1、第三节 生态系统中的能量单向递减流动一、二、三、四、五、一、初级生产量是生态系统的基石(2)作用：1.初级生产量(1)概念：绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质。单位为g/(m2a)或J/(m2a),a代表年。所有消费者和分解者都直接或间接地利用初级生产量为生,初级生产量是生态系统的基石。总初级生产量(GP)=净初级生产量(NP)+呼吸消耗量(R)(3)总初级生产量和净初级生产量 在初级生产量中，有一部分被植物的 (R)消耗，剩下的才用于植物的 和 ，即净初级生产量(NP)。呼吸生长繁殖植物同化量=植物光合作用合成有机物的量=输入生态系统的总能量转化为根、茎、叶、花和果实的形式
2、热能(4)不同生态系统的净初级生产量存在很大差异：a.陆地生态系统： 的净初级生产量最高，温带常绿林、落叶阔叶林、北方针叶林、草原和荒漠的净初级生产量依次减少。b.海洋生态系统：净初级生产量约为陆地生态系统的 。群落的演替：初级生产量随群落的演替而逐渐 ，当群落演替到顶极时，总初级生产量接近 ，净生产量反而 。当GPR时，积累有机物为 ，当GPR或GPR时，积累有机物 或 。 正值减少不变热带雨林一半(5)影响因素:群落的垂直结构：在森林中， 的初级生产量最高， 次之，草本植物更低。乔木灌木增加最大最小总次级生产量=净次级生产量+呼吸消耗量(R)2.次级生产量(1)概念:异养生物靠取食植物、其
3、他动物和一切 而生产出来的 或 。=次级生产者的同化量次级生产者:所有的异养生物生产者(初级生产量)(2)总次级生产量和净次级生产量生长、发育和繁殖热能现成有机物有机物固定的能量？次级生产量的去路1.总次级生产量如何获得的？ 消化后吸收总次级生产量 = 净次级生产量 =2.不同生态系统净次级生产量的比较：海洋的净次级生产总量 陆地净次级生产总量海洋的净初级生产总量 陆地净初级生产总量原因：在海洋生态系统中,植食动物利用藻类的效率大大高于陆地动物利用植物的效率。 = 摄入量粪便中能量动物总同化量（消化后吸收能量）净同化量（用于生长、繁殖的） = 同化量 呼吸量项项目目初级生产量初级生产量生物量生
4、物量次级生产量次级生产量定义定义绿色植物通过光合作用所合成的有机物质或所固定的能量生物在某一特定时刻,单位面积或体积内实际存在的有机物质的鲜重或干重总量在生态系统中第二次的有机物质生产量或固定的能量能量来源能量来源 太阳光能或有机物能量去向能量去向绿色植物各种生物能量大小能量大小最大较大较小太阳光能植物生产的有机物次级生产者初级生产量、生物量和次级生产量项目初级生产量生物量次级生产量三者的关系总初级生产量(GP)=净初级生产量(NP)+植物呼吸消耗量(R);当净生产量表示生物在某一特定时刻单位面积或单位体积内实际存在的有机物质的鲜重或干重总量时即为;次级生产量的能量直接或间接来源于;初级生产量
5、、生物量和次级生产量的能量均直接或间接来源于生物量初级生产量太阳光能知识拓展(1)陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而降低。(2)顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落。(3)摄食单细胞藻类的消费者比摄食高等植物的消费者具有更高的次级生产量。(4)生物量的概念和计量单位既适用于植物,也适用于动物。(5)次级生产量最终来源于初级生产量,但直接来自初级生产量或次级生产量。(6)顶极群落的净初级生产量不等于零,其净初级生产量=其他非生产者呼吸消耗量0。(7)若浮游动物的次级生产量为0,则它的生物量还是大于0。(8)在同化量相等且时间相等的情况下,恒温动物的次级生产量小于变温动物。(9)净
6、初级生产量一定大于次级生产量。(10)生物量高的生态系统,不能说明其净初级生产量也高。光合作用基石差异垂直变化增加第二次净次级生产量呼吸作用二、生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程(1)太阳能进入生态系统的输入过程;(2)食物链和食物网的能量传递过程;(3)能量通过生物体的呼吸以热能的形式散失的过程。1.生态系统的能量流动:在生态系统中,能量不断沿着太阳植物植食动物肉食动物顶级肉食动物的方向流动。2.能量流动的过程3.能量流动研究层次:食物链和生态系统两个层次。三、能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减计算公式:林德曼效率=第(n+1)个营养级的同化量/第n个营养级的同化量10
7、0%1.能量流动特点: 单向流动、逐级递减2.能量传递效率:营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比。生态系统必须不断地从外界获得能量。2.初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级的粪便中的能量呢？4.能量的去路：摄入量(a)粪便量(c)同化量(b)1.摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系？各营养级的生物都因自身呼吸作用散失部分能量；各营养级的能量流向下一营养级；各营养级总有都有一部分流入分解者。（总有一部分未被利用，最终流入分解者）第一营养级的能量第二营养级的能量生产者(植物)：光合作用固定的太阳能；各级消费者：来自上一营养级；分解
8、者：来自生产者和消费者。3.能量的来源：净初级生产量： 总初级生产量： 能量的固定效率： （同化量）464.6 464.6/497693.3=0.1% 总初级生产量 呼吸消耗： 96.3 =20.7% 368.3 =79.3% 下一营养级：62.8 分解者：12.5 未利用：293=79.6% 植食动物总次级生产量： （同化量）62.8 能量传递效率=下一营养级：12.6 呼吸消耗：18.8 净次级生产量：44 分解者：2.1 未利用：29.3 62.8/464.6=13.5%总初级生产量 单向流动的原因：前一营养级生物被后一个营养级生物取食，取食关系一般是不能逆转；各个营养级细胞呼吸释放的是
9、热能，它不能被生产者重新用于光合作用逐级递减的原因：能量流经各个营养级时，会有一部分能量被该营养级生物细胞呼吸以热能散失，总有一部分能量以遗体残骸被分解者利用，还有一部分留存在生态系统未被利用。(1)由于每一营养级生物和分解者都要通过呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量，所以各个生态系统必须要有太阳能的补充。(2)最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量”。(3)流经整个自然生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射到所有植物体上的太阳能，因为有相当一部分的太阳能没有被生产者捕捉和固定。(4)流经人工生态系统的总能量等于人工投放的饵料中的能量和生产者固定的太阳能两者的总和。(5
10、)某些自养细菌(生产者)可以利用无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，即通过化能合成作用固定能量。(6)最高营养级的消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。递减四、生态系统中的能量流动呈金字塔形1.能量金字塔:能量在流动过程中,随着营养级的增加而呈现逐渐减少的趋势。2.能量金字塔形状:永远是正立的,呈现下宽上窄的金字塔形。3.一般情况下,陆地生态系统各营养级之间的能量传递效率大约只有10%,海洋生态系统中能量传递效率会大于10%。正金10%五、人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产水稻水稻家禽家禽, ,家畜家畜沼气池沼气池( (含微生物含微生物) )食用菌食用菌人人饲料饲料粪粪肥肥菌渣等
11、菌渣等粪便粪便粪便粪便沼渣沼渣沼渣沼液作肥料沼渣沼液作肥料秸秆秸秆燃料燃料调整人类有益人工生态系统生产量输入单向流动、逐级递减利用率思维导图1.次级生产者是指所有的消费者和分解者。()2.净次级生产量是指用于动物生长和繁殖的能量。()3.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()4.生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。()5.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。()6.研究能量流动,可合理设计人工生态系统,提高能量的传递效率。() 7.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量,储存在有机物中。()8.能量在流动的过程中逐级递减,所以营养级越高,该营养级的总能量及生物的数量就会越少。()9.能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。()10.生态系统的能量流动是单向的,原因是一个营养级呼吸散失的能量不能被生产者再同化,以及捕食关系是不可逆的。()11.拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,提高生态系统的能量传递效率。() A AD DB B（2）过多枝叶对下层植物有遮光作用，植物衰老组织较多，缺少动物动物尿粪的施肥作用等。G2 6先吃鸡，后吃玉米，并将玉米进行种植（3）放牧强度保持在G2 水平
