生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) (完美版).ppt

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),問(wèn)題探討,備選策略1：先吃雞，再吃玉米；備選策略2：先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。,生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),草的能量是怎樣得來(lái)的,光合作用,？,呼吸消耗,分解者分解,供下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入,草的能量的去向,？,生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能,呼吸消耗,用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖,遺體、殘枝敗葉,分解者利用,初級(jí)消費(fèi)者攝食,能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化,兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？,(同化量=攝入量糞便量）,攝入量:下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)捕食的方式從上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量.,初級(jí)消費(fèi)者攝入,用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖,次級(jí)消費(fèi)者攝入,呼吸,散失,遺體殘骸,初級(jí)消費(fèi)者同化,分解者利用,糞便,呼吸,散失,.,能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化,？,呼吸消耗,鷹(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí))的能量去向如何,分解者分解,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解:,生產(chǎn)者(植物),呼吸作用,植食動(dòng)物,呼吸作用,肉食動(dòng)物,呼吸作用,分解者,呼吸作用,肉食動(dòng)物,呼吸作用,能量沿著食物鏈流動(dòng),在這個(gè)過(guò)程中每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。,、能量流動(dòng)的起點(diǎn)：（能量的最終源頭）,從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始（太陽(yáng)能）,生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能總量,3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道：,總結(jié),食物鏈和食物網(wǎng),2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：,4|、生態(tài)系統(tǒng)能量的散失：,熱能,思考與討論:,生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律，為什么？,在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的形式不斷轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)輻射能通過(guò)綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存于有機(jī)物化學(xué)鍵中的化學(xué)能；動(dòng)物通過(guò)消耗自身體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能變成爬、跳、飛、游的機(jī)械能。在這些過(guò)程中，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會(huì)消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過(guò)程，都可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定量計(jì)算。,輸入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量呼吸作用消耗的能量分解者分解的能量流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量,流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)？,能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)，很大部分被各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用，通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動(dòng)。因?yàn)橹两裆形窗l(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機(jī)物的生物,分析”塞達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”,資料分析,“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量,62.8,13.52%,12.6,20.06%,1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理2.計(jì)算“流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比?,.,.,.,一部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了。一部分作為遺體或殘枝敗葉而被分解者所分解。還有一部分進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（被捕食）。,提示：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：,所以，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。,2流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不是百分百地流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)？,生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)：,逐級(jí)遞減:,單向流動(dòng):,生產(chǎn)者,次級(jí)消費(fèi)者,三級(jí)消費(fèi)者,初級(jí)消費(fèi)者,不循環(huán)，不可逆,能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中是逐漸減少的,在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的傳遞效率大約是10%20%,問(wèn)題探討,假如你流落到荒島上，只有一只母雞、kg玉米,先吃雞，再吃玉米？先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？,增加了食物鏈的長(zhǎng)度，能量逐級(jí)遞減，最后人獲得的能量較少,能量金字塔,如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量（質(zhì)量）和數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來(lái)，是不是也是金字塔形？,想一想：,從能量流動(dòng)金字塔可以看出：營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)中消耗的能量就_。,越多,數(shù)量金字塔,有沒(méi)有例外的情況？,想一想：,在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：,鳥,樹,昆蟲,昆蟲,樹,鳥,數(shù)量比例圖,能量金字塔,成千上萬(wàn)只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。,例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)物的量。當(dāng)然，總的來(lái)看，一年中流過(guò)浮游植物的總能量還是比流過(guò)浮游動(dòng)物的要多。,生物量金字塔,2.為什么一般的食物鏈上營(yíng)養(yǎng)級(jí)不會(huì)多于5個(gè)？,答：根據(jù)能量傳遞效率為10%20%計(jì)算，流入到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量是很少的。所以營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高生物種類和數(shù)量就越少。當(dāng)能量流經(jīng)45個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，所剩的能量就少到不足以再維持下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命了。因?yàn)槟芰棵苛鹘?jīng)一級(jí)都要丟失一大部分，所以食物鏈越長(zhǎng)，能量流失就越多。,思考：1、從能量流動(dòng)的特點(diǎn)角度解釋為什么食物鏈一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)及“一山不容二虎”的原理。,根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，通過(guò)食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。,1.為什么說(shuō)“一山不容二虎”?,1.為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高？2.為什么幾平方公里才能有一只虎,而幾平方米卻有百萬(wàn)昆蟲?3.人增加一千克，要消耗多少克的植物？(從不同食物鏈考慮),知識(shí)應(yīng)用,例、在草原上，牛以草為食，屎殼郎以牛糞為食思考：a、在能量流動(dòng)的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？b、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？,生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能,0,人們雖然不能改變能量流動(dòng)的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?1、對(duì)能量進(jìn)行多級(jí)利用，提高能量的利用率。例如：秸稈的多級(jí)利用、?；~塘,三.研究能量流動(dòng)的意義,桑基魚塘,“桑基魚塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā)，通過(guò)能量多級(jí)利用，充分利用流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效益。,2、合理調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。例如，在森林中，最好使能量多?chǔ)存在木材中；在草原牧場(chǎng)上，則最好使能量多流向到牛、羊等牲畜體內(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。,研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義,思考：從能量流動(dòng)的角度分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中除草、滅蟲的生態(tài)原理。,1.根據(jù)能量流動(dòng)效率直接計(jì)算,例1某生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2，當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（）A.B.C.D.,例2有5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一條食物鏈，若第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg,2.根據(jù)隱含的能量流動(dòng)數(shù)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,例3在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥，0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲，而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應(yīng)為（）A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%,3.根據(jù)規(guī)定的能量流動(dòng)效率計(jì)算,例4有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來(lái)自兔子，2/5來(lái)自老鼠，其余來(lái)自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？,例5在如下圖3所示的食物網(wǎng)中，已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物時(shí)，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？,4.根據(jù)變化的能量流動(dòng)效率計(jì)算,例6已知在如下圖4所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計(jì)算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為_。,5.根據(jù)特定的能量流動(dòng)要求計(jì)算,例7有一食物網(wǎng)如下圖5所示，設(shè)E種群干物質(zhì)量為5.8109kJ，B種群干物質(zhì)量為1.3108kJ，則A種群干物質(zhì)量的值至少是_。,生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。,1、單向流動(dòng)：生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者,調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?1、能量的源頭：太陽(yáng)能,2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定,3、總渠道：食物鏈或食物網(wǎng),2、逐級(jí)遞減：傳遞效率為10%20%,的太陽(yáng)能的總量。,次級(jí)消費(fèi)者,概念：,過(guò)程,特點(diǎn),意義：,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),歸納：,反饋練習(xí)：,1、在一個(gè)處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動(dòng)物能夠長(zhǎng)時(shí)間存活，必須提供（）Ao2BH2oC有機(jī)物D太陽(yáng)能,B,D,2、在一條食物鏈中，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量最多有多少流入到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)（）A.1/5B.1/125C.1/25D.1/625,3、肉食動(dòng)物不可能是一條食物鏈中的第幾營(yíng)養(yǎng)級(jí)（）A第五B第二C第三D第四4、對(duì)水稻鼠蛇鷹這條食物鏈的錯(cuò)誤描述是（）A.水稻是生產(chǎn)者B.鼠是初級(jí)消費(fèi)者C.蛇是次級(jí)消費(fèi)者D.鷹屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí),B,D,5.下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的表述，不正確的是（）A.能量流動(dòng)是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減的B.食物鏈越短，可供消費(fèi)者的能量越多C.初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少D.營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，散失的能量越多,6.假設(shè)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計(jì)算，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和三級(jí)消費(fèi)者所獲得的能量應(yīng)為（）A.和B.和.C.和.D.和,C,C,練習(xí)題,1.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動(dòng)過(guò)程中損耗最低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主B.以谷物與植物蛋白為主C.以海洋魚類為主D.以禽肉與蛋為主,2.下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確反映能量流動(dòng)特點(diǎn)的是：,A,B,C,D,D,B,4.在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是：A.生產(chǎn)者B.初級(jí)消費(fèi)者C.次級(jí)消費(fèi)者D.分解者,3.一般地說(shuō)，在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的遞增，生物個(gè)體數(shù)量將依次：A.遞增B.不變C.遞減D.稍增加,C,A,5、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指()A.照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全部太陽(yáng)能B.射進(jìn)該系統(tǒng)的全部太陽(yáng)能C.該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量D.生產(chǎn)者傳遞給消費(fèi)者的全部能量,c,6、假設(shè)初級(jí)消費(fèi)者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（）A、綠色植物蝗蟲蜘蛛蜥蜴蛇貓頭鷹B、綠色植物鼠貓頭鷹C、綠色植物蝗蟲青蛙蛇貓頭鷹D、綠色植物鼠蛇貓頭鷹,B,7.假設(shè)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計(jì)算，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和三級(jí)消費(fèi)者所獲得的能量應(yīng)為（）A.和B.和.C.和.D.和,C,7.識(shí)圖作答：下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，請(qǐng)據(jù)圖回答：,（1）將A、B、C、D各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的名稱依次寫在圖中：A_B_C_D_,生產(chǎn)者,