内容正文:
《生态系统能量流动》知识解读及实例分析
1、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。
2、研究能量流动的基本思路
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量输入
个体1
个体2
个体3
……
一、能量流动过程解读
(1)能量流经一个种群的情况分析
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(2)能量流经每个营养级生物种群的情况分析
能量输入
生产者
能量存储
能量散失
残枝败叶被
分解者分解
初级消
费者摄入
形式:热能
过程:有机物中化学能转化为热能
①第一营养级生物种群:生产者
摄入量=同化量+粪便量
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
呼吸作
用散失
热能
粪便
呼吸作用
散失
遗体残骸
②第二营养级生物种群:初级消费者(其他中间营养级生物种群能量流动情况均相同)
③终端营养级生物种群:食物链终端,最高营养级
摄入量=同化量+粪便量
终端消费者摄入
终端消费者同化
用于生长、发育和繁殖
分解者利用
呼吸作
用散失
热能
粪便
呼吸作用
散失
遗体残骸
①摄入量=同化量+粪便量
②输入某营养级的总能量是指该营养级同化的能量,粪便中的能量不属于该营养级同化的能量,粪便量是上一营养级同化的能量。
③初级消费者同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
④生长、发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一营养级同化的能量
⑤终端营养级的能量不存在流向下一营养级。
特别提示:
6
3、生态系统的能量流动的定量分析
图中数字为能量数值,单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年)。图中“未固定”是指未被固定的太阳能,“未利用”是指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。为研究方便起见,这里将肉食性动物作为一个整体看待。
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各营养级的能量都有通过呼吸作用散失;都又一部分未被下一营养级利用(高端营养级除外);都有一部分被分解者分解。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
输入能量
流出能量
出入比
赛达伯格湖的能量流动数据分析
464.6
62.8
13.52%
62.8
12.6
12.6
20.06%
14.6
4、能量流动的特点
(1)单向流动:原因是各个营养级的顺序是不可逆的;且各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。
(2)逐级递减:原因是自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用,在两个相邻营养级之间传递效率为10%-20%。
(3)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。
(4)能量传递效率不能人为提高,但能量利用率可以提高
传递效率=
上一营养级的同化量
本营养级的同化量
×100%
1.1×105
15.6%
能量流动逐级递减;维持各营养级较高的有机物输出量
例析、下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103kJ/m2·y)。试回答下列有关问题:
(1)该生态系统中生产者固定的总能量是_________kJ/m2·y。
(2)能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为___________。
(3)试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因___________________________ 。
5、生态金字塔
(1)能量金字塔:如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成一个金字塔图形,叫做能量金字塔。稳定的生态系统中,能量金字塔都是上窄下宽的金字塔形,见下图。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
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(2)生物量金字塔:如果将单位时间内各个营养级所容纳的有机物的总干重数值转换成相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成一个金字塔图形,叫做生物量金字塔。
(3)生物数量金字塔:如果将单位时间内各个营养级生物数量数值转换成相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成一个金字塔图形,叫做生物数量金字塔。
当生产者个体数量比消费者个体大得多时,数量金字塔经常是倒置的。当生产者个体小,寿命短,生物量金字塔也有可能倒置。例如,在海洋生态系统中,浮游植物的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
提示:数量金字塔和生物量金字塔出现倒置的原因
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例1.如图表示在某生态系统中,能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是( )
A.能量流动是伴随着物质利用进行的
B.图中甲为初级消费者同化的能量
C.