5.2生态系统的能量流动（电子课本及答案）

一、电子课本

二、课后答案

（一）问题探讨

提示：应该先吃鸡，再吃玉米（即选择1）。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。

（二）思考与讨论1

1.提示：遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。

2.提示：不能，能量流动是单向的。

（三）资料分析

1和2

营养级	流入能量	流出能量 （输入后一个营养级）	出入比
生产者	464.6	62.8	13.52%
植食性动物	62.8	12.6	20.06%
肉食性动物	12.6
分解者	14.6

3.提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。

4.提示：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。

（四）思考与讨论2

提示：“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。

（五）调查

参考调查点：稻田生态系统

组成成分：（1） 非生物的物质和能量；（2） 生产者：水稻、杂草、浮游植物等；（3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；（3）分解者：多种微生物。

问题提示：

1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。

2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。

3.次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。

5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。

6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。

7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。

（六）技能训练：分析和处理数据

提示：

这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12+18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×10⁸ kJ（计算公式是E_G=M_G×1.6×10⁴）；

这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107 kJ（计算公式为ΔE_呼=ΔM_G×1.6×10⁴）；

这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×108 kJ（计算公式为E固=E_G+ΔE_呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；

这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为η=1.397 2×10⁸/8.5×10⁹）。

利用情况如图5-5所示：

图5-5　该玉米种群各个环节能量利用情况

（七）旁栏思考题

一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。

（八）练习

基础题

1.A。

2.D。

3.B。

拓展题

1.（1）

图5-6　两个农业生态系统的能量流动图解

（2）图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。

2.提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向（熵增加）发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。

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