内容正文:
第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动(第一课时)
假设你像小说中的鲁滨逊那样,流落在一个荒岛上,那里除了有能饮用的水,几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
讨论
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?
1.先吃鸡,再吃玉米。
2.先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡,吃鸡产下的蛋,最后吃鸡。
能量流动
生态系统中能量的输入,传递,转化和散失的过程
光能
生产者
消费者
分解者
输入
传递
热量
热量
热量
散失
转化
研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下:
如果将这个种群的每一个个体作为单位研究能量流动
1.以个体为单位研究能量流动,有什么问题?
以个体为研究对象,有很大的局限性和偶然性,如个体死亡,不同个体间差异过大等
如果将这个种群作为一个整体来研究能量流动
2.以种群作为整体研究能量流动,有什么问题?
以种群为研究对象,能量的流动渠道为食物网,在分析时,可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性
将一个营养级中的所有种群作为一个整体来研究
研究能量流动的基本思路:
某营养级
能量输入
能量储存
能量散失
能量流动的过程
(1)
能量输入
太阳能
生产者
光合作用
能量来源:
输入生物:
主要方式:
能量转化:
光能 化学能
输入生态系统的总能量=生产者固定的太阳能
草
兔子
老鹰
(2)能量流经第一营养级
呼吸作用以热能形式散失
被分解者利用
流下一营养级能量
草的能量的去向
能量流经第一营养级的示意图
生产者
同化
用于生长,发育和繁殖
初级消费者摄入
分解者利用
遗体残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
......
草
兔子
老鹰
(3)能量流经第二营养级
摄入量:下一个营养级通过捕食的方式从上一个营养级获得的能量.
同化作用:是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程
同化量=摄入量—粪便量
兔子的粪便是属于草的能量,
即粪便的能量属于上一营养级。与上一营养级的遗体,残骸一样,属于被分解者利用的部分
思考:兔子吃了1斤草,被消化吸收6两,不能消化吸收的则以粪便形式排出。
判断吃的1斤草和吸收的6两草分别对应同化量还是摄入量?
①呼吸作用散失
A.遗体残骸
被分解者分解利用
②生长发育和
繁殖储存起来
兔同化了小草的能量后,这些能量有哪些去向?
初级消费者
同化
B.次级消费者摄入
15
能量流经第二营养级的示意图
初级消费者摄入
初级消费者同化
用于生长,发育和繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
遗体残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
粪便
....
草
兔子
老鹰
(4)能量流经第三营养级
能量流经最高营养级的示意图
最高营养级摄入
最高营养级同化
用于生长,发育和繁殖
分解者利用
遗体残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
粪便
总结
各营养级同化量的分配
生产者固定的太阳能就是输入生态系统的总能量,能量沿着食物链流动时,每一个营养级都有能量输入,传递,转化和散失的过程,各营养级生物遗体残骸中的能量最终流向分解者
1能量流动.
起点
源头
生产者
光能
2能量输入
总能量
过程
生产者固定的太阳能总量
光合作用,化能合成作用
3能量传递
形式
渠道
有机物
食物链,食物网
4能量散失
形式
过程
热能
细胞呼吸
生态系统中的能量流动
1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律,为什么?
能量在生态系统中流动,转化后,一部分储存在生态系统中,另一部分在呼吸作用中以热能形式散失。两者之和与流入生态系统的能量相等。
2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?为什么?
不能。能量流动时单向的。
能量流动的特点
为了研究能量流经生态系统的食物链时,每一级的能量变化和能量转移效率,美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。
未固定:未被固定的太阳能
未利用:未被自身呼吸作用消耗,也未被后一个营养级和分解者利用的能量
1. 用表格的形式,将图中的数据进行整理。例如,可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
营养级 流入
能量 流出(下一级)能量 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
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
赛达伯格湖的能量流动图解
3.流入某一营养级的能量,为什么不会百分之百流到下一个营养级?
③一部分未被利用
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之