(共32张PPT)
第3章
第2节
生态系统的能量流动（第二课时）
1.生态系统研究角度
生态系统
边界
结构
组成成分
营养结构
包括
功能
稳态
能量流动
过程
特点
2.能量在生态系统中是怎样流动的呢？
生产者
光合作用
初级消费者
次级消费者
光能
有机物化学能
呼吸作用
（残骸、粪便、尸体）分解者
热能
转化
散失
输入
传递
热能
一、生态金字塔
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%
一、生态金字塔
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
任务1：构建生态系统能量流动金字塔模型
1.能量金字塔
一、生态金字塔
一、生态金字塔
资料：0.1ha草原上各个营养级的生物数量，草150万株，植食性动物20万头，（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等）肉食性动物1为9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫）肉食性动物2为10头。
2.数量金字塔
一、生态金字塔
美国生态学家奥德姆，提出的弗罗里达州银泉生态系统生物量金字塔
3.生物量金字塔
一、生态金字塔
能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。
请想一想：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？
一、生态金字塔
生态系统能量金字塔示意图
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。
二、研究能量流动的实践意义
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？
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。
塔基
如何解决？
二、研究能量流动的实践意义
任务二：结合探究·实践栏目活动建议，调查当地生态系统的能量流动。应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。
（一）前期准备
二、研究能量流动的实践意义
某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：
（一）前期准备
二、研究能量流动的实践意义
资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。
（二）调查结果
资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施
青蛙
水稗草
陌上菜
跳蛛
田螺
鸭舌草
稻螟虫
对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧
水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫使用除草剂与杀虫剂处理。
二、研究能量流动的实践意义
（三）调查结果分析
1.通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？
二、研究能量流动的实践意义
2.绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？
太阳能
水稻
稻飞虱
稻螟虫
青蛙
跳蛛
鸭舌草
水稗草
二、研究能量流动的实践意义
水稻田中的能量流动关系
二、研究能量流动的实践意义
3.将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系
二、研究能量流动的实践意义
4.结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。
提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失
是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？
二、研究能量流动的实践意义
措施1：稻-鸭共作稻田生态系统
水稻田生态系统营养结构更加完善，系统的功能整合特性得到发挥。
？
三、研究能量流动的实践意义
措施1：稻-鸭共作稻田生态系统
如何有效利用水稻下层的光能，增加流向人类的能量呢？
二、研究能量流动的实践意义
在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量、提高了能量利用率。
措施2：稻-萍-鸭共作稻田生态系统
二、研究能量流动的实践意义
水稻植株
稻壳
大米
二、研究能量流动的实践意义
传统农业对能量的利用
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？
二、研究能量流动的实践意义
措施3：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气
二、研究能量流动的实践意义
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
二、研究能量流动的实践意义
5.鸭子在稻田中活动是否会对稻田生态系统产生负面影响呢？
放养鸭子数量维持在180只/公顷、合理调整鸭子活动时间、食物投放量。可维持底栖动物多样性。同时鸭子的活动也不会对水稻造成踩踏。
二、研究能量流动的实践意义
任务3：通过对稻田生态系统的分析，请同学们结合这些改进措施，归纳研究能量流动的意义？
二、研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。
小结
1.生态金字塔能够直观的表征食物网各营养级之间的关系。生态金字塔可以用生态系统各营养级的个体数量、
生物量和能量表示。
2.利用生态系统的能量流动规律，对其合理改造，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。使能量最大限度流向对人类有益的方向。
生态系统
边界
结构
组成成分
营养结构
包括
功能
稳态
能量流动
过程
特点
生态金字塔及实践意义(共16张PPT)
第3章
第2节
生态系统的能量流动（第一课时）
假如你流落到荒岛上，那里除了可饮用的水，几乎没有任何食物。你身边只有一只母鸡、15
kg玉米。你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
先吃鸡，再吃玉米。
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
研究能量流动的基本思路
深入内部
考察个体
生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。
整合局部
环节规律
探索系统
动态规律
能量流经生物个体的过程
呼吸作用
散失（热能）
粪便
呼吸作用
散失
（热能）
分解者利用
遗体残骸
摄入
用于生长发育繁殖
摄入量
=
同化量
+
粪便量
捕食者摄入
同化
消化吸收合成自身物质，储存能量
生态系统能量流动在营养级层次研究
草
兔
鹰
生产者
等
等
等
初级消费者
次级消费者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
能量流经第二营养级的过程
属于上一营养级的同化量
任务1：
初级消费者
同化
呼吸作用
分解者
下一
营养级
上一
营养级
生态系统能量流动过程
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
总量：
生产者固定的太阳能
输入
形式：
有机物中的化学能
传递
途径：
食物链和食物网
太阳能
有机物中化学能
热能
转化
形式：
热能
散失
过程：
有机物中化学能
热能
呼吸作用
任务2：
生态系统能量流动过程
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
总量：
生产者固定的太阳能
输入
形式：
有机物中的化学能
传递
途径：
食物链和食物网
太阳能
有机物中化学能
热能
转化
形式：
热能
散失
过程：
有机物中化学能
热能
呼吸作用
生物群落
环境
输入
输出
任务2：
生态系统能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
分析赛达伯格湖的能量流动
Raymond
Lindeman
对能量流动做了定量分析
《生态学的营养动态概说》
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米
。
湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
优点：小、简单、稳定
任务3：
赛达伯格湖的能量流动
能量传递效率
=
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
营养级
流入能量
流出能量
（输入下一营养级）
出入比
（传递效率）
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
1.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？
2.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
（1）生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。
（2）各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；
一部分未被下一营养级利用；
一部分被分解者分解。
不会逆转，不能循环流动。因为：
任务4：讨论
生态系统能量流动的特点
能量传递效率：一般10-20%
营养级数量：一般不超过5个营养级
1.生态系统中的能量是单向流动的。
2.能量在流动过程中逐级递减。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
小
结
1.
能量流动是生态系统三大基本功能之一。生态系统中，能量沿食物链流动时，每个营养级都有能量输入、转化、传递和散失。
2.
生态系统中，能量沿食物链单向流动并逐级递减。
3.
生命是开放的系统，时刻进行着物质和能量的输入和输出，以维持生态系统的正常功能。
4.
建立模型与定量分析是生态系统研究的常用方法。
假如你流落到荒岛上，那里除了可饮用的水，几乎没有任何食物。你身边只有一只母鸡、15
kg玉米。你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
先吃鸡，再吃玉米。
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
