生态系统的能量流动与循环
生态系统的能量流动和物质循环
5． (2016· 合肥二模)下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单 位 J/(cm2· a)]，据图分析，有关说法正确的是( )
[整合提升] 1. 同 一 食 物 链 不 同 环 节 能 量 传 递 效 率 往 往 不 完 全 相 同 ， 不 涉 及 “ 最 多”“最少”，计算时不能按 10%或 20%，而需按具体数值计算，如在食物 链 A→B→C→D 中，能量传递效率分别为 a%、b%、c%，若 A 的能量为 M， 则 D 的能量为 M×a%×b%×c%。 2．生态系统中不同营养级(或生物体)能量或重金属污染物调查结果设计 食物链(网) 表1 营养级 Pg A 15.9 B 870.7 C 1.9 D 141.0
7.下图所示是某生态系统的食物网， 若 E 种群的总能量为 5.8×109 kJ， B 种群的总能量为 1.6×108 kJ，从理论上分析， A 种群获得的总能量最多是
2×108 ________kJ 。
解析
E 是第一营养级，而 B、C、D 都是第二营养级，最多获得能量按
最大的传递效率 20%计算，E 传递给 B、C、D 的能量共有 5.8×109×20%＝ 1.16×109 kJ，C 和 D 获得的能量为 1.16×109－1.6×108＝1×109 kJ，故 A 最多获得 1×109×20%＝2×108 kJ 的能量。
题组二
能量流动的去向及计算 )
4.下图为部分能量流动图解，下列叙述正确的是(
生态系统的能量流动和物质循环.
食物链中每 一营养级生 物所含能量 的多少
每一营养级 生物个体的 数目
每一营养级 生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右 图所示的数量金字塔。
(2)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字 塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费 者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形 状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统 的稳定性。
养的人数将会
(增多、不变、减少)，理由
是
。
[课堂笔记] (1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。 (2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获 得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内 所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
[例1] (2009·全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米
子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加
工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪
便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为
种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
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。
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
生态系统的能量流动和物质循环
第九单元 生物与环境
2.(必修 3 P96 图 5—9 改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列
相关描述不正确的是( B )
A．a、b、c、d 表示不同的营养级 B．a、b、c、d 之间形成一条 a 到 d 的食物链 C．a、b、c、d 的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少 D．a、b、c、d 的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
栏目 导引
第九单元 生物与环境
1．(必修 3 P94 图 5—7 改编)如图为生态系统中能量流动示 意图，①②③④⑤⑥各代表一定能量，有关叙述正确的是 ( D)
A．从能量关系来看①＝②＋⑤ B．⑥都属于初级消费者的同化量 C．分解者获得的能量最少 D．③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率
第九单元 生物与环境
第42讲 生态系统的能量流动和物质循环
[考纲点击] 应用(Ⅱ)
生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及
一、生态系统的能量流动
第九单元 生物与环境
生态系统能量流动示意图
1．补充图中标号代表的内容
甲：__生__产_者__________，乙：___初__级_消__费_者______，
栏目 导引
第9章 生物与环境
3．生态金字塔——能量流动模型
类型 能量金字塔
项目
数量金字塔
生物量金字塔
形态
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 一般为正金字塔
形,有时会出现 形,有时会出现
倒金字塔形
倒金字塔形
高考总复习 ·生物
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第9章 生物与环境
类型 能量金字塔
项目 能量沿食物链
象征含 流动过程中具 义 有逐级递减的 特性
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇生态系统的能量流动1．能量流动的概述(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)能量流动的四个环节 输入—⎩⎨⎧ 源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能⇩ 传递—⎩⎨⎧ 途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能 ⇩ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能⇩ 散失—⎩⎨⎧形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用2．能量流动的过程(1)能量流经第二营养级的过程①c代表初级消费者粪便中的能量。
②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。
e：用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量。
i：流入下一营养级。
f：被分解者分解利用。
j：未被利用的能量。
(2)能量流经生态系统的过程①流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能。
②能量流动渠道：食物链和食物网。
③能量传递形式：有机物中的化学能。
④能量散失途径：各种生物的呼吸作用(代谢过程)。
⑤能量散失形式：热能。
3．能量流动的特点及原因分析(1)能量流动是单向的，原因：①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
(2)能量流动是逐级递减的原因：①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
4．研究能量流动的意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(2)帮助人们合理地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。
(人教版必修3 P99“科学·技术·社会”)生态农业是指运用________原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代生物科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
提示：生态学1．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。
生态系统中的能量流动和物质循环
气体循环和沉积型循环虽然各有特点，但都能受能量的 驱动，并能依赖于水循环。生态系统中的物质循环，在自 然状态下，一般处于稳定的平衡状态。也就是说，对于某 一种物质，在各主要库中的输入和输出量基本相等。大多 数气体型循环物质如碳、氧和氮的循环，由于有很大的大 气蓄库，它们对于短暂的变化能够进行迅速的自我调节。 例如，由于燃烧化石燃料，使当地的二氧化碳浓度增加， 则通过空气的运动和绿色植物光合作用对二氧化碳吸收量 的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。 硫、磷等元素的沉积物循环则易受人为活动的影响，这是 因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比较稳定和迟钝， 因此不易被调节。所以，如果在循环中这些物质流入蓄库 中，则它们将成为生物在很长时间内不能利用的物质。
能量金字塔
能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量 数值，按营养级由低到高绘制成的图形成金字塔形，称 为能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生态系统中， 营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量也就越多； 营养级越高，得到的能量也就越少。在食物链中营养级 一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。 能量的研究意义 研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系 统中的能量流动关系，使能量持续高效地流动向对人类 最有益的部分。在农业生态系统中，根据能量流动规律 建立的人工生态系统，就是在不破坏生态系统的前提下， 使能量更多地流向对人类有益的部分。
（4）水华:水华也叫水花、藻花，是湖泊、 池塘等淡水水体中某些蓝藻过度生长的水 污染现象。水华的发生，主要由于氮、磷 等植物营养元素过多所致。（5）赤潮：赤 潮也叫红潮，是因海水的富营养化，致使 某些微小的浮游生物突然大量繁殖和高度 密集而使海水变色的现象。（6 ）生物入侵： 生物入侵在自然界中是普遍存在的，它是 指一种生物进入到以往未曾分布过的地域 并且能够繁衍后代的现象。
生态系统中的能量流动和物质循环
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分类二：海陆间循环、陆地内循环、海上内循环（见图）。
27
水循环的基本环节和作用意义（见下表）
28
影响水循环的因素
1.自然因素：主要有气象条件（大气环流、风向、风 速、温度、湿度等）和地理条件（地形、地质、土壤、 植被等）。 2.人为因素：对水循环也有直接或间接的影响。人类 活动不断改变着自然环境，越来越强烈地影响水循环 的过程：人类构筑水库，开凿运河、渠道、河网，以 及大量开发利用地下水等，改变了水的原来径流路线， 引起水的分布和水的运动状况的变化（目前人类主要 通过对水循环中的地表径流环节施加影响，以改变水 的空间分布）；农业的发展，森林的破坏，引起蒸发、 径流、下渗等过程的变化；城市和工矿区的大气污染 和热岛效应也可改变本地区的水循环状况。
9
二、生态系统的能量流动
能量流动：
在生态系统中，各个营养级的生物都需要能量。 生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为 生态系统的能量流动。
能量流动的意义：
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理 地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。 生态系统中生物之间的最重要联系是通过食物 链和食物网联成一个整体，所以食物链和食物网是 生态系统中能量流动和物质循环的主渠道。
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环境专栏—生态系统相互依存
非洲的毛里求斯，曾有两种特有的生物，一种是渡渡鸟，另一种是大颅 榄树。渡渡鸟是一种不会飞的鸟，它身体大，行动迟缓，样子有点丑陋。由 于没有天敌，它们在树林里建窝孵蛋，繁殖后代。 大颅榄树是一种珍贵的树木，树干挺拔，木质坚硬，树冠秀美。渡渡鸟 在其间生活。 十六七世纪，带着来福枪和猎犬的欧洲人来到毛里求斯。不会飞、跑不 快的渡渡鸟被枪打狗咬，鸟飞蛋打，没有多少年越来越少。1681年，最后一 只渡渡鸟也被人类杀死了！ 奇怪的事情发生了，自从渡渡鸟灭绝以后，大颅榄树也日渐稀少，似乎 患上了不育症。到20世纪80年代，毛里求斯只剩下13株大颅榄树了，眼看这 种树木就要从地球上消失了 1981年，美国生态学家坦普尔来到毛里求斯，他细心地测定了大颅榄树 的年轮，发现树龄正好是300年，也就是说，渡渡鸟灭绝之日，也正是大颅 榄树绝育之时。他终于在找到的一个渡渡鸟遗骸中发现了秘密：在渡渡鸟的 遗骸中发现了几颗大颅榄树的种子，原来渡渡鸟喜欢吃这种树木的果实。 他把大颅榄树的种子给与渡渡鸟比较相似的吐绶鸟吃下后，从粪便中排出种 子的外壳被消化了一层，种在苗圃后，终于发出了新芽。
生态系统的能量流动和物质循环
(4)下表表示图乙生态系统的能量流动情况。
同化总量(106 J) 储存能量(106 J) 呼吸消耗(106 J)
A
900
200
பைடு நூலகம்
700
B
100
15
85
C
15
2
13
D
18
60
12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为________(J)， 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。 从能量输入和输出来看，该生态系统的总能量是否增加？__ ______。
第 十第 八二 章讲
高考成功方案 第1步 高考成功方案 第2步 高考成功方案 第3步 高考成功方案 第4步
一、生态系统的能量流动 1．能量流动分析的基本思路(将种群作为整体来研究)
对于生产者来说，能量输入通过 植物的光合作用 ；对 于消费者来说，能量输入来自于 上一个营养级 。
2．能量流动的过程 (1)能量的输入：
(3) 大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用； 二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。
(4) 实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键因 素是生产者和分解者。
2．物质循环与能量流动比较
项目 形式
过程 范围 特点
能量流动
物质循环
光能→化学能→热能 (一般形式)
化学元素
沿食物链(网)单向流 在无机环境和生物群落间
生态系统物质循环过程、特点及相关原理在生 考点二
产实践中的应用 此考点在高考中经常结合能量流动以食物网、 生态农业等形式进行考查，题型包括选择题和非 考情 选择题；在全球减排、发展低碳经济的背景下， 解读 与碳循环相关的原理和过程的考查预计会成为 2013年高考热点。
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生态系统的能量流动与循环
生态系统是由生物和非生物要素组成的，其中能量的流动与循环是
生态系统运行的基本要素之一。
生态系统中的能量流动是指能量在生
态系统中从一个组织结构传递到另一个组织结构的过程，而能量的循
环则是指生态系统中能量的再利用与回收。
本文将重点探讨生态系统
的能量流动与循环的机制和重要性。
一、能量的流动
能量在生态系统中的流动是通过食物链和食物网来实现的。
食物链
描述了生态系统中不同生物之间的能量取食关系。
通常包括植物、食
草动物、食肉动物等几个层次。
食物链中每个层次的生物通过摄取前
一层次生物的能量来获取自己所需的能量。
以海洋生态系统为例，浮
游植物吸收阳光的能量进行光合作用，生成有机物质。
浮游动物以浮
游植物为食，再被小型鱼类摄食，而大型鱼类则以小型鱼类为食，形
成一条完整的食物链。
能量从一个层次转移到另一个层次，逐渐减少。
这是因为能量的转移过程中，总有一部分能量以热量的形式散失。
除了食物链，生态系统中还存在着复杂的食物网。
食物网是由多条
食物链相互交织而成的网络。
这种复杂的关系能够更加精确地描述生
态系统中各种生物之间的相互依存和相互作用。
食物网提供了更多的
路径，使能量能够更加高效地传递。
例如，当一种生物数量减少时，
食物网中的其他生物可以通过取食其他食物继续获取能量。
二、能量的循环
能量的循环是指生态系统中能量的再利用和回收。
无论能量是通过
植物光合作用转化为有机物质，还是通过食物链传递给其他生物，最
终都会以有机物质的形式进入到生物体内。
在生物体内，有机物质被
分解为无机物质，同时释放出能量。
这些无机物质又通过分解作用，
回到环境中，成为其他生物的养分。
生态系统的能量循环主要是通过有机物质的分解和再生实现的。
分
解由分解者（如细菌和真菌）完成，它们降解有机物质并释放出能量。
这些能量再被其他生物所利用。
同时，分解者释放出的无机物质也成
为植物的养分，植物通过吸收无机物质和光能进行光合作用，从而形
成有机物质。
在生态系统中，能量的循环是保持生物多样性和生态平衡的重要机
制之一。
通过能量的循环，生态系统能够提供给不同生物各自所需的
能量，维持生物体内的代谢和生长，同时也保持了物种之间的相互依
存关系。
三、生态系统能量流动与循环的重要性
生态系统的能量流动与循环对于维持生态系统的稳定和健康至关重要。
以下是它们的几个重要方面：
1. 维持生物体内代谢和生长：能量流动和循环使得生物能够获取所
需的能量来维持自身的生命活动，包括呼吸、运动、繁殖等。
同时，
能量的循环也保证了生物体内代谢产生的废物能够及时排出。
2. 保持生态平衡：能量的流动和循环是维持生态平衡的基础。
通过
食物链和食物网，生物之间建立了复杂的能量关系，构成了相互依存
的生态系统。
这种相互依存的关系使得生态系统中的物种数量保持平衡，避免某一物种数量的过度增长或过度减少。
3. 提供生物间的能量转移途径：能量的流动使得能量能够从一个物
种传递到另一个物种。
这种能量传递的机制使得生态系统中的物种能
够相互关联，形成复杂的食物链和食物网。
这种互相关联的关系使得
生态系统更加稳定，避免出现单一物种过度垄断生态系统的情况。
总结起来，生态系统的能量流动和循环是维持生态平衡和生态系统
稳定的重要机制。
通过食物链和食物网的形成，能量在生物之间传递，不断被利用和再生。
这种能量的循环保证了生物体内代谢和生长的正
常进行，同时也维持了物种之间的相互依存和平衡。
只有在良好的能
量流动与循环机制下，生态系统才能充满活力，实现持续的发展与繁荣。