第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)（第二課時(shí)）

一、生態(tài)金字塔用相應(yīng)面積或體積的圖形表示：思考：表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)，逐級遞減的特點(diǎn)，除了用圖中數(shù)字表示外，你還能用什么方法可以更清晰地展現(xiàn)其特點(diǎn)呢？生產(chǎn)者464.6植食性動(dòng)物62.8肉食性動(dòng)物12.6能量金字塔1能量金字塔將單位時(shí)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(gè)金字塔圖形。直觀地反映出生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間能量的關(guān)系。通常呈

的正金字塔。上窄下寬能量在流動(dòng)中總是

的。逐級遞減特例：某些人工生態(tài)系統(tǒng)（如人工魚塘、城市）可呈現(xiàn)倒置情況。(1)概念：(2)意義：(3)特點(diǎn)：(4)原因：需要從該生態(tài)系統(tǒng)外輸入大量的有機(jī)物，如流入魚塘生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能+飼料中的化學(xué)能。肉食性動(dòng)物12.6生產(chǎn)者464.6植食性動(dòng)物62.8高低能量低營養(yǎng)級高表示各營養(yǎng)級的生物個(gè)體的數(shù)目比值關(guān)系，即為數(shù)量金字塔。(1)概念：也可呈上寬下窄

的金字塔形，如

。一般呈

的金字塔；上窄下寬倒置昆蟲和樹(2)特點(diǎn)：如果消費(fèi)者個(gè)體小而生產(chǎn)者個(gè)體大，如昆蟲和樹。那么該數(shù)量金字塔？營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個(gè)體數(shù)量昆蟲樹(3)意義：直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級的生物個(gè)體的數(shù)目比值關(guān)系。2數(shù)量金字塔3生物量金字塔用同樣的方法表示各營養(yǎng)級的生物量（每個(gè)營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總干重），即為生物量金字塔。(1)概念：問：每個(gè)營養(yǎng)級有機(jī)物的干重來源你知道嗎？第一營養(yǎng)級：生產(chǎn)者所固定的有機(jī)物第二及其他營養(yǎng)級：直接或間接來自生產(chǎn)者所固定的有機(jī)物所以你知道生物量金字塔的形狀嗎？3生物量金字塔大多呈

的金字塔。上窄下寬一般來說植物的總干重通常

植食性動(dòng)物的總干重，而植食性動(dòng)物的總干重也

肉食性動(dòng)物的總干重。大于大于(2)特點(diǎn)：(3)原因：第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級營養(yǎng)級96114生物量第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級營養(yǎng)級421生物量有時(shí)也可呈“倒置的金字塔形”你知道其中的原因嗎？原因主要是初級消費(fèi)者（浮游動(dòng)物）大量攝食生產(chǎn)者（浮游植物），使生產(chǎn)者的生物量僅能維持在一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃?。但是浮游植物生長速率遠(yuǎn)大于浮游動(dòng)物，能夠快速地補(bǔ)充被浮游動(dòng)物攝食消耗掉的部分，這樣浮游植物才能以較低的生物量支持浮游動(dòng)物較高的生物量。從某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上看，浮游動(dòng)物的生物量高于浮游植物，生物量金字塔倒置；而從一段時(shí)間上看，浮游植物的生物量（包含已被攝食掉的部分）仍高于浮游動(dòng)物，生物量金字塔并沒有真正倒置。(4)意義：直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總干重的關(guān)系。能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義特點(diǎn)象征意義單位時(shí)間內(nèi)，食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所同化的能量的多少自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔能量在流動(dòng)過程中總是逐級遞減單位時(shí)間內(nèi)，每一營養(yǎng)級生物的有機(jī)物的總干重一般為正金字塔,有時(shí)會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總干重)隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而減少每一營養(yǎng)級生物個(gè)體的數(shù)目一般為正金字塔,有時(shí)會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少生態(tài)金字塔的比較二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義甘蔗和大豆間種冬小麥夏玉米套作蔬菜大棚中的多層育苗稻-萍-蛙立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1、有哪些措施能增加流入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量？間作：一般指幾種作物同時(shí)期播種套種：幾種作物不同時(shí)期播種2、間作、套種為什么可以增加流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量？（2）不同層次的作物利用不同強(qiáng)度的太陽能；（1）充分利用了空間；（一）幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義（二）幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。實(shí)現(xiàn)了對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率作物采摘后剩下的秸稈仍儲存大量能量，能否采取措施，增加對秸稈中能量的利用率？用秸稈作飼料糞便制作沼氣沼渣肥田

能量利用率=能量傳遞效率?概念辨析：能量傳遞效率與能量利用率傳遞效率=上一營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量×100%能量利用率=生產(chǎn)者固定總能量流入最高營養(yǎng)級的能量×100%①能量傳遞效率：能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級之間傳遞。②能量利用率：流入最高營養(yǎng)級的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或考慮分解者的參與，以實(shí)現(xiàn)能量的多級利用。注意：(1)能量利用率≠能量傳遞效率;(2)食物鏈越

，能量利用率越高;(3)能量傳遞效率在10-20%之間，一般不能提高。短二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義放牧量太少過度放牧合理放牧（三）從能量流動(dòng)的角度分析，合理放牧、稻田除草除蟲的意義是什么？

調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)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?。稻田除草、除蟲牲畜過少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜過多，就會造成草場的退化，使畜產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。思維訓(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(dòng)情況，得到如下數(shù)據(jù)。1.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(jìn)行分析，計(jì)算出其中共含碳2675kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個(gè)生長過程中，通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。4.在整個(gè)生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能總量8.5×109kJ。1.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(jìn)行分析，計(jì)算出其中共含碳2675kg。X*72/180=2675儲存的能量為：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ問：這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？

2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ合作探究十二：這些玉米在整個(gè)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？

問：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？

2.據(jù)他估算，這些玉米在整個(gè)生長過程中，通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。設(shè)葡萄糖為X,則X=6687.5kg3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。1.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(jìn)行分析，計(jì)算出其中共含碳2675kg。X*72/180=2675儲存的能量為：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ問：這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？

2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ問：這些玉米在整個(gè)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？

問：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？

2.據(jù)他估算，這些玉米在整個(gè)生長過程中，通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。設(shè)葡萄糖為X,則X=6687.5kg3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。4.在整個(gè)生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能總量8.5×109kJ。玉米固定的太陽能總量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108呼吸消耗能量占固定太陽能的比例為:3.272×107/1.3972×108=23.4%X*72/180=2675儲存的能量為：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ問：這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？

2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ問：這些玉米在整個(gè)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？

問：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？

設(shè)葡萄糖為X,則X=6687.5kg4.在整個(gè)生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能總量8.5×109kJ。玉米固定的太陽能總量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108呼吸消耗能量占固定太陽能的比例為:3.272×107/1.3972×108=23.4%問：這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？

利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%根據(jù)計(jì)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)能量利用和散失的比例太陽能：8.5×109kJ玉米種群利用：1.3972×108kJ,1.64%呼吸作用：3.272×107KJ，23.4%儲存：1.07×108KJ，76.6%散失小試牛刀1.如圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是A.Ⅰ是消費(fèi)者B.Ⅳ為分解者C.E1為太陽能，E2為熱能D.能量可在食物鏈中循環(huán)利用√小試牛刀2.甲、乙、丙、丁是某同學(xué)繪制的生態(tài)金字塔。下列與之相關(guān)的說法，錯(cuò)誤的是A.生態(tài)金字塔包括能量金字塔、生物量金字

塔和數(shù)量金字塔，基本呈現(xiàn)圖丙所示形態(tài)B.由于能量流動(dòng)具有逐級遞減的特征，能量

金字塔通常呈現(xiàn)圖丙所示形態(tài)C.不能用圖甲表示生物數(shù)量金字塔D.生態(tài)金字塔中每一層代表一個(gè)營養(yǎng)級，分解者不包含在其中√3.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的原理在實(shí)踐中的應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是A.除蟲、除草可以讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量更多地流向?qū)θ祟惛幸娴?/p>

部分B.多途徑利用農(nóng)作物可以實(shí)現(xiàn)對生態(tài)系統(tǒng)中能量的多級利用C.根據(jù)草場能量流動(dòng)的特點(diǎn)，可以合理確定草場的載畜量，從而保持畜

產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)D.“?；~塘”的生產(chǎn)方式，在桑、蠶、魚之間形成良性循環(huán)，將提高

能量傳遞效率√小試牛刀拓展應(yīng)用1.下圖是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖。圖a中農(nóng)作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料,都與圖b相同。(1)分析這兩幅圖,完成這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解。農(nóng)作物家禽、家畜人糞肥飼料食物糞肥食物太陽能農(nóng)作物家畜、家禽人圖a能量流動(dòng)圖解農(nóng)作物家禽、家畜人燃燒沼氣池(含微生物)食用菌糞肥飼料糞肥糞肥菌渣等秸稈沼渣沼液做肥料沼渣圖b太陽能農(nóng)作物家畜、家禽人沼氣池(含微生物)食用菌圖b能量流動(dòng)圖解拓展應(yīng)用

圖b所示的生態(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(shí)現(xiàn)了能量多級、充分利用，提高了能量的利用率。1.下圖是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖。圖a中農(nóng)作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料,都與圖b相同。(2)哪個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類所利用？為什么？2.將一塊方糖放入水中，方糖很快溶解，消失得無影無蹤。溶解在水中的方糖還能再自行