生態(tài)金字塔和研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義第2課時(shí)能量分析生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物分解者輸入能量賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)數(shù)據(jù)分析464.662.812.614.6除了用數(shù)字表示之外，還有什么方法可以表示生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特征？肉食性動(dòng)物12.6植食性動(dòng)物62.8生產(chǎn)者464.6如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營(yíng)養(yǎng)級(jí)的次序排列，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。生態(tài)金字塔包括能量金字塔、數(shù)量金字塔和生物量金字塔一、生態(tài)金字塔從生態(tài)金字塔的角度分析為什么生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般不超過(guò)5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能夠被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用。流到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，余下的能量很少，甚至不足以養(yǎng)活一個(gè)種群，因此食物鏈上一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。一、生態(tài)金字塔數(shù)量金字塔和生物量金字塔出現(xiàn)倒置的原因當(dāng)消費(fèi)者個(gè)體數(shù)量比生產(chǎn)者個(gè)體數(shù)量大得多時(shí)，數(shù)量金字塔經(jīng)常是倒置的。當(dāng)生產(chǎn)者個(gè)體小，壽命短，生物量金字塔也有可能倒置。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物的個(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。一、生態(tài)金字塔分析和處理數(shù)據(jù)思維訓(xùn)練1926年，美國(guó)一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動(dòng)情況，得到如下數(shù)據(jù)。1.這塊田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000kg。通過(guò)對(duì)玉米植株的化學(xué)成分進(jìn)行分析，計(jì)算出其中共含碳2675kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖儲(chǔ)存1.6×104kJ能量。4.在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽(yáng)能總量為8.5×109kJ。請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算：①這些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是多少？葡萄糖為：（12+18）/12×2675=6687.5kg儲(chǔ)存的能量為：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義分析和處理數(shù)據(jù)思維訓(xùn)練②這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量：2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ③這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽(yáng)能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽(yáng)能的比例是多少？這些玉米固定的太陽(yáng)能總量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108呼吸消耗能量占固定太陽(yáng)能的比例為：3.272×107/1.3972×108=23.4％④這塊玉米田的太陽(yáng)能利用效率是多少？利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向的、逐級(jí)遞減的，人類無(wú)法改變這一規(guī)律，那么如何利用這一規(guī)律來(lái)指導(dǎo)生活和生產(chǎn)實(shí)踐呢？二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義

（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)作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。（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)圖解聯(lián)系實(shí)際（2）哪個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類利用？為什么？幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義

在一個(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中聯(lián)系實(shí)際（1）有哪些措施能增加流入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量？間作、套種等立體農(nóng)業(yè)（2）及時(shí)去除農(nóng)田中雜草的意義是什么？除草可以調(diào)整農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)關(guān)系，使能量可以持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴夭糠帧Ｈ祟惪梢酝ㄟ^(guò)研究能量流動(dòng)，增大流入某生態(tài)系統(tǒng)地總能量！二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義歸納總結(jié)討論3：若有草100kg，最少讓魚(yú)增重___kg。討論3：若有草100kg，最多讓魚(yú)增重___kg。討論1：若魚(yú)增加1kg，最多消耗_____kg草。討論2：若魚(yú)增加1kg，最少消耗_____kg草。能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量×100%營(yíng)養(yǎng)級(jí)種群個(gè)體1002541草魚(yú)蝦米(1kg/10%)/10%=100kg(1kg/20%)/20%=25kg100×20%×20%=4kg100kg×10%×10%=1kg10%

~

20%例1：某食物鏈如圖：積累拓展--能量傳遞效率的計(jì)算已確定營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的，不能按”最值“法計(jì)算，而需按具體數(shù)值計(jì)算。例如：在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a％、b％、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a％×b％×c%如果是在食物網(wǎng)中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多種生物獲得能量，且各途徑獲得的能量比例確定，則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并積累拓展--能量傳遞效率的計(jì)算例2：如圖，如果青蛙從蚱蜢和蛐蛐處同化的能量為1000kJ，蛇從青蛙處同化的能量100kJ，則該食物網(wǎng)中，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞率______(＞，＝，＜)10%；如果鷹的食物來(lái)源及比例：青蛙∶蛇由1∶1變成4∶1，則鷹同化1kJ能量，可以少消耗草______kJ能量(能量傳遞效率按20%計(jì)算)。150＞例3：假如一個(gè)人的代謝過(guò)程中，其全部同化量的1/2來(lái)自植物、1/2來(lái)自牛肉，且能量傳遞效率為10%，則Gkg植物通過(guò)食物鏈被人利用，能使人體重增重多少？X=G/55

10%×10%=

G1/2×

X10%+1/2×

X積累拓展--能量傳遞效率的計(jì)算例4：食物網(wǎng)：草→蟲(chóng)→鳥(niǎo)，草→鳥(niǎo)，假設(shè)動(dòng)物性食物占比例m，若要使鳥(niǎo)體重增加a，至少需要生產(chǎn)者的量為b，則a和b的關(guān)系是？例5：如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來(lái)自于乙，1/4來(lái)自于丙，1/4來(lái)自于丁，且能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為10%，從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20g，需要消耗植物（）A.1125gB.1600gC.2000gD.6500gb=20ma+5ama/0.04

+(1-m)a/0.2

=

bC積累拓展--能量傳遞效率的計(jì)算課堂練習(xí)1.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(

)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%D課堂練習(xí)2.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能