生态系统中的能量流动
生态系统能量流动的特点
生态系统能量流动的特点
生态系统中的能量流动具有以下特点：
生态系统中的能量是有限的，不断流动，且不可循环利用。
通常情况下，生态系统中的能量来源于太阳，并通过生物体的活动和食物链的传递而流动。
能量流动具有层次性，从生物体消耗能量，到食物链的传递，再到生态系统的整体水平。
能量流动是不可逆的，它在每一个层次中都会损失一部分能量，最终在生态系统的整体水平上被消耗掉。
能量流动是动态的，随着环境的变化和生态系统的发展，能量流动的方向和强度会发生变化。
因此，生态系统中的能量流动是一个复杂而动态的过程，其特点是有限、层次性、不可逆性和动态性。
生态系统的能量流动
1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物 .已知较低营养级生物具有的能量( ),求较高营养级生物能够从较低营养级 量),求较高营养级生物能够从较低营养级 生物获得能量(或生物量) 生物获得能量(或生物量)的最大值 例1. 若某生态系统固定的总能量为24000kJ, 1. 24000kJ 则该生态系统的第三和第四营养级所获得的 能量最多是( ) A. 540kJ和81kJ C. 240kJ和24kJ B. 3600kJ和960kJ D. 960kJ和192kJ
【解析】据题意,生态系统固定的总能量是生态系统中生产者 (第一营养级)所固定的能量,即24000kJ,当能量的传递效率 为20%时,每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的. 因而第三和第四营养级所能获得的最大能量分别是: 24000×20%×20%和24000×20%×20%×20%,即960kJ和 192kJ. 【答案】D 【小结】在未知能量传递效率时,按能量传递效率为20%进行计 算,所得数值为较高营养级从较低营养级获取的最多能量.在此 基础上,可演变为另外一种题型,即"已知较低营养级具有的能 量(或生物量)及其能量传递效率时,求较高营养级从较低营养 级获得的最多能量(或生物量)",此时,依据给定的能量传递 效率计算即可.
什么是能量金字塔?
能量金字塔
由单位时间内各营养级所得到的能量数值 由低到高绘制的图形叫做能量金字塔. 绘制的图形叫做能量金字塔 由低到高绘制的图形叫做能量金字塔
说一说
能量金字塔可以说明 什么问题? 什么问题?
在一个生态系统中, 在一个生态系统中,营养级 越多, 越多,在能量流动的过程中 消耗的能量就越多, 消耗的能量就越多,能量流 动是单向,逐级递减的. 动是单向,逐级递减的.
生态系统中的能量流动
生态系统中的能量流动1. 引言生态系统是一个由相互作用的生物群体和环境组成的复杂系统。
在生态系统中，能量的流动十分重要。
本文将介绍生态系统中能量的来源、转化和流动过程。
2. 能量的来源生态系统中的能量主要来自太阳辐射，太阳光是地球上大部分生物所依赖的能量来源。
植物通过光合作用将太阳光能转化为化学能，并为整个生态系统提供能量。
3. 能量的转化能量在生态系统中通过食物链的转化过程不断传递和转化。
食物链由食物网中的不同级别组成，包括植物、草食动物、食肉动物等。
植物通过光合作用获得能量，并被草食动物食用，能量从植物转移到草食动物。
接着，食肉动物捕食草食动物，能量再次转移。
能量的转化过程持续进行，直到能量最终以热能的形式散失。
4. 能量的流动能量在生态系统中通过食物链的流动来传递和分配。
能量流动的方向是从太阳、植物、草食动物到食肉动物，最后以热能散失。
这个过程中，能量逐渐减少，因为每一次能量转化都会有能量损失。
能量的流动影响着生态系统中各个生物之间的相互作用和生态平衡。
5. 能量流动的重要性生态系统中的能量流动是维持生态平衡的重要因素。
不同生物之间的能量流动构成了复杂的食物网关系，通过能量的传递和转化，生物之间形成了复杂的相互依赖关系。
能量的流动还影响着生态系统中的物质循环和生物多样性。
6. 结论生态系统中的能量流动是一个复杂而重要的过程，它构成了生态系统的基础。
能量的来源、转化和流动过程形成了一个互相依赖的生态环境，维持着生态平衡和生物多样性。
深入理解生态系统中能量的流动将有助于保护和管理生态系统，以实现可持续发展的目标。
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。
【高中生物】高中生物知识点：生态系统的能量流动
【高中生物】高中生物知识点：生态系统的能量流动生态系统的能量流动：1、概念生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失的。
2、过程：(1)能量的输入③输出生态系统的总能量：生产者紧固的太阳能总量。
(2)能量的传递①传达途径：食物链和食物网。
②传递形式：有机物中的化学能。
③传达过程：(3)能量的转化(4)能量的散佚①形式：热能，热能是能量流动的最后形式。
3、能量流动的特点（1）单向流动①食物链中，相连营养级生物的猎食关系不可逆转，因此能量无法滑液，这就是长期自然选择的结果。
②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失，这些能量是无法再利用的。
（2）逐级递增①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。
②各个营养级的生物都会因细胞体温消耗相当大的一部分能量，可供自身利用和一热能形式散佚。
③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。
4、能量传递效率能量在相连两个营养级间的传达效率通常为10?～20?，即为输出某一营养级的能量中，只有10?～20?的能量流进下一营养级。
计算方法为：4、研究能量流动的意义：（1）实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率（如桑基鱼塘）（2）合理地调整能量流动关系，并使能量持续高效率的流向对人类最有益的部分（例如农作物除草、灭虫）生态系统中能量流动的计算：在化解有关能量传递的排序问题时，首先必须确认有关的食物链，厘清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%-20%，解题时特别注意题目中与否存有“最多”“最少…至少”等特定的字眼，从而碗定采用l0%或20%去解题。
1．设食物链a→b→c→d，分情况讨论如下：未知d营养级的能量为m，则至少须要a营养级的能量=m÷(20%)3；最多须要a营养级的能量=m÷(10%)3。
已知a营养级的能量为n，则d营养级获得的最多能量=n×(20%)3；d营养级获得的最少能量=n×(l0%)3。
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%。
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。
生态系统的能量流动
1、概念：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
生产者
消费者
分解者
散失
热量
热量 热量
2.起点：从生产者固定太阳能开始 3.总能量：生产者固定的太阳能总量 4.能量流动的过程：
（1）输入：
①含义：能量由无机环境进入生物群落
18.8
植食性动物 62.8
2.1
分解者 14.6
7.5
12.6 29.3
0.1
肉食性动物 12.6
5.0
未利用 327.3
…
能量流经第二营养级示意图P173
摄入的能量：
粪便
粪便中的能量（未被同化的能量）
初级消费者 摄入
属于上一营养级同化量的一部分
该营养级所固定的能量
属于本营养级的同化量
初级消费者
②参与者: 生产者 ③相关生理过程：光合作用、化能合成作用
④总能量 : 生产者固定的太阳能总量 （流入到生态系统的总能量）
⑤形式 : 有机物固定
（2）、传递： ①形式： 有机物中的化学能
②途径： 食物链和食物网 ③每一 环节能量的来源：
A、生产者：太阳能 B、消费者：上一营养级所同化的能量 C、分解者：生产者（遗体、残枝败叶）； 消费者（尸体、粪便）
C
例3豌豆蚜和鳞翅目幼虫是利马豆的主要害虫 ，蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫。研究人 员用蔬果剂处理去除部分豆荚后，测试以上动 物密度的变化，结果见下表（单位：个/株，蔬 果剂对以上动物无危害）。
（1）调查豌豆群的种群密度应采用 法，施用
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肉食性动物 植食性动物 浮游植物
800kJ/(m2·年） 4009kJ/(m2·年）
39000kJ/(m2·年）
(1)生态系统中能量流动的渠道是_食_物__链__（__网_）. (2)从能量流动的方向看，其特点是 _单_向__流__动__、__逐_级__递__减__.
练习 如图表示某水生生态系统的能量金字塔，请 回答：
情景2 养殖业中能量流动计算 下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·y）。试回答下列有关问题：
有机物输入
zxxkw
2
5 12
阳 光
生产者
3 70 23
14 植食动物
2.5 肉食动物 0.25 顶位肉食动物
0.5 9
0.05 5.1 分解者
4
2.1
贮存
草
10000
草
10000
鼠
1000 2000
鼠
1000 2000
猫头鹰
100 400
蛇
100 400
猫头鹰
10 80
食物链越长，最高营养级获得的能量越 少 。 散失的能量越 多 。
例2：下列食物链中若猫头鹰要获得10KJ的能量，草至少 需要多少能量？
草鼠
250 50 1000 100
猫头鹰
10 10
从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化 的能量总
量的百分比是多少？ (20%)
思考: 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?
分解者
12.5
14.6
2.1
微量
太
阳 能
生产者 464.6
62.8
植食性动物
62.8
12.6
肉食性动物 12.6
293
18.8
7.5
5.0
23.9
过程，称为生态系统的能量流动。
练习 (2009玉溪模拟)在由草、兔、狐组成的一条食物链 中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括
(B) A.通过兔呼吸作用释放的能量 B.通过兔的粪便流入到分解者体内 C.通过狐的粪便流入到分解者体内 D.流入到狐体内
探究二：能量流经整个生态系统的模式图构建
肉食性动物 植食性动物 浮游植物
800kJ/(m2·年） 4009kJ/(m2·年）
39000kJ/(m2·年）
(3)能量流经各个营养级的传递效率是 ___1_0_%__~_2_0_%____. (4)食物链越长，营养级越多，能量损失 ___越__多________.
探究3：能量流动的相关计算
情景1：人如果以猪、羊、分别说出它们属于哪种金字塔（能 量金字塔、数量金字塔）？
zxxkw
鸟
虫
树
能量金字塔
结论：能量金字塔没有倒置现象； 数量金字塔可能有倒置现象。
鸟 虫 树
数量金字塔
研究能量流动的实践意义
评价与应用
确定草原合理放牧量的依据是什么？
使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
练习 如图表示某水生生态系统的能量金字塔， 请回答：
第2节 生态系统的稳态
第1课时 生态系统的能量流动
授课人： 郭小红
探究一 能量流经一个种群的模式图构建
粪便
分解者利用
初级消费 者摄入
初级消费 者同化
遗体残骸
用于生长、 发育、繁殖
次级消费 者摄入
散失 呼吸作用 粪便中的能量属于哪一营养级同化的能量？
上一营养级同化的能量
概念： 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的
人
则消耗相同植物总量，可供养人口数量是原来的
（ 55/28倍 ）。
谢 谢！
②
输 出
①
①
①
①
①
（1）图中①代表的生理过程是 呼吸作用，图中②代表的能量主要以_有__机__物__形式贮存。
（2）该生态系统中生产者固定的总能量是_1_._1_×__1_0_5 _kJ/m2·y。
（3）能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为_1_5_.6_%__。
情景3：每年的7月11日被定为“世界人口日”，人口问题越来越受到 国际社会的重视，为缓解人口增长带来的世界性粮食危机，人类可以 适当改变膳食结构，使地球可供养的人口更多。
若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1：1调整为1：4，地球可 供养的人口数量是原来的 1.96 倍。 （能量传递效率按10％计算，结果精确到小数点后两位数字）
假设世界粮食总能量为E，供养一个人口需要能量为a，则
人
消耗粮食 /人 可供养人口数
植物 1 ︰ 1动物
结构1
55a
4︰1
结构2
28a
E/55a E/28a
问：假如一个生态系统主要由生产者、初级消费 者、次级消费者……等生物组成，能量流经该生 态系统的模式图是如何？
呼吸
生产者 （植物）
呼吸
初级消费者 （植食动物）
呼吸 呼吸
次级消费者 （肉食动物）
三次消费者 （肉食动物）
分
解
者
*流经生态系统的总能量？ *能量流动的传递途径？ *能量流动的特点？
呼吸
计算: 从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量 占总量的百分比是多少？ (13.5%)
未 固
96.3
呼吸
定
122.6
未利用 327.3
某个湖的能量金字塔
A 第一营养级 B 第二营养级 C 第三营养级 D 第四营养级
思考： 1、逐级递减这一特点与能量守 恒定律矛盾吗？ 2、从能量流动的特点角度解释 “一山不容二虎”？
例1：若草含有10000KJ的能量，下列食物链中猫头鹰最多 和最少获得的能量是多少？
谷杂粮为主。（以计算说明）
①
问题1：若人增加1kg体重，至少消
植物
羊②
耗植物多少Kg？ 人
5Kg
③
小型肉食动物
问题2：若人增加1kg体重，最多消耗 植物多少Kg？ 1000Kg
问题3：若人增加1kg体重，其中食物1/2来自绿色植物，1/4来自 小型肉食动物，1/4来自羊，至少消耗草多少Kg？ 40Kg