第八章 生物与环境

第三节 生态系统

三、生态系统的能量流动

教学目的
1.掌握生态系统能量流动的过程和特点。
2.了解研究生态系统能量流动的意义。

教学重点：生态系统能量流动的过程和特点。

教学难点：生态系统能量流动的特点及其形成原因。

教学方法：引导探索、谈话、讨论相结合。

课时安排：一课时。

教学过程

复习：生态系统的营养结构是什么？
　　（回答：是食物链和食物网。）
　　复习：如果我们写一个一般的食物链，就是：生产者→初级消费者→次级消费者，这么写的意思是什么？
　　学生：是后一营养级以前一营养级为食的现象，后一营养级从前一营养级获得了物质和能量，物质和能量就从前一营养级流动到后一营养级。我们现在就学习生态系统的能量是怎样流动的。
　　提问：那么，能量是怎样输入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是怎样的？请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，并思考这些问题。
　　（在同学们阅读后，分别请几位同学总结这几个问题。）
　　讲述：生态系统流动的能量来自太阳能，即生态系统中能量的源头是太阳。但并不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能开始在生态系统中流动。怎样输入？依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。生产者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的总能量。它沿着食物链流动。
　　提问：输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向？
　　讲述：生产者固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即被呼吸作用分解了；储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食同化流入下一营养级，没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。简单他说，生产者固定的太阳能的三个去处是：呼吸消耗，下一营养级同化，分解者分解。对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量＝呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情况有所不同。
　　提问：生态系统中能量流动有什么特点？形成这些特点的原因是什么？相邻两个营养级之间的能量传递效率是多少？教材107页也有两个问题，请同学们带着这些问题阅读教材“能量流动的特点”一段，阅读完后，可以讨论一下这些问题。
　　（待同学们阅读完后）现在请一位同学概括一下能量流动的特点。
　　是单向流动和逐级递减。为什么是这样呢？请继续回答。　　讲述：对于单向流动来讲，是说能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动，可以理解为肉食动物以植食动物为食，植食动物不能以肉食动物为食。植物与植食动物的关系也是如此。
　　对于逐级递减来讲，也是教材的第二个问题，一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一营养级，除了自身呼吸消耗外，还有一部分未被下一营养级利用。这就决定了能量越流越少。
　　在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的13．5％，第三营养级只获得第二营养级同化能量的20％，能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10％～20％，那么，其余
80％～90％的能量哪里去了？请一位同学回答这个问题。
　　讲述：对，被呼吸消耗，被分解者释放，还有一大部分未被利用。未被利用的，可以理解为后一营养级不能利用的（如荒地中的草根）和后一营养级能利用而未利用的（如羊不可能将草地的草吃净。这些未利用的能量除少量被分解者分解释放外，它们或者进入别的生态系统，如被河水冲向海洋，或者沉积在湖底成为有机质沉积物，或者仍然是前一营养级的生存个体，保持了前一营养级的生产能力。
　　提问：在赛达伯格湖一个营养级所同化的能量，是怎样分配的？
　　是未利用的>呼吸的>下一营养级同化的>分解者释放的。
　　提问：能量金字塔是什么含义？如以生物个体数量表示有无例外？（请一位同学回答）
　　讲述：研究能量流动的意义在于使能量持续高效地流向对人类有益的部分。比如草原怎样放牧产畜量高而草原又不退化？农作物怎样才能给人类提供更多的产品？教材中提到的办法就是一个好办法。假如给你一个池塘，你该怎样经营，才能最大获益？请大家讨论。
　　（讨论后请几个同学阐述他们的结论）
　　现在已经出现一种叫做“生态农业”的农业经营模式。这种经营模式可以最小投入，得到最大收益。比如桑基渔塘就是一例。（在此稍作解释）
　　总结：通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命的动力，是生态系统的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁殖后代，使得一个生态系统得以存在和发展。
　　巩固。
　　1．请从能量流动的角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级？
　　2．俗话说，“一山不容二虎”，有没有道理？为什么？
（这两个问题可启发学生根据生态系统中能量逐级递减的规律分析，得出随着营养级的升高，可利用的能量往往减少到很小的程度，以至不足以维持下一个营养级的存在。）

板 书

三、生态系统的能量流动

1．能量来源：太阳

2．能量输入：生产者的光合作用

3．能量流动的渠道：食物链（网）

4．能量流动的过程：光→生产者→初级消费者

5．能量流动的特点：单向流动；逐级递减

6．能量流动的传递效率： 10～20％

7.能量金字塔。

8.研究能量流动的意义