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生态系统的能量流动

更新时间:2016-8-23 12:07:00  手机版

  生态系统的能量流动:

  1、概念生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能,传递沿食物链、食物网,散失通过呼吸作用以热能形式散失的。

  2、过程:

  (1)能量的输入

  (2)能量的传递

  ①传递途径:食物链和食物网。

  ②传递形式:有机物中的化学能。

  ③传递过程:

  (3)能量的转化

  (4)能量的散失

  ①形式:热能,热能是能量流动的最后形式。

  3、能量流动的特点

  (1)单向流动

  ①食物链中,相邻营养级生物的捕食关系不可逆转,因此能量不能倒流,这是长期自然选择的结果。

  ②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失,这些能量是无法再利用的。

  (2)逐级递减

  ①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。

  ②各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量,供自身利用和一热能形式散失。

  ③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。

  4、能量传递效率能量在相邻两个营养级间的传递效率一般为10﹪~20﹪,即输入某一营养级的能量中,只有10﹪~20﹪的能量流到下一营养级。

  计算方法为:

  4、研究能量流动的意义:

  (1)实现对能量的多级利用,提高能量的利用效率(如桑基鱼塘)

  (2)合理地调整能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分(如农作物除草、灭虫)

  生态系统中能量流动的计算:

  在解决有关能量传递的计算问题时,首先要确定相关的食物链,理清生物在营养级上的差别,能量传递效率为10%-20%,解题时注意题目中是否有“最多” “最少…至少”等特殊的字眼,从而碗定使用l0%或 20%来解题。

  1.设食物链A→B→C→D,分情况讨论如下:

  已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量=M÷(20%)3;最多需要A营养级的能量 =M÷(10%)3。

  已知A营养级的能量为N,则D营养级获得的最多能量=N×(20%)3;D营养级获得的最少能量=N× (l0%)3。 2.如果是在食物网中,同一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,则按照各单独的食物链进行诗算后合并。

  3.在食物网中分析如A→B→C→D确定生物量变 化的“最多”或“最少”时,还应遵循以下原则:

  (1)食物链越短,最高营养级获得的能量越多;

  (2)生物间的取食关系越简单,生态系统消耗的能量就越少,如已知D营养级的能量为M,计算至少需要 A营养级的能量时,应取最短食物链A→D,并以20% 的效率进行传递,即等于M÷20%;计算最多需要A营养级的能量时,应取最长的食物链A→B→C→D,并以 10%的效率进行传递,即等于M÷(10%)3。

  4.已知较低营养级生物的能量求解较高营养级生物的能量时,若求解“最多”值,则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递;若求解“最(至)少”值,则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。具体规律如下:

  表解生态系统三种金字塔的不同:

  易错点拨:

  1、图解中的箭头由粗到细表示流如下一营养级的能量逐级递减;方块面积越来越小表示营养级的升高,储存在生物体内的能量越来越少。

  2、每一营养级的能量来源及去向流入一个营养级的能量石指被这个营养级的生物所同化的全部能量。营养级的能量的来源与去路如下:

  3、消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量,它属于上一营养级未被利用的部分。

  4、动物同化的能量并不等于摄入的能量:动物同化的能量=动物摄入的能量-动物粪便中的能量。

  知识拓展:

  1、由于能量传递效率为10﹪~20﹪,传到第五营养级时,能量已经很少了,再往下传递不足以维持一个营养级,所以一条食物链中营养级一般不超过5个。

  2、食物网中,能量传递效率是指某营养级流向各食物链下一营养级的总能量占该营养级比例。

  如:是指流向B、C的总能量占A的10﹪~20﹪。

  3、根据能量流动的递减性原则,在建立与人类相关的食物链时,应尽量缩短食物链。

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