第4讲 生态系统的能量流动和物质循环
考点一| 能量流动的过程和特点
1．能量流动的四个环节
源头：太阳能
—流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能 ?
途径：食物链和食物网—形式：有机物中的化学能 ?
—太阳能→有机物中的化学能→热能 ? —
形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用
2．能量流动过程图解
(1)补充图中标号代表的内容
①生产者，②初级消费者，③次级消费者， ④呼吸作用，⑤分解者。
(2)据图补充食物链中①营养级能量的去向： ①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。 ②被下一营养级同化。
③残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。 ④未被利用。
(3)图示中的E2/E1表示第二、三营养级间的能量传递效率。 3．能量流动的特点 单向流动、逐级递减。 4．研究意义
(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
1．判断下列关于能量流动叙述的正误。
(1)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中一部分用于自身生长、发育、繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(√)
(2)流经农村和城市两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能。(×) 【提示】 流经两个生态系统的总能量除了来自植物固定的太阳能外，还有人为输入的能量。
(3)农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(×) 【提示】 沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。
(4)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%。(×)
【提示】 能量传递效率是针对相邻两个营养级中的所有生物而言，不针对个体。 2．如图表示能量在两个营养级之间的流动过程，请据图思考下列问题：
(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系？ _________________________________________________________。 (2)上一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级？为什么？ _________________________________________________________。 (3)为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点？ _________________________________________________________。 【答案】 (1)同化量＝摄入量－粪便量
(2)不是。一部分能量被自身呼吸所消耗，还有一部分被分解者所利用，总有一部分能量未被下一营养级利用
(3)单向流动的原因是：食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果，生物之间的捕食关系是一定的；能量流动不能循环，原因是散失的热能不能再被利用。
逐级递减的原因是：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级
1．某一营养级能量的来源与去路分析
生产者的能量主要来自太阳能
(1)能量来源消费者的能量来自于上一营养级同化的能量
(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析： ①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路)
a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。 ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条： a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的时间“还没来得及被利用的能量”。
2．能量流动特点 (1)单向流动的原因
食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。
(2)逐级递减的原因
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以热能形式散失相当大的一部分能量。 ③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。 3．生态金字塔的类型和特点 类型 项目 形状 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形 生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而递减 每一营养级生物个体的正金字塔形 生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减 每一营养级生物的总生 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 每一阶含义 每一营养级生物所含能