第 2 节 生态系统的能量流动
第 2 课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义
班级 学号 姓名
一、生态金字塔
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。
2. 概述研究生态系统能量流动的意义。
1.能量金字塔:
(1)图中 A、B、C、D 每层代表 。
(2)最底层 A 代表 营养级,以此类推,由 到 。
(3)由于能量的逐级递减,能量金字塔往往是正立的。
2.生物量金字塔:
(1)含义:各个营养级生物量(每个营养级所容纳的 )之间的关系。
(2)特点:大多是 的金字塔形。
3.数量金字塔:
(1)含义:各个营养级的生物个体的 的关系。
(2)特点:不同生态系统,金字塔的形状会有差异。有时呈现 的倒置形状。
4.判断下列相关表述的正误
(1)第一营养级同化的能量的去向是呼吸作用、用于自身生长、发育和繁殖以及流向分解者。 (×)
(2)生态系统中的能量沿着营养级单向流动,而且还是逐级递减的。 ( )
(3)初级消费者同化的能量约占生产者同化能量的 10%~20%。 ( )
(4)能量金字塔和生物量金字塔一定都是上窄下宽的金字塔形。 (×)
任务一：生态金字塔的模型构建
1 ．请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位： J/(cm2·a)]
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
2 ．生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(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。 P 代表生产者， C1 、C2 、C3 依次代表初级、次级和三级消费者。
资料 1 夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个 ·hm－2。
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)请根据资料 1，分别建构这两个生态系统的数量金字塔。
资料 2 夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为 g·m－2。
名称 某湖泊 某海峡
P 96 4
C1 11 21
C2 4
(2)根据资料 2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
(3)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
(4)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
生态金字塔的类型和特点
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层 含义 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 单位时间内，每一营养级生 物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的 数目
特点 通常都是上窄下宽的 金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字 塔形
象征 意义 能量在流动过程中逐 级递减 生物量(有机物的总干重)随 食物链中营养级的升高而逐 级递减 生物个体的数目在食物 链中随营养级升高而逐 级递减
特殊 形状 - 海洋生态系统中，浮游植物 个体小，寿命短，又会不断 被捕食，因而某一时间调查 到的生物量可能低于浮游动 物，呈现倒置的金字塔形 如果消费者个体小而生 产者个体大，就会呈现 倒置的金字塔形，如昆 虫和树
1.用各个营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一 营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该
栎林数量金字塔的示意图是( )
2.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A.该能量金字塔中的 a、c 分别代表生产者、三级消费者
B.图中所有生物构成一条食物链
C.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
3.如图所示， a、b、c、d 代表四种不同的生态金字塔，下列有关说法错误的是( )
A.某些水域生态系统的生物量金字塔为 b 型
B.c 型金字塔中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率小于 10%
C.森林生态系统的数量金字塔也可能为 d 型
D.在自然生态系统中，能量金字塔也可能为倒金字塔形
目标二、 研究能量流动的实践意义
1.帮助人们将生物在时间、空间上进行 ,增大流入某个生态系统的总能量。
2.帮助人们科学地规划、设计人工生态系统,使能量得到 的利用。
(
的部分。
)3.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
4.判断下列相关表述的正误
(1)生态系统中能量的初始来源只有太阳能。 ( )
(2)农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。 ( )
(3)所有生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量。 ( )
(4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率。 ( )
(5)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。 ( )
任务二：研究能量流动的实践意义
1.用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎 ”隐含的道理。
2.如果你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用以下哪种生存策略呢？
A.先吃鸡再吃玉米
B.先吃玉米，然后用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡
3.人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效
率了吗？
4 ．下列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
5 ．茶树菇味道鲜美， 常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇， 并用桐树、柳树、杨
树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是( )
A ．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B ．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C ．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D ．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用第 2 节 生态系统的能量流动
第 2 课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义
班级 学号 姓名
一、生态金字塔
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。
2. 概述研究生态系统能量流动的意义。
1.能量金字塔:
(1)图中 A、B、C、D 每层代表各个营养级获得的能量。
(2)最底层 A 代表第一营养级,以此类推,由低到高。
(3)由于能量的逐级递减,能量金字塔往往是正立的。
2.生物量金字塔:
(1)含义:各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系。
(2)特点:大多是上窄下宽的金字塔形。
3.数量金字塔:
(1)含义:各个营养级的生物个体的数目比值的关系。
(2)特点:不同生态系统,金字塔的形状会有差异。有时呈现上宽下窄的倒置形状。
4.判断下列相关表述的正误
(1)第一营养级同化的能量的去向是呼吸作用、用于自身生长、发育和繁殖以及流向分解者。 (×)
(2)生态系统中的能量沿着营养级单向流动,而且还是逐级递减的。 ( √)
(3)初级消费者同化的能量约占生产者同化能量的 10%~20%。 ( √)
(4)能量金字塔和生物量金字塔一定都是上窄下宽的金字塔形。 (×)
任务一：生态金字塔的模型构建
1 ．请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位： J/(cm2·a)]
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
提示 如图所示
2 ．生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(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。 P 代表生产者， C1 、C2 、C3 依次代表初级、次级和三级消费者。
资料 1 夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个 ·hm－2。
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)请根据资料 1，分别建构这两个生态系统的数量金字塔。
提示 某草地：
某温带森林：
资料 2 夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为 g·m－2。
名称 某湖泊 某海峡
P 96 4
C1 11 21
C2 4
(2)根据资料 2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
提示 某湖泊：
某海峡：
(3)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示 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。
(4)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示 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。
『核心旧纳! 生态金字塔的类型和特点
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层 含义 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 单位时间内，每一营养级生 物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的 数目
特点 通常都是上窄下宽的 金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字 塔形
象征 意义 能量在流动过程中逐 级递减 生物量(有机物的总干重)随 食物链中营养级的升高而逐 级递减 生物个体的数目在食物 链中随营养级升高而逐 级递减
特殊 形状 - 海洋生态系统中，浮游植物 个体小，寿命短，又会不断 被捕食，因而某一时间调查 到的生物量可能低于浮游动 如果消费者个体小而生 产者个体大，就会呈现 倒置的金字塔形，如昆 虫和树
物，呈现倒置的金字塔形
1.用各个营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一 营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该
栎林数量金字塔的示意图是( )
答案 B
解析 由于第一营养级生物栎树比第二营养级昆虫个体体积大得多，所以数量金字塔的第一阶和第二阶会 出现上宽下窄的倒金字塔，第三营养级蛙、蜥蜴和鸟的生物数量小于昆虫的数量，第四营养级蛇的数量小
于第三营养级蛙、蜥蜴和鸟的数量， B 正确。
2.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A.该能量金字塔中的 a、c 分别代表生产者、三级消费者
B.图中所有生物构成一条食物链
C.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
答案 C
解析 由图可知， c 为次级消费者，处于第三营养级， A 错误；金字塔的每层代表的是一个营养级，每一个 营养级可能包含多种生物，故一般能形成多条食物链，B 错误；能量在相邻两个营养级间的传递效率是 10%～20%，故一个生态系统中营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多， C 正确；对于一个自然生态 系统来说，它的能量是由生产者固定的，且沿食物链传递时是逐级递减的，因此按营养级由低到高绘制成
的图仍然是下宽上窄的正金字塔形， D 错误。
3.如图所示， a、b、c、d 代表四种不同的生态金字塔，下列有关说法错误的是( )
A.某些水域生态系统的生物量金字塔为 b 型
B.c 型金字塔中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率小于 10%
C.森林生态系统的数量金字塔也可能为 d 型
D.在自然生态系统中，能量金字塔也可能为倒金字塔形
答案 D
解析 某些水域生态系统的生物量金字塔可以为倒金字塔形，即 b 型， A 正确；c 型金字塔中第二营养级与 第三营养级之间的能量传递效率为 48÷596×100%≈8.05%，小于 10%，B 正确；森林生态系统的数量金字塔
可能为 d 型， C 正确；自然生态系统的能量金字塔一定是正金字塔形， D 错误。
目标二、 研究能量流动的实践意义
1.帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
2.帮助人们科学地规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
3.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。
4.判断下列相关表述的正误
(1)生态系统中能量的初始来源只有太阳能。 (×)
(2)农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。 (×)
(3)所有生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量。 (×)
(4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率。 (×)
(5)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。 (×)
任务二：研究能量流动的实践意义
1.用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎 ”隐含的道理。
提示：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在
生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链(网)流经老虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量将
(
。
)是很少的。故“一山不容二虎 ”
2.如果你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用以下哪种生存策略呢？
A.先吃鸡再吃玉米
B.先吃玉米，然后用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡
提示：应选 A 方案。应该先吃鸡，因为从营养级角度来讲，鸡是初级消费者，玉米是生产者，根据能量流 动递减可知， 如果让鸡吃玉米， 玉米的能量最多有 20%到鸡的体内， 然后人再吃鸡或者鸡蛋的话， 获得的能 量最多相当于玉米的 20%×20%，这种方案中，玉米是生产者，鸡是初级消费者，人是次级消费者，人所获
得的能量是最少的，维持时间最短。所以，不如先把鸡吃掉，再吃玉米。
3.人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效
率了吗？
提示：没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级
利用，减少了环境污染，但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。
4 ．下列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
答案 D
解析 “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， D 错误。
5 ．茶树菇味道鲜美， 常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇， 并用桐树、柳树、杨
树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是( )
A ．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B ．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C ．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D ．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
答案 B
解析 油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，A 错误；茶树菇属于分解者，
不能直接利用阳光，C 错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是传递效率，
D 错误。
