1、3.2 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（課時2）教學(xué)目標(biāo)1.用生態(tài)金字塔表征生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級間的能量、生物量或數(shù)量等關(guān)系。2.概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。3.嘗試調(diào)查當(dāng)?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性知識回顧1.能量流動的過程三級消費者肉食性動物次級消費者肉食性動物初級消費者植食性動物生產(chǎn)者綠色植物呼吸作用分解者呼吸作用2.能量流動的特點單向流動 逐級遞減除了用圖中數(shù)字表示外，還能用什么方法表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動逐級遞減的特點呢？任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。如果一個生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時期內(nèi)沒有能量（太陽能或化學(xué)能）輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰

2、。知識回顧如果將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列，可形成一個金字塔圖形，叫作能量金字塔。生態(tài)金字塔能量金字塔1.能量金字塔由于能量在流動過程中總是逐漸遞減的，因此，能量金字塔通常都是上窄下寬的金字塔。(正金字塔)第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級能量遞減營養(yǎng)級遞增特點生態(tài)金字塔能量金字塔能量沿著食物鏈的流動是逐級遞減的，那么營養(yǎng)級越高，所獲取的能量越少，當(dāng)營養(yǎng)級到五或六級時，傳遞到該營養(yǎng)級的能量就不足以維持一個種群的生存了?！币粭l食物鏈一般不能超過五個營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級能量遞減營養(yǎng)級遞增生態(tài)金字塔能量金字塔生

3、態(tài)金字塔數(shù)量金字塔消費者體型較大時，數(shù)量金字塔一般為上窄下寬(正金字塔形)消費者體型較小時，數(shù)量金字塔一般為上寬下窄(倒金字塔形)營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數(shù)量昆蟲樹營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數(shù)量羊草定義將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目轉(zhuǎn)化為相應(yīng)面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列，可形成一個金字塔圖形，叫做數(shù)量金字塔。特點數(shù)量金字塔可正、可倒。生物量在某一特定時刻調(diào)查時，生態(tài)系統(tǒng)單位面積內(nèi)所積累的有機物的量。gm-2定義實質(zhì)生物量實際上是凈生產(chǎn)量的積累量。某一時刻的生物量就是在此時刻以前生態(tài)系統(tǒng)積累下來的有機物的量。凈生產(chǎn)量生物量一段時間 積累gm-2gm-2a-1凈

4、生產(chǎn)量如同速度，生物量則如同位移。生態(tài)金字塔為了彌補數(shù)量金字塔的不足，人們改用各營養(yǎng)級生物量（某一時刻每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重）之間的關(guān)系，構(gòu)建了生物量金字塔。在某一時刻統(tǒng)計的生物量，生產(chǎn)者的數(shù)量會小于初級消費者，生物量金字塔也會倒置。 如某一特殊的海域收到氣候等因素的影響。生態(tài)金字塔生物量金字塔名稱某湖泊某海峽P8094C13721C211-能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。 能量金字塔能更客觀、準(zhǔn)確的表示能量在各營養(yǎng)級間的傳遞規(guī)律。能量金字塔絕不會像生物量金字塔和數(shù)量金字塔那樣在某些生態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)倒金字塔形。金字塔無論倒置與否，生產(chǎn)者所固定的能量也必定多于消費者

5、所生產(chǎn)的能量（無例外），因為消費者的能量歸根結(jié)底是靠取食生產(chǎn)者而轉(zhuǎn)化來的。一般情況下，陸生生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級之間大約只有10%的能量能夠傳遞到下一個營養(yǎng)級，而在海洋生態(tài)系統(tǒng)中會大于10%，但能量的遞減規(guī)律是不變的。生態(tài)金字塔1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量。蔬菜大棚中的多層育苗農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的間種套作稻萍蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式研究能量流動的實踐意義2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。實現(xiàn)能量多級利用，從而大大提高能量的利用率飼料稻谷人類秸桿糞一級利用牛太陽能二級利用焚燒水稻食用

6、菌二級利用菌渣豬、羊三級利用沼氣池糞三級利用研究能量流動的實踐意義研究能量流動的實踐意義3.合理調(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?。合理確定牧場載畜量果樹修剪農(nóng)田除草果實牲畜莊稼人某小組同學(xué)準(zhǔn)備對當(dāng)?shù)氐咎锷鷳B(tài)系統(tǒng)進行調(diào)查，他們設(shè)計的調(diào)查問題如下：前期準(zhǔn)備該稻田除水稻外，還有哪些生產(chǎn)者?農(nóng)民用什么方法控制這些生產(chǎn)者的數(shù)量?初級消費者有哪些?他們對水稻有利還是有害?對這些初級消費者農(nóng)民分別采取了哪些措施?次級消費者有哪些?他們與水稻是什么關(guān)系?農(nóng)民對水稻秸稈是如何處理的?農(nóng)民利用什么方法提高水稻的光能利用率?調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動

7、情況資料1：拍攝的稻田生態(tài)系統(tǒng)中部分生物的照片。資料2：當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對害蟲、雜草、秸稈的處理措施青蛙水稗草陌上菜跳蛛田螺鴨舌草稻螟蟲對水稻秸稈的處理：部分喂牛、部分焚燒 水稻的根在田中漚肥。對雜草與害蟲使用除草劑與殺蟲劑處理。調(diào)查結(jié)果調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況調(diào)查結(jié)果分析通過查閱調(diào)查的圖片資料，分析該生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有哪些？稻田生態(tài)系統(tǒng)的組成成分非生物的物質(zhì)與能量陽光、空氣、水分、熱、土壤、無機鹽等生產(chǎn)者水稻、鴨舌草、稗草等12種雜草、浮游植物消費者以水稻葉為食的昆蟲稍娛蟲、稻飛虱、黑尾葉蟬等 捕食害蟲的動物蜘蛛（包括圓蛛、跳蛛、小黑妹）、青蛙等 以浮游植物為食的動物 浮游動物、底棲動物（田

8、螺、搖蚊）分解者土壤中微生物、水中底棲動物田螺、搖蚊、蚯蚓等動物調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況繪制該生態(tài)系統(tǒng)的部分能量流動圖，思考稻田生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的主體是什么？其他生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者分別有哪些？它們與農(nóng)作物是什么關(guān)系？有害還是有益？太陽能水稻稻飛虱稻螟蟲青蛙跳蛛鴨舌草水稗草調(diào)查結(jié)果分析調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況調(diào)查結(jié)果分析將害蟲與益蟲進行歸類，簡化表示該生態(tài)系統(tǒng)能量流動關(guān)系調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況結(jié)合以上分析，提出提高稻田產(chǎn)量，使稻田能量最大限度流入人類的新措施。提高水稻光合效率、減少雜草的競爭、減少害蟲取食造成能量流失是否有將害蟲與雜草中能量通過二次轉(zhuǎn)化，被人類利用

9、的方法呢？調(diào)查結(jié)果分析思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)1926年，一位生態(tài)學(xué)家研究一塊玉米田的能量流動情況，得到如下數(shù)據(jù)：這塊田共收割玉米約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。據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過細胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。1kg葡萄儲存1.6104kJ能量在整個生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能總量為8.5109kJ。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算：1)這些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？葡萄糖為：(12+18)/122675=6687.5kg儲存的能量為：6687.51.6104=1.0710

10、8kJ2)這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是：20451.6104kJ=3.272107kJ思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)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的比例是多少？這些玉米固定的太陽能總量是：1.07108+3.272107=1.3972108kJ呼吸消耗能量占固定太陽能的比例為：3.272107/1.3972108=23.4%4)這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？利用效率=1.3972108/8.5109=1.64%思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)5)根據(jù)計算結(jié)果，畫出能量流經(jīng)該玉米種群的圖解，圖解中應(yīng)標(biāo)明各環(huán)節(jié)能量利用和

11、散失的比例。玉米種群太陽能：8.5109kJ散失利用:1.3972108kJ，1.64%呼吸作用3.272107kJ，23.4%儲存1.07108kJ，76.6%生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程熱能形式太陽能-化學(xué)能-熱能生產(chǎn)者固定的能量食物鏈、食物網(wǎng)特點：單向流動、逐級遞減傳遞效率：約為10%20%輸入傳遞途徑轉(zhuǎn)化散失生態(tài)金字塔及實踐意義課堂小結(jié)一、概念檢測1.生態(tài)系統(tǒng)中所有生物的生命活動都需要能量，而不同營養(yǎng)級的生物獲取能量的途徑是有差別的。據(jù)此判斷下列表述是否正確。（1）太陽能只有通過生產(chǎn)者才能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中。（ ）（2）生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少。（ ）（3）能量沿食物鏈流動是單向的。（ ）2.流經(jīng)神農(nóng)架國家級自然保護區(qū)的總能量是（ ）A.該保護區(qū)中生產(chǎn)者體內(nèi)的能量B. 照射到該保護區(qū)中的全部太陽能C.該保護區(qū)中生產(chǎn)者所固定的太陽能D.該保護區(qū)中所有生產(chǎn)者、消費者、分解者體內(nèi)的能量C課后練習(xí)3.在一定時間內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a、b、c之間的關(guān)系是（ ）A.a=b+c B.ab+c C. ab+c D.c=a+b二、拓展應(yīng)用1.下圖是兩個農(nóng)業(yè)生態(tài)系