第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)選擇性必修2高中生物學(xué)（2019人教版）第2課時(shí)

生態(tài)金字塔和研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義生

態(tài)

金

字

塔01生態(tài)金字塔第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)1.能量金字塔將單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營(yíng)養(yǎng)級(jí)順序排列，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。

地反映出生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量的關(guān)系。(1)概念：(2)意義：(3)特點(diǎn)：直觀呈

的金字塔。上窄下寬2.數(shù)量金字塔第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)樹(shù)昆蟲(chóng)個(gè)體數(shù)量營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)草鼠鼬營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體數(shù)量特點(diǎn)：可以是上窄下寬的金字塔形；也可以是上寬下窄倒置的金字塔形生態(tài)金字塔第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)鳥(niǎo)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)80937111.5干重g/m2營(yíng)養(yǎng)級(jí)特點(diǎn)：一般是上窄下寬的金字塔形；3.生物量金字塔也有倒置的金字塔形：特例：海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉。所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量。生態(tài)金字塔如圖是某一湖泊的能量金字塔，回答下列問(wèn)題。(1)A、B、C、D分別代表哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)D層生物是否是一個(gè)種群？D層生物代表第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有生物，是一個(gè)種群或若干種群。(3)能量金字塔體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的什么特點(diǎn)？逐級(jí)遞減。合作探究(4)能量金字塔、生物量金字塔和數(shù)量金字塔一定是下寬上窄的金字塔形嗎？舉例說(shuō)明或說(shuō)明原因。能量金字塔通常是下寬上窄的金字塔形，個(gè)別人工生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔是上寬下窄倒置的金字塔形，如城市生態(tài)系統(tǒng)。生物量金字塔大多是下寬上窄的金字塔形，但海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物個(gè)體小，世代周期短，又不斷被捕食，因而某一時(shí)間調(diào)查到的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量，出現(xiàn)上寬下窄倒置的金字塔形。當(dāng)生產(chǎn)者個(gè)體比消費(fèi)者個(gè)體大得多時(shí)，數(shù)量金字塔經(jīng)常是倒置的。【

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】BD1.(多選)(2024·江蘇常州市高二月考)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，生態(tài)金字塔是一種直觀的表示方式，其可以表示生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的某種數(shù)值關(guān)系。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.數(shù)量金字塔呈現(xiàn)倒置的現(xiàn)象可能與生物個(gè)體體型的大小有關(guān)B.生態(tài)金字塔中最底層代表的是生產(chǎn)者，最頂層代表的是分解者C.生物量金字塔出現(xiàn)倒置的原因可能是生產(chǎn)者的生活周期很短D.能量金字塔不會(huì)出現(xiàn)上寬下窄倒置的金字塔形C2.如圖所示為自然界可能出現(xiàn)的4種生態(tài)金字塔。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.樹(shù)→蟲(chóng)→鳥(niǎo)的數(shù)量金字塔和能量金字塔可分別用圖甲和圖丙表示B.圖丁不能表示能量金字塔與能量流動(dòng)具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)有關(guān)C.生態(tài)金字塔中，每一種生物只能屬于一層，每一層都不含分解者D.生態(tài)金字塔中每一層代表一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，圖中“1”代表第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)【

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】研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義041.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量；例如，間作套種、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)間作套種多層育苗稻—萍—蛙研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用；實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率。

例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣田肥用秸稈作飼料糞便制作沼氣*能量的利用率≠能量的傳遞效率研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義3.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。

例如，合理確定草場(chǎng)載畜量，麥田除草、除蟲(chóng)研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1.下圖是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖。圖a中農(nóng)作物為人類(lèi)提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。合作探究(1)分析這兩幅圖，完成這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解。(2)分析能量流動(dòng)圖解，總結(jié)圖b所示生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用，提高了能量的利用率。合作探究2.從生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的角度分析“板栗—茶樹(shù)立體農(nóng)業(yè)”“果樹(shù)—蘑菇立體農(nóng)業(yè)”的意義？“板栗—茶樹(shù)立體農(nóng)業(yè)”可增大流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量。“果樹(shù)—蘑菇立體農(nóng)業(yè)”可實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率。3.“豬糞制沼氣”“豬糞肥田”，是否都能實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率？“豬糞制沼氣”能實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率。“豬糞肥田”不能實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，不能提高能量的利用率。4.從能量流動(dòng)的角度分析，稻田除草、除蟲(chóng)的意義是什么？合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。合作探究能量傳遞效率與能量利用率的比較(1)能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中，逐級(jí)遞減，若以“營(yíng)養(yǎng)級(jí)”為單位，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率為10%～20%。(2)能量利用率①一般指流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)(或人類(lèi))的能量占生產(chǎn)者固定總能量的比值。②一般來(lái)說(shuō)，食物鏈越短，能量利用率越高。③有時(shí)考慮分解者的參與，使?fàn)I養(yǎng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，以實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，從而提高能量的利用率。【

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】B3.茶樹(shù)菇味道鮮美，常生長(zhǎng)在油茶樹(shù)枯朽的樹(shù)樁上。某林場(chǎng)嘗試在樹(shù)下套種茶樹(shù)菇，并用桐樹(shù)、柳樹(shù)、楊樹(shù)脫落的枝葉制作培養(yǎng)基。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.油茶樹(shù)枯朽樹(shù)樁中的能量不屬于油茶樹(shù)的同化量B.生長(zhǎng)在油茶樹(shù)樹(shù)樁上的茶樹(shù)菇屬于生態(tài)系統(tǒng)中的分解者C.套種措施可以提高樹(shù)木和茶樹(shù)菇對(duì)陽(yáng)光等資源的利用率D.該林場(chǎng)提高了能量的傳遞效率，實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用AB4.(多選)設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)的常用方法之一是給食物鏈(網(wǎng))“加環(huán)”，如圖就是一種“加環(huán)”示意圖，據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.用殘?jiān)鼇?lái)培育食用菌和蛆，提高了能量的利用率B.用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇，可增加經(jīng)濟(jì)效益C.用蛆的排泄物作為有機(jī)肥還田，使能量能夠循環(huán)利用D.離開(kāi)人的管理，該生態(tài)系統(tǒng)仍可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)【

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】D1.生態(tài)金字塔可用來(lái)表示生態(tài)系統(tǒng)中不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)量、生物量和能量等的數(shù)量關(guān)系。下列敘述錯(cuò)誤的是(

) A.能量金字塔直觀地反映出生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量的關(guān)系 B.生物量金字塔倒置的原因可能是生產(chǎn)者生活周期很短 C.生態(tài)金字塔中每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物不一定都屬于同一食物鏈 D.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的某種數(shù)量關(guān)系的生態(tài)金字塔就是數(shù)量金字塔隨堂檢測(cè)BC2.(多選)如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的某種生態(tài)金字塔，Ⅰ～Ⅳ表示不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)，Ⅰ中含有生產(chǎn)者。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.圖中Ⅱ、Ⅲ營(yíng)養(yǎng)級(jí)中可能存在同種生物B.生物量金字塔的每一層表示單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所容納的物質(zhì)總量C.能量金字塔通常是上窄下寬的金字塔，這主要體現(xiàn)了單向流動(dòng)的特點(diǎn)D.生態(tài)金字塔說(shuō)明人類(lèi)的活動(dòng)必須遵循自然規(guī)律才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展隨堂檢測(cè)D3.(2024·江蘇徐州期末)甲、乙是某同學(xué)繪制的生態(tài)金字塔示意圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.圖中1、2、3分別表示食物鏈或食物網(wǎng)中的一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)B.甲和乙均可表示數(shù)量金字塔C.自然生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔只能用乙來(lái)表示D.乙中的1越寬，能量傳遞效率就越高隨堂檢測(cè)B4.農(nóng)民為提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量采取了很多手段，根據(jù)能量流動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，下列敘述正確的是(

)A.人工除草是為了減少營(yíng)養(yǎng)級(jí)，從而降低能量傳遞過(guò)程中能量的損失B.使用農(nóng)藥消滅害蟲(chóng)是為了使能量盡可能多的流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分C.適當(dāng)降低溫室大棚的夜間溫度是為了提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入D.對(duì)農(nóng)田施肥為生態(tài)系統(tǒng)中的農(nóng)作物額外補(bǔ)充了能量，從而提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量隨堂檢測(cè)D5.如圖是近年在某地試驗(yàn)成功并大范圍推廣的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，下列有關(guān)此生態(tài)系統(tǒng)的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A.圖中位于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物有螺、昆蟲(chóng)、鴨B.鴨和螺之間是捕食與種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系C.該生態(tài)系統(tǒng)中鴨所同化的能量來(lái)自生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能和飼料中的化學(xué)能D.拔去田地中的雜草可以提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率隨堂檢測(cè)1.幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大___________________________。2.幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和__________________，使能量得到______________，實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率3.幫助人們合理地______________________________，使能量持續(xù)高效地流向____________________。流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)最有效的利用調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系對(duì)人類(lèi)最有益的部分研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)能量的利用飼料稻谷人類(lèi)秸桿糞一級(jí)利用牛太陽(yáng)能二級(jí)利用焚燒水稻能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用水稻秸稈養(yǎng)殖蘑菇、生產(chǎn)沼氣用秸稈作飼料糞便制作沼氣秸稈喂牲畜，糞便制作沼氣；秸稈養(yǎng)殖蘑菇、生產(chǎn)沼氣；沼渣肥田：實(shí)現(xiàn)能量多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率飼料稻谷人類(lèi)秸桿糞一級(jí)利用牛太陽(yáng)能二級(jí)利用焚燒水稻食用菌二級(jí)利用菌渣豬、羊三級(jí)利用沼氣池糞三級(jí)利用能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用*能量的利用率≠能量的傳遞效率(1)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們?cè)谠O(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)時(shí)將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量以及充分考慮

的有效利用。例如：“桑基魚(yú)塘”和“稻田養(yǎng)魚(yú)”等生產(chǎn)模式大大提高了能量的

。能量利用率能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用例如，間作套種、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)間作套種多層育苗稻—萍—蛙稻田養(yǎng)魚(yú)(2)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，合理地優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量

，可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得更大的效益。例如：劃區(qū)輪牧、農(nóng)田捉蟲(chóng)、除草等。持續(xù)高效地流向?qū)ιa(chǎn)有益的部分能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)由于能量在流動(dòng)的過(guò)程中逐級(jí)遞減，所以營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量及生物的數(shù)量就會(huì)越少(

)(2)拔去田地中的雜草是人為地調(diào)整能量流動(dòng)的方向，提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率(

)(3)利用農(nóng)作物秸稈培育蘑菇，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)中能量的循環(huán)利用(

)(4)研究能量流動(dòng)，可調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量全部流向人類(lèi)(

)判斷正誤(1)可以實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，但不能實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用。(2)可以人為提高能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率。易錯(cuò)警示如圖為某一生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模式圖，據(jù)圖回答問(wèn)題：核心探討(1)此生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔為

金字塔形。(2)流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為

。上窄下寬的正作物固定的太陽(yáng)能(3)每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，這是否意味著物質(zhì)和能量可循環(huán)利用？為什么？否。每一級(jí)都獲得產(chǎn)品，充分實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的再利用和能量的多級(jí)利用，但能量是逐級(jí)遞減的，不能循環(huán)利用。核心探討(4)與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗，系統(tǒng)總能量利用率如何變化？能量傳遞效率如何變化？題中延長(zhǎng)的食物鏈?zhǔn)乖瓉?lái)作為廢棄物的能量得到了利用，提高了能量的利用率。能量傳遞效率是相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量之比，為10%～20%，這是不能改變的。核心探討3.如圖a、b、c分別是某森林生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量金字塔、某草地生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。下列分析不正確的是典題應(yīng)用A.描述生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的關(guān)系最好用b的形式B.一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)者數(shù)量少于消費(fèi)者數(shù)量的現(xiàn)象C.相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)需要持續(xù)接受外部的能量輸入D.圖c中的生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為10%～20%D4.(2021·承德調(diào)研)鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、草魚(yú)、青魚(yú)為我國(guó)淡水養(yǎng)殖的“四大家魚(yú)”，它們?cè)谒w中分層分布，且攝食的食物存在較大差異，可混合飼養(yǎng)。某人工魚(yú)塘混合飼養(yǎng)了四大家魚(yú)，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.四大家魚(yú)都屬于人工魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者B.四大家魚(yú)在水體中的分層分布構(gòu)成群落的垂直結(jié)構(gòu)C.輸入該人工魚(yú)塘的總能量大于生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能D.混合飼養(yǎng)能提高空間和餌料的利用率，提高能量傳遞效率D典題應(yīng)用能量傳遞效率相關(guān)計(jì)算051.在“草→食草的昆蟲(chóng)→蜘蛛→蟾蜍→蛇→貓頭鷹”這條食物鏈，設(shè)流經(jīng)這條食物鏈的總能量為1kJ，按最高傳遞率計(jì)算，貓頭鷹所得能量最多為_(kāi)_______kJ;最少為_(kāi)_______kJ題型一由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量(能量傳遞效率未知)能量傳遞效率有關(guān)計(jì)算2.如果A增重10000kg，C最多增加_____千克，最少增加___千克方法：多條食物鏈,獲得能量最多：選最____食物鏈；按×___%計(jì)算獲得能量最少：選最____食物鏈；按×___%計(jì)算短20長(zhǎng)10能量傳遞效率有關(guān)計(jì)算題型二由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量(能量傳遞效率未知)1.在“浮