3.2.2 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 课件 （共34页PPT）2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 3.2.2 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 课件 （共34页PPT）2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-12 22:32:33 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
第2课时
第3章 第2节生态系统的能量流动
人教版高中生物 选择性必修2
生态金字塔和
研究能量流动的实践意义
学习目标
1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系(难点)。
2.尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，认同研究能量流动具有实践意义(重点)。
情境回顾
月宫一号
“月宫一号”目的是为了提供地外生命保障，所有的生物部件（动物、植物、功能微生物）都是经过筛选并进行大量实验研究，实现精确量化，经过定量计算设计完成的。黄粉虫中富含氨基酸、微量元素、维生素、抗菌肽、几丁质和壳聚糖等成分，并且无气味，易培养、无废物污染。
事实1
科学家是用何种方式对"月宫一号"微生态系统中动物、植物进行量化的呢？
学生丰富食物链：”水稻/蔬菜叶→黄粉虫→鸡/鸭→人”后，各种指标怎么统计？
如果将生态系统各营养级间的关系，由低到高绘制成图，通常呈现一个金字塔图形，称为生态金字塔。
一
生态金字塔
一
除了用图中数字表示外，你还能用什么方法
表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？
传递效率：10%～20%
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
构建生态系统能量流动金字塔
任务1
第一营养级
第二营养级
第三营养级
营养级 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
1.赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位：J/(cm2·a)]
请根据表格数据，建构生态系统的能量金字塔。
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
一
生态金字塔
一
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
地反映出生态系统各营养级间能量的关系。
(自然生态系统一定为正金字塔）
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
直观
通常呈 的金字塔。
上窄下宽
能量在流动中总是逐级递减的
（4）原因：
1.能量金字塔
一
生态金字塔
一
下图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？
从生态系统外输入大量的有机物
思考？
构建生态系统生物量金字塔
任务2
(1)根据表格，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
2.生态学家调查了不同生态系统中的生物量，所得数据如下面表格所示。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
某湖泊
某海域
构建生态系统生物量金字塔
任务2
(2)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
2.生态学家调查了不同生态系统中的生物量，所得数据如下面表格所示。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
某海域
海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的多。
一
生态金字塔
一
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
大多也是上窄下宽的正金字塔形。
能量在流动中总是逐级递减的。
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
（4）原因：
2.生物量金字塔
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
809
37
11
1.5
干重 g/m2
构建生态系统生物数量金字塔
任务3
3.生态学家调查了夏季两个生态系统的生物个体数量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示(单位为个·hm－2)。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
构建生态系统生物数量金字塔
任务3
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
(1)根据表格，分别建构两个生态系统的数量金字塔。
某草地
某温带森林
构建生态系统生物数量金字塔
任务3
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
(2)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
某温带森林
当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
如、昆虫和树
一
生态金字塔
一
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。
一般是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形。
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
3.数量金字塔
如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒金字塔形。
树→昆虫→螳螂→黄雀
一
生态金字塔
一
生态金字塔
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，
不出现倒置现象呢？
能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
核心归纳
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层 含义
特点
象征 意义
单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
跟踪训练
B：a：生产者、b:初级消费者、c：次级消费者、d：三级消费者
A.图中所有生物构成一条食物链
B.该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者
C.从图中可以看出，一个生态系统中营养级越多，
在能量流动过程中消耗的能量就越多
D.对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很
多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态
√
1.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是
A：a~d代表的是营养级的能量
食物链是种群间的捕食关系
D：大树生态系统中的数量金字塔呈倒置状态、能量金字塔一定是正的
跟踪训练
2.(2023·河北秦皇岛高二期末)能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔统称为生态金字塔，生态金字塔的层次代表营养级，宽度代表营养级的大小和多样性。下列相关叙述不正确的是
A.生态金字塔中，每一层代表一个营养级，每一种生物只能属于其中一层
B.能量金字塔的层次越多，能量的利用率越低
C.生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系
D.群落的演替往往会促使生态金字塔的层次和宽度增加
√
生态金字塔中，每一层代表一个营养级，但对于部分动物来说，取食多种生物，可以属于不同营养级，A错误
群落演替往往是朝着生物种类越来越多、有机物总量增加的方向发展，使生态金字塔纵向增加营养级(层次)，横向增加营养级的大小和多样性(宽度)，D正确
人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
旁栏思考
塔基的大小体现了进入生态系统能量的多少，决定着该生态系统承载供养生物的数量。
为了满足日益增长的人类的生活需求，要求低营养级（塔基）要有更多的能量输入。
如何解决？
塔基
生态金字塔
一
研究能量流动的实践意义
二
目录
研究能量流动的实践意义
任务4
研究能量流动的实践意义
二
资料 “稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，
是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻
生长空间的红萍而形成的。其具有以下优点：
(1)可以固氮富钾，红萍既可以从空气中固定氮，又能从水
中富集钾，可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素，并为鸭子提供饲料。
(2)鸭子可以食用杂草，可大大减少多种水田杂草的发生和危害。
(3)可以除虫，鸭子可以食用田间害虫，减少了害虫对水稻的危害，同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之， “稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系，充分利用空间，将不同生物种群组合在一起，实现了多物种共存、多层次配置，提高了水田的物质能量利用率，具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。
稻-萍-鸭立体农业
研究能量流动的实践意义
任务4
稻-萍-鸭立体农业
1.从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入红萍有什么意义？
在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
2.从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？
调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
研究能量流动的实践意义
任务4
3.图一是传统农业对水稻秸秆的利用示意图，图二为现代农业对秸秆的利用示意图，据图回答问题。
图一 传统农业对秸秆的利用
图二 现代农业对秸秆的利用
问题：从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？
实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
研究能量流动的实践意义
二
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ 。
请根据以上数据计算：
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
2045×1.6×104kJ=
3.272×107kJ
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
1.07×108kJ +
3.272×107kJ = 1.3972×108kJ
3.272 ×107÷1.3972×108 = 23.4%
这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
1.3972 ×108 ÷ 8.5×109 = 1.64%
分析和处理数据
2675×180(C6H12O6)÷72(C6)
=
6687.5kg
6687.5×1.6×104kJ
1.07×108kJ
=
研究能量流动的实践意义
二
分析和处理数据
根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例
生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，
那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？
研究能量流动的实践意义
二
1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 、 上进行 ， 流入某个生态系统的总能量。
例如： 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
时间
空间
合理配置
增大
研究能量流动的实践意义
二
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
*能量的利用率≠能量的传递效率
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣田肥
*实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率
研究能量流动的实践意义
二
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
研究能量流动的实践意义
二
在一个农田生态系统中
联系实际
（1）有哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？
间作、套种等立体农业
（2）及时去除农田中杂草的意义是什么？
除草可以调整农田生态系统中能量流动关系，使能量可以持续高效地流向对人类最有益地部分。
人类可以通过研究能量流动，增大流入某生态系统的总能量！
归纳总结
(1)能量传递效率
①含义：生态系统中能量传递效率约为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流到下一营养级(最高营养级除外)。
②计算公式：
(2)能量利用率
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量的利用率。
能量传递效率与能量利用率的区别
跟踪训练
3.关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是
A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的部分
B.多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用
C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜
产品的持续高产
D.“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高
能量传递效率
√
“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，使能量得到多级利用，提高了整体的能量利用率，但不能提高能量传递效率
跟踪训练
4.(2023·辽宁沈阳高二质检)中国的稻鱼鸭共生农作方式，最早可追溯至两千年前的汉朝。两千年来，中国南方种植水稻的地区，几乎都养田鱼及养田鸭，稻鱼鸭共生系统中，农民的管理主要包括拔除稻田里的稗草、清除食肉的“黑鱼”及施肥。下列叙述错误的是
A.水稻引来的一些昆虫可为田鸭提供食物
B.农民清除食肉的“黑鱼”的依据是能量流动有逐级递减的特点
C.拔除稗草是调整能量流动方向，使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.田鱼、田鸭的粪便是天然的肥料，其能量可流向植物，实现了对能量
的多级利用
√
能量流动的特点：单向流动、逐级递减，缩短食物链，能将能量最大限度地 流向对人类最有益的部分，B对
植物吸收利用：粪便中的无机盐、分解者分解产生的无机物和CO2等
田鱼、田鸭可以小昆虫为食，A对
课堂小结
生态金字塔
生态系统的能量流动
意义
将生物在时间、空间上合理配置，增大流入生态系统的总能量
科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用
合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有最有益的部分
数量金字塔
生物量金字塔
能量金字塔
第2课时
第3章 第2节生态系统的能量流动
人教版高中生物 选择性必修2
生态金字塔和
研究能量流动的实践意义
学习目标
1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系(难点)。
2.尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，认同研究能量流动具有实践意义(重点)。
情境回顾
月宫一号
“月宫一号”目的是为了提供地外生命保障，所有的生物部件（动物、植物、功能微生物）都是经过筛选并进行大量实验研究，实现精确量化，经过定量计算设计完成的。黄粉虫中富含氨基酸、微量元素、维生素、抗菌肽、几丁质和壳聚糖等成分，并且无气味，易培养、无废物污染。
事实1
科学家是用何种方式对"月宫一号"微生态系统中动物、植物进行量化的呢？
学生丰富食物链：”水稻/蔬菜叶→黄粉虫→鸡/鸭→人”后，各种指标怎么统计？
如果将生态系统各营养级间的关系，由低到高绘制成图，通常呈现一个金字塔图形，称为生态金字塔。
一
生态金字塔
一
除了用图中数字表示外，你还能用什么方法
表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？
传递效率：10%～20%
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
构建生态系统能量流动金字塔
任务1
第一营养级
第二营养级
第三营养级
营养级 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
1.赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位：J/(cm2·a)]
请根据表格数据，建构生态系统的能量金字塔。
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
一
生态金字塔
一
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
地反映出生态系统各营养级间能量的关系。
(自然生态系统一定为正金字塔）
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
直观
通常呈 的金字塔。
上窄下宽
能量在流动中总是逐级递减的
（4）原因：
1.能量金字塔
一
生态金字塔
一
下图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？
从生态系统外输入大量的有机物
思考？
构建生态系统生物量金字塔
任务2
(1)根据表格，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
2.生态学家调查了不同生态系统中的生物量，所得数据如下面表格所示。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
某湖泊
某海域
构建生态系统生物量金字塔
任务2
(2)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
2.生态学家调查了不同生态系统中的生物量，所得数据如下面表格所示。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
某海域
海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的多。
一
生态金字塔
一
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
大多也是上窄下宽的正金字塔形。
能量在流动中总是逐级递减的。
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
（4）原因：
2.生物量金字塔
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
营养级
809
37
11
1.5
干重 g/m2
构建生态系统生物数量金字塔
任务3
3.生态学家调查了夏季两个生态系统的生物个体数量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示(单位为个·hm－2)。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
构建生态系统生物数量金字塔
任务3
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
(1)根据表格，分别建构两个生态系统的数量金字塔。
某草地
某温带森林
构建生态系统生物数量金字塔
任务3
名称 某草地 某温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
(2)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
某温带森林
当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
如、昆虫和树
一
生态金字塔
一
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。
一般是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形。
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
3.数量金字塔
如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒金字塔形。
树→昆虫→螳螂→黄雀
一
生态金字塔
一
生态金字塔
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，
不出现倒置现象呢？
能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
核心归纳
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层 含义
特点
象征 意义
单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
跟踪训练
B：a：生产者、b:初级消费者、c：次级消费者、d：三级消费者
A.图中所有生物构成一条食物链
B.该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者
C.从图中可以看出，一个生态系统中营养级越多，
在能量流动过程中消耗的能量就越多
D.对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很
多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态
√
1.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是
A：a~d代表的是营养级的能量
食物链是种群间的捕食关系
D：大树生态系统中的数量金字塔呈倒置状态、能量金字塔一定是正的
跟踪训练
2.(2023·河北秦皇岛高二期末)能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔统称为生态金字塔，生态金字塔的层次代表营养级，宽度代表营养级的大小和多样性。下列相关叙述不正确的是
A.生态金字塔中，每一层代表一个营养级，每一种生物只能属于其中一层
B.能量金字塔的层次越多，能量的利用率越低
C.生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系
D.群落的演替往往会促使生态金字塔的层次和宽度增加
√
生态金字塔中，每一层代表一个营养级，但对于部分动物来说，取食多种生物，可以属于不同营养级，A错误
群落演替往往是朝着生物种类越来越多、有机物总量增加的方向发展，使生态金字塔纵向增加营养级(层次)，横向增加营养级的大小和多样性(宽度)，D正确
人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
旁栏思考
塔基的大小体现了进入生态系统能量的多少，决定着该生态系统承载供养生物的数量。
为了满足日益增长的人类的生活需求，要求低营养级（塔基）要有更多的能量输入。
如何解决？
塔基
生态金字塔
一
研究能量流动的实践意义
二
目录
研究能量流动的实践意义
任务4
研究能量流动的实践意义
二
资料 “稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，
是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻
生长空间的红萍而形成的。其具有以下优点：
(1)可以固氮富钾，红萍既可以从空气中固定氮，又能从水
中富集钾，可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素，并为鸭子提供饲料。
(2)鸭子可以食用杂草，可大大减少多种水田杂草的发生和危害。
(3)可以除虫，鸭子可以食用田间害虫，减少了害虫对水稻的危害，同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之， “稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系，充分利用空间，将不同生物种群组合在一起，实现了多物种共存、多层次配置，提高了水田的物质能量利用率，具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。
稻-萍-鸭立体农业
研究能量流动的实践意义
任务4
稻-萍-鸭立体农业
1.从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入红萍有什么意义？
在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
2.从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？
调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
研究能量流动的实践意义
任务4
3.图一是传统农业对水稻秸秆的利用示意图，图二为现代农业对秸秆的利用示意图，据图回答问题。
图一 传统农业对秸秆的利用
图二 现代农业对秸秆的利用
问题：从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？
实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
研究能量流动的实践意义
二
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ 。
请根据以上数据计算：
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
2045×1.6×104kJ=
3.272×107kJ
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
1.07×108kJ +
3.272×107kJ = 1.3972×108kJ
3.272 ×107÷1.3972×108 = 23.4%
这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
1.3972 ×108 ÷ 8.5×109 = 1.64%
分析和处理数据
2675×180(C6H12O6)÷72(C6)
=
6687.5kg
6687.5×1.6×104kJ
1.07×108kJ
=
研究能量流动的实践意义
二
分析和处理数据
根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例
生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，
那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？
研究能量流动的实践意义
二
1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 、 上进行 ， 流入某个生态系统的总能量。
例如： 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
时间
空间
合理配置
增大
研究能量流动的实践意义
二
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
*能量的利用率≠能量的传递效率
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣田肥
*实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率
研究能量流动的实践意义
二
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
研究能量流动的实践意义
二
在一个农田生态系统中
联系实际
（1）有哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？
间作、套种等立体农业
（2）及时去除农田中杂草的意义是什么？
除草可以调整农田生态系统中能量流动关系，使能量可以持续高效地流向对人类最有益地部分。
人类可以通过研究能量流动，增大流入某生态系统的总能量！
归纳总结
(1)能量传递效率
①含义：生态系统中能量传递效率约为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流到下一营养级(最高营养级除外)。
②计算公式：
(2)能量利用率
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量的利用率。
能量传递效率与能量利用率的区别
跟踪训练
3.关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是
A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的部分
B.多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用
C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜
产品的持续高产
D.“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高
能量传递效率
√
“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，使能量得到多级利用，提高了整体的能量利用率，但不能提高能量传递效率
跟踪训练
4.(2023·辽宁沈阳高二质检)中国的稻鱼鸭共生农作方式，最早可追溯至两千年前的汉朝。两千年来，中国南方种植水稻的地区，几乎都养田鱼及养田鸭，稻鱼鸭共生系统中，农民的管理主要包括拔除稻田里的稗草、清除食肉的“黑鱼”及施肥。下列叙述错误的是
A.水稻引来的一些昆虫可为田鸭提供食物
B.农民清除食肉的“黑鱼”的依据是能量流动有逐级递减的特点
C.拔除稗草是调整能量流动方向，使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.田鱼、田鸭的粪便是天然的肥料，其能量可流向植物，实现了对能量
的多级利用
√
能量流动的特点：单向流动、逐级递减，缩短食物链，能将能量最大限度地 流向对人类最有益的部分，B对
植物吸收利用：粪便中的无机盐、分解者分解产生的无机物和CO2等
田鱼、田鸭可以小昆虫为食，A对
课堂小结
生态金字塔
生态系统的能量流动
意义
将生物在时间、空间上合理配置，增大流入生态系统的总能量
科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用
合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有最有益的部分
数量金字塔
生物量金字塔
能量金字塔