第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、第第2 2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 假設(shè)你像小說中的魯賓遜假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水之那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物。外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一你隨身尚存的食物只有一只母雞，只母雞，15 kg15 kg玉米。你認(rèn)玉米。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來等待你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來等待救援？救援？策略策略1.1.先吃雞，再吃玉米。先吃雞，再吃玉米。2.2.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，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。最后

2、吃雞。 1.1.使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用生態(tài)學(xué)的基本觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)生態(tài)使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用生態(tài)學(xué)的基本觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)對(duì)生物界的重要性。系統(tǒng)中的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)對(duì)生物界的重要性。2.2.使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和名詞概念以及能使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和名詞概念以及能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。生產(chǎn)者生產(chǎn)者呼吸作用呼吸作用初級(jí)消初級(jí)消費(fèi)者費(fèi)者呼吸作用呼吸作用次級(jí)消次級(jí)消費(fèi)者費(fèi)者分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三級(jí)消三級(jí)消費(fèi)者費(fèi)者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量能總量為流經(jīng)這個(gè)為流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量生態(tài)系統(tǒng)的總能量

3、輸入輸入傳遞傳遞散失散失 以以有機(jī)物有機(jī)物的形的形式式沿食物鏈沿食物鏈向下向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程能量的源頭能量的源頭: :流動(dòng)的起點(diǎn)流動(dòng)的起點(diǎn):輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量: :主要渠道主要渠道: :散失形式：散失形式：太陽(yáng)能太陽(yáng)能從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量主要以熱能的形式主要以熱能的形式資料統(tǒng)計(jì)資料統(tǒng)計(jì)營(yíng)養(yǎng)級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量流入能量J/(cmJ/(cm2 2a)a)流出能量流出能量J/(cmJ/(cm2 2a)a)出入比出入比生產(chǎn)者生產(chǎn)

4、者（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）464.6464.662.862.8植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）62.862.812.612.6肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)）（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)）12.612.6 13.52%13.52%20.06%20.06%為什么流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不能百分之百地流入為什么流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不能百分之百地流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)? ? 消耗掉的能量包括：消耗掉的能量包括：呼吸散失的熱能；呼吸散失的熱能；分解者利用的能量；分解者利用的能量；“未利用未利用”的能量。的能量。思考分析：思考分析：哪個(gè)途徑消耗的能量最多？哪個(gè)途徑消耗的能量最多？大膽質(zhì)疑：大膽質(zhì)疑：

5、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是否違背了能生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是否違背了能量守恒定律？量守恒定律？思考：思考：流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)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)？系統(tǒng)？熱能熱能太陽(yáng)能太陽(yáng)能 化學(xué)能化學(xué)能生產(chǎn)者生產(chǎn)者次級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者 初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減: :單向流動(dòng)單向流動(dòng): :不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)能量在能量在沿食物鏈沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐流動(dòng)的過程中是逐級(jí)減少的級(jí)減少的, ,能量傳遞效率大約為能量傳遞效率大約為10%10%20%20%是營(yíng)養(yǎng)級(jí)中生物是營(yíng)養(yǎng)級(jí)中生物之間的傳遞，而之間的傳遞，而不是個(gè)體或

6、種群不是個(gè)體或種群之間之間能量金字塔能量金字塔根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形。形成一個(gè)金字塔圖形。從圖中可以看出，在一個(gè)生態(tài)從圖中可以看出，在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過程中消耗的能量就越多。流動(dòng)過程中消耗的能量就越多。 思考思考: :金字塔圖形能否表示生金字塔圖形能否表示生物的數(shù)量呢物的數(shù)量呢? ?高高低低能能量量低低高高營(yíng)營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)級(jí)級(jí)樹樹昆蟲昆蟲小鳥小鳥鳥樹昆蟲能量金字塔數(shù)量金字塔【聯(lián)系實(shí)際【聯(lián)系實(shí)際】1.1.為什么肉類的價(jià)格要高于糧食的價(jià)格呢？為什么肉類的價(jià)格要

7、高于糧食的價(jià)格呢？2.2.回憶課前的思考問題你作出了怎樣的選擇呢？為回憶課前的思考問題你作出了怎樣的選擇呢？為什么這么選擇呢？什么這么選擇呢？三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1.1.科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。的利用。2.2.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，幫助人們合理地調(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?。使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。能能量量流流?dòng)動(dòng)概念：概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過過程程能量的

8、源頭：能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量太陽(yáng)能的總量途徑：途徑：食物鏈或食物網(wǎng)食物鏈或食物網(wǎng)特特點(diǎn)點(diǎn)單向流動(dòng)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)：逐級(jí)遞減：逐級(jí)遞減：沿食物鏈方向由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)沿食物鏈方向由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量金字塔能量金字塔能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級(jí)能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減；傳遞效率遞減；傳遞效率10%10%20%20%研究研究意義意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量調(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祟愖钣幸娴牟糠殖掷m(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔?yáng)能太陽(yáng)能1.1.人們常用能量金字塔來描述一個(gè)生態(tài)系

9、統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)人們常用能量金字塔來描述一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量的數(shù)值，下面的說法正確的是（所得到的能量的數(shù)值，下面的說法正確的是（ ）A A生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過程中損失生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過程中損失的能量越多的能量越多B.B.最多約有最多約有20%20%的能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入次級(jí)消費(fèi)者的能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入次級(jí)消費(fèi)者C.C.生產(chǎn)者呼吸消耗的能量一般沒有流入初級(jí)消費(fèi)者的能生產(chǎn)者呼吸消耗的能量一般沒有流入初級(jí)消費(fèi)者的能量多量多D.D.位于金字塔頂部的消費(fèi)者獲能最多位于金字塔頂部的消費(fèi)者獲能最多A A2.2.假設(shè)初級(jí)消費(fèi)者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相假設(shè)初級(jí)消費(fèi)

10、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?zhǔn)牵ǖ龋瑒t貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)牵?）A A綠色植物綠色植物蝗蟲蝗蟲蜘蛛蜘蛛蜥蜴蜥蜴蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B綠色植物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹C C綠色植物綠色植物蝗蟲蝗蟲青蛙青蛙蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹D D綠色植物綠色植物鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B3 3. . 根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動(dòng)過程中損耗最根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動(dòng)過程中損耗最低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)是低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)是( )( )A.A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主以淡水養(yǎng)殖的魚類為主 B.B.以谷物與植物蛋白為主以谷物與植物蛋白為主C.C.以海洋魚類為主以海洋魚類為主

11、 D.D.以禽肉與蛋為主以禽肉與蛋為主B B4.4.下面是一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內(nèi)的能量流動(dòng)情下面是一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內(nèi)的能量流動(dòng)情況資料能量單位：況資料能量單位：kJ/(mkJ/(m2 2a)a)。據(jù)圖回答：。據(jù)圖回答：(1)(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_kJ/(m_kJ/(m2 2a)a)。(2)(2)該系統(tǒng)的能量傳遞效率在該系統(tǒng)的能量傳遞效率在_之間，能量傳之間，能量傳遞效率如此之低，是因?yàn)榇蟛糠帜芰窟f效率如此之低，是因?yàn)榇蟛糠帜芰縚，另，另有一部分能量流向有一部分能量流向_。(3)(3)按圖中的能量傳遞效率，若食肉動(dòng)物增重按圖中的能量傳遞效率，若食肉動(dòng)物增

12、重1 kg(1 kg(有有機(jī)物干重機(jī)物干重) )，則需消耗生產(chǎn)者約，則需消耗生產(chǎn)者約_kg(_kg(有機(jī)物干有機(jī)物干重重) )。(4)(4)人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究，其意人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究，其意義是義是_?！窘馕觥窘馕觥可a(chǎn)者固定的太陽(yáng)能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，能量的傳遞效率是相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的百分能量，能量的傳遞效率是相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的百分比，但由于各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸消耗和分解者的分解作比，但由于各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量傳遞效率一般在用，使能量傳遞效率一般在10%10%20%20%之間，但也可之間，但也可能低于能低于10%10%。食肉動(dòng)物增重。食肉動(dòng)物增重1kg1kg，則需消耗的生產(chǎn)者，則需消耗的生產(chǎn)者為為1/(11.4%1/(11.4%16.2%)54.1 kg16.2%)54.1 kg。人類研究能量流動(dòng)。人類研究能量流動(dòng)的目的是為了更有效地利用能量。的目的是為了更有效地利用能量。答案：答