生态系统的能量流动和物质循环（15张PPT）.ppt

生态系统的能量流动和物质循环 一、生态系统的能量流动 1．能量流动的概念及过程 (1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程称为生态系统的能量流动。 (2)过程： ①输入 源头：太阳能 输入的总值：绿色植物通过光合作用固定的光能的总量。 ②传递 途径：能量是以物质的形式沿着食物链或食物网这一主渠道传递的。 能量的分流：每一营养级的生物获得的能量可分为以下三部分： a．被该营养级生物细胞呼吸消耗一部分能量，其中产生的ATP用于生命活动，热能从生物群落中散失到大气中。 b．进入下一营养级的能量(最高营养级生物除外)。 c．动植物遗体、残枝落叶、粪便等被分解者分解利用。 ③转化 相关的生理过程：光能→生物体有机物中的化学能→热能。 ④散失 形式：热能 主要途径：细胞呼吸 散失能量的产生：通过生产者、消费者、分解者的细胞呼吸分解有机物而产生。 2．能量流动的特点 美国生态学家林德曼研究发现，生态系统的能量流动具有两个特点： (1)单向流动 ①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各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。 (2)逐级递减 能量在流经各个营养级时，上一个营养级的能量大约有10%～20%传到下一个营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。 传递效率：各个营养级之间能量传递效率等于这个营养级同化的能量与前一营养级同化的能量的比。 (3)能量在食物网中传递的计算 在食物网中，处在比较高营养级的生物可以从多条食物链获得食物来源，因此首先要根据题意确定每条食物链传递给这种生物的能量的比例，然后再进行有关的计算。 注意：能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔 项目　　 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 含义 各营养级固定的总能量 每一营养级生物个体的数量 每一营养级现存生物的 总质量 形状 特点 呈正金字塔形 一般呈正金字塔形 一般呈正金字塔形 分析 能量流动的过程中总是有能量的消耗散失 一株大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置 浮游植物的 个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量 3．能量流动的意义 研究生态系统的能量流动 可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 可以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。 二、生态系统的物质循环 1．概念 物质循环的范围：无机环境到生物群落之间 物质循环的对象：构成生物体的基本元素(C、H、O、N、P、S等)，而不是指这些元素构成的生物体特有的糖类、蛋白质、脂肪等有机物的循环。 物质循环的渠道：食物链和食物网。 物质循环的特点：全球性、反复循环。 物质循环带有全球性，故又称为生物地球化学循环。 2．碳循环 (1)循环过程 碳从无机环境进入生物群落的主要方式：生产者的光合作用、化能合成作用； 碳从生物群落进入无机环境的主要方式：生产者、消费者的呼吸作用，分解者的分解作用，化石燃料的燃烧。 (2)循环形式：碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行；碳在生物群落中主要以有机物的形式传递。 ⑶大气中CO2的主要来源 ⑷碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。(判断成分的依据) 分解者的分解作用 动植物的细胞呼吸 化学燃料的燃烧 温室效应⑴成因①工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。⑵危害加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。⑶缓解措施①植树造林，增加绿地面积。②开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。 3．生态系统的物质循环和能量流动的关系 二者同时进行，相互依存，不可分割，主要体现在：①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解； ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体； ③能量是物质在生态系统中往复循环的动力。 实验：探究土壤中微生物的分解作用 实验假设 案例1 案例2 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实 验 设 计 实验组 对土壤高温处理 A杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤不做任何处理 B杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 土壤中是否含微生物 土壤中微生物的