高中生物新人教版必修三5.2《生态系统的能量流动》课件

(共35张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
第五章 生态系统及其稳定性
复 习 引 入
大气中
的CO2
甲
乙
丙
生产者
消费者
分解者
能量流动的分析
能量流动的分析
能量流动的过程
地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。
进入生态系统中生物体的能量是生产者光合作用吸收的能量。这些能量固定到生产者所制造的有机物中。
进入生态系统中的太阳能约占太阳向地球输送能量的1%。
能量流动的过程
输入第一营养级的能量转移方向：
（1）呼吸作用中热能散失
（2）生产者自身的生长、发育和繁殖消耗
（3）残枝败叶带走的能量
（4）储存于植物体中的有机物的能量。
能量流动
的过程
能量流动的过程
能量流动的特点
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量
能量流动的特点
营养级 流入能量 流出能量 （输入后一个营养级） 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
分解者
464.6
62.8
13.52%
62.8
12.6
20.06%
12.6
14.6
能量流动的特点
第一、能量流动不是循环的而是单向的：从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。
第二、能量流动是逐级递减的,传递率为10％～20％，一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为10％～20％，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。
能量流动
的特点
A
B
C
D
p
1'C
2'C
3'C
4'C
p
1'C
2'C
3'C
4'C
p
1'C
2'C
p
1'C
2'C
3'C
3'C
数量
能量
落叶林
草地
落叶林及草地数量和能量金字塔
能量流动的特点
引申
为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？
为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却有百万昆虫
人增加一千克，要消耗多少克的植物？
(从不同食物链考虑)
生物富集作用
生物富集作用
2、下图是草原生态系统中的一条食物链
及能量流动图解，回答问题。
①图中D表示______。
②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，
若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能
量为______千焦，狼获得的能量中，草应
供给这条食物链的能量为______千焦。
③图中各营养级通过A______作用被消耗，
通过B______利用，而B又通过C______
被消耗。
太阳能
1.6
200
呼吸
分解者
呼吸作用
假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是（ ）
解析：第三营养级所利用的能量= 24000千焦 × （15%）3-1= 540千焦 ；第四营养级所利用的能量= 24000千焦 × （15%）4-1=81千焦。
有关计算
在图中海鸟获得能量最多的食物链是_______ 。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是___________千克。
有关计算
甲壳类
水绵
海鸟
水蚤
大鱼
小鱼
淡水虾
水藻→甲壳类→海鸟
25
表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同化能量为2×107KJ，则鹰最终获得的能量是________________。要使鹰的数量最多它应处于___________营养级。
有关计算
5×104+104+5×102=60500KJ
3
鹰
鸟
蛇
蛙
鼠
昆虫
植物
60500KJ
图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108 kJ，从理论上计算A贮存的总能量最少为_________ kJ。
有关计算
4.8×107
A
C
E
D
B
研究能量流动的意义
人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。
生态村
研究能量流动的意义
例如，在草原牧场上，应该养多少头羊才合适
又如森林应在什么时候开采利用是最合算的
最大总光合量/%
总初级生产量
净初级生产量
叶面指数
研究能量流动的意义
谷粒作物栽培时应考虑如何更有效地利用农田面积的问题
纤维素是地球上十分丰富的有机物之一，然而人类不能消化纤维素，如何利用纤维素呢
海洋、湖泊和河流中有大量的浮游植物和动物，人类目前还无法直接获取或利用，那该如何办呢？
研究能量流动的意义---生态农业
生态农业系统是1个自然-经济-社会复合系统，包括人类在内的系统中生物成员与环境具有内在的和谐性，生态农业着眼于系统各组分的互相协调和系统水平的最适化，着眼于系统具有最大的稳定性和以最少的投入取得最大的经济、生态与社会效益，而这一特定的目标和指导思想是以生态学、生态经济学原理为其理论基础建立起来的。生态农业实践的理论指导依据主要包括：生物与环境的协同进化原理，生态系统中生物与环境之间存在着复杂的物质、能量交换关系，环境影响生物，生物也影响环境，两者互相作用，协同进化。
时空结构型含山体生态梯度开发型、林果立体间套型、农田立体间套型、水域立体种养型和庭院立体种养型
研究能量流动的意义---生态农业
佛山地区的桑基鱼塘
研究能量流动的意义---生态农业
研究能量流动的意义---生态农业

1987年联合国环境规划署命名留民营村为"世界生态农业新村"，并被评为全球环境保护500佳
调查
参考调查点：稻田生态系统
组成成分：
（1） 非生物的物质和能量；
（2） 生产者： 水稻、杂草、浮游植物等；
（3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；
（4）分解者：多种微生物。
1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
3.次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
技能训练：分析和处理数据
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12+18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ（计算公式是EG=MG×1.6×107）；
这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ（计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107）；
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011kJ（计算公式为E固=EG+ΔE呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；
这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012）。
练习
基础题
1.A。2.D。3.B。
拓展题
（2）图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
2.不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向（熵增加）发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。