生态学中的生态系统能量流动生态学研究的是生物与环境之间的相互关系。生态系统是一个
有机的整体,由生物、非生物和它们之间的相互作用组成。生态
系统的能量流动是生态学最重要的基本概念之一,也是生态学研
究的基础。
一、生态系统的能量来源
生态系统中的能量主要来自太阳。地球上的生物大部分都是通
过光合作用获取能量的,光合作用是一种生物化学反应,能将太
阳光能转化为生物能量。在生态系统中,光合作用主要由绿色植
物和一些浮游生物完成。
二、生态系统的能量流动途径
生态系统的能量流动是生态学的核心概念,能量能够从一种生
物转移到另一种生物,从而维持生态系统的平衡。在生态系统中,能量的流动路径主要分为以下三种:
1. 生物间的食物链
生物间的食物链是生态系统中最基本的能量转移途径。在食物
链中,食物链的高端等级生物通过吃食物链的低端等级生物来获
取能量。例如,狮子吃羚羊、人类吃植物和动物等。食物链的每
一个层次中,一部分能量会被消耗,一部分会被储存和传递下去。
2. 生物间的食物网
除了单一的食物链外,生态系统中还存在着交错的、相互重叠
的复杂食物关系,称为食物网。食物网不同于食物链,它是多个
食物链的交错,表现出不同物种之间相互依存的关系。食物网的
存在使得一个生物被其他多种生物食用,其自身营养来源更加复杂,也更加多样化。
3. 群落间的能量流动
不同的群落之间并不是孤立存在的。它们之间有着相互作用和
支持的关系。例如,森林生态系统中的枝繁叶茂的树木能为动物
们提供栖息场所和食物,而动物们也能为树木传播其种子。这种
相互支持和作用的关系就是群落间的能量流动。相对于食物链和
食物网,群落间的能量流动更加复杂和难以理解。
三、生态系统的能量损失
在生态系统内,能量具有向下且不可逆的特性,能量的流动主要表现为能量由高层级生物转移到低层级生物,同时伴随着大量的能量损失。能量的损失主要有以下三种形式:
1. 代谢损失
在生物生长和发育的过程中,由于代谢活动的存在,大量的能量被消耗掉了。极少量的能量才能被转化为生物体的生长与发育所需,因此,能量的损失主要表现为代谢损失。
2. 热量散失
生物体的排放的热量和呼出二氧化碳等也是能量流失的原因之一,每年因为生物的呼吸和散热,地球失去大量的能量。
3. 能量未被利用
有时生态系统中的某些物质和能量,由于种种因素而未被生物
利用,随着时间的推移会逐渐流失,导致环境污染和资源浪费。
四、生态系统的能量转化效率
生态系统中能量的转化效率非常低,大部分能量都被流失在不
同的环节上。在整个生态系统中,能量转化效率的平均值仅为10%左右,而植物的能量转化效率一般在1%-5%。
能量转化效率的低下导致了生物材料的积累和消耗的巨大差异,维持自然界的平衡和生态系统的稳定性变得非常困难。因此,提
高能量利用效率是维持生态系统平衡、保护生态环境的本质措施。
总结
生态学中的能量流动和能量损失是复杂的,是由各种群落、物
种之间的食物关系、相互依存的关系和复杂的营养食物网等建立
起来的。同时,能量的转化效率低,严重制约了生态系统中各种
营养物质的积累和分配。因此,我们需要提高生态系统的能量利
用效率,保护生物多样性,维护生态平衡和生态环境的持续发展。
生态系统能量流动的概念 引言 生态系统能量流动是生态学中的一个重要概念,它描述了能量在生态系统中的传递和转化过程。生态系统中的能量流动是维持生物多样性和生态平衡的关键因素之一。本文将深入探讨生态系统能量流动的概念,包括能量来源、能量传递路径、能量转化过程以及能量流动对生态系统的影响。 能量来源 能量在生态系统中的来源主要有两个方面:太阳能和化学能。 太阳能 太阳能是地球上生物生存的主要能量源。太阳能通过光合作用被植物吸收,并转化为化学能。植物利用太阳能将二氧化碳和水合成为有机物质,同时释放出氧气。这些有机物质成为其他生物的食物来源,从而将太阳能转化为化学能,并在生态系统中传递和转化。 化学能 除了太阳能,化学能也是生态系统中的能量来源之一。化学能主要来自于化学反应和生物代谢过程中的能量释放。例如,一些细菌和真菌可以利用化学反应中的能量来合成有机物质,并为其他生物提供食物来源。 能量传递路径 能量在生态系统中通过食物链和食物网的形式传递。食物链描述了生物之间的食物关系,食物网则更加复杂,包含了多个食物链之间的相互联系。 食物链 食物链是描述生物之间食物关系的线性模型。它由食物网中的多个层次组成,每个层次包含一个或多个物种。食物链通常以植物为起点,然后是食草动物,再到食肉
动物。能量在食物链中通过捕食和被捕食的过程传递。例如,草食动物吃植物,食肉动物吃草食动物,能量从植物转移到草食动物,再转移到食肉动物。 食物网 食物网是多个食物链相互交织而成的复杂模型。在食物网中,一个物种可以同时属于多个食物链,与其他物种之间存在多种食物关系。这种复杂的网络结构使得能量在生态系统中的传递更加灵活和稳定。当一个物种数量发生变化时,食物网可以通过调整其他物种的数量来保持生态平衡。 能量转化过程 能量在生态系统中通过一系列的转化过程进行传递。这些转化过程包括光合作用、呼吸作用、分解作用和化学合成等。 光合作用 光合作用是植物将太阳能转化为化学能的过程。植物利用叶绿素吸收光能,并将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。光合作用是生态系统中能量流动的起点,为其他生物提供了食物来源。 呼吸作用 呼吸作用是生物将有机物质氧化释放能量的过程。在呼吸作用中,生物通过分解有机物质来释放能量,并将其转化为可用能量。呼吸作用是能量在生态系统中传递和转化的重要过程。 分解作用 分解作用是将有机物质分解为无机物质的过程。分解作用由分解者(如细菌和真菌)完成,它们通过分解死亡的生物体和有机废物来释放能量,并将有机物质转化为无机物质。分解作用是生态系统中有机物质循环的关键过程。 化学合成 化学合成是生物利用能量合成有机物质的过程。通过化学合成,生物可以将无机物质转化为有机物质,并利用这些有机物质进行生长和繁殖。化学合成是能量在生态系统中转化和积累的重要过程。
高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇 生态系统的能量流动 1.能量流动的概述 (1)概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 (2)能量流动的四个环节 输入—⎩⎨⎧ 源头:太阳能流经生态系统的总能量:生产者固定的太阳能 ⇩ 传递—⎩ ⎨⎧ 途径:食物链和食物网形式:有机物中的化学能 ⇩ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能 ⇩ 散失—⎩⎨⎧ 形式:最终以热能形式散失过程:自身呼吸作用 2.能量流动的过程 (1)能量流经第二营养级的过程
①c代表初级消费者粪便中的能量。 ②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向 d:自身呼吸作用散失。 e:用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量。 i:流入下一营养级。 f:被分解者分解利用。 j:未被利用的能量。 (2)能量流经生态系统的过程 ①流经生态系统的总能量:生产者固定的太阳能。 ②能量流动渠道:食物链和食物网。 ③能量传递形式:有机物中的化学能。 ④能量散失途径:各种生物的呼吸作用(代谢过程)。 ⑤能量散失形式:热能。 3.能量流动的特点及原因分析 (1)能量流动是单向的,原因:①能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。 (2)能量流动是逐级递减的原因:①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部
分能量。②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。 4.研究能量流动的意义 (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。 (人教版必修3 P99“科学·技术·社会”)生态农业是指运用________原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代生物科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。 提示:生态学 1.生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。(×) 提示:生态系统中的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(×) 提示:流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能。 3.初级消费者粪便中的能量属于生产者同化的能量。(√) 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:能量传递效率针对的是相邻两个营养级中的所有生物,不针对个体。 5.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。 6.研究能量流动,对调整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。(×)提示:由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在,通过细胞呼吸,部分能量会以热能的形式散失,因此研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分,但是做不到全部流向人类。
生态学中的能量流动与物质循环生态学是一门研究生物和它们与环境相互作用的科学,它是现 代环保和生态建设的基础。生态系统是生物、非生物物质和能量 在一定空间和时间范围内构成的复杂组合体,其中能量流动与物 质循环是生态系统的两个重要基础部分。 一、能量流动 能量在生物圈中的流动是一种级联式的传递过程,从太阳光到 植物,再到草食动物和食肉动物。生态系统中的生物利用太阳光,将它们转化为可用的化学能,并在食物链中传递能量。能量流动 的过程中,会发生一定的损失,这种损失被称为热损失。在生态 系统中,能量流动存在一个层级结构,即食物链。食物链是由生 产者、消费者、食肉者和分解腐生物组成的。 以一个典型的食物链为例,太阳能-植物-草食动物-食肉动物-分解腐生物,能量从最基层的生产者,即植物,通过草食动物和食 肉动物,最终被转化为分解生物的有机肥料。
由于能量在生态系统中不断流动,因此能量流动具有稳定性和 持续性的特点。只要太阳光不停止,生物系统就将没有能量消失 的问题。 二、物质循环 生态系统中的物质循环指不同有机物和无机物之间的转化和交换。物质循环是一个完整的循环系统,其中包含了氮、碳、水、 氧和矿物质等元素的循环过程。 氮循环是典型的物质循环模式之一。氮是构成生物体的重要成 分之一,同时也是大气中的重要成分。氮元素通过固氮作用由大 气中的氮气转化为通过植物吸收的氨或硝酸盐,然后通过食物链 的传递,将氮循环到其他生物中。随着物质循环的推进,氮又会 被释放回土壤,进入生物体或重新被氧化成氮气。 另一个重要的物质循环是碳循环。碳循环是生态系统中的最大 循环系统之一,包括光合作用、呼吸、分解和燃烧等过程。在光 合作用中,植物将二氧化碳转化为有机碳,这是生物体生长和生 存所必需的有机物。有机物通过消费者食用,被氧化成二氧化碳,
生态学中的生态系统能量流动生态学研究的是生物与环境之间的相互关系。生态系统是一个 有机的整体,由生物、非生物和它们之间的相互作用组成。生态 系统的能量流动是生态学最重要的基本概念之一,也是生态学研 究的基础。 一、生态系统的能量来源 生态系统中的能量主要来自太阳。地球上的生物大部分都是通 过光合作用获取能量的,光合作用是一种生物化学反应,能将太 阳光能转化为生物能量。在生态系统中,光合作用主要由绿色植 物和一些浮游生物完成。 二、生态系统的能量流动途径 生态系统的能量流动是生态学的核心概念,能量能够从一种生 物转移到另一种生物,从而维持生态系统的平衡。在生态系统中,能量的流动路径主要分为以下三种: 1. 生物间的食物链
生物间的食物链是生态系统中最基本的能量转移途径。在食物 链中,食物链的高端等级生物通过吃食物链的低端等级生物来获 取能量。例如,狮子吃羚羊、人类吃植物和动物等。食物链的每 一个层次中,一部分能量会被消耗,一部分会被储存和传递下去。 2. 生物间的食物网 除了单一的食物链外,生态系统中还存在着交错的、相互重叠 的复杂食物关系,称为食物网。食物网不同于食物链,它是多个 食物链的交错,表现出不同物种之间相互依存的关系。食物网的 存在使得一个生物被其他多种生物食用,其自身营养来源更加复杂,也更加多样化。 3. 群落间的能量流动 不同的群落之间并不是孤立存在的。它们之间有着相互作用和 支持的关系。例如,森林生态系统中的枝繁叶茂的树木能为动物 们提供栖息场所和食物,而动物们也能为树木传播其种子。这种 相互支持和作用的关系就是群落间的能量流动。相对于食物链和 食物网,群落间的能量流动更加复杂和难以理解。
生态系统的能量流动和物质循环生态系统是由生物群落和非生物环境组成的动态平衡系统,其中能 量的流动和物质的循环是维持生态平衡的重要机制。本文将着重介绍 生态系统中能量流动和物质循环的过程,以及它们之间的相互关系和 重要性。 一、能量流动 能量是生态系统中的基本要素,它驱动着生态系统中各种生物活动 的进行。能量在生态系统中的转化和流动可以通过食物链来解释。食 物链是将生物按照它们在食物关系中的地位和相互间的相互作用关系 组织起来的。比如,一个典型的食物链可以由植物、草食动物、食肉 动物构成。 在这个食物链中,能量从植物开始流动。植物通过光合作用将太阳 能转化为化学能,存储在其体内的有机物中。当草食动物吃下植物时,植物体内的能量也被转移到了它们的体内。随后,当食肉动物捕食草 食动物时,能量又被传递给了食肉动物。这样,能量就通过食物链逐 级传递。 然而,能量在流动的过程中并不会完全转化。根据生态学的能量流 动规律,每个能量级之间只能保留约10%的能量,其余的能量会以热 量的形式散失。因此,由于能量转化效率的限制,食物链中的每个能 量级数量都比前一个能量级少,从而形成生态系统中能量的流动和传递。
二、物质循环 物质循环是生态系统中重要的生物地球化学过程,它包括了有机物 和无机物的生物转化、迁移和再利用。通常,物质循环可以通过碳循环、氮循环和水循环来说明。 碳循环是生态系统中最重要的物质循环之一。通过光合作用,植物 将大气中的二氧化碳转化为有机碳,然后通过呼吸作用释放出二氧化碳,使之再次进入大气。这样,碳在大气和生物体之间持续循环。此外,当植物和其他生物死亡后,它们的有机碳会通过分解或矿化的过程,再次回归到土壤中的无机碳汇中。 氮循环是生物体内氨基酸和蛋白质的形成和分解的过程。在氮循环中,氮通过植物吸收后被转化为蛋白质,并且传递到其他生物体内。 当植物和动物死亡后,其体内的氮会被分解为氨气并释放到大气中, 或被细菌转化为无机氮化合物并再次进入土壤。这个过程使氮在大气、土壤和生物体之间循环。 水循环是地球上最基本的物质循环之一。在水循环中,水蒸气从地 表和生物体上升到大气中,形成云和降水,并将水分配送到陆地和海 洋中。降水可以滋润植物、水源和地下水,以维持生态系统的正常运转。 三、能量流动与物质循环的关系
生态系统中的能量转换与流动生态系统是由各种有机体和无机物组成的生物环境。这些有机 体之间有着复杂的关系,其中包括了食物链、能量输送、循环利 用等生态学基本规律。在这个系统中,能量转换和流动是支撑着 这个系统的基本力量。 1. 能量转换 生态系统中的物种之间,除了互相捕食、生殖、生长发育外, 最重要的关系就是生命体的代谢产物向环境中释放化学能和热能 的能量转化过程。微生物、植物、动物,都各有各的组成,各自 有特殊代谢途径,它们之间的能量转换是多样化的。这些转化的 化学反应共需要能量输入和输出。能量输入的渠道通常来自于阳 光能。 2. 能量流动 生态系统中的能量输送,首要来源于太阳能。太阳能通过植物 光合作用转化成化学能,产生有机物质。有机物质又通过食物链 传递,使得生态系统中的多种生物获得能量。这些食物链的传递,
就是生态系统能量流动的体现。例如,植物通过光合作用获得太阳能,形成自身生长的无机物,同时蓄积了很多太阳能,这些物质又被一些小型动物或昆虫摄食,接着被更大的掠食者吃掉。大多数生态系统的食物链结构是一个分层结构,由植物组成的第一层,二级食物链包括食草动物,而三级食物链由食肉动物构成。 3. 能量的捕获和利用 对于植物而言,它们能够充分利用直接照射地表的阳光。阳光能被植物中的叶绿体吸收,通过光合作用转化成有机物。而对于动物而言,由于它们无法利用太阳能,因此只能依赖食物链从其他来源获取能量。顶级食肉动物作为食物链的顶端存在,其具备了最高的能量捕获和利用能力,而掠食者凭借着高速奔跑和强大的嗅觉能力,捕获了低于它们的小动物。 4. 能量丢失 在生态系统能量流动的过程中,能量无法完全转化和使用,有一部分能量会丢失。例如,植物只有约 1% 的能量被最终代表能量输送的动物所吃。另外,能量也会转化成其他形式。例如,有机物质分解所释放的热量和水滴在环境中的落地,都代表了能量
第五章生态系统专题 第二节生态系统的功能(能量流动) 生态系统的功能——能量流动、物质循环、信息传递 一、能量流动——生态系统中能量的输入、传递、转化、散失 (1)起点:生产者固定的太阳能 生产者固定的能量主要是光合作用利用的光能,也包括化能合成作用利用的化学能(2)自然生态系统总能量:生产者所固定的太阳能 人工生态系统总能量:生产者所固定的太阳能+人工喂食的饲料(有机物) (3)能量流动过程: ①输入一个营养级的能量:该营养级同化的能量,不是摄入 ②摄入=同化+粪便,同化=储存 +呼吸 ③某营养级“粪便”中能量应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分, 如兔粪便中的能量不属于兔的同化量,而是草同化量的一部分或草被分解者分解的能量的一部分。 ④未被利用的能量:包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。 (4)能量流动的特点及原因 能量传递效率=后一个营养级的同化量/前一个营养级的同化量,一般为10%~20%。 A单向流动∵①捕食关系不可逆转,是自然选择的结果 ②散失的热能不能被再利用 B逐级递减∵①各营养级均有呼吸作用散失; ②各营养级均有部分能量未被下一营养级利用; ③各营养级均有部分能量流向分解者 一条食物链一般只有4--5个营养级∵能量流动逐级递减 ( 项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔 形状 每一阶含义各个营养级所含能量 的多少 各个营养级生物数量 的多少 各个营养级生物量(有机 物)的多少 特点正金字塔一般正金字塔一般正金字塔 分析各个营养级都有呼吸 作用散失能量,还有一 部分被分解者利用,而 流入下一营养级的能 量仅占该营养级同化 量的10%~20% 成千上万只昆虫生活 在一株大树上时,该 数量金字塔的塔形也 会发生变化: 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 物的生物量可能低于浮游 动物的生物量: 摄入= 同化= 粪便储存:用于生长发育和繁殖= 散失:以呼吸作用的方式,热能的形式 流向下一营养级 流向分解者
高中生物生态系统的能量流动知识点总结 生物生态系统的能量流动是生态学中一个关键的概念。在生态系统中,能量从一个生物向另一个生物传递,维持着整个生态系统的运转。本文将对高中生物学中涉及到生态系统能量流动的几个重要知识点进 行总结。 一、光合作用与化学能量转化 光合作用是生态系统中最基本的能量转换过程。植物通过光合作用 将太阳能转化为化学能,并将其储存于有机物中。在光合作用中,植 物吸收光能,利用叶绿素等色素吸收光的能量,并将其转化为化学能,用于合成葡萄糖等有机物。 二、食物链和食物网 食物链描述了生物之间的能量传递和食物关系。食物链中,能量从 植物传递给食草动物,再传递给食肉动物。而食物网则更加复杂,由 多个食物链交织在一起形成。通过食物链和食物网,能量在生物之间 传递,维持着生态系统的平衡。 三、生物的营养方式与能量流动 不同的生物根据其营养方式的不同,对能量的获取也各有差异。植 物通过光合作用自主获取能量,被称为自养生物。而动物则通过摄取 其他生物的有机物来获取能量,称为异养生物。根据食性不同,动物 可以分为食草动物、食肉动物和杂食动物。这些生物之间的能量转换 通过食物链和食物网进行。
四、能量流失与能量转化效率 能量在生物体内的流动是不断损失的,能量的损失主要是通过代谢、呼吸和排泄等过程来实现。能量损失的结果是,每个能量级别的生物 数量相对较少,生物的生物量逐渐减少。同时,能量转化的效率也会 降低。通常情况下,能量在生物间的转化仅有10%左右的转化效率, 这意味着能量流动是高度不稳定和容易受到干扰的。 五、氮循环与能量流动 氮循环是生物体内重要的物质循环之一,也涉及到能量的转化。在 氮循环中,植物通过吸收土壤中的氮化合物合成蛋白质,而动物则通 过摄取植物或其他动物来获取氮化合物。氮化合物的循环使得氮能在 生物体内流动,参与蛋白质合成和能量转换的过程。 综上所述,生物生态系统的能量流动是一个复杂而重要的过程。通 过光合作用、食物链、食物网、生物的营养方式等,能量从一个生物 传递到另一个生物,并在生物体内进行转化和利用。同时,能量流动 受到能量损失和能量转化效率的影响,而氮循环也与能量流动密切相关。了解和理解生态系统中能量流动的知识点,有助于我们更好地理 解生物之间的相互作用和生态系统的稳定性。
生态系统的能量流动 能量流动的进程 生态系统的单向流动 能量流动能量流动的特点 逐级递减 研究能量流动的意义 一、概念:是指生态系统中能量的输入、传递和散失的进程 二、输入:绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量的输入 三、总值:生产者固定的太阳能的总量是流动的总能量 四、进程:以有机物形式沿食物链向下一营养级传递;散失的是三大功能类群生物的呼吸作 用产生的热能 方框大小、箭头大小的含义 (一)能量流入某一营养级后的四个去向 呼吸散失① 能量流入某一营养级残落物、尸体③ 自身贮存② 流入下一营养级④ 五、特点 (一)单向流动:能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级 每一个营养级生物都因呼吸作用而散失部份热能 (二)逐级递减每一个营养级生物总有一部份不能被下一营养级利用 传递效率10%~20%(形象地用能量金字塔表示) 能量金字塔始终为正金字塔,都遵循10%~20%传递效率 金字塔生物量金字塔 数量金字塔:可能为正金字塔,也可能为倒金字塔,上下营养级之间无固定数量关系。 六、研究意义:帮忙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 人类最有利的部份。 3题图
【针对训练】 A.基础训练 1.某一生态系统中,已知一只鹰增重2kg 要吃l0kg小鸟,小鸟增重0.25kg要吃 2kg昆虫, 而昆虫增重l00kg要吃1000kg绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为 A.0.05%B.0.5%C.0.25% D.0.025% 2.在一条食物链中,低级消费者同化的能量,其去向为 ①通过呼吸作用释放的能量②通过呼吸作用释放的热能 ③流人到次级消费者体内④流人到分解者体内 A.②③B.②④C.①③④ D.②③④ 3.下图是生态系统中食物链所反映出的能量流动情形,图中箭头表示能量流动的方向,单位是Kcal/m2/年 下列说法正确的是 A.在入射的太阳能中,生产者只利用其中的1%左右 B.分解者可利用来自各营养级转移到(A)的所有能量 C.消费者营养级别越高,可利用的总能量越多 D.当人们把生产者作为食物时,比起其他营养级,可取得更少的能量 4.流经一个生态系统的总能量是 A.生产者用于生长、发育和繁衍的总能量B.流经各个营养级的能量总和 C.各个营养级生物同化的能量总和D.生产者固定的太阳能的总量 5.有关生态系统中能量流动的叙述,不正确的是 A.生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量 B.生态系统中能量几乎全数来自太阳能C.生态系统离开外界环境的能量供给就无法维持 D.生态系统中能量流动是单向流动和逐级 递减的 6.生态系统的能量在流经食物链的各营养级 时其特点是 A.逐级递减和循环流动 B.逐级递增和单向流动 C.逐级递减和单向流动 D.逐级递增和循环流动 7.在必然的时刻内,某生态系统中的全数生 产者固定的太阳能为a,全数消费者所同化的 能量为b,全数分解者取得的能量为c,则A、 B、c之间的关系是 A.a=b+c B.a>b+c C.ab=c 8.假设一个生态系统的总能量为100%,按 最高传递效率计算,三级消费者所取得的能量 为 A.0.1%B.1% C.0.8% D.8% 9.大象是植食性动物,有一种蜣螂则专以象 粪为食。设一大象在某段时刻所同化的能量为 107千焦,则这部份能量中可流入蜣螂体内的 约为 A.0千焦B.106千焦 C.2X106千焦 D.106—2X106千焦 10.在一个密闭的生态系统中,若是生产者光 合作用消耗了240摩尔的二氧化碳气体,此进 程积累的氧气全数用于低级消费者分解葡萄 糖,则其释放并贮存在ATP中能量最多有多少 被三级消费者取得() A.0.245×106J B.1.008×106J C.1.609×106J D.1.858×106J 11.由于“赤潮”的影响,一条4Kg重的杂食 性海洋鱼死亡,假设该杂食性的食物有1/2来 自植物,1/4来自草食鱼类,1/4来自以草食 鱼类为食的小型肉食鱼类,按能量流动效率 20%计算,该杂食性鱼从诞生到死亡,共需海 洋植物 A.120㎏B.160㎏ C.60㎏ D.100㎏ 12.在一个生态系统内,随着营养级的递增和 不同营养级的能量传递,农药残留为 A.递增B.递减 C.相等 D.很多
第十章生态系统中的能量流动 10.1 研究能量传递的热力学定律 一、研究能量传递规律的热力学定律 古代的罗马与中国,中世纪的欧洲,均出现了许多与能量有关的发明,但到目前为止,仍极少系统整理能量研究的历史。对意大利天文学家伽利略而言,热只是一种肉体的感觉;英国哲学家培根认为热能是无法使物体产生动作的;牛顿提出的质量、动量与力等定律也几乎和生物之能量基础无关。然而,这些学说却奠定了能量观点的理论基础。瓦特发明的蒸气机,除了对工业革命有不可磨灭的贡献外,同时也引导了热力学定律的提出。 目前,生态学家所极力倡议的能量分析,其主要文献的出版,似乎在1973年能源危机后最为踊跃。然而,能量分析的观念,却可追溯至150年前热力学定律提出之时。1840年热力学定律的提出,可以说是能量、资源观念定性与定量分析的分界线。在热力学定律提出前,主要为重农主义者倡导的自然资源为经济之基础,属定性分析。热力学第一定律的提出,促进了能量的量化研究,热力学第一定律认为,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总的当量不变。一切实际存在的自然界物体,无不与外界进行能量交换,且其自身状态也不断随时间的变化而发生变化。热力学第一定律指出了系统的这种演变及其与外界不断进行能量交换所遵循的定量关系。热力学第二定律认为,热量只能自发地由高温物体向低温物体传递,热功转换、热传导都具有不可逆性。根据这一定律,一个与外界没有能量、物质交换的孤立系统存在温差时,热量总是自发地从高到低传递。从分子物理学角度看,分子运动趋向于紊乱无序,也就是说整个系统的熵增加了。 能量是生态系统的动力,是一切生命活动的基础。一切生命活动都伴随着能量的变化,没有能量的转化,也就没有生命和生态系统。生态系统的重要功能之一就是能量流动,能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律。 (一)热力学第一定律 热力学第一定律可以表述如下:“在自然界发生的所有现象中,能量既不能消灭也不能凭空产生,它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形
生态系统与能量流动的基础知识点总结 生态系统是由生物群体和它们所处环境共同组成的。生态系统中各个组成部分通过能量的流动和物质的循环相互联系和作用,维持着生物的生存和地球的平衡。本文将对生态系统和能量流动的基础知识点进行总结和概述。 一、生态系统的定义和组成 1. 生态系统的概念:生态系统是由生物群体和它们所处环境组成的系统,包括生物组成和非生物组成两个部分。 2. 生态系统的组成: a. 生物组成:生物组成由生物群落和各种生物个体组成。生物群落是在同一地区内相互联系和作用的各种生物种群的总称。各种生物个体则包括不同物种的植物和动物。 b. 非生物组成:非生物组成包括环境中的非活体物质,如水、空气、土壤等。 二、生态系统的能量流动 1. 能量在生态系统中的重要性:能量是维持生物生存和地球平衡的基础,能量流动是生态系统中最重要的过程之一。 2. 能量的来源:太阳是地球上生态系统能量的主要来源。太阳能通过光合作用被植物吸收,成为植物体内的化学能。 3. 能量的传递途径:
a. 光合作用:植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,同时释放氧气。 b. 食物链:能量通过食物链从一个层次传递到另一个层次。植物被食草动物食用,食草动物又被食肉动物捕食,能量在不同生物之间传递。 c. 食物网:生态系统中存在复杂的食物网,食物网是由多个食物链相互交织形成的,能量在食物网中不断地流动和循环。 4. 能量流动的损失和转化:能量在生态系统中会有一定的损失和转化。生物的呼吸、消化和运动会产生能量损失,而剩余的能量则继续向下一层次传递。 三、生态系统中的能量单位 1. 卡路里(Calorie):卡路里是衡量食物中能量含量的单位,主要用于描述人类食物的能量。1卡路里等于1千卡(Kcal)。 2. 焦耳(Joule):焦耳是国际单位制中的能量单位,常用于科学研究。1焦耳等于1卡路里的4.18倍。 3. 累积热量单位(Thermal Unit,TU):累积热量单位是以克为基本单位来衡量能量,常用于生态学研究。 四、能量流动的生态效应 1. 能量流动的影响:能量流动的强度和方向会对生态系统的结构和功能产生重要影响,进而影响到生态系统的稳定性和可持续发展。
生态学中的能量流动研究 生态学是研究生物与环境之间相互作用的科学,而其中一个重要的 研究方向就是能量流动。能量在生态系统中的流动是生物生存和生态 系统正常运行的基础,对于了解生物之间的关系和环境的影响至关重要。本文将探讨生态学中的能量流动研究,从能量的来源、转化和存 储等方面进行综述。 一、能量的来源 在生态系统中,能量的来源主要有两个方面:太阳能和化学能。太 阳能是地球上各个生物圈的主要能量来源之一。太阳光通过光合作用 被植物吸收,然后转化成化学能。植物在光合作用过程中将太阳能转 化为有机物,从而滋养其他生物。同时,化学能也是能量的重要来源,比如食物链中各个层次的生物通过摄取其他生物的能量来获取所需的 能量供给。 二、能量的转化 能量在生态系统中的转化可以通过食物链来描述。食物链是一个生 物与生物之间通过摄取其他生物而进行能量传递的链条。食物链通常 由植物为底层,然后是草食性动物、食肉性动物等不同层次的生物组成。通过食物链,能量从一个物种转移到另一个物种,形成能量的流动。 除了食物链,能量还可以通过其他途径进行转化。生物通过光合作 用将太阳能转化为化学能,同时通过呼吸作用将有机物转化为能量和
二氧化碳。这些能量的转化过程一直在生态系统中进行,并推动着整 个生态系统的运行。 三、能量的存储 在生态系统中,能量可以以不同的形式存储。最常见的能量存储形 式是生物体内的有机物。通过光合作用,植物将太阳能转化为有机物,并储存于其细胞内。这些有机物可以被其他生物摄取后转化为能量, 维持生物的生存和生长。 此外,能量在生态系统中还以热能的形式存在。生态系统中的能量 流动过程中,有一部分能量会转化为热能被散发出去。这个过程称为 热耗散,通过热耗散,能量得以释放,保持生态系统的稳定。 总结起来,生态学中的能量流动研究涉及能量的来源、转化和存储 等方面。太阳能和化学能是生态系统中能量的主要来源,通过植物的 光合作用和食物链等途径能量得以转化。能量主要以有机物和热能的 形式存储,在生态系统中不断流动,维持着生物圈中生物的生存和生 态系统的稳定。 通过对生态学中的能量流动研究的了解,我们可以更好地理解生物 与环境之间的相互作用,为生物多样性保护、生态系统的可持续发展 提供科学依据。未来的研究中,我们还需要深入探索能量流动的规律 和机制,以更好地应对气候变化等环境问题,保护和改善我们的生态 环境。
生态系统的组成与能量流动生态系统是指由生物群落和其所处的非生物环境相互作用而形成的一个生态单位。生态系统的组成与能量流动是维持生态平衡的重要因素,探究它们的关系对于理解生物间的相互作用和能量转化具有重要意义。本文将从生态系统的组成和能量流动两个方面进行探讨。 一、生态系统的组成 生态系统的组成包括生物环境和非生物环境两个层面。 1. 生物环境 生物环境是指由生物群落组成的生态系统中的活体部分。生物群落由不同种类的生物个体组成,在这个生物群落中,各个个体之间存在着复杂的相互关系,如捕食关系、竞争关系等。以一个湖泊生态系统为例,其中的生物环境包括水中的浮游植物和浮游动物、水下的水生植物和底栖动物等。 2. 非生物环境 非生物环境是指生态系统中的非活体因素。它包括了水、空气、土壤等各种生态系统中的物质和能量。非生物环境对生物群落的存活和发展起着至关重要的作用。以森林生态系统为例,其中的非生物环境包括了土壤中的养分、土壤质地、降雨量等。 二、能量在生态系统中的流动 能量的流动是维持生态系统平衡的重要因素之一。
生态系统中能量的流动是通过食物链和食物网进行的。食物链是描述一个个体通过捕食获得能量的简化模型,而食物网则包括了多个食物链的交织和相互作用。 在食物链中,能量流动是单向的,由食物的生产者转移到一级消费者、二级消费者、三级消费者等依次层层传递下去。这是因为生物体会消耗部分能量在生长、维持生命活动和排泄等过程中,只有剩余的能量才能传递给下一级消费者。以草原生态系统为例,植物通过光合作用获得能量,食草动物通过摄食植物获取能量,而食肉动物又通过捕食食草动物来获取能量。 食物链存在许多交错和相互联系的关系,形成了食物网。食物网在生态系统中使得能量的流动更加复杂和多样化。一个生态系统中的多个食物链交错在一起,使得能量在生态系统中能够更广泛地传递。食物网的存在不仅丰富了生态系统中的能量流动路径,也增加了生物间的相互依存关系。 除了食物链和食物网,能量的流动还受到其他因素的制约,如环境因素和营养循环等。环境因素包括温度、光照等,这些因素会影响生态系统中的生物个体的活动和能量的流动。营养循环是指生态系统中各种元素(如碳、氮、磷等)在生物体和非生物环境之间的转化和交换,这些元素是构成生物体所需的重要物质,也参与到生态系统中的能量流动过程中。 综上所述,生态系统的组成与能量流动是生态学研究的重要内容之一。生态系统由生物环境和非生物环境组成,生物群落之间的相互作
生态系统中能量流动及其稳定性保持原 理 生态系统是由生物和非生物因素相互作用而形成的动态系统。其中,能量的流动是维持生态系统稳定性的关键因素之一。能量流动是通过 食物链、食物网和能量金字塔等途径在生态系统中进行的。本文将从 能量流动的来源、传递途径以及稳定性保持原理等方面进行探讨。 首先,能量流动的来源来自太阳能。太阳能是地球上几乎所有生态 系统的主要能量来源。太阳能通过光合作用被植物吸收并转化为化学能,然后通过食物链传递给其他生物。这表明能量流动是一个从太阳 到植物,再到消费者之间的过程。在这个过程中,能量从一个物种转 移到另一个物种,维持着生态系统的稳定性。 其次,能量流动是通过食物链和食物网进行的。食物链是一个描述 能量传递顺序的线性模型。在一个食物链中,能量从一个物种传递给 另一个物种。例如,草为一级消费者提供了能量,这些一级消费者又 为二级消费者提供了能量,依此类推。而食物网更加复杂,它由多个 食物链交织在一起形成。在食物网中,一个物种可以同时是多个食物 链的一部分,从而使能量传递更加复杂和多样化。 此外,能量流动还通过能量金字塔体现。能量金字塔是一个描述能 量流动数量和效率的图表。在能量金字塔中,每个层级代表着一个营 养级别。底层是植物,然后是一级消费者,接着是二级消费者,继而 是三级消费者,以此类推。能量金字塔的形状通常是递减的,表示能
量逐渐流失。这是因为能量在转化和传递过程中会有损失,例如通过 代谢作用或不可利用的部分。因此,每个营养级别的生物数量和生物 质都会逐渐减少,从而维持生态系统的稳定。 要维持生态系统的稳定性,能量流动还受到其他因素的调控。其中,能量的流失和转化过程中存在捕食和被捕食的相互作用。捕食者通过 捕食其他物种来获得能量,被捕食者则成为能量的提供者。这种相互 作用在生态系统中形成了复杂的控制网络,能够有效地维持能量的平衡,防止某个物种过度繁衍导致生态系统的不稳定。 此外,生态系统中的能量流动还受到环境因素的影响。例如,温度、水分和光照等因素都会影响生物的生长和能量的吸收。如果环境条件 发生变化,生物的生长和能量流动可能会受到影响,从而导致生态系 统的不稳定。因此,生态学家经常关注环境变化对生态系统的影响, 以便有效维护生态系统的稳定性。 总而言之,生态系统中的能量流动是维持生态系统稳定性的重要因素。它从太阳能转化为植物的化学能,并通过食物链、食物网和能量 金字塔传递给其他生物。能量流动受到捕食和被捕食的相互作用以及 环境因素的调控。只有保持能量的平衡和流动,生态系统才能维持稳定,并确保各个物种的生存和繁衍。因此,了解生态系统中能量流动 及其稳定性保持原理对于生态学研究和保护生态环境具有重要意义。
生态系统中的能量流动和物质循环是生态学中的重要概念。了解这些 概念可以帮助我们理解生态系统中各种生物之间相互依存和相互作用的关系。以下是对这一知识点的详细讲解。 生态系统中的能量流动: 能量在每一层食物链中都会损失。这是因为能量在传递过程中会被用 于动物的生命活动,如运动、呼吸和生长。此外,能量也以热能的形式散 失到环境中。因此,能量在生态系统中呈逐级递减的分布。 物质在生态系统中的循环: 物质在生态系统中以循环的方式进行传递。其中,水循环、碳循环和 氮循环是最为重要的环境物质循环。 水循环是地球上最常见且最重要的物质循环之一、水以液态、气态和 固态的形式在地球大气圈、水圈和地球表面之间进行循环。蒸发、降水、 渗透、融化等现象参与到水循环过程中。 碳循环是生态系统中最主要的物质循环之一、碳以大气中二氧化碳的 形式进入生态系统,通过光合作用被植物吸收,并进一步传递到食物链中 的其他生物。生物通过呼吸作用将碳释放到环境中,同时在代谢过程中将 有机碳转化为无机碳。 氮循环是生态系统中另一个关键的物质循环。氮在大气中以氮气(N2)的形式存在,通过氮固定作用而被一些微生物转化为可被生物利用的形式。植物通过吸收土壤中的氮化合物,并将其传递给食物链中的其他生物。其 他生物通过排泄作用、死亡和分解作用将氮返回到土壤中,再次参与氮固 定和氮转化过程。
能量流动和物质循环之间的关系: 能量和物质是生态系统中两个不同但相互依存的概念。在食物链和食物网中,能量通过食物的消化和新陈代谢来传递,而物质则通过生物的摄食、呼吸、排泄和死亡来循环。 能量是有限的,一旦能量在食物链中损失,它无法再生。因此,能量在生态系统中是从一个物种到另一个物种的流动,在过程中不断减少。相反,物质是可以循环利用的。一旦生物死亡,它的有机物质会被细菌和真菌分解,将其中的无机物质释放到环境中。这些无机物质再次可被植物吸收,形成新的生物体。 总结: 了解生态系统中能量流动和物质循环的知识是理解生态学的基础。能量通过食物链和食物网进行传递,然后被用于生物的生命活动。物质则以循环的方式在生态系统中传递,通过生物的摄食、呼吸、排泄和死亡来循环利用。能量流动和物质循环是生态系统中各种生物之间相互依存和相互作用的基础,对维持生态平衡和生物多样性至关重要。
生态学基础生态系统与能量流动的关系 生态学是研究生物与环境之间相互作用的科学领域,它的核心概念 之一就是生态系统与能量的流动关系。生态系统是由生物群落和非生 物因素组成的一个相互作用的整体,而能量流动则是生态系统中能量 从一个组分到另一个组分的传递过程。 生态系统中的能量流动是通过食物链和食物网来实现的。食物链描 述了生物之间的食物关系,其中每个物种都被归为食物链的一个级别。食物链通常以光合作用者开始,它们是能够自行合成有机物质的生物,如植物。这些光合作用者通过光能将二氧化碳和水转化为有机物,同 时释放氧气。 接下来是消费者,它们无法通过光合作用合成有机物质,而是通过 摄取其他物种来获取能量和营养。消费者可分为初级、次级和三级等级,它们之间的关系构成了食物链的层次结构。初级消费者是食用植 物的动物,次级消费者是食用初级消费者的动物,三级消费者则是食 用次级消费者的动物。 食物网则是由多个相互交织的食物链组成,它更准确地描述了生物 之间的复杂食物关系。生态系统中的各个组分通过食物链和食物网中 的能量流动相互连接起来。能量在生态系统中以一种逐级传递的方式 进行流动:光能被光合作用者捕获并转化为化学能,然后通过食物链 和食物网以食物的形式被传递给消费者。 在能量流动的过程中,能量会逐渐损失。这是因为每一次能量转移 都不会完全被转化为下一个组分所需的能量,部分能量会以热能的形
式散失到环境中。这就是为什么食物链中顶级捕食者数量通常比初级消费者少的原因,因为能量损失会限制能量流动的转化效率。 此外,生态系统中的能量流动也受到环境因素的影响。温度、水和养分等环境条件会影响生物的生长和繁殖,进而影响能量的流动路径和速率。例如,在一个温暖潮湿的环境中,植物生长茂盛,进而提供了更多的能量和营养物质给消费者;而在干旱或贫瘠的环境中,生物的数量和多样性可能会减少,能量的流动也会受到限制。 综上所述,生态学基础生态系统与能量流动密切相关,能量通过食物链和食物网在生态系统中进行传递和转化。能量流动受到环境因素的调节,而能量的损失限制了能量流动的效率。通过深入理解生态系统与能量流动的关系,我们能够更好地理解和保护自然环境,促进可持续发展。
生态系统能量流动”相关原理的分析 能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三大功能,它们共同维持着生态系统的正常运转。其中单向且不循环的能量流动是整个生态系统正常运转的动力。了解能量流动的相关原理,对于当前粮食危机及全球性环境问题的解决和有关生态学问题的分析都具有重要的指导意义。 1地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳 这是因为极少数特殊的生态系统可以通过化能自养型微生物的化能合成作用,利用无机物氧化过程中放出的化学能。例如,1960 年前苏联的深海潜艇进入到最深的太平洋马里亚纳海沟,科学家在10916m 深处发现了完全独立于陆地上光合作用之外的生态系统:细菌取代植物成为深海生物链里最低的一环,它们从海底温泉水流中富含的矿物质里获取能量进行化能合成而生长繁殖,成为深海生物生存的基础。除此以外,地球上几乎所有的生态系统都依靠太阳能而存在。因此说,太阳能是地球上“几乎所有”生态系统所需要能量的根本来源。 另外,太阳能是来自地球之外的能源,因而“任何生态系统
都需要不断得到来自系统外的能量补充” ,尤其是许多人工生态系统(如大棚)更需要人工补光。 2生态系统的能量流动几乎都是从绿色植物光合作用固定太阳能开始的 生物界中能够利用太阳能的主要是形形色色的绿色植物。通过它们的光合作用,可以把其他生物不能利用的太阳能转化为可以利用的化学能,储存在其制造的有机物中,使得太阳能得以从无机环境进入生物群落,供生产者自身及消费者、分解者利用。这些化学能在生物群落中通过捕食,沿食物链(网)从生产者开始,以有机物(能量载体)中化学能的形式流动。而食物链主要是生物之间通过捕食关系而形成的捕食链,能量只能由被捕食者流向捕食者,而不能逆向流动,即食物链中生物之间的营养关系决定了“能量流动是单向” 的。所以说“能量流动的源头或起点是绿色植物光合作用固定太阳能”,而且“生态系统中全部生产者固定的太阳能总量是流经整个生态系统的总能量” 。 能量流动的变化情况是:太阳光能一生物体中的化学能一热能,即热能是能量流动的最终归宿。 3能量在流动过程中是逐级递减的,传递效率为 10%〜20%
生态系统的组成和能量流动生态系统是由生物体、非生物体以及它们之间的相互作用所组成的一个动态系统。生态系统包括各种各样的生物群落、生物种群、生物个体、生物响应和非活性成分。这些成分之间通过能量和物质的传递产生了生命所需的能源和食物。 一、生态系统的组成 1. 生物群落 生物群落是生态系统中由不同物种组成的各个群体。它们以一定的生态相互关系和相互作用方式存在。在一个生态系统中,生物群落的多样性和物种组成对于该系统的稳定性和健康至关重要。 2. 生物种群 生物种群是指同一物种在特定地点和特定时间内所组成的个体聚集体。生物种群的数量和分布对于生态系统的结构和功能有重要影响。例如,食物链中的捕食者和被捕食者之间的相互作用对于维持生态系统的平衡非常重要。 3. 生物个体 生物个体是组成生态系统的基本单元。它们是各种生物种群、生物群落和生态系统的组成部分。每个生物个体都具有自己的生理和生态学特征,它们通过相互作用和适应来维持自身的生存。 4. 生物响应
生物响应是指生态系统中生物体对环境变化和压力的反应。生态系统中的某些生物物种可能对环境变化更为敏感,而另一些物种则能够适应并适应环境变化。生物响应对于生态系统的稳定性和生物多样性具有重要影响。 5. 非活性成分 非活性成分包括水、土壤、气候等非生物因素。这些非活性成分对于维持生态系统的稳定和功能具有重要作用。例如,水的分布和供应对于植物生长和动物活动至关重要。 二、能量的流动 能量是生态系统中维持生物体生存和生态过程的关键因素。能量在生态系统中通过食物链的传递和转化而得以流动。 1. 食物链和食物网 食物链描述了生态系统中不同物种之间的能量流动和食物关系。食物网则是由多个食物链相互连接而成的网状结构。食物链和食物网反映了生态系统中生物体之间能量和物质的交换。 2. 生态金字塔 生态金字塔是描述生态系统中生物物种数量和生物量的图形表示。生态金字塔分为能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。能量金字塔表示能量在食物链中的逐层递减,数量金字塔表示物种数量随层级递增或递减,生物量金字塔表示生物体的质量随层级递增或递减。