生態(tài)系統(tǒng)的能量流動:
1、概念生物系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程,輸入生態(tài)系統(tǒng)總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能,傳遞沿食物鏈、食物網(wǎng),散失通過呼吸作用以熱能形式散失的。
2、過程:
(1)能量的輸入
(2)能量的傳遞
①傳遞途徑:食物鏈和食物網(wǎng)。
②傳遞形式:有機物中的化學(xué)能。
③傳遞過程:
(3)能量的轉(zhuǎn)化
(4)能量的散失
、傩问剑簾崮,熱能是能量流動的最后形式。
3、能量流動的特點
。1)單向流動
①食物鏈中,相鄰營養(yǎng)級生物的捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn),因此能量不能倒流,這是長期自然選擇的結(jié)果。
、诟鳡I養(yǎng)級的能量總有一部分通過細胞呼吸以熱能的形式散失,這些能量是無法再利用的。
。2)逐級遞減
、倜總營養(yǎng)級的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。
、诟鱾營養(yǎng)級的生物都會因細胞呼吸消耗相當(dāng)大的一部分能量,供自身利用和一熱能形式散失。
③各營養(yǎng)級中的能量都要有一部分流入分解者。
4、能量傳遞效率能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率一般為10﹪~20﹪,即輸入某一營養(yǎng)級的能量中,只有10﹪~20﹪的能量流到下一營養(yǎng)級。
計算方法為:
4、研究能量流動的意義:
(1)實現(xiàn)對能量的多級利用,提高能量的利用效率(如桑基魚塘)
。2)合理地調(diào)整能量流動關(guān)系,使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑ㄈ甾r(nóng)作物除草、滅蟲)
生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的計算:
在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時,首先要確定相關(guān)的食物鏈,理清生物在營養(yǎng)級上的差別,能量傳遞效率為10%-20%,解題時注意題目中是否有“最多” “最少…至少”等特殊的字眼,從而碗定使用l0%或 20%來解題。
1.設(shè)食物鏈A→B→C→D,分情況討論如下:
已知D營養(yǎng)級的能量為M,則至少需要A營養(yǎng)級的能量=M÷(20%)3;最多需要A營養(yǎng)級的能量 =M÷(10%)3。
已知A營養(yǎng)級的能量為N,則D營養(yǎng)級獲得的最多能量=N×(20%)3;D營養(yǎng)級獲得的最少能量=N× (l0%)3。 2.如果是在食物網(wǎng)中,同一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量,則按照各單獨的食物鏈進行詩算后合并。
3.在食物網(wǎng)中分析如A→B→C→D確定生物量變 化的“最多”或“最少”時,還應(yīng)遵循以下原則:
(1)食物鏈越短,最高營養(yǎng)級獲得的能量越多;
(2)生物間的取食關(guān)系越簡單,生態(tài)系統(tǒng)消耗的能量就越少,如已知D營養(yǎng)級的能量為M,計算至少需要 A營養(yǎng)級的能量時,應(yīng)取最短食物鏈A→D,并以20% 的效率進行傳遞,即等于M÷20%;計算最多需要A營養(yǎng)級的能量時,應(yīng)取最長的食物鏈A→B→C→D,并以 10%的效率進行傳遞,即等于M÷(10%)3。
4.已知較低營養(yǎng)級生物的能量求解較高營養(yǎng)級生物的能量時,若求解“最多”值,則說明較低營養(yǎng)級的能量按“最高”效率傳遞;若求解“最(至)少”值,則說明較低營養(yǎng)級生物的能量按“最低”效率傳遞。具體規(guī)律如下:
表解生態(tài)系統(tǒng)三種金字塔的不同:
易錯點撥:
1、圖解中的箭頭由粗到細表示流如下一營養(yǎng)級的能量逐級遞減;方塊面積越來越小表示營養(yǎng)級的升高,儲存在生物體內(nèi)的能量越來越少。
2、每一營養(yǎng)級的能量來源及去向流入一個營養(yǎng)級的能量石指被這個營養(yǎng)級的生物所同化的全部能量。營養(yǎng)級的能量的來源與去路如下:
3、消費者產(chǎn)生的糞便不屬于該營養(yǎng)級同化的能量,它屬于上一營養(yǎng)級未被利用的部分。
4、動物同化的能量并不等于攝入的能量:動物同化的能量=動物攝入的能量-動物糞便中的能量。
知識拓展:
1、由于能量傳遞效率為10﹪~20﹪,傳到第五營養(yǎng)級時,能量已經(jīng)很少了,再往下傳遞不足以維持一個營養(yǎng)級,所以一條食物鏈中營養(yǎng)級一般不超過5個。
2、食物網(wǎng)中,能量傳遞效率是指某營養(yǎng)級流向各食物鏈下一營養(yǎng)級的總能量占該營養(yǎng)級比例。
如:是指流向B、C的總能量占A的10﹪~20﹪。
3、根據(jù)能量流動的遞減性原則,在建立與人類相關(guān)的食物鏈時,應(yīng)盡量縮短食物鏈。