水生生态系统的物质循环和能量流动
能量流动和物质循环
焦，从理论上推算，初级消费者所获得的总能量最多为 1.6x109 千焦。 （4）在一定限度内，该生态系统中的这四种生物以及其他生物的 数量和所占比例能在较长时间内维持在一个相对稳定的状态。这说 明生态系统具有一定的 自动调节 能力。
8、图7-13是生态系统的碳循环示意图，请回答：
（1）大气中的二氧化碳通过 光合作用转化为有机物 （2）图中的生产者、消费者和 分解者 在生命活动中通 过 呼吸作用 作用将体内的有机物分解成 二氧化碳等 放 无机物 回大气中。 （3）图中A代表天然气、石油、煤炭等化石燃料，通过 开发利用（燃烧），又将它们转变成 二氧化碳 释放到 大气中。对化石燃料过度的开发利用，是造成 温室 效应 的主要原因之一。 （4）在生态系统中，碳元素主要以 气 体状态进行循环， 能量流动结合在一起进行的。 碳循环始终与
7、能量流动的特点是 单向流动，逐级递减。营养级之间能量 传递的效率大约是 10-20% ，所以大多数食物链只有 3-4 个营养级。 因此，营养级越高， 越少， 越少， 生物数量 有机物含量 越少。 能量 8、分析与研讨：下图是农业人工生态系统模式图，分析研究生态 系统的能量流动有何意义？ 研究生态系统的能量流动，可以 帮助人们合理有效的调整生态系 统中能量流动的关系，使能量 的流向对人类 最有益 的部分 的。实现对能量的 多级 利用， 大大提高能量的利用效率。
3、下图表示其生态系统中物质循环的过程，请分 析回答：
（1）图中表示的生理过程在实质上一致的有 ① ③ ④ . 水 （2）⑤表示的物质是 。B、C是生态系统中 消费者 的 。该生态系统中构成的食物链 是 A B C ，能够使光能流入该生态系统的生物 是图中的 。 A
4、根据下图回答问题：
大气中的CO2库
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
【生物知识点】物质循环和能量流动的关系
【生物知识点】物质循环和能量流动的关系能量流动和物质循环都是借助于生物之间的取食过程进行的，在生态系统中，能量流动和物质循环是紧密地结合在一起同时进行的，它们把各个组分有机地联结成为一个整体，从而维持了生态系统的持续存在。
能量流动的特点是：单向流动和逐级递减。
单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。
一般不能逆向流动。
这是由于生物长期进化所形成的营养结构确定的。
如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。
逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
能量在沿食物网传递的平均效率为10%～20%，即一个营养级中的能量只有10%～20%的能量被下一个营养级所利用。
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。
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
生态系统中的物质循环可以用库和流通两个概念来加以概括。
库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化合物所构成的。
对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。
在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。
物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。
在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
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。
第31讲 生态系统的能量流动与物质循环-考点二 能量流动的特点及研究意义
[解析] 流经害虫的总能量指的是害虫同化的能量,即 ,害虫呼吸散失的能量为 ,A正确;粪便中的能量属于上一营养级的能量,故图中粪便量 不属于害虫体内的能量,B错误;图中储存量-遗体、残骸等中的能量= , 可代表害虫流向下一营养级的能量,C正确;利用信息素防治害虫,控制害虫的数量,使能量更多地流向对人类有益的部分,说明生态系统中的信息传递与能量流动息息相关,D正确。
C
[解析] 生态系统的能量传递效率一般不能人为地改变,充分利用秸秆等作物中的能量,只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率,C错误。
考向2 能量流动的计算
下图为某农田生态系统的局部能量流动示意图,字母表示能量值。据图回答下列问题：
（1） 流经该生态系统的总能量为____（填字母）。
[解析] 据图分析, 表示生产者固定的太阳能总量, 是初级消费者摄入的能量, 是初级消费者同化的能量, 是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量, 是次级消费者摄入的能量, 是初级消费者呼吸作用散失的能量, 是流入分解者的能量, 是初级消费者的粪便流向分解者的能量。
（2） 表示_____________________, 表示生态系统中能量的输出部分,其形式为_______,初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量可用图中的____（填字母）表示。
C
[解析] 图中的各种生物可能构成多条食物链,A错误;次级消费者、三级消费者分别属于第三、四营养级,B错误;在生态系统中,能量传递效率一般为 ,但是也可能低于 ,因此 的值有可能超过 的10倍,D错误。
特征
正金字塔形
一般为正金字塔形
一般为正金字塔形
特殊形状
无
极少,如海洋中的浮游植物个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间可能出现倒置
水生生态系统的物质循环与能量流动研究
水生生态系统的物质循环与能量流动研究水生生态系统是一个复杂的生态系统，包括直接与水体相关的植物和动物，如河流、湖泊、沿海湾等。
它们的的物质循环和能量流动起着独特的作用，维持着整个生态平衡，对于维护生态安全具有极为重要的意义。
本文将介绍水生生态系统的物质和能量循环，重点分析了水生生态系统中养分和有机物的循环以及食物链的能量流动，为保护水生生态系统提供科学依据。
一、生态系统的物质循环生态系统中的物质循环是指物质元素在生态系统中的循环贮存和转移过程，包括无机物质的循环和有机物质的循环。
生态系统的物质循环是有规律的，也是生态系统维持平衡的重要条件。
1.养分循环水体中主要包含的元素有氮、磷、硅等，其中氮、磷是生态系统中的重要养分。
氮、磷元素不断在生态系统中的各种组成部分之间转移，形成一个循环的养分和能量通道，是维持生态系统平衡的最基本的条件。
氮元素的循环一般分为硝化作用和脱氮作用两个部分。
硝化作用是指氨被氧化成为亚硝酸和硝酸，而脱氮作用是指有机氮被微生物分解成为氨，随后再氧化。
氮的循环是许多生态系统中都非常重要的循环。
磷是生态系统中重要的矿物元素之一，包括无机和有机形式。
生态系统中的磷循环具有极大复杂性，由于磷的生长限制，会制约水生生态系统的整个生产力。
2.有机物质循环有机物质循环是指链状、圈状和网状局部的明显有机物质转移，其完整的运输通道形成了生态系统的有机物质循环过程。
通过生物经过生长、分解和吸收等产生的有机物质，可形成连续的生物链和食物链。
二、食物链的能量流动水生生态系统中的食物链扮演着生态系统中不可或缺的角色，代表着食物循环的层级结构，是生态系统中能量在生物之间的传递和利用的主要途径之一。
1.食物链的类型水生生态系统中的食物链可以大致分为两类，一类是浮游生物食物链：浮游生物源于食物网的第一级，包括浮游植物和浮游动物，而第二类是底栖生物食物链：源于食物网的第一级，包括藻类和底栖生物，以及底部的生物。
生态系统中物质循环和能量流动的特点
生态系统中物质循环和能量流动的特点
生态系统是一个有机的整体，它包含着大量的物质和能量循环以及环境间的连接和相互影响。
物质和能量在生态系统中发生不断的循环，使各种物质和能量被不断重复利用，从而形成稳定的生态系统。
以下是关于生态系统中物质循环和能量流动的特点。
首先，物质循环是指物质在生态系统中流动的过程。
物质可以从植物、动物或者其他环境中被摄取，在生态系统中不断的在分子、细胞的层次被转化，再从环境中释放出去，形成一个循环。
由于物质的流动性，当有些物质被消耗掉时，就可以通过从环境摄取被补充，从而维持环境的稳定。
其次，能量流动是指能量在生态系统中流动的过程。
能量的源头主要来自太阳辐射，根据地球热量的分布特点，可以将太阳辐射的能量转化成水流动中的动能，以及植物通过光合作用转化出的热能和化学能等。
这些能量在生态系统中不断的被重复利用，使得环境的能量平衡得以维持，从而使生态系统稳定运行。
此外，生态系统中物质和能量的循环还受到其他因素的影响。
比如，污染、灾害等因素会对物质循环和能量流动产生破坏性影响，使生态系统的稳定性受到破坏。
综上所述，生态系统中物质循环和能量流动是环境的重要特征，它们是环境的稳定性得以保持的重要因素。
因此，为了保护环境，必须加强对生态系统中物质循环和能量流动的观察和研究，制定针对性更有效的环境保护政策措施，以维护环境的稳定性。
生态系统物质循环和能量流动的关系
生态系统物质循环和能量流动的关系生态系统是指由生物群落、生物环境和非生物因素组成的一个综合体系，是一个相互作用、相互制约的整体。
生态系统中的物质循环和能量流动是生态系统中最为重要的两个过程，它们之间存在着密切的关系。
一、物质循环生态系统中的物质循环是指生物体内、生物体间和生物与非生物环境之间的物质转化和传递过程。
其中，碳、氮、磷等元素的循环是生态系统中最为重要的循环过程。
1.碳循环碳是生命体中的基本元素，是生态系统中最为重要的元素之一。
碳循环是指碳在大气、水、土壤和生物体之间的转化和传递过程。
碳循环的过程包括光合作用、呼吸作用、腐殖作用、化石燃料燃烧等。
在生态系统中，植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成有机物质，同时释放出氧气。
而动物通过呼吸作用将有机物质转化成二氧化碳和水，同时释放出能量。
腐殖作用是指有机物质在土壤中被微生物分解的过程，产生的二氧化碳会被释放到大气中。
化石燃料燃烧是指化石燃料中的碳被氧化成二氧化碳和水，释放出能量。
2.氮循环氮是构成生命体的重要元素之一，也是生态系统中最为重要的元素之一。
氮循环是指氮在大气、土壤、水和生物体之间的转化和传递过程。
氮循环的过程包括固氮作用、氨化作用、硝化作用、脱氮作用等。
固氮作用是指将大气中的氮气转化成氨或有机氮的过程，这个过程主要由一些特殊的微生物完成。
氨化作用是指将氮气转化成氨的过程，这个过程主要在土壤中发生。
硝化作用是指将氨转化成亚硝酸和硝酸的过程，这个过程也在土壤中发生。
脱氮作用是指将土壤中的硝酸还原成氮气的过程，这个过程主要由一些特殊的微生物完成。
3.磷循环磷是生物体中的重要元素之一，也是生态系统中重要的元素之一。
磷循环是指磷在土壤、水和生物体之间的转化和传递过程。
磷循环的过程包括矿化作用、吸附作用、生物固定作用等。
矿化作用是指将有机磷转化成无机磷的过程，这个过程主要在土壤中发生。
吸附作用是指磷被土壤颗粒表面吸附的过程，这个过程可以减少磷的流失。
能量流动与物质循环的关系
三、信息传递在农业生产中的应用
讨论：信息传递在农业生产中的应用有 哪些？
1.提高农产品或畜产品的产量
例1
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可 以提高果树的传粉效率和结实率。P108相关信息
例2
养鸡业在给鸡增加营养的基 础上延长光照时间，可以提高 产蛋率。
10:01
三、信息传递在农业生产中的应用 2.对有害动物进行控制
太阳
太阳每天照射到地球的能量，大约只 有1%以可见光的形式，被绿色植物利 用，通过光合作用转化成化学能，固 定在有机物中。
生产者固定 的太阳能
自身呼吸以热能散失 遗体、 分解者 残枝败叶 被初级消费者摄食（下传）
能量流经第二营养级时的分流情况总结如下：
由上图可知：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：①自身呼吸消耗；②流入下一营 养级；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸消耗，也未 被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年 为单位研究，这部分的能量(即d)将保留到下一年。
• • • • • •
⑤碳返回无机环境的途径： a.生产者、消费者的呼吸作用 b.分解者的分解作用 c.化石燃料的燃烧 ⑥碳由生物群落回到无机环境的形式：CO2 ⑦碳在无机环境和生物群落间循环的主要 形式：CO2
A:大气中二氧化碳库 D：生产者 F:初级消费者 E：次级消费者 B：三级消费者 C：分解者
四、能量金字塔P96
营养级和能量的关系（反比）
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
三、生态金字塔
（ 1 ） 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明 食物链中能量流动的情况，三者统称为生态金字塔。 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水生生态系统的物质循环和能量流动
水生生态系统是指以水体为主要生境，有着独立的物质循环和能量流动的生物群落。
它包括江河湖泊、湿地、海洋等不同类型的水体和生物。
水生生态系统在自然界中扮演着重要的角色，是地球上最丰富的生物群落之一。
水生生态系统的物质循环和能量流动是支撑生态系统平衡运转的重要机制。
一、水生生态系统的物质循环
水生生态系统的物质循环是指各种生物间的相互作用和生态系统中日常生活所带来的物质输入和输出。
水生生态系统的物质循环包括碳、氮、磷等元素的循环和水的循环。
1、碳循环
碳是组成生物体的元素之一。
在水生生态系统中，水草、微生物和浮游生物通过吸收二氧化碳进行自养作用，并将剩余的碳储存在体内。
同时，在光合作用中，这些生物能够将二氧化碳转换成为溶解性有机物，以此来提供自身的能量。
当这些生物死亡时，它们体内储存的碳会进入到死亡物质中，然后通过分解作用，释放到水生生态系统中。
这部分碳会被吸收和利用，从而成为下一代生物体的组成部分。
2、氮循环
氮是蛋白质和核酸等物质的组成成分之一。
在水生生态系统中，氮的循环是由一系列生物、生物化学和物理化学过程所构成。
在自然条件下，氮的生物循环包括氨、亚硝酸盐和硝酸盐循环过程。
氮循环中最重要的是硝化反应、脱氮反应和氮固定作用。
在水生生态系统中，微生物是氮循环最重要的参与者之一。
硝化细菌、厌氧氨氧化菌、反硝化细菌和氮素固定细菌等微生物在氮循环中发挥着关键作用。
大部分氮素以硝酸盐的形式存在于水体和沉积物中。
氮固定细菌能够将空气中的氮气转化
成为氨或亚硝酸盐，从而补充系统中氮素的不足。
反硝化细菌能将硝酸盐降解成为氮气，从而将氮素释放到大气层中。
3、磷循环
磷是生物体生长和代谢所必须的元素之一，其在水生生态系统中的循环也很复杂。
在水中，磷主要以溶解的磷酸盐的形式存在。
磷的入口是通过大气沉降和陆地沉积物的输入。
磷的出口有水体流出和沉积物颗粒沉积等。
同时，水草、浮游生物和底栖动物等还可以通过吸收水中的难溶性磷酸盐来满足生长和代谢所需。
二、水生生态系统的能量流动
能量流动是水生生态系统的生物群落在能量互相转化的过程中所发生的。
在能量流动中，光合作用是最重要的能量来源。
1、光合作用
光合作用是影响水生生态系统能量流动的最重要的因素之一。
在光合作用中，植物能够将光能转换成为化学能，并在水生生态系统中为其他生物提供能量来源。
各种类型的水生生物往往需要通过进食直接或间接地获得光能转化的产物，以维持其生长和代谢需要的能量。
2、食物链
食物链在水生生态系统中也是重要的能量流动途径之一。
物种之间逐级传递能量，从而形成生态系统中的食物链。
食物链可以分为浮游植物---浮游动物---底栖动物---鱼类---鸟类，不同层级的生物能够从其他生物中获得能量和营养。
除了光合作用和食物链，水生生态系统中还存在着微生物的活动，例如分解细菌和其他下降物质对水生生态系统的能量流动同样具有一定的影响。
总之，水生生态系统的物质循环和能量流动是支撑水生生物有序发展和维持系统平衡的基本机制。
加强对水生生态系统的研究，保护与恢复水生生态系统健康，有利于维护全球生态环境平衡。