生态系统的能量流动与物质循环ppt优秀PPT.ppt
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1、能量流淌和物质循环能量流淌和物质循环能量流淌和物质循环能量流淌和物质循环课件制作课件制作 杜晓君杜晓君 生态系统的能量流淌是指生态系统中生态系统的能量流淌是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量的输入、传递、转化和散失的过程。一、能量流淌的概念一、能量流淌的概念能能量量流流淌淌的的分分析析个体个体 储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体 2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体 3 3储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量能量输入输入储存在体内的能量储存在体内的能量能
2、量能量输入输入种群种群呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量流经一个种群的状况:能量流经一个种群的状况:能量能量输入输入种群种群能量能量储存储存能量能量散失散失探讨生态系统中能量流淌一般在群体水平上。探讨生态系统中能量流淌一般在群体水平上。1.1.能量的来源是什么?能量的来源是什么?2.2.能量流淌的起点?能量流淌的起点?3.3.能量是如何输入生态系统第一养分的?能量是如何输入生态系统第一养分的?4.4.生态系统的总能量?生态系统的总能量?5.5.能量流淌的主要渠道是什么?能量流淌的主要渠道是什么?6.6.太阳能的利用率大约为太阳能的利用率大约为1%1%,如何提高利用,如何提高利用率?率?7
3、.7.能量的散失形式?能量的散失形式?二、能量流淌的过程二、能量流淌的过程生产者生产者光合作用光合作用生产者固定的太阳能的总量生产者固定的太阳能的总量太阳能太阳能食物链和食物网食物链和食物网热能热能生产者生产者(植物)(植物)初级消费者初级消费者(植食性动物)(植食性动物)分分 解解 者者遗体遗体 残骸残骸1、输入第一养分级的能量分析、输入第一养分级的能量分析呼吸作用呼吸作用 被下一营养级被下一营养级的生物所利用的生物所利用散失散失散失散失储存储存传递传递输入输入初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼呼吸吸散散失失遗体遗体残骸残骸初级消费
4、者初级消费者同化同化分分解解者者利利用用粪便粪便呼呼吸吸散失散失呼吸作用消耗呼吸作用消耗分解者分解利用分解者分解利用下一营养级摄食下一营养级摄食去路:去路:.摄入量摄入量=同化量同化量+粪便量粪便量同化量同化量=呼吸消耗量呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量用于生长、发育和繁殖的能量(下一养分级同化(下一养分级同化+分解者分解)分解者分解)2、能量流经其次养分级示意图、能量流经其次养分级示意图生产者生产者呼吸呼吸初级消初级消费者费者呼吸呼吸次级消次级消费者费者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸生产者固定的太阳生产者固定的太阳能总量能总量为流经这个为流经这个生态系统的
5、总能量生态系统的总能量输入输入传递传递散失散失以以有机物有机物的形的形式式沿食物链沿食物链向下向下一营养级传递一营养级传递3、生态系统能量流淌的过程示意图、生态系统能量流淌的过程示意图在草原上,牛以草为食屎壳郎(蜣螂)以牛粪为食在草原上,牛以草为食屎壳郎(蜣螂)以牛粪为食0 被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎?被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎?生态系统中的能量流淌和转化是否遵循能量守生态系统中的能量流淌和转化是否遵循能量守恒定律?为什么?恒定律?为什么?遵循;因为生产者固定的总量等于流淌中散失和遵循;因为生产者固定的总量等于流淌中散失和遵循;因为生产者固定的总量等于流淌中散失和遵循;因为生产
6、者固定的总量等于流淌中散失和贮存的之和。贮存的之和。贮存的之和。贮存的之和。能量流淌的过程总结1.能量流动的起点:能量流动的起点:2.能量流动的途径:能量流动的途径:3.能量流动中能量形式的变化:能量流动中能量形式的变化:4.能量在食物链中流动的形式:能量在食物链中流动的形式:9.能量散失的主要途径:能量散失的主要途径:5.能量流动的方向能量流动的方向(以箭头表示以箭头表示):6.箭头由粗到细:箭头由粗到细:7.方块面积越来越小:方块面积越来越小:8.蓝色箭头表示:蓝色箭头表示:生产者生产者(主要是绿色植物主要是绿色植物)固定的太阳能固定的太阳能食物链和食物网食物链和食物网太阳光能太阳光能 有
7、机物化学能有机物化学能 热能热能有机物有机物(食物食物)中的中的化学能化学能单向流淌单向流淌表示流入下一个养分级的能量逐级递减表示流入下一个养分级的能量逐级递减养分级别越高,保存在生物体内的就越少养分级别越高,保存在生物体内的就越少该能量是散失到系统外的,不能再利用的能量该能量是散失到系统外的,不能再利用的能量通过呼吸作用以热能形式散失通过呼吸作用以热能形式散失植食性动物植食性动物植食性动物植食性动物 62.8 62.8 62.8 62.862.862.862.862.8赛达伯格湖的能量流动赛达伯格湖的能量流动太阳能太阳能太阳能太阳能未未未未固固固固定定定定生产者生产者生产者生产者464.64
8、64.6464.6464.6分解者分解者分解者分解者12.512.512.512.5呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用96.396.396.396.3未利用未利用未利用未利用2932932932932.12.12.12.118.818.818.818.829.329.329.329.312.612.612.612.6肉食性动物肉食性动物肉食性动物肉食性动物 12.6 12.6 12.6 12.6微量微量微量微量7.57.57.57.55.05.05.05.0327.3327.3327.3327.3122.6122.6122.6122.614.614.614.614.6能量传递效率能量传递效率植食
9、性动物植食性动物植食性动物植食性动物 62.8 62.8 62.8 62.862.862.862.862.8太阳能太阳能太阳能太阳能未未未未固固固固定定定定生产者生产者生产者生产者464.6464.6464.6464.612.612.612.612.6肉食性动物肉食性动物肉食性动物肉食性动物 12.6 12.6 12.6 12.6传递效率传递效率传递效率传递效率=上一营养级的上一营养级的上一营养级的上一营养级的同化量同化量同化量同化量本营养级的本营养级的本营养级的本营养级的同化量同化量同化量同化量100%100%100%100%从第一养分级到其次养分级的传递效率?从第一养分级到其次养分级的传递
10、效率?从第一养分级到其次养分级的传递效率?从第一养分级到其次养分级的传递效率?从其次养分级到第三养分级的传递效率?从其次养分级到第三养分级的传递效率?从其次养分级到第三养分级的传递效率?从其次养分级到第三养分级的传递效率?13.5%13.5%20%20%结论:相邻养分级的传递效率大约是结论:相邻养分级的传递效率大约是结论:相邻养分级的传递效率大约是结论:相邻养分级的传递效率大约是10%20%10%20%10%20%10%20%。单向流淌逐级递减只能沿食物链由低养只能沿食物链由低养分级流向高养分级分级流向高养分级每个养分级的生物总有一部分能量不每个养分级的生物总有一部分能量不能被下一养分级利用。
11、能被下一养分级利用。各个养分级的生物都会因细胞呼吸以各个养分级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失相当大的一部分能量。热能形式散失相当大的一部分能量。各养分级中的能量都要有一部分流入各养分级中的能量都要有一部分流入分解者。分解者。4、能量流淌的特点、能量流淌的特点方向:方向:缘由:缘由:食性不行逆转食性不行逆转知高营养级知高营养级求低营养级求低营养级知低营养级知低营养级求高营养级求高营养级获能量最多获能量最多获能量最少获能量最少最短食物链最短食物链按按20%计算计算最长食物链最长食物链按按 10%计算计算需最多能量需最多能量需最少能量需最少能量最短食物链最短食物链最长食物链最长食物链按按20%计
12、算计算按按 10%计算计算能量流淌能量流淌“最值最值”计算计算 例题例题1 1、如下图食物网中,若人的体重增加、如下图食物网中,若人的体重增加1kg1kg,最少消耗水藻,最少消耗水藻 kgkg,最多消耗水藻,最多消耗水藻 kg kg 10105 5【解析】本题中,最短食物链为水蚤【解析】本题中,最短食物链为水蚤小鱼小鱼人,人,传递效率按传递效率按2020计算。设最少消耗水藻为计算。设最少消耗水藻为x x,则,则x20 x2020201 1,所以,所以x=25.x=25.要求最多消耗就要求最多消耗就要选择水藻要选择水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼大鱼大鱼人,传递人,传递率按率按1010计算。设最多消耗为
13、计算。设最多消耗为y y,则,则y(10%)y(10%)5 5=1=1,y=10y=105 5kgkg。25 例题例题2 2、右图食物网中,在能量传递效率为右图食物网中,在能量传递效率为10%10%20%20%时,假设每个养分级的生物从前一养时,假设每个养分级的生物从前一养分级的不同生物处获得的能量相等。则人的体分级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加重每增加1kg1kg,至少须要消耗水藻,至少须要消耗水藻 kg kg。975【解析】由题意知:人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的,小鱼从虾和水藻处【解析】由题意知:人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的,小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的,而
14、且,题中获得的能量是相等的,而且,题中“至少至少”须要多少,应按能量传递的最大效率须要多少,应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下:在计算。计算方法如下:在“小鱼小鱼大鱼大鱼人人”的传递途径中,大鱼的生物量至少的传递途径中,大鱼的生物量至少为为0.520%0.520%2.5kg2.5kg,小鱼的生物量至少为,小鱼的生物量至少为2.520%2.520%12.5kg12.5kg;在;在“小鱼小鱼人人”的传递途径中,小鱼的生物量至少是的传递途径中,小鱼的生物量至少是0.520%0.520%2.5kg2.5kg。因此,小鱼的生物量总。因此,小鱼的生物量总量至少为量至少为12.5+2.5=15kg12
15、.5+2.5=15kg。同理:在。同理:在“水藻水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼”的传递过程中,的传递过程中,水藻的生物量至少是水藻的生物量至少是15220%20%20%15220%20%20%937.5kg937.5kg;在;在“水藻水藻小鱼小鱼”的传的传递过程中,水藻的生物量至少是递过程中,水藻的生物量至少是15220%15220%37.5kg37.5kg。因此,水藻的生物量总量。因此,水藻的生物量总量至少为至少为937.5+37.5=975kg937.5+37.5=975kg。10000100010010能能量量金金字字塔塔体现了能量和养分级之间的关系:体现了能量和养分级之间的关系:体现了能量和
16、养分级之间的关系:体现了能量和养分级之间的关系:在一个生态系统中,养分级越多,在能量流淌过程中消在一个生态系统中,养分级越多,在能量流淌过程中消耗的能量就越多。生态系统中的能量流淌一般不超过耗的能量就越多。生态系统中的能量流淌一般不超过4 45 5个养分级。个养分级。数量金字塔存在吗?思索题:假如把各个养分级的生物数量关系,用思索题:假如把各个养分级的生物数量关系,用绘制能量金字塔的方式表达出来,是不是也是金绘制能量金字塔的方式表达出来,是不是也是金字塔形?假如是,有没有例外?字塔形?假如是,有没有例外?一般是金正字塔形一般是金正字塔形,有例外。,有例外。浮游植物浮游植物浮游植物浮游植物浮游动
17、物浮游动物浮游动物浮游动物鱼鱼鱼鱼昆虫昆虫鸟鸟树树生物量金字塔存在吗?探讨生态系统能量流淌的意义探讨生态系统能量流淌的意义1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能使能量得到最有效的利用。量得到最有效的利用。(对能量进行对能量进行多级利用多级利用,提高能量的利用率提高能量的利用率。)。)例如:秸秆的多级利用、例如:秸秆的多级利用、桑基鱼塘桑基鱼塘2 2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流淌关系,使能量持续高效地流向对人类最有淌关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(合理调整能量流淌方向,使能益的部分。(合理
18、调整能量流淌方向,使能量流向对人类最有益的部分。)量流向对人类最有益的部分。)例如,在森林中,最好使能量多储存在木材例如,在森林中,最好使能量多储存在木材中;在草原牧场上,则最好使能量多流向到中;在草原牧场上,则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内,获得更多的毛、肉、皮、牛、羊等牲畜体内,获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。奶等畜产品。三、物质循环三、物质循环生态系统所指:生态系统所指:物质所指:物质所指:循环所指:循环所指:在生态系统中,组成生物体的在生态系统中,组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等等化学元素化学元素,不断进行着从无机环境,不断进行着从无机环境到生物群落,
19、又从生物群落回到无机环境的到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程。循环过程。生物圈生物圈C、H、O、N、P、S等化学元素等化学元素生物群落生物群落无机环境无机环境1、概念、概念化石燃烧化石燃烧2 2、碳循环、碳循环任务一:建立一个碳循环简图任务一:建立一个碳循环简图 任务二:思索如何缓解温室效应?任务二:思索如何缓解温室效应?大气中的大气中的CO 2消费者消费者生产者生产者分解者分解者削减削减CO2排放量:削减化石燃料燃烧,选用替代能源等排放量:削减化石燃料燃烧,选用替代能源等增加增加CO2吸取量:爱护森林、草原生态系统等吸取量:爱护森林、草原生态系统等1 1、能量流淌和物质循环是生态
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