中，能量从一个层级转移到下一个层级。
植物是第一层级，被称为初级生产者。
草食动物是第二层级，被称为初级消费者，它们以植物为食物。
肉食动物是第三层级，被称为次级消费者，它们以草食动物为食物。
能量在每个层级中不断转移，但数量逐渐减少。
三、能量的捕获和转化生态系统中的能量主要通过食物链中的捕食行为来转移。
食物链中的捕食者通过捕食其它生物来获得能量。
捕获的能量以有机物的形式存储在捕食者的体内，并通过新的食物链继续流动。
捕食者利用捕获的能量维持生命活动，并进行生长和繁殖，同时也消耗了一部分能量。
这些未被消耗的能量有一部分通过摄取食物、呼吸和其他代谢过程转化为热能，散发到环境中。
因此，能量的转化过程通常是不完全的，有一部分能量会损失。
四、能量的流失和生态效率能量在生态系统中的流失主要源自能量转化过程中的损失。
生态系统中的能量流失可以通过两个方面来理解：一个是由于食物链中每个层级中的能量减少，另一个是由于能量在转化过程中的浪费。
在食物链中，每个层级中的能量减少主要是因为能量的转化效率较低。
植物通过光合作用将太阳能转化为有机物，其中只有一部分能量被存储。
同样，食物链中每个层级中的捕食者只能获得部分能量，并将剩余的能量丢失。
另一方面，能量在转化过程中的浪费也会导致能量的流失。
高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动、物质循环
考点一 生态系统的能量流动
5、能量流动的相关计算——生态系统中能量的相关计算 • 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[
单位为103kJ/(m2·a)]，据图分析： (3)生产者→植食性动物、 植食性动物→肉食性动物的 能量传递效率分别是多少？ (结果保留一位有效数字)
生产者→植食性动物的能量传递效率： 植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量 ×100%＝(16－2)/110× 100%≈12.7%；
生态系统 对人类最有益的部位
采取措施
森林
优质木材
适量砍伐
草原
肉、奶、优质皮革
适度放牧
农田
农作物
清除杂草、除虫
湖泊
鱼类
适度放养、适时捕捞
考点一 生态系统的能量流动
• (2021年湖南六校高三联考)如图甲表示食物链上能量流动的部 分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。
下列有关叙述正确的是
( B)
A．图甲中草到兔的能量传递效率为(能量②/能量①)×100%
考点二 生态系统的物质循环
✓ 碳循环
非生物环境 （ CO2 ）
光合作用、化能合成作用 呼吸作用、微生物分解作用
生物群落 （有机物）
非生物 环 境 （CO2）
呼光
呼
微
吸合
吸
生 物 的 分
作作
用用
捕食
生产者（有机物）食物链（网）
作
燃
用
烧
消费者（有机物）
解
作
用
分解者
煤、石油
考点二 生态系统的物质循环
✓ 物质循环的概念
单向流动
①只能沿食物链由低营养级流向高营养级 ②以热能形式散失的能量无法再被利用
第六章 生态系统的能量流动
生态系统中营养物质的循环主要有下列几种途径: 生态系统中营养物质的循环主要有下列几种途径
• 1.物质由动物排泄返回环境：任何动物都有一部分物质超过 排泄返回环境，浮游动物的排泄量较大。 • 2.物质中微生物分解碎屑过程和返回环境：在草原、温带森 林等。 • 3.通过在植物系中共生的真菌，直接从植物殖体（枯枝落叶） 中吸收营养物质而重新返回到植物体。在热带，尤其是热 带雨林生态系统中存在这种途径。 • 4.风化和侵蚀过程中伴同水循环携带着沉积元素，由非生 物库进入生物库。 • 5.动、植物尸体或粪便不经任何微生物分解作用也能释放营 养物质。如水中浮游生物的自溶。 • 6.人类利用化石燃料生产化肥，用海水制造淡水以及对金 属的利用。
第六章 生态系统的能量流动和物质循环
第一节 生态系统的能量流动 第二节 生态系统的物质循环 第三节 生态系统的信息传递
第一节 生态系统的能量流动
Hale Waihona Puke 一、生态系统能量流动的基本原理 二、生态效率 三、生态系统中的初级生产
一、生态系统能量流动的基本原理
（一）生态系统中的能量流动（energy flow of ecosystem ）
（三）生物地球化学循环
• 是营养物质在生态系统之间输入和输出，以及它 是营养物质在生态系统之间输入和输出， 们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。 们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。主要有 ）、液相 气相（气体型循环）、液相（水循环） 气相（气体型循环）、液相（水循环）和固相循 沉积型循环）三种形式。 环（沉积型循环）三种形式。
三 生态系统中的初级生产
（一）初级生产的基本概念 初级生产是指绿色植物的生产，即植物通过光合作用 吸收和固定光能，把无机物转化成有机物的生产过程。 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 总初级生产量（GPP）：植物在单位面积、单位时间 内，通过光合作用固定太阳能的量。 植物呼吸作用消耗的能量（R） 净初级生产量（NPP）：总初级生产量减去呼吸作用 消耗的能量。 GPP= NPP+ R 照在植物叶面的太阳能作100%，光合作用利用的仅 有0.5%---3.5%。
9-4 生态系统能量流动和物质循环
第九单元 第四讲
生态系统的能量流动与物质循环
考点一：生态系统的能量流动
一、能量流动的概念
1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 （1）输入 源头：太阳能。 起点：从 生产者固定太阳能 开始。 总能量： 生产者固定的全部太阳能。
（2）传递 传递渠道： 食物链和食物网。 形式：有机物中的化学能
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级 除外)；c.被分解者分解利用。 ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一 定时间内的去路可有四条： a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者 分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下 一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部 分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限 的时间“还没来得及被利用的能量”。
能量传递效率与能量利用率的区别
下一个营养级同化的能量
1.能量传递效率=
上一个营养级同化的能量
（10％～20％）
2.能量利用率:通常考虑的是流入人体中的能量 占生产者能量的比值或流入最高营养级的能量 占生产者能量的比值。
考法二 能量流动效率复杂计算归类
1. 涉及一条食物链的能量流动的最值计算
设食物链为 A→B→C→D
能量流经第二营养级示意图
呼吸作用以热能形式散失
同化量
初级消费者 摄入量
用于生长、 发育、繁殖
粪便量
下一营养级 分解者分解 未利用
注意： ①入量=同化量＋粪便量
②消费者粪便中的能量不属于该营养级同化的能 量，属于上一营养级的能量
能 量 流 粪便
初级消费者 摄入
经
能量流动的概念和特点
能量流动的概念和特点
概念：
能量流动是指生态系统中，能量在营养级之间传递的过程。
特点：
1.单向流动：能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。
2.逐级递减：能量在传递过程中，逐级递减，不能100%地传递到下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中，还有部分散失。
3.食物链中营养级越多的生物，能量流动过程中损耗的能量越多。
4.生物富集作用：一些有害物质通过食物链中的营养级从一个营养级流向另一个营养级。
通过以上能量流动的特点，可以了解生态系统中能量流动的情况。
人教版生物必修三讲义：第5章 第2节 生态系统的能量流动 含答案
第2节生态系统的能量流动学习目标核心素养1.识记能量流动的概念2.理解能量流动在生态系统中的流动过程3.掌握能量流动的特点及意义4.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况1.通过分析生态系统的能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观2.分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点，形成科学思维的习惯3.通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度一、能量流动的过程1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．能量流经第一营养级的过程(1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。
(2)能量去向①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。
②随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。
③被初级消费者摄食同化，流入第二营养级。
3．能量流经第二营养级的过程(1)输入：通过摄食生产者获得。
(2)去向①通过呼吸作用以热能形式散失。
②随尸体、排泄物流向分解者。
③被次级消费者摄食同化，流入下一营养级。
4．能量流动过程图解(1)补充图中标号代表的内容甲：生产者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。
(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：①通过自身呼吸作用以热能形式散失。
②被下一营养级同化。
③被分解者分解利用。
二、能量流动的特点1．特点(1)单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。
(2)逐级递减：①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。
②营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。
2．能量传递效率(1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有10～20%，也就是说，在输入某一营养级的能量中，只有10～20%能够流入下一营养级。
(2)计算公式相邻两个营养级间的能量传递效率＝下一营养级同化量上一营养级同化量×100%3．能量金字塔将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形。
生态学中的能量流动与物质循环
生态学中的能量流动与物质循环生态学是一门研究生物和它们与环境相互作用的科学，它是现代环保和生态建设的基础。
生态系统是生物、非生物物质和能量在一定空间和时间范围内构成的复杂组合体，其中能量流动与物质循环是生态系统的两个重要基础部分。
一、能量流动能量在生物圈中的流动是一种级联式的传递过程，从太阳光到植物，再到草食动物和食肉动物。
生态系统中的生物利用太阳光，将它们转化为可用的化学能，并在食物链中传递能量。
能量流动的过程中，会发生一定的损失，这种损失被称为热损失。
在生态系统中，能量流动存在一个层级结构，即食物链。
食物链是由生产者、消费者、食肉者和分解腐生物组成的。
以一个典型的食物链为例，太阳能-植物-草食动物-食肉动物-分解腐生物，能量从最基层的生产者，即植物，通过草食动物和食肉动物，最终被转化为分解生物的有机肥料。
由于能量在生态系统中不断流动，因此能量流动具有稳定性和持续性的特点。
只要太阳光不停止，生物系统就将没有能量消失的问题。
二、物质循环生态系统中的物质循环指不同有机物和无机物之间的转化和交换。
物质循环是一个完整的循环系统，其中包含了氮、碳、水、氧和矿物质等元素的循环过程。
氮循环是典型的物质循环模式之一。
氮是构成生物体的重要成分之一，同时也是大气中的重要成分。
氮元素通过固氮作用由大气中的氮气转化为通过植物吸收的氨或硝酸盐，然后通过食物链的传递，将氮循环到其他生物中。
随着物质循环的推进，氮又会被释放回土壤，进入生物体或重新被氧化成氮气。
另一个重要的物质循环是碳循环。
碳循环是生态系统中的最大循环系统之一，包括光合作用、呼吸、分解和燃烧等过程。
在光合作用中，植物将二氧化碳转化为有机碳，这是生物体生长和生存所必需的有机物。
有机物通过消费者食用，被氧化成二氧化碳，或通过分解和燃烧被释放成二氧化碳。
碳循环是生态系统中维持生命重要的过程之一，也是全球气候变化的重要因素。
总结生态学中的能量流动和物质循环是生态系统中的两个重要分支。
农业生态学第四章--能量流动
A 贮存量 R1 体增热 R2 维持能
F 固体排泄物
U 液体排泄物
G 气体排泄物
ห้องสมุดไป่ตู้三节 次级生产的能量转化
二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用 1．转化农副产品，提高利用价值 2．生产动物蛋白质，改善食物构成。 3．促进物质循环，增强生态系统功能。 4. 提高经济价值。
第三节 次级生产的能量转化
第一节 能量流动的基本规律
三、能量流动的基本定律 1． 热力学第一定律（能量守恒定律） The first law of thermodynamics(the law of conservation of energy): When energy is converted from one form into another, energy is neither gained nor lost. Q=ΔE+W Q 吸热 ΔE 内能（潜能） W 做功 用于生态系统：绿色植物同化的太阳能=贮存在植物体内的化学潜能+植 物呼吸消耗的热能
第四章 农业生态系统的能量流动 Chapter 4 Energy Flow in Agroecosystem
第一节 能量流动的基本规律 The Basic Law of Energy Flow
第二节 初级生产的能量转化 Energy Flow on the level of primary production
efficiencies)
第一节 能量流动的基本规律
四、能量流动的特征 1．能流是单向流动 2．能流是能量不断递减的过程 3. 能量流动的途径和渠道是食物链(food chain)和食物网 (food web)
第二节 初级生产的能量转化
一、初级生产的能量平衡 1. 初级生产（primary production)：
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结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。
二、能量流动的特点 2．能量传递效率：
相邻营养级的能量传递效率一般为 10～20％ 。
3．能量金字塔：如图 数量金字塔： 一般是正立的， 有时是倒立的。
特殊情况：
鸟
昆虫
鸟
昆虫
树
数量金字塔
树
能量金字塔
生 物 富 集 作 用
三、研究能量流动的实践意义 1．调整生态系统的 能量流动关系，使能量持续有效
资料 分析
热
175 58
能
200
太阳 生产者
初级消费者
30
次级消费者
5.4
875
112
分 解
者
能量流动的特点
营养级
第一营养级 第二营养级
数据分析 与处理
流到下一营 流入能量 养级的能量 出入比 KJ KJ KJ
生产者
植食性动物 肉食性动物
1250 200
200 30
16% 15%
第三营养级
30
5.4
赛达伯格湖的能量流动
12.5
P95资料分析
微量 肉食性动物 12.6 7.5
分解者 14.6
2.1
太阳能
生产者 62.8 464.6
293 96.3
植食性动物 12.6 62.8
18.8 29.3
未 固 定
5.0
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
试计算： 从第一营养级到第二营养级的传递效率？ 从第二营养级到第三营养级的传递效率？
地流向 对人类最有益的部分 。
2．建立人工生态系统，做到对能量的多级 利用，
提高 能量利用率。
要 点
能量流动包括哪些过程： 输入，传递，转化，散失 生态系统能量的根本来源： 太阳能? 能量流动的起点： 生产者固定太阳能? 能量流动的途径（渠道）： 食物链、食物网 能量形式的变化： 光能→化学能→热能 在食物链中流动的形式： 有机物中的化学能 散失的途径和形式： 细胞呼吸，热能
生产者 （植物）
第一营养级
初级消费者 次级消费者
三级消费者
（植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
第二营养级
第三营养级
第四营养级
能量在第一营养级中的变化
一
呼吸作用
能 量 流 动 的 过 程
生产者
（植物）
用于生长 发育和繁殖
初级消费者
（植食性动物）
遗体
残骸
分 解 者
一 能 量 流 动 的 过 程
根据“赛达伯格湖的能量流动图解”， 计算相邻两个营养级间能量传递效率。
太阳能 生产者 62.8 464.6 植食性动物 12.6 62.8 肉食性动物 12.6
本营养级的同化量 未 ×100% 固 传递效率= 上一营养级的同化量 定 试计算：
从第一营养级到第二营养级的传递效率？ 13.5% 从第二营养级到第三营养级的传递效率？ 20%
4.通过以上分析，你能得出什么规律？
二、能量流动的特点 1．能量流动的特点： 单向流动，逐级递减 。
【思考】 8. 生态系统的能量流动为什么是单向的？ 食物链中的捕食关系不能逆转； 热能不能再次被固定。 9. 生态系统的能量流动为什么是逐级递减的？ 每个营养级都有部分能量通过自身的呼吸作用散失； 每个营养级都有遗体残骸经分解者的呼吸作用散失。
③贮存在有机物中的能量一部分传递给 下一营养级?，
一部分被 分解者利用并散失。
一、能量流动的过程 【思考】 在一年中兔子的摄食量为U，同化量为P，粪便量 为S，呼吸量为R，遗体残骸量为M，被摄食量为U'。 则一年中，兔子种群增长量为 U－S－R－M－U' 。
呼吸量 R 摄食量 U 同化量 P 粪便量 S 分解者呼吸作用散失 R' 生长、繁殖 U'
练习
遗体残骸 M
能量流动的过程总结
１、能量流动的起点：
从生产者固定太阳能开始
2、流经生态系统的总能量：
生产者光合作用固定的全部太阳能
3、生态系统能量流动的渠道：
食物链和食物网 热能 4|、生态系统能量的散失：
根据下图所示数据，完成以下分析： 1.请设计表格将图中数据加以整理。 2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营 能量流动的特点 养级能量的百分比。
一、能量流动的过程 3．能量散失
能量从生物群落进入无机环境的过程。
包括：生产者、消费者和分解者的呼吸 作用。
【思考】
5. 通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，将有机 物中的化学能转化为 热能和 ATP中活跃化学能，后 者分解后再以 热能形式散失。
一、能量流动的过程 4．能量转化
能量在生态系统中的转化形式。
能 量 在 第 二 营 养 级 中 的 变 化
粪便
初级消费者 摄入
分 解 者 利 用 呼 吸 作 用 散失
初级消费者 同化 用于生长 发育和繁殖
遗体
残骸
呼 吸 作 用
散失
次级消费者 摄入
生态系统中的能量流动过程
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
次级消费者
呼吸作用
三级消费者
生产者 （植物）
（植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
18%
能量流动的特点
3.流入某个营养级的能量，为什么不能百分之
百地流向后一个营养级?
流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通 过营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、 遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解 者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个 营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分 之百地流到下一个营养级。
要 点
1. 生态系统的总能量： 生产者所固定（同化）的总能量 2. 生产者的能量来源： 太阳能，或化学能 3. 每个营养级的总能量： 该级所同化的总能量 对于消费者来说，同化量=摄入量 - 粪便中的能量 4. 每个营养级的总能量有几个去向： 四个（呼吸、流入下一级、分解者、未被利用） 5. 为什么逐级递减（10%-20% ？）： 1.每个营养级生物都会呼吸消耗，热能散失 2.遗体遗物被分解者分解 3.总有一部分未被利用（自身的生长发育） 6. 为什么单向流动： 1.吃和被吃的关系不可逆转 2.生物体无法再利用细胞呼吸散失的热能
一、能量流动的过程 2．能量传递 能量在 生物群落内部的各种生物之间传递的过程。
包括：生产者固定的能量沿着食物链 传递；
每个营养级产生的遗体、残骸传递给分解者。 【思考】 3. 能量在生态系统中的传递形式 化学能。 （光能、化学能、热能、机械能）。 4. 食物链中最高营养级中的能量最终传递给 分解者。
包括： 光 能→ 化学能→ 热 能。
光能→活跃化学能→稳定化学能→活跃化学能→生命活动需要、热能
【思考】
6. 从光能到化学能依靠生产者的 光合作用，从化学能 到热能依靠各种生物的呼吸 作用。
思考与讨论：
1、生态系统中的能量流动和转化是 否遵循能量守恒定律？
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、 转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机 物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境 中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
初级消费者
分解者
呼吸作用
可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有 能量的输入、传递、转化和散失过程。
一、能量流动的过程 1．能量输入 能量从无机环境进入生物群落的过程。 包括：生产者的光合作用和化能合成作用。
【思考】
1. 生产者固定的 太阳能总量是流经生态系统的总能量。 2. 在黑暗海底火山口周围也有较为复杂的生态系统， 其能量输入主要来自某些微生物的 化能合成作用过程。
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面？ 生态系统的组成成分；食物链和食物网 2.生态系统的成分有哪些？ 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 3.生态系统的营养结构是什么?
食物链和食物网
生态系统的能量流动
个体
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能 量 流 动 的 分 析
能量 输入
个体 2
储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能 量
个体 3
…
能量 输入 种群
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
一、能量流动的过程 包括能量的 输入、 传递、 转化和 散失的过程。 生态系统 无机环境
输入 光能
生物群落
传递和转化 散失
ห้องสมุดไป่ตู้
生产者 消费者 分解者
热量
热量
热量
研究生态系统的能量流动一般在群体水平上
一 能 量 流 动 的 过 程
2、能量在生态系统中是如 何传递和散失的？
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？
不能，能量流动是单向的。
一、能量流动的过程 【归纳】每个营养级中的能量输入、传递和散失：
光能 同化作用 呼吸作用 生产者 下一营养级 遗体残骸
①每个营养级通过 同化作用输入能量。 ②每个营养级获得的能量部分通过 呼吸作用散失；
部分用于 生长、发育和繁殖，并贮存在有机物中。