52生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件

能量流動的概念第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的過程能量流動的特點研究能量流動的實踐意義能量流動的概念第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的過程能假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落到一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只雞、15kg玉米。討論：你認為以下那種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？問題探討１．先吃雞，再吃玉米？２．先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？？假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落到一個荒島上，那里除１．先吃雞，再吃玉米？２．先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？？增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少?！蹋保瘸噪u，再吃玉米？增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。能量是一切生命活動的動力，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物圈中每一個完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個能量輸入、傳遞和輸出的系統(tǒng)。

一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念：閱讀”能量流動的過程”,思考下列問題:1、生態(tài)系統(tǒng)中所需要的能量主要來自于哪?能量流動是從什么地方開始的?生產(chǎn)者在能量流動過程中的作用是什么?2、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動能不能從動物開始?為什么?3、輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是多少?4、生產(chǎn)者固定的能量又是如何流入各級消費者的?二、能量流動的過程閱讀”能量流動的過程”,思考下列問題:二、能量流動的過程生產(chǎn)者（植物）能量在第一營養(yǎng)級中的變化初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸呼吸作用消耗分解者分解利用下一營養(yǎng)級攝食去路：來路：來自太陽能生產(chǎn)者能量在第一營養(yǎng)級中的變化初級消費者呼吸作用用于生長分初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失…...能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖呼吸作用消耗分解者分解利用下一營養(yǎng)級攝食去路：能量在第三第四營養(yǎng)級的變化與第二營養(yǎng)的變化情況大致相同。來路：來自上一營養(yǎng)級的同化量初級消費者用于生長次級消費者呼吸散失遺體初級消費者分解者利用最高級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖呼吸散失遺體殘骸最高級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失…能量流經(jīng)最高營養(yǎng)級示意圖來路：來自上一營養(yǎng)級的同化量呼吸作用消耗分解者分解利用去路：最高級消費者用于生長呼吸散失遺體最高級消費者分解者利用糞便呼生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸初級消費者(植食動物)呼吸次級消費者(肉食動物)呼吸分解者…呼吸三級消費者(肉食動物)

1.圖中的箭頭有哪些含義?

2.各營養(yǎng)級的能量來源是什么?

3.初級消費者體內(nèi)的能量有哪些去路?思考:呼吸太陽能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸初級消費者呼吸次級能量流動的過程（小結(jié)）1.能量流動的起點：生產(chǎn)者固定的太陽能2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能總量3.生產(chǎn)者固定太陽能的生理過程光合作用和化能合成作用，主要是光合作用4.生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能（除極少特殊空間外）能量流動的過程（小結(jié)）1.能量流動的起點：生產(chǎn)者固定的太陽能5.能量流動的途徑(渠道)：7.每個營養(yǎng)級的能量來源和去路：食物鏈和食物網(wǎng)6.能量流動的傳遞形式：有機物中的化學(xué)能5.能量流動的途徑(渠道)：7.每個營養(yǎng)級的能量來源和去路：8.能量的散失的形式：呼吸作用熱能，熱能是能量流動的最終歸宿9.能量散失的生理過程10.能量流動中能量形式的變化：太陽光能——有機物化學(xué)能——熱能11.箭頭由粗到細：表示流入下一個營養(yǎng)級的能量逐級遞減8.能量的散失的形式：呼吸作用熱能，熱能是能量流動的最終歸宿52生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件13.方塊面積越來越?。籂I養(yǎng)級別越高，保存在生物體內(nèi)的就越少14.藍色箭頭表示：該能量是散失到系統(tǒng)外的，不能再利用的能量12.能量流動的方向(以箭頭表示)：單向流動13.方塊面積越來越?。籂I養(yǎng)級別越高，保存在生物體內(nèi)的就越少初級消費者攝入（a）用于生長發(fā)育和繁殖(e)次級消費者攝入(i)散失遺體殘骸初級消費者同化(b)糞便(c)呼吸散失…...能量流經(jīng)營養(yǎng)級示意圖呼吸(d)未被利用（j）分解者利用(f)初級消費者用于生長次級消費者散失遺體初級消費者糞便(c)呼吸消費者攝入量（a）消費者同化量(b)=+糞便中的能量(c)即動物糞便中的能量不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，應(yīng)為上一個營養(yǎng)級固定或同化的能量。消費者同化量(b)=呼吸消耗(d)+生長發(fā)育和繁殖(e)生長發(fā)育和繁殖(e)=分解者利用（f）+下一營養(yǎng)級同化（i）+未被利用（j）消費者攝入量（a）消費者同化量(b)=+糞便中的能量(c)即注意1、每一營養(yǎng)級所固定的能量有三個去向：一部分用于生命活動，及一部分以熱能散失；一部分隨生物遺體、殘落物、排泄物被分解者分解釋放出來；一部分被下一營養(yǎng)級同化。2、被某一營養(yǎng)級生物攝入體內(nèi)的能量，并不是該營養(yǎng)級生物同化量，因為有一小部分能量存在于動物排出的糞便中，最終被分解者分解釋放出來。因此，真正流入下一營養(yǎng)級的能量，應(yīng)該是該營養(yǎng)級生物的同化量。即同化量=攝入量—糞便量。積累量=同化量—呼吸量注意1、每一營養(yǎng)級所固定的能量有三個去向：一部分用于生命活動3.消費者產(chǎn)生的糞便，不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實際與上一營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣，屬于上一營養(yǎng)級“進入分解者”的部分，但消費者“尿液”中的能量，應(yīng)屬該營養(yǎng)級同化能量的一部分。4.由于能量流動是逐級遞減的，能量流經(jīng)每一營養(yǎng)級時均有損耗，故食物鏈營養(yǎng)級環(huán)節(jié)越多，能量損耗越大，欲減少能量損耗應(yīng)縮短食物鏈。3.消費者產(chǎn)生的糞便，不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實際與上一對能量流動過程的定量分析,是研究能量流動規(guī)律的關(guān)鍵。

三、能量流動的特點對能量流動過程的定量分析,是研究能量流動規(guī)律的關(guān)鍵。三、1942年林德曼對賽達伯格湖能量流動的定量分析圖示1942年林德曼對賽達伯格湖能量流動的定量分析圖示數(shù)據(jù)分析與處理營養(yǎng)級流入能量流出能量（輸入后一營養(yǎng)級）出入比生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物分解者464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。（對于每一個營養(yǎng)級來講,輸入和輸出的能量是否相等?）2.計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比?資料分析數(shù)據(jù)分析與處理營養(yǎng)級流入能量流出能量出入比生產(chǎn)者植食性動物肉13.5％,20％10％～20％a.下一個營養(yǎng)級不能利用的能量。如：草根b.下一個營養(yǎng)級能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級百分比呢?(2)能量在相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(3)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=

20.06％62.8464.6×100％=

13.52％13.5％,20％10％～20％a.下3、流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百流到下一營養(yǎng)級？各營養(yǎng)級能量去路有三個，只有一部分是流入下一營養(yǎng)級的。大部分通過呼吸作用以熱能形式散失。4、對每個營養(yǎng)級來講，輸入和輸出的能量是否相等？輸入生產(chǎn)者的能量為

464.6

J/cm2.a，生產(chǎn)者輸出的總能量12.5+62.8+293+96.3=464.6J/cm2.a生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？3、流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百流到下一營養(yǎng)級？5、流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否反向流動？能否循環(huán)流動？如圖所示。生產(chǎn)者初級消費者次級消費者呼吸呼吸呼吸分解者不能，因為食物鏈營養(yǎng)級順序不可逆。5、流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否反向流動？能否循環(huán)流動？如圖所示

能量流動的特點1．單向流動(1)食物鏈中，相鄰營養(yǎng)級生物的吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)。因此能量不能倒流，這是長期自然選擇的結(jié)果。2．逐級遞減:

傳遞率為10％～20％(1)每個營養(yǎng)級的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。(2)各個營養(yǎng)級的生物都會因細胞呼吸消耗相當大的一部分能量，供自身利用和以熱能形式散失。這些能量是無法再利用的。(3)各營養(yǎng)級中的能量都要有一部分流入分解者。能量流動的特點能量流動特點的表示法金字塔能量流動特點的表示法金字塔種類：①能量金字塔（1）為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？（2）為什么“一山不容二虎”？低高低高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級金字塔種類：①能量金字塔（1）為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)能量金字塔如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？有沒有例外的情況？想一想：能量金字塔如果把單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高繪成圖，可以形成一個金字塔圖形，叫做“能量金字塔”。D第四營養(yǎng)級C第三營養(yǎng)級B第二營養(yǎng)級A第一營養(yǎng)級從圖可以看出，一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，能量流動過程中消耗量就越大。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般不超過4—5個營養(yǎng)級。能量金字塔如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的②數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者（野草）5842424株；初級消費者（草原動物、昆蟲）

708624只；次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）

354904只；三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹）

3只。

②數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：數(shù)量金字塔一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。當然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游藝機動物的總能量要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔形也會發(fā)生倒置。數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(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在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：鳥③生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游植物特殊情況：③生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游特殊情況：生態(tài)金字塔能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動的情況，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形有時會出現(xiàn)倒金字塔形生態(tài)金字塔能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來在一條食物鏈中，有低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級推算，低營養(yǎng)級比高營養(yǎng)級含量一定多的是能量而不是數(shù)量和生物量，數(shù)量和生物量均可出現(xiàn)倒置。天然生態(tài)系統(tǒng)其能量狀況表現(xiàn)為金字塔形狀時，方可維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，從而維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。而人工生態(tài)系統(tǒng)因能量可人為補充，可能會使能量金字塔出現(xiàn)倒置狀況。在一條食物鏈中，有低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級推算，低營養(yǎng)級比高營養(yǎng)級

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（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“一山不容二虎”?遷移創(chuàng)新：根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為10％－20％。

所以,食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，能量流失就越多。2.食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級?遷移創(chuàng)新：為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向能量流動有關(guān)計算2、在能量流動的相關(guān)問題中，若題干中未作具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率為10％，最高效率為20％。1、能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級的同化量/上一營養(yǎng)級的同化量同化量=攝入量-糞便量能量流動有關(guān)計算2、在能量流動的相關(guān)問題中，若題干中未作具體3、在已知較高營養(yǎng)級生物的能量求較低營養(yǎng)級生物的能量時，若求“最(至)多”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最低”效率傳遞；若求“最(至)少”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最高”效率傳遞。需能量最多：需能量最少：選最短食物鏈按÷20%計算選最長食物鏈按÷10%計算按÷10%計算按÷20%計算食物鏈食物鏈食物網(wǎng)食物網(wǎng)3、在已知較高營養(yǎng)級生物的能量求較低營養(yǎng)級生物的能量時，若求4、已知較低營養(yǎng)級生物的能量求較高營養(yǎng)級生物的能量時，若求“最(至)多”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最高”效率傳遞；若求“最(至)少”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最低”效率傳遞。增最多能量：增最少能量：選最長食物鏈按×10%計算選最短食物鏈按×20%計算按×10%計算食物鏈食物網(wǎng)按×20%計算食物鏈食物網(wǎng)4、已知較低營養(yǎng)級生物的能量求較高營養(yǎng)級生物的能量時，若求“在綠色植物→鼠→貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少需要消耗綠色植物______Kg，至多需要消耗綠色植物______Kg。X×20%×20%=1Kgx=25Kg25X×10%×10%=1Kgx=100Kg100如綠色植物固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.1000×20%×20%=40焦耳1000×10%×10%=10焦耳

1040在綠色植物→鼠→貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動的特點進行計算:牧草鼠蛇貓頭鷹如果牧草固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.若貓頭鷹要獲得1千焦能量,則至少消耗掉牧草所固定的______千焦能量,最多消耗牧草固定的______千焦能量.140251000根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動的特點進行計算:牧草在具體計算中，會遇到這樣的問題（如圖1所示）：⑴a為生產(chǎn)者，它通過①、②、③三條途徑分別為b、d、e提供能量，那么a到底為b、d、e各提供多少能量？⑵e為最高營養(yǎng)級，它通過②、④、⑤三條途徑分別從a、c、d三處獲得能量，那么e到底從a、c、d各獲得多少能量？以上兩個問題，在具體計算過程中，除非題目中特別說明，否則絕對不能按比例平均分配能量。所以在計算過程中，必須確定兩個比例，即：在具體計算中，會遇到這樣的問題（如圖1所示）：在右下圖食物網(wǎng)中，鳥的動物性食物所占的比例為a，若要使鳥體內(nèi)有機物增加x，至少需要消耗草的有機物的量為y，那么（）A．y＝20ax+5x

B．y＝90ax+10xC．y＝25ax+5x

D．y＝100ax+10xA在右下圖食物網(wǎng)中，鳥的動物性食物所占的比例為a，若要使鳥體內(nèi)討論：１、如何確定一個草場的載畜量，以防止由于過度放牧而使草場退化？２、在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中怎樣使能量更多的流向?qū)θ祟愑幸娴牡胤?？討論：１、如何確定一個草場的載畜量，以防止２、在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（四）研究能量流動的意義通過研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，使我們可以知道，雖然我們不可以改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律，但可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠??？梢钥茖W(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。生態(tài)農(nóng)業(yè)例如：1、?；~塘2、農(nóng)田沼氣利用3、草原合理放牧（四）研究能量流動的意義通過研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，使我們可

名師點睛：在設(shè)計、分析農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)或物質(zhì)循環(huán)、能量流動在生產(chǎn)實際的運用時，經(jīng)常會涉及到一些生態(tài)規(guī)律，需要記?。喝祟惖某?、灌溉、施肥等活動，是設(shè)法調(diào)整能量流動的關(guān)系，使能量盡可能流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?；設(shè)計農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是利用了物質(zhì)和能量的多級利用。名師點睛：加工廠?；峄袡C物質(zhì)甘蔗蔗葉塘泥蠶繭蠶糞塘泥魚魚塘

?；~塘“?；~塘”的設(shè)計理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。加工廠?；峄袡C物質(zhì)甘蔗蔗葉塘泥蠶繭蠶糞塘泥魚魚塘思考題如何讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的水稻果實和秸桿持續(xù)高效地流向人類？提供糧食提供飼料喂家禽、家畜秸桿做食用菌養(yǎng)料制沼氣燃料等(多級利用)思考題如何讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的水稻果實和提供糧食(多級生態(tài)農(nóng)業(yè)：生態(tài)農(nóng)業(yè)是指利用人、生物與環(huán)境之間的能量流動規(guī)律和生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，結(jié)合本地資源結(jié)構(gòu)，建立一個或多個“一業(yè)為主、綜合發(fā)展、多級轉(zhuǎn)換、良性循環(huán)”的高效無廢料的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。如：北京大興區(qū)留民村生態(tài)農(nóng)場，留民營是聯(lián)合國授予的全球環(huán)保500佳之一，是著名的中國生態(tài)農(nóng)業(yè)第一村，開展旅游觀光已有20年的歷史，吸引了世界138個國家和地區(qū)的游客。留民營已形成了以沼氣為中心，串聯(lián)各業(yè)良性循環(huán)的生態(tài)體系,。一種、二養(yǎng)、三加工，產(chǎn)、供、銷一體化的生產(chǎn)模式，取得了良好的經(jīng)濟效益、社會效益和經(jīng)濟效益，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達1.42億元，人均收入98000元，是京郊乃至全國的涉外窗口。生態(tài)農(nóng)業(yè)：生態(tài)農(nóng)業(yè)是指利用人、生物與環(huán)境之間的能水稻家禽,家畜沼氣池(含微生物)食用菌人飼料糞肥菌渣等糞便糞便沼渣沼渣沼液作肥料秸稈燃料燃料生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式示意圖水稻家禽,家畜沼氣池食用菌人飼料糞肥菌渣等糞便糞便沼渣沼渣沼設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用四、研究能量流動的實踐意義1、實現(xiàn)能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量的利用率農(nóng)田除雜草，滅蟲、滅鼠、剪枝2、合理調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠衷O(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用四、研究能量流ＳＴＳ與社會的聯(lián)系ＳＴＳ與社會的聯(lián)系（五）調(diào)查參考調(diào)查點：稻田生態(tài)系統(tǒng)組成成分：（1）非生物的物質(zhì)和能量；（2）生產(chǎn)者：水稻、雜草、浮游植物等；（3）消費者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動物、昆蟲、鳥類等；（3）分解者：多種微生物。問題提示：1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長。2.初級消費者有：田螺、浮游動物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對水稻生長構(gòu)成危害，田螺、植食性魚數(shù)量較多時也會對水稻生長構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動物的危害。（五）調(diào)查（五）調(diào)查3.次級消費者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費者對水稻生長利大于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標。5.農(nóng)民對秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過建造沼氣池，實現(xiàn)能量的多級利用。（五）調(diào)查技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)

1926年,美國一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動情況,得到如下數(shù)據(jù)。1、這塊玉米田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000Kg。通過對玉米植株的化學(xué)成分進行分析，計算出其中共含碳２６７５Kg。２、據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過呼吸消耗的葡萄糖共２０４５Kg。３、１Kg葡萄糖儲存１．６Ｘ１０4ＫＪ能量。４、在整個生長季節(jié)里，入射到這塊玉米田的太陽能總量為８．５Ｘ１０9ＫＪ。請據(jù)以上數(shù)據(jù)計算：技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)1926年,美國一位生態(tài)學(xué)家研提示：這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，計算公式是(12＋18)/12×2675，這些葡萄糖儲存的能量是1.07×108kJ（計算公式是EG＝MG×1.6×104）；這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107kJ（計算公式為△E呼＝△MG×1.6×104）；這些玉米在整個生長季節(jié)所固定太陽能總量是1.3972×108kJ（計算公式為E固＝EG＋△E呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%；這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%（計算公式為η＝1.3972×108/8.5×109）提示：這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，計算公1、這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？答案：這些玉米含碳量折全成葡萄糖是：２６７５X30／12＝６６８７．５（Ｋg),這些葡萄糖儲存的能量是：６６８７．５Ｘ１．６Ｘ１０4＝１．０７Ｘ１０8（ＫＪ）2、這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？答案：這些玉米呼吸作用消耗的能量是：２０４５Ｘ１．６Ｘ１０4＝３．２７２Ｘ１０7（ＫＪ）技能訓(xùn)練：1、這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量3、這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能總量的比例是多少？答案：這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是：１．０７Ｘ１０8＋０．３２７２Ｘ１０8＝１．３９７２Ｘ１０8（ＫＪ）0.3272X108/1.3972X108=23.5%技能訓(xùn)練：4、這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？答案：這塊玉米田的能量利用效率是：１．３７９２Ｘ１０8／８．５Ｘ１０9＝１．６４％3、這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用本節(jié)知識體系能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網(wǎng)特點單向流動：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔：能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率為10%~20%。研究意義設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔柲鼙竟?jié)知識體系能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的練習(xí)基礎(chǔ)題1.A。2.D。3.B。拓展題（2）圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率。2.提示：不能。在一個封閉的系統(tǒng)中，物質(zhì)總是由有序朝著無序的方向（熵增加）發(fā)展。硅藻能利用獲取的營養(yǎng)通過自身的新陳代謝作用釋放能量，依靠能量完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化，維持其生命活動。練習(xí)1、下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（）A.能量流動是單向流動，逐級遞減的B.食物鏈越短，可供消費者的能量越多C.初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少D.營養(yǎng)級越多，散失的能量越多2、假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為１００％，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為（）A.４％和４％B.０.８％和０.８％C.４％和０.８％D.１０％和４％CC思維訓(xùn)練1、下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確2、假設(shè)一個生態(tài)系4、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最多有多少流入到第五營養(yǎng)級（）A.1/5B.1/125C.1/25D.1/6253、在一個處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動物能夠長時間存活，必須提供（）

A．o2B．H2oC．有機物D．太陽能BD思維訓(xùn)練4、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最3、在一個處于平衡狀態(tài)的5、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殼郎？

生產(chǎn)者固定的太陽能0思維訓(xùn)練5、在草原上，牛以草為食，屎殼郎以牛糞為食。生產(chǎn)者固定的太6、在一個草原生態(tài)系統(tǒng)中，如果要研究被第二營養(yǎng)級同化的能量去向，不應(yīng)包括下列選項中的A.羊的呼吸消耗量B.羊的糞便量C.羊的生長量 D.部分死亡羊的重量B7、某自然生態(tài)系統(tǒng)中由四種生物構(gòu)成的一條食物鏈：甲→乙→丙→丁，其中甲是自養(yǎng)型生物。在某一時間分別測得這四種生物所含的有機物總量分別為a、b、c、d。下列敘述正確的是()A.甲從無機環(huán)境中獲得的能量等于a所含的能量B.若b>0.2a，則此生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可能會受影響C.甲單一個體所含有機物的總量在四種生物中最多D.這四種生物個體的總和構(gòu)成一個自然生物群落B6、在一個草原生態(tài)系統(tǒng)中，如果要研究被第二營養(yǎng)級同化的能量去8、利用生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的原理，走“可持續(xù)發(fā)展”道路是人類的必然選擇。如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動圖解(能量單位為：J/cm2·a)。請回答：(1)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括

。(2)圖中A代表

，為保證各營養(yǎng)級都有較高的輸出量，隨營養(yǎng)級的升高，輸入的有機物應(yīng)增多，原因是

。生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用釋放的能量

能量流動逐級遞減

8、利用生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的原理，走“可持續(xù)發(fā)展”(3)該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量是

J/cm2·a，其中第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為

。(4)由于某種因素使得生產(chǎn)者短時間內(nèi)大量減少，一段時間后又恢復(fù)到原來水平，說明生態(tài)系統(tǒng)具有

能力，其基礎(chǔ)為

。(5)建立“?；~塘”生態(tài)系統(tǒng)主要遵循的生態(tài)工程基本原理有

。110

12.7%

自我調(diào)節(jié)負反饋調(diào)節(jié)物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理

(3)該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量是J/cm2·a，9、某研究性學(xué)習(xí)小組參觀某市市郊建立的以沼氣為中心，以保護生態(tài)環(huán)境為目標的“豬—沼—魚—肥—糧蔬”生態(tài)模式時繪出了如下模式圖，請分析回答：(1)構(gòu)建以沼氣為中心的“豬—沼—魚—肥—糧蔬”生態(tài)模式時所依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理是

，該生態(tài)系統(tǒng)最大的優(yōu)點是（2）、該生態(tài)系統(tǒng)的“基石”是

，若要生產(chǎn)3kg雞肉最少需要水稻和大豆共

kg。

物質(zhì)循環(huán)和能量流動實現(xiàn)物質(zhì)和能量的多級利用，減少環(huán)境污染

水稻和大豆

15

9、某研究性學(xué)習(xí)小組參觀某市市郊建立的以沼氣為中心，以保護生(3)沼氣池中有產(chǎn)甲烷菌和不產(chǎn)甲烷菌等微生物。其生態(tài)學(xué)作用主要是

。(4)若農(nóng)田內(nèi)有蟲害發(fā)生，采用何種措施既能保護環(huán)境又能有效防治害蟲？

。(5)水稻、大豆的秸稈除了圖中所示的用途外，還有哪些用途？(寫出2個)

分解有機物，產(chǎn)生沼氣

科學(xué)引入害蟲天敵防治、利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗害蟲農(nóng)作物等

①作為飼料養(yǎng)豬；②作為工業(yè)原料，廣泛用于造紙、制造建材、酒精和一次性包裝盒等(3)沼氣池中有產(chǎn)甲烷菌和不產(chǎn)甲烷菌等微生物。其生態(tài)學(xué)作用主ByebyeByebye能量流動的概念第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的過程能量流動的特點研究能量流動的實踐意義能量流動的概念第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的過程能假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落到一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只雞、15kg玉米。討論：你認為以下那種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？問題探討１．先吃雞，再吃玉米？２．先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？？假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落到一個荒島上，那里除１．先吃雞，再吃玉米？２．先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？？增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少?！蹋保瘸噪u，再吃玉米？增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。能量是一切生命活動的動力，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物圈中每一個完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個能量輸入、傳遞和輸出的系統(tǒng)。

一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念：閱讀”能量流動的過程”,思考下列問題:1、生態(tài)系統(tǒng)中所需要的能量主要來自于哪?能量流動是從什么地方開始的?生產(chǎn)者在能量流動過程中的作用是什么?2、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動能不能從動物開始?為什么?3、輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是多少?4、生產(chǎn)者固定的能量又是如何流入各級消費者的?二、能量流動的過程閱讀”能量流動的過程”,思考下列問題:二、能量流動的過程生產(chǎn)者（植物）能量在第一營養(yǎng)級中的變化初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸呼吸作用消耗分解者分解利用下一營養(yǎng)級攝食去路：來路：來自太陽能生產(chǎn)者能量在第一營養(yǎng)級中的變化初級消費者呼吸作用用于生長分初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失…...能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖呼吸作用消耗分解者分解利用下一營養(yǎng)級攝食去路：能量在第三第四營養(yǎng)級的變化與第二營養(yǎng)的變化情況大致相同。來路：來自上一營養(yǎng)級的同化量初級消費者用于生長次級消費者呼吸散失遺體初級消費者分解者利用最高級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖呼吸散失遺體殘骸最高級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失…能量流經(jīng)最高營養(yǎng)級示意圖來路：來自上一營養(yǎng)級的同化量呼吸作用消耗分解者分解利用去路：最高級消費者用于生長呼吸散失遺體最高級消費者分解者利用糞便呼生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸初級消費者(植食動物)呼吸次級消費者(肉食動物)呼吸分解者…呼吸三級消費者(肉食動物)

1.圖中的箭頭有哪些含義?

2.各營養(yǎng)級的能量來源是什么?

3.初級消費者體內(nèi)的能量有哪些去路?思考:呼吸太陽能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸初級消費者呼吸次級能量流動的過程（小結(jié)）1.能量流動的起點：生產(chǎn)者固定的太陽能2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能總量3.生產(chǎn)者固定太陽能的生理過程光合作用和化能合成作用，主要是光合作用4.生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能（除極少特殊空間外）能量流動的過程（小結(jié)）1.能量流動的起點：生產(chǎn)者固定的太陽能5.能量流動的途徑(渠道)：7.每個營養(yǎng)級的能量來源和去路：食物鏈和食物網(wǎng)6.能量流動的傳遞形式：有機物中的化學(xué)能5.能量流動的途徑(渠道)：7.每個營養(yǎng)級的能量來源和去路：8.能量的散失的形式：呼吸作用熱能，熱能是能量流動的最終歸宿9.能量散失的生理過程10.能量流動中能量形式的變化：太陽光能——有機物化學(xué)能——熱能11.箭頭由粗到細：表示流入下一個營養(yǎng)級的能量逐級遞減8.能量的散失的形式：呼吸作用熱能，熱能是能量流動的最終歸宿52生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件13.方塊面積越來越?。籂I養(yǎng)級別越高，保存在生物體內(nèi)的就越少14.藍色箭頭表示：該能量是散失到系統(tǒng)外的，不能再利用的能量12.能量流動的方向(以箭頭表示)：單向流動13.方塊面積越來越?。籂I養(yǎng)級別越高，保存在生物體內(nèi)的就越少初級消費者攝入（a）用于生長發(fā)育和繁殖(e)次級消費者攝入(i)散失遺體殘骸初級消費者同化(b)糞便(c)呼吸散失…...能量流經(jīng)營養(yǎng)級示意圖呼吸(d)未被利用（j）分解者利用(f)初級消費者用于生長次級消費者散失遺體初級消費者糞便(c)呼吸消費者攝入量（a）消費者同化量(b)=+糞便中的能量(c)即動物糞便中的能量不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，應(yīng)為上一個營養(yǎng)級固定或同化的能量。消費者同化量(b)=呼吸消耗(d)+生長發(fā)育和繁殖(e)生長發(fā)育和繁殖(e)=分解者利用（f）+下一營養(yǎng)級同化（i）+未被利用（j）消費者攝入量（a）消費者同化量(b)=+糞便中的能量(c)即注意1、每一營養(yǎng)級所固定的能量有三個去向：一部分用于生命活動，及一部分以熱能散失；一部分隨生物遺體、殘落物、排泄物被分解者分解釋放出來；一部分被下一營養(yǎng)級同化。2、被某一營養(yǎng)級生物攝入體內(nèi)的能量，并不是該營養(yǎng)級生物同化量，因為有一小部分能量存在于動物排出的糞便中，最終被分解者分解釋放出來。因此，真正流入下一營養(yǎng)級的能量，應(yīng)該是該營養(yǎng)級生物的同化量。即同化量=攝入量—糞便量。積累量=同化量—呼吸量注意1、每一營養(yǎng)級所固定的能量有三個去向：一部分用于生命活動3.消費者產(chǎn)生的糞便，不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實際與上一營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣，屬于上一營養(yǎng)級“進入分解者”的部分，但消費者“尿液”中的能量，應(yīng)屬該營養(yǎng)級同化能量的一部分。4.由于能量流動是逐級遞減的，能量流經(jīng)每一營養(yǎng)級時均有損耗，故食物鏈營養(yǎng)級環(huán)節(jié)越多，能量損耗越大，欲減少能量損耗應(yīng)縮短食物鏈。3.消費者產(chǎn)生的糞便，不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實際與上一對能量流動過程的定量分析,是研究能量流動規(guī)律的關(guān)鍵。

三、能量流動的特點對能量流動過程的定量分析,是研究能量流動規(guī)律的關(guān)鍵。三、1942年林德曼對賽達伯格湖能量流動的定量分析圖示1942年林德曼對賽達伯格湖能量流動的定量分析圖示數(shù)據(jù)分析與處理營養(yǎng)級流入能量流出能量（輸入后一營養(yǎng)級）出入比生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物分解者464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。（對于每一個營養(yǎng)級來講,輸入和輸出的能量是否相等?）2.計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比?資料分析數(shù)據(jù)分析與處理營養(yǎng)級流入能量流出能量出入比生產(chǎn)者植食性動物肉13.5％,20％10％～20％a.下一個營養(yǎng)級不能利用的能量。如：草根b.下一個營養(yǎng)級能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級百分比呢?(2)能量在相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(3)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=

20.06％62.8464.6×100％=

13.52％13.5％,20％10％～20％a.下3、流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百流到下一營養(yǎng)級？各營養(yǎng)級能量去路有三個，只有一部分是流入下一營養(yǎng)級的。大部分通過呼吸作用以熱能形式散失。4、對每個營養(yǎng)級來講，輸入和輸出的能量是否相等？輸入生產(chǎn)者的能量為

464.6

J/cm2.a，生產(chǎn)者輸出的總能量12.5+62.8+293+96.3=464.6J/cm2.a生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？3、流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百流到下一營養(yǎng)級？5、流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否反向流動？能否循環(huán)流動？如圖所示。生產(chǎn)者初級消費者次級消費者呼吸呼吸呼吸分解者不能，因為食物鏈營養(yǎng)級順序不可逆。5、流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否反向流動？能否循環(huán)流動？如圖所示

能量流動的特點1．單向流動(1)食物鏈中，相鄰營養(yǎng)級生物的吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)。因此能量不能倒流，這是長期自然選擇的結(jié)果。2．逐級遞減:

傳遞率為10％～20％(1)每個營養(yǎng)級的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。(2)各個營養(yǎng)級的生物都會因細胞呼吸消耗相當大的一部分能量，供自身利用和以熱能形式散失。這些能量是無法再利用的。(3)各營養(yǎng)級中的能量都要有一部分流入分解者。能量流動的特點能量流動特點的表示法金字塔能量流動特點的表示法金字塔種類：①能量金字塔（1）為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？（2）為什么“一山不容二虎”？低高低高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級金字塔種類：①能量金字塔（1）為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)能量金字塔如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？有沒有例外的情況？想一想：能量金字塔如果把單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高繪成圖，可以形成一個金字塔圖形，叫做“能量金字塔”。D第四營養(yǎng)級C第三營養(yǎng)級B第二營養(yǎng)級A第一營養(yǎng)級從圖可以看出，一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，能量流動過程中消耗量就越大。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般不超過4—5個營養(yǎng)級。能量金字塔如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的②數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者（野草）5842424株；初級消費者（草原動物、昆蟲）

708624只；次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）

354904只；三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹）

3只。

②數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：數(shù)量金字塔一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。當然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游藝機動物的總能量要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔形也會發(fā)生倒置。數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(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在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：鳥③生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游植物特殊情況：③生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游特殊情況：生態(tài)金字塔能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動的情況，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形有時會出現(xiàn)倒金字塔形生態(tài)金字塔能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來在一條食物鏈中，有低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級推算，低營養(yǎng)級比高營養(yǎng)級含量一定多的是能量而不是數(shù)量和生物量，數(shù)量和生物量均可出現(xiàn)倒置。天然生態(tài)系統(tǒng)其能量狀況表現(xiàn)為金字塔形狀時，方可維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，從而維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。而人工生態(tài)系統(tǒng)因能量可人為補充，可能會使能量金字塔出現(xiàn)倒置狀況。在一條食物鏈中，有低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級推算，低營養(yǎng)級比高營養(yǎng)級

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（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“一山不容二虎”?遷移創(chuàng)新：根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為10％－20％。

所以,食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，能量流失就越多。2.食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級?遷移創(chuàng)新：為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向能量流動有關(guān)計算2、在能量流動的相關(guān)問題中，若題干中未作具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率為10％，最高效率為20％。1、能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級的同化量/上一營養(yǎng)級的同化量同化量=攝入量-糞便量能量流動有關(guān)計算2、在能量流動的相關(guān)問題中，若題干中未作具體3、在已知較高營養(yǎng)級生物的能量求較低營養(yǎng)級生物的能量時，若求“最(至)多”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最低”效率傳遞；若求“最(至)少”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最高”效率傳遞。需能量最多：需能量最少：選最短食物鏈按÷20%計算選最長食物鏈按÷10%計算按÷10%計算按÷20%計算食物鏈食物鏈食物網(wǎng)食物網(wǎng)3、在已知較高營養(yǎng)級生物的能量求較低營養(yǎng)級生物的能量時，若求4、已知較低營養(yǎng)級生物的能量求較高營養(yǎng)級生物的能量時，若求“最(至)多”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最高”效率傳遞；若求“最(至)少”值，則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最低”效率傳遞。增最多能量：增最少能量：選最長食物鏈按×10%計算選最短食物鏈按×20%計算按×10%計算食物鏈食物網(wǎng)按×20%計算食物鏈食物網(wǎng)4、已知較低營養(yǎng)級生物的能量求較高營養(yǎng)級生物的能量時，若求“在綠色植物→鼠→貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少需要消耗綠色植物______Kg，至多需要消耗綠色植物______Kg。X×20%×20%=1Kgx=25Kg25X×10%×10%=1Kgx=100Kg100如綠色植物固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.1000×20%×20%=40焦耳1000×10%×10%=10焦耳

1040在綠色植物→鼠→貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動的特點進行計算:牧草鼠蛇貓頭鷹如果牧草固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.若貓頭鷹要獲得1千焦能量,則至少消耗掉牧草所固定的______千焦能量,最多消耗牧草固定的______千焦能量.140251000根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動的特點進行計算:牧草在具體計算中，會遇到這樣的問題（如圖1所示）：⑴a為生產(chǎn)者，它通過①、②、③三條途徑分別為b、d、e提供能量，那么a到底為b、d、e各提供多少能量？⑵e為最高營養(yǎng)級，它通過②、④、⑤三條途徑分別從a、c、d三處獲得能量，那么e到底從a、c、d各獲得多少能量？以上兩個問題，在具體計算過程中，除非題目中特別說明，否則絕對不能按比例平均分配能量。所以在計算過程中，必須確定兩個比例，即：在具體計算中，會遇到這樣的問題（如圖1所示）：在右下圖食物網(wǎng)中，鳥的動物性食物所占的比例為a，若要使鳥體內(nèi)有機物增加x，至少需要消耗草的有機物的量為y，那么（）A．y＝20ax+5x

B．y＝90ax+10xC．y＝25ax+5x

D．y＝100ax+10xA在右下圖食物網(wǎng)中，鳥的動物性食物所占的比例為a，若要使鳥體內(nèi)討論：１、如何確定一個草場的載畜量，以防止由于過度放牧而使草場退化？２、在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中怎樣使能量更多的流向?qū)θ祟愑幸娴牡胤?？討論：１、如何確定一個草場的載畜量，以防止２、在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（四）研究能量流動的意義通過研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，使我們可以知道，雖然我們不可以改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律，但可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠??？梢钥茖W(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。生態(tài)農(nóng)業(yè)例如：1、?；~塘2、農(nóng)田沼氣利用3、草原合理放牧（四）研究能量流動的意義通過研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，使我們可

名師點睛：在設(shè)計、分析農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)或物質(zhì)循環(huán)、能量流動在生產(chǎn)實際的運用時，經(jīng)常會涉及到一些生態(tài)規(guī)律，需要記?。喝祟惖某?、灌溉、施肥等活動，是設(shè)法調(diào)整能量流動的關(guān)系，使能量盡可能流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?；設(shè)計農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是利用了物質(zhì)和能量的多級利用。名師點睛：加工廠?；峄袡C物質(zhì)甘蔗蔗葉塘泥蠶繭蠶糞塘泥魚魚塘

?；~塘“?；~塘”的設(shè)計理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。加工廠?；峄袡C物質(zhì)甘蔗蔗葉塘泥蠶繭蠶糞塘泥魚魚塘思考題如何讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的水稻果實和秸桿持續(xù)高效地流向人類？提供糧食提供飼料喂家禽、家畜秸桿做食用菌養(yǎng)料制沼氣燃料等(多級利用)思考題如何讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的水稻果實和提供糧食(多級生態(tài)農(nóng)業(yè)：生態(tài)農(nóng)業(yè)是指利用人、生物與環(huán)境之間的能量流動規(guī)律和生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，結(jié)合本地資源結(jié)構(gòu)，建立一個或多個“一業(yè)為主、綜合發(fā)展、多級轉(zhuǎn)換、良性循環(huán)”的高效無廢料的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。如：北京大興區(qū)留民村生態(tài)農(nóng)場，留民營是聯(lián)合國授予的全球環(huán)保500佳之一，是著名的中國生態(tài)農(nóng)業(yè)第一村，開展旅游觀光已有20年的歷史，吸引了世界138個國家和地區(qū)的游客。留民營已形成了以沼氣為中心，串聯(lián)各業(yè)良性循環(huán)的生態(tài)體系,。一種、二養(yǎng)、三加工，產(chǎn)、供、銷一體化的生產(chǎn)模式，取得了良好的經(jīng)濟效益、社會效益和經(jīng)濟效益，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達1.42億元，人均收入98000元，是京郊乃至全國的涉外窗口。生態(tài)農(nóng)業(yè)：生態(tài)農(nóng)業(yè)是指利用人、生物與環(huán)境之間的能水稻家禽,家畜沼氣池(含微生物)食用菌人飼料糞肥菌渣等糞便糞便沼渣沼渣沼液作肥料秸稈燃料燃料生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式示意圖水稻家禽,家畜沼氣池食用菌人飼料糞肥菌渣等糞便糞便沼渣沼渣沼設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用四、研究能量流動的實踐意義1、實現(xiàn)能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量的利用率農(nóng)田除雜草，滅蟲、滅鼠、剪枝2、合理調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠衷O(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用四、研究能量流ＳＴＳ與社會的聯(lián)系ＳＴＳ與社會的聯(lián)系（五）調(diào)查參考調(diào)查點：稻田生態(tài)系統(tǒng)組成成分：（1）非生物的物質(zhì)和能量；（2）生產(chǎn)者：水稻、雜草、浮游植物等；（3）消費者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動物、昆蟲、鳥類等；（3）分解者：多種微生物。問題提示：1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長。2.初級消費者有：田螺、浮游動物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對水稻生長構(gòu)成危害，田螺、植食性魚數(shù)量較多時也會對水稻生長構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動物的危害。（五）調(diào)查（五）調(diào)查3.次級消費者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費者對水稻生長利大于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標。5.農(nóng)民對秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過建造沼氣池，實現(xiàn)能量的多級利用。（五）調(diào)查技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)

1926年,美國一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動情況,得到如下數(shù)據(jù)。1、這塊玉米田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000Kg。通過對玉米植株的化學(xué)成分進行分析，計算出其中共含碳２６７５Kg。２、據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過呼吸消耗的葡萄糖共２０４５Kg。３、１Kg葡萄糖儲存１．６Ｘ１０4ＫＪ能量。４、在整個生長季節(jié)里，入射到這塊玉米田的太陽能總量為８．５Ｘ１０9ＫＪ。請據(jù)以上數(shù)據(jù)計算：技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)1926年,美國一位生態(tài)學(xué)家研提示：這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，計算公式是(12＋18)/12×2675，這些葡萄糖儲存的能量是1.07×108kJ（計算公式是EG＝MG×1.6×104）；這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107kJ（計算公式為△E呼＝△MG×1.6×104）；這些玉米在整個生長季節(jié)所固定太陽能總量是1.3972×108kJ（計算公式為E固＝EG＋△E呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%；這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%（計算公式為η＝1.3972×108/8.5×109）提示：這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，計算公1、這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？答案：這些玉米含碳量折全成葡萄糖是：２６７５X30／12＝６６８７．５（Ｋg),這些葡萄糖儲存的能量是：６６８７．５Ｘ１．６Ｘ１０4＝１．０７Ｘ１０8（ＫＪ）2、這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？答案：這些玉米呼吸作用消耗的能量是：２０４５Ｘ１．６Ｘ１０4＝３．２７２Ｘ１０7（ＫＪ）技能訓(xùn)練：1、這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量3、這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能總量的比例是多少？答案：這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是：１．０７Ｘ１０8＋０．３２７２Ｘ１０8＝１．３９７２Ｘ１０8（ＫＪ）0.3272X108/1.3972X108=23.5%技能訓(xùn)練：4、這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？答案：這塊玉米田的能量利用效率是：１．３７９２Ｘ１０8／８．５Ｘ１０9＝１．６４％3、這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用本節(jié)知識體系能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網(wǎng)