第 1 讲 搞定能量流动

主讲老师：陈旭晨


日期：2月12日


## 搞定能量流动

## 一、概念

生态系统的结构：组分&营养结构

生态系统的功能：物质循环&能量流动&信息传递

例题演练

1、大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设一大象所同化的能量为 $10^{7}$ KJ，则这部分能量中可流动到蜣螂体内的为（A.）
A、0 KJ
B、 $10^{6}$ KJ
C、 $2 \times 10^{6}$ KJ
D、 $10^{6}$ KJ\~ $2 \times 10^{6}$ KJ

摄入量=同化量（吸收）+排遗量（排遗+排尿）


## 二、能量流动的过程

```mermaid
graph LR
    subgraph 来源
    	 H[太阳] -->A
        A[生产者（植物）] --> B[初级消费者（草食动物）]
        B --> C[次级消费者（肉食动物）]
        C --> D[三级消费者（肉食动物）]
    end

    subgraph 去路
        A -.->|呼吸| R[呼吸散失]
        B -.->|呼吸| R
        C -.->|呼吸| R
        D -.->|呼吸| R
        A -.->|遗体残骸| F[分解者]
        B -.->|遗体残骸| F
        C -.->|遗体残骸| F
        D -.->|遗体残骸| F
        F -.->|呼吸| R
    end
```



流经生态系统的总能量： $+$ 外界投入。 全部生产者所固定的太阳能总量 $+$ 化能白养。

1) 输入 = 生产者(固定)太阳能（化能自养） + 外界输入（人工）

输出=所有生物的呼吸散热.

大小关系可判断生态系统发育状况。

输入 > 输出. 发展.

输入 = 输出. 稳定.

输入 $<$ 输出. 衰退,崩溃.


```mermaid
graph TD
    A[能量] --> B[可食用的能量]
    A --> C[不可食用的能量（鸡毛、骨）]

    B --> B1[摄入量<br>= 同化量 +未同化量（粪便量）]
    B1 --> B2[同化量]
    B2 --> B3[自身生长发育繁殖（合成、同化）]
    B2 --> B4[呼吸消耗]
     B4 -->B9[ATP <br> 热能]
    B3 --> B5[分解者分解]
    B3 --> B6[流入下一营养级]
    B3 --> B7[暂时未被利用]
    B --> B8[未摄入量<br>（残渣）]

```





## 1、能量流动的特点

单向流动: 食物链关系不可逆

逐级递减：热能不能再利用

2、能量流动计算的基础（10\~20%自然生态系统）

能量传递效率=下一营养级同化量/同化量（外界输入）×100%

当有外界输入时会大于 $10 \sim 20 \%$

1、题型 1 图形类


![[生物搞懂能量流动1]]

|                 | 自然  | 人工      |
| --------------- | --- | ------- |
| 流经该生态系统总能量      | A   | A+M     |
| 第一到第二（传递效率）<br> | D/A | D/A     |
| 第二到第三（传递效率）     | G/D | G/(D+M) |

## 2、题型 2 表格类



<table><tr><td>营养级</td><td>同化量</td><td>呼吸消耗</td><td>分解者</td></tr><tr><td>A</td><td>100</td><td>90</td><td>8</td></tr><tr><td>B</td><td>10</td><td>7</td><td>1</td></tr><tr><td>C</td><td>1000</td><td>800</td><td>100</td></tr></table>

营养关系 $C \rightarrow  A \rightarrow  B$ (不只一条食物链).

输入：1000

输出：所有生物呼吸作用. $897 + 109 = 1006$



## 题型3: 已知食物来源比例, 逆推生产者(最多).

公式: $Y = \sum X \cdot a \cdot (5 \text{ or } 10)^m$ 

X: 消费者增重的质量

a: 食物来源比例


多10少5

m: 箭头数目（消费者到生产者中）

Y生产者的质量.