文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 19.2 生态系统的物质循环和能量循环 最新教案 (苏教版八年级上册)

19.2 生态系统的物质循环和能量循环 最新教案 (苏教版八年级上册)

19.2 生态系统的物质循环和能量循环 最新教案 (苏教版八年级上册)
19.2 生态系统的物质循环和能量循环 最新教案 (苏教版八年级上册)

19.2 生态系统的物质循环和能量循环最新教案(苏教版八年级上册)

教学目标知识目标

1. 使学生初步认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。

2. 使学生了解生态系统的能量流动与物质循环的特点。

能力目标

1. 通过分析总结,培养学生运用科学知识分析和解决实际问题等的思维能力,从而培养理论联系实际的能力。

2. 通过图片等的观察,培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。

情感态度与价值观目标

1. 通过本节课的学习,使学生正确认识我们作为生态系统中的一员在物质循环和能量流动中的作用,增强学生的环境意识和资源意识,使学生更加热爱大自然和保护大自然。

重点难点教学重点

1. 生态系统的能量流动过程及特点。

2. 碳循环过程。

教学难点

1. 生态系统能量流动的特点分析。

2. 生态系统能量流动与物质循环的关系。

教学方法新授教学辅助手段讨论

教学过程复备

一、导入

师:请大家欣赏一段动画!并讨论后面的问题。(大屏

幕出示这样的情境动画)

鲁宾逊流落到一个荒岛上,那里除了有能饮用的水以

外,几乎没有任何食物,随身尚存的食物只有一只母鸡、1

5kg玉米。然后出示问题:你认为以下哪种生存策略能让你

维持更长的时间来等待救援?试说明理由。下面有两项选择:

1、先吃鸡,再吃玉米。

2、先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡,吃鸡产下的蛋,

最后吃鸡。

学生讨论。

二、新课教学

活动一:生态系统的能量流动

1、学生阅读课文,思考问题:

生态系统能量的源头是什么?怎样流入生态系统的?

能量流动的渠道是什么?能量是怎样流动的?

2、播放课件:生态系统中能量流动的示意图。

3、学生回答:生态系统中能量的源头是太阳能。

4、引导启发:不是所有的太阳能都参与生态系统中的

能量流动,只有被生产者固定的太阳能才能流动。

5、师生谈话:生产者是如何固定太阳能的呢?是生产

者(绿色植物)通过光合作用,把太阳能固定在有机物中的。

那么能量又是怎样流动的呢?是通过食物链和食物网进行流

动的。我们把食物链和食物网中的各个营养层次称为营养级。

那么能量是怎样逐级流动的呢?第一级是绿色植物,第二级

是以植物为食的动物,第三级是以植食性动物为食的肉食动物。以此类推。

6、分组讨论:能量在流动过程中将发生怎样的变化呢?你能发现什么规律么?

7、播放课件:生态系统能量流向示意图。

活动二:生态系统中的物质循环

1、教师语言导入:在生态系统能量流动的过程中还伴随着物质循环,其中碳循环就是非常重要的物质循环。大家都知道,二氧化碳气体是空气中的主要气体,也是碳参与物质循环的形式之一。下面我们就来讨论,碳循环是怎样进行的?

2、复习巩固:写出光合作用和呼吸作用的公式,说明二氧化碳在此过程中的作用。

3、学生分组讨论,并完成教材P92的填图,结合书中的课文,练习描述碳循环。

4、师生共同小结:大气中的二氧化碳进入生态系统中,主要依赖于绿色植物的光合作用,除此之外,微生物也能把二氧化碳合成为有机物。另外,生物体内的有机物,通过呼吸作用可将二氧化碳放回到大气中;还有一部分生物遗体没有被分解者分解,转变成为地下的石油和煤,暂时脱离循环,但一经开采燃烧,便可产生二氧化碳返回碳循环。

板书设计

第二节生态系统中的能量流动和物质循环

一、能量流动

1. 起点:植物光合作用固定太阳能

2. 特点:单向流动,逐级递减

二、物质循环

教学反思授课时间:

陆地生态系统碳循环研究进展

文章编号:100020585(2001)0520564212 收稿日期:2001206201;修订日期:2001208230 基金项目:中国科学院地理科学与资源研究所知识创新工程主干科学计划(CXIO G -E01-02-04) 作者简介:陶波(1972-),男,黑龙江省哈尔滨人,博士研究生。主要研究方向为全球变化与环境演变。 陆地生态系统碳循环研究进展 陶 波,葛全胜,李克让,邵雪梅 (中科院地理科学与资源研究所陆地表层系统开放实验室,北京 100101) 摘要:近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中 陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分。本文结合IG BP 和IPCC 中有关碳循环的最新报告,介绍了全球碳循环中大气、海洋和陆地生态系统等几个主 要碳库的大小及特点,并重点介绍了陆地生态系统碳循环及其基本过程。总结了当前陆地生 态系统碳循环研究的四种主要方法:清单方法、反演模拟、涡度相关技术和陆地碳循环模式, 介绍了它们的各自特点以及存在的问题,并对陆地碳过程中的不确定性进行了详细分析。此 外,还简要叙述了当前碳循环研究中待解决的问题和今后的发展趋势。 关 键 词:碳循环;碳汇;碳库;陆地生态系统;模式 中图分类号:P467;P593 文献标识码:A 工业革命以来,人类正以前所未有的速度和强度在全球尺度上对地球系统产生着巨大影响[1]。大气中CO 2浓度已从1850年的285±5ppmv 上升到1998年的约366ppmv ,即近150年内增长了大约28%[2]。从20世纪初至今,全球地面气温已经上升了013~016℃,最近10年已成为自1860年以来最暖的时期[3]。进入90年代,随着温室气体和温室效应等各种气候与环境问题的日益突出和国际气候谈判中对碳源、碳汇评价的客观需要,碳循环问题日益受到人们的普遍关注。大量研究表明,全球碳循环的动态变化与气候变化及人类活动影响(尤其是化石燃料的燃烧和土地利用/土地覆被变化)有着密切关系[2,4]。作为大气中CO 2的源和汇,陆地生态系统碳循环是全球碳循环中的重要环节,在全球气候变化中扮演着重要角色[5]。更好地了解陆地生态系统碳循环的动态机制是全面理解全球碳循环、正确预测未来气候变化的一个重要前提。 1 全球碳库与碳过程 碳是生命物质中的主要元素之一,是有机质的重要组成部分。概括起来,地球上主要有四大碳库,即大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库。碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环变化。大气中的碳主要以CO 2和CH 4等气体形式存在,在水中主要为碳酸根离子,在岩石圈中是碳酸盐岩石和沉积物的主要成分,在陆地生态系统中则以各种有机物或无机物的形式存在于植被和土壤中。 第20卷 第5期 2001年11月地 理 研 究GEO GRAPHICAL RESEARCH Vol 120,No 15Nov 1,2001

草地生态系统固碳能力研究进展

草地生态系统固碳能力研究进展 摘要:温室气体大部分是由于大量使用化石燃料致使空气中二氧化碳浓度增多而产生的。经研究表面,陆上生态系统中的绿色植物利用自身的光合作用可以把二氧化碳你转化成碳水化合物,然后采用有机碳的形式是其固存在植物或土壤中,这就是生态系统的固碳能力。现阶段人类为了解决气候的变化问题,对生态系统的研究越来越重要。在各种生态系统的固碳能力研究中,人们发现利用陆地生态系统对二氧化碳的吸收和固存能力是各种生态系统中较为安全和有效的方法。所以,人们对陆地生态系统固碳能力的研究是研究的主要方面。草地作为世界上植被类型分布最广的陆地生态系统,不仅保障着生态安全,还具有丰富的固碳能力。但是很长一段时间人们都只看到了草地的畜牧能力,对其的固碳能力研究不够。 关键词:草地生态系统退化

Research progress on the grassland ecosystem carbon sequestration capacity Author: Tutor:Abstract: most of the greenhouse gases is due to the extensive use of fossil fuels causes an increase in carbon dioxide concentration in the air. Studies the surface, the land ecological system of green plants use their photosynthesis to convert carbon dioxide you to carbohydrates, and then the form of organic carbon is its solid existing plants or soil, that is the ecosystem carbon sequestration ability. Human at present stage in order to solve the problem of climate change, the study of ecosystem is more and more important. In the study of various carbon sequestration capacity of ecosystem, it was found that use of terrestrial ecosystem to absorb carbon dioxide and sequestration ability is relatively safe and effective method in various ecosystems. People, therefore, the research of terrestrial ecosystem carbon sequestration ability is the main research aspects. Grassland as the distribution of vegetation types in the world's most widely terrestrial ecosystem, not only guarantee the ecological security, but also has rich carbon sequestration ability. But for a long time people can only see the grassland animal husbandry ability, the ability of carbon sequestration enough. Keywords:The grass The ecological system The degradation of

生态系统中能量流动的分析与计算

1.下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况,下列有关叙述错误的是 A.田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖 B.田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分 C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/(hm2·a) D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/(hm2·a) 【答案】B 109J/(hm2·a),C正确;田鼠的上一营养级同化的能量至少=7.0×109/20%=3.5×1010J/(hm2·a),D 正确。 2.如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况,其中a~d代表能量值。请回答下列问题: (1)a、b、c的数量关系可以表示为,d代表。 (2)若图示为第一营养级的能量流动情况,则图中缺少的能量流向是,该能量流向的能量值范围为。 (3)若图示为第二营养级的能量流动情况,假设该动物的摄入量为e,为了提高该动物的食物利用率,应提高(用字母表示)的值。如果该动物为恒温动物,在气温逐渐降低时,假设b保持 不变,则b/a的值将(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)b=a+c流向分解者的能量值 (2)流向下一(第二)营养级的能量0.1b~0.2b (3)b/e(或b)减小

0.1b~0.2b。(3)要提高该动物的食物利用率,需提高同化量与摄入量的比值或提高同化量的值,即 提高b/e(或b)的值。当气温逐渐降低时,恒温动物为了维持体温的恒定,势必增加呼吸散失量(a),因此,在b保持不变的情况下,b/a的值将减小。 1.如下图甲表示某生态系统的能量锥体图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析,其中分析不正确的是(注:图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量) A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量 B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 【答案】D 【解析】本题考查的是能量流动的相关知识。b+c+d+e为生产者光合作用利用的光能,即本年度流入该生态系统的总能量,A正确;图中Q1为初级消费者,Q2为次级消费者,因此c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量,B正确;生产者的能量去向有四个方面:自身呼吸消耗(e)、被下一营养级利用(c)、被分解者分解、未被利用,因此b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量,C正确;初级消费者产生的粪便中所含的能量未被初级消费者同化,因此不包含在c中,D错误。

生态系统的物质循环教学设计讲课教案

生态系统的物质循环 教学设计

《生态系统的物质循环》 一、学习目标分析 1.知识目标 (1)理解生态系统物质循环的概念; (2)识记、应用碳循环的过程; (3)比较得出能量流动与物质循环的关系 2.能力目标 (1)学会分析生态系统中碳循环的方法,并且可以运用于其他元素循环的分析; (2)通过分析“温室效应”的形成与危害,培养学生的推理,联想,思维迁移的能力; (3)利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程,培养学生比较,归纳以及对自己所持观点的总结表达能力 3.情感目标 (1)通过学习人类对碳循环的影响以及温室效应的危害,培养学生环境保护意识 (2)积累生态学知识,形成科学的世界观 二、教学内容分析 学生已学习了生态系统结构和能量流动的知识,对这部分的内容有了初步的了解。学生对于生态系统功能的认识容易停留在简单识记水平,难以建立起结

构功能间的联系,通过本节学习,可以深入理解生态系统结构和功能的关系,形成结构和功能相适应观点。 本课的内容来自人教版《生物》第3册第5章“生态系统及其稳定性”第3节“生态系统的物质循环”。有碳循环过程让学生探讨生态系统物质循环的特点形式等内容,并且与能量流动作比较探究两者的区别和联系。并且加入了温室效应的知识,让学生知道温室效应的产生、危害以及如何缓解,让学生重视环境保护。 教材第5章是以生态系统为框架,主要讲述了生态系统的结构,生态系统的能量流动物质循环、信息传递及稳定性等知识,主要体现宏观的生态学的内容。本节课内容是第5章的一个重点,是衔接生态系统稳定性与能量流动的重要环节,并为生态系统的稳定性实现提供了一个平台,埋下了一个伏笔。 三、教学重难点分析 (一)教学重点 碳循环的过程 (二)教学难点 能量流动和物质循环的关系 四、教学活动过程 1.用导言引入新课 同学们都知道我们人和其他动物每天都在进行着呼吸作用消耗氧气,每天也要饮水,但是为什么氧气和水一直都没有被我们消耗完呢?同学们可以思考一下这个问题。其实这就牵扯到了我们今天要讲的内容—生态系统的物质循环。 2.描述定义 让学生回忆生态系统的定义,生态系统中有物质交流,这个物质交流是循环的过程,描述生态系统物质循环的定义。 3.思考与讨论 (1)C在无机环境中的存在形式? CO2、碳酸盐 (2)碳在生物体内的存在形式?含碳有机物

农业生态系统碳循环研究2013

农业生态系统碳循环研究 摘要:在人们对温室效应理解不断加深的同时,全球碳循环的研究也随着技术的进步不断深入。与人类生产生活关系最密切的是陆地生态系统碳循环研究,而农业生态系统碳循环研究是其中最为重要的一部分。经过国内外研究者的努力,已对农业生态系统碳源/汇效益、碳循环影响因素、模拟模型、碳通量及农业生态系统对全球变暖的响应等诸多研究内容取得极为重要的成果。但在一些问题上尚存在不小争议,对一些过程尚不能清楚认识,对一些因素尚不能准确联系。 关键词:农业生态系统;碳循环;低碳农业; 近百年来,全球变暖已成为不争事实,温度的上升对整个地球环境和人类生产生活产生了巨大的影响,产生了一系列严重的和不可逆转的后果:草原和荒漠面积增加,森林面积减少;热带扩展,副热带、暖热带和寒带缩小,寒温带略有增加;农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等受到影响;加剧了目前日趋紧张的水资源问题;改变了区域降水、蒸发分布状况;引发环境问题,增加了对人类及其生存环境的压力[1]。 随着全球气候变化研究的不断深入,对全球气候变暖形成原因的理解也产生了一些分歧:一部分人认为人类改造自然的活动是全球气候变暖的主要原因;另一部分人认为全球气候变暖是气候周期性变化的结果,太阳活动和火山活动是变化的主要原因,而人类活动不是决定性原因。但不论全球气候变暖的主要原因是什么,人类活动对整个地球系统产生的巨大影响不容忽视,人类活动排放出以CO2为主的温室气体引起了全球碳循环的变化,而这一变化又进一步影响到全球气候的变化,产生不利于人类生存及发展的变化。碳循环研究在此种局势下显示出极为重要的意义。 根据Falkowski研究结果表明,陆地生态系统蓄积了总量大约为2 000 Gt(1Gt=1×1015g)的碳[2]。尽管相较于岩石圈>60 000 000Gt和海洋38 400Gt的碳量,陆地生态系统蓄积的碳量十分微弱,但是人类主要的生产生活空间位于陆地上,人类的行为最直接的影响陆地生态系统,且产生的影响最大,使得这部分碳储量的变化体现出非同一般的可变性和极为显著的重要性。土壤碳库是温室气体重要的释放源,也是重要的吸收汇[3]。正因为人类活动的强烈影响,可以说全球碳循环中最大不确定性主要来自陆地生态系统。陆地生态系统碳循环过程可以解释为:植物通过光合作用将大气中的CO2吸收存于植物体内,形成有机化合物并固定起来,而后一部分有机物在植物的呼吸作用和土壤及枯枝落叶层中有机质腐烂过程中返回大气。这样的一个循环过程就形成了大气-陆地植被-土壤-大气整个陆地生态系统的碳循环[4]。 在人类活动中,农业生产对陆地生态系统起了巨大的影响,农业生产不仅改变了原有的土地利用方式,改变了原有植被种类,甚至改变了土壤类型,并因这些改变对原有碳循环产生了极为重要的影响。1850-1990年期间,土地利用变化造成的CO2排放量约为124Gt,而其中贡献最大的是农业的扩张。在农业活动中,耕地所造成的总净通量约占68%,牧草占13%,迁移农业占4%。人类活动已经强烈改变了原有的全球碳循环模式[5]。 1. 农业生态系统碳源?碳汇? 农业生态系统是碳汇还是碳源,这是首先需要回答的问题。 农业生态既可以是碳汇,也可以是碳源。农业碳排放主要源于农业废弃物、肠道发酵、粪便管理、农业能源利用、稻田以及生物燃烧。而农业生态系统的碳主要固定在作物和土壤中。农田生态系统中,农田管理措施、土壤性质是影响土壤有机碳固定、转化及释放的主要因素,同时还受土地利用方式、植物品种、气候变化等多种因素影响[3]。不同的农业生态系统因自身特点呈现出不同的碳通量,同一农业系统因管理方式或利用方式不同,甚至可以

生态系统中能量流动的计算类型分析

生态系统中能量流动的计算类型分析生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点,考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下: 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物量),求较高营养级生物所能获得能量(或生物量)的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ,则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是( ) A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析:据题意,生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量,即24000kJ,当能量的传递效率为20%时,每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值 为:24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案:D 规律:已知较低营养级的能量(或生物量),不知道传递效率,计算较高营养级生物获得能量(或生物量)的最大值时,可按照最大传递效率20%计算,即较低营养级能量(或生n物量)×(20%)(n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 2.已知较高营养级的能量(或生物量),求较低营养级应具备的能量(或生物量)的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中,若第五营养级的生物体重增加1 kg,理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( ) A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg

解析:据题意,要计算消耗的第一营养级的生物量,应按照能量传递的最大效率20%计4算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg,则X=1?(20%)=625 kg。 答案:C 规律:已知能量传递途径和较高营养级生物的能量(或生物量)时,若需计算较低营养级应具有的能量(或生物量)的最小值(即至少)时,按能量传递效率的最大值20%进行计n算,即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量(或生物量)×5(n 为食物链中,由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 3.已知能量的传递途径和传递效率,根据要求计算相关生物的能量(或生物量)。 例3.在能量金字塔中,生产者固定能量时产生了240molO,若能量传递效率为10%,15%2 时,次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖,( ) A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析:结合光合作用的相关知识可知:生产者固定的能量相当于240?6,40mol葡萄糖;生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递,按最大的能量传递效率计算,次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%,0.9mol葡萄糖。 答案:C 规律:已知能量传递效率及其传递途径时,可在确定能量传递效率和传递途径的基础上,按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例,未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中,在能量传递效率为10%,20% 时,假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物

我国草地生态系统碳循环研究进展

收稿日期:2003206;修订日期:2003207 基金项目:中国科学院知识创新重大项目(KZCX 12S W 201204)、中国科学院地理科学与资源研究所知 识创新项目(CX I O G 2E 01203201与CX I O G 2A 00206)、国家重点基础研究发展规划项目 (2002CB 412503)、国家自然科学基金项目(49971005) 作者简介:齐玉春(19722),女,山东茌平县人,助理研究员,在职博士。主要从事全球变化与温室 气体排放以及碳、氮元素生物地球化学循环等方面的研究,已发表论文近20篇。E 2m ail : qiyc @igsnrr 1ac 1cn 文章编号:100726301(2003)0420342211 我国草地生态系统碳循环研究进展 齐玉春1,董云社1,耿元波1,杨小红1,耿会立2 (1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101; 2.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100) 摘 要:文中首先分析了草地生态系统在碳循环研究中的地位和重要性,进而对我国草地 生态系统碳循环的研究现状作了较为详尽的阐述,包括植物、凋落物、土壤三大碳库以及 主要含碳温室气体通量等,对其主要研究结论进行了深入的剖析。同时提出了今后我国草 地生态系统碳循环的重点研究方向和研究领域。 关 键 词:草地;碳循环;碳库;温室气体 中图分类号:P 467;X 144 1 引言 自18世纪50年代Jo sep h B lack 发现空气中存在CO 2开始[1],人类就一直没有停止过对碳元素的探索和研究,尤其是工业革命以后,大气中含碳温室气体CO 2、CH 4等浓度始终以前所未有的速率增长,温室气体浓度的升高强烈地影响着气候系统,并导致人类生存环境的变化[2,3]。因此,近年来以CO 2、CH 4等为核心的碳元素循环过程研究更引起各国的高度重视,目前,碳循环的研究已成为四大国际全球变化研究组织(IGB P ,W CR P 、I HD P 、 D I V ER S ITA S )共同关注的三大科学研究目标之一[4]。 陆地生态系统作为人类的居住环境和人类活动的主要场所,其碳贮存量约为大气碳库的2倍[5],在大气、海洋、陆地和岩石圈等地球四大碳库中占据着重要地位,是全球碳循环的重要组成部分。但由于其下垫面的复杂性以及人类活动的强烈干扰,它同时也是目前研究中存在最不确定性的生态系统之一[6],对于陆地生态系统碳循环规律和机制的研究将是全球碳循环研究的关键环节。在各种陆地生态系统中,又以草地生态系统的研究尤为重要。据统计,我国现有不同类型草地面积约4亿hm 2,约占我国土地总面积的40%以上,是我国陆地最大的生态系统,其面积约为我国耕地面积的4倍,森林面积的316倍[7~10]。草地第22卷第4期 2003年7月地 理 科 学 进 展PRO GR ESS I N GEO GRA PH Y V o l 122,N o 14July,2003

生态系统的能量流动(教案)

5.2生态系统的能量流动 高中生物备课组主讲人:王春玉 一、教学目标 1、知识性目标 ⑴、理解生态系统能量流动的概念。 ⑵、描述生态系统能量流动的过程和特点(重点)。 ⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。 2、技能性目标 ⑴、引导学生用数据来分析能量流动的特点,让学生在归纳总结的基础上,阐述出生态系统能量流 动具有的两个特点。 ⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。 ⑶、对生态系统中能量的流入和流出加以分析,培养知识迁移和运用能力。 3、情感性目标 ⑴、通过小组分工与自主性学习相结合,培训同学发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。 ⑵、注重生态学观点的培养,同时关注农业的发展和生态农业的建设。 ⑶、培养实事求是的科学态度,树立科学服务于社会的观点。 二、教学重点和难点 重点:描述生态系统能量流动的过程和特点。 难点:引导学生用数据来分析能量流动的特点,让学生在归纳总结的基础上,阐述出生态系统能量流动具有的两个特点。 三、教具:多媒体课件

附件1能量流动的概念模型

生产者 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物 分解者 入射光能 118872 能量A 118432 0.25 0.05 贮存 输出 有机物输入 12 5 2 ① 5.1 0.5 2.1 ① 9 3 70 23 4 ① ① ② ① 附件2能量流动的数学模型与物理模型 数学模型:第n 营养级获得的能量最多为 最少为 物理模型:能量金字塔 附件3能量流动的经典例题 请同学们讨论:该生态系统中,流经该生态系统的总能量是多少?第二营养级到第三营养级的能量 传递效率是多少? 五、教学反思 本教案已多次用于实际教学中,课后我对整节课作了反思,归纳以下几点: 1、 成功点 教学中,由于引入了网络功能,使得教学中知识点更加生动,便于理解。同时我努力引导学生通过多手段、多角度的探索,多次运用模型构建的方法分析问题、解决问题,发展创新意识。使学生能很好的理解并运用所学知识。 2、 疑惑点 本节课知识点多且难,而课标要求只能用一课时来教学。故教学中难度与广度很难把握。知识点稍为拓深,时间就会超出要求。如何做到在一节课内,完成本节课所以知识点,还需探讨更有效率的教学方法。 3、 感悟点 通过追踪教学过程,审视教学环节。我发现兴趣仍是大部分学生的学习推动力。而通过多媒体的教学手法则很好的调动了学生的学习兴趣。当然,认真严谨的教学设计也是必需的。如今,网络已经改变了人们的生活。若能合理的搜索网络资源并整合到教学中,将于教于学都大有裨益。这方面我还需要努力。

湿地生态系统碳循环的过程

湿地生态系统碳循环的过程 湿地碳循环主要包括2个基本过程:①植物通过绿色叶片的光合作用固定大气CO2并形成总初级生产力,此过程主要受太阳辐射、气温、水分和养分供应等因子的驱动.此过程中植物需要消耗部分光合产物为其自身生命活动提供能量,同时释放CO2.②植物死亡后其残体在微生物作用下分解转化,一部分形成转化成颗粒有机碳(particulateorganiccarbon,POC)和简单的可溶性有机碳(dissolvedorganic C,DOC),在水介质中经过微生物作用或直接氧化为CO2(HCO-3),一部分形成泥炭,逐年堆积.上层泥炭以及仍未完全分解的植物残体,继续参与以上分解转化.此过程是个复杂的生物地球化学过程,受植物残体本身性质、气候条件和周围诸多环境因素的影响.另外,对于开放或半开放的湿地系统,POC和DOC是外界与系统之间碳交换的2个重要形态,它们在湿地系统的碳收支中也具有重要意义。 一个典型的湿地生态系统至少应当具有底部土壤、水体介质和生活在介质中的有机体 ,并且具有完整的营养级结构、能量流动和物质循环链条。自然界的物质循环均由实体和过程组成 ,湿地的碳循环也不例外。一般来说 ,它一方面包含了碳库 ,另一方面又包含碳库之间的碳通量。碳库之间的碳通量变化是由许多物理、化学和生物过程引起的。作为实体的湿地碳库可以区分出3 种碳库类型 :活生物区碳库、碎屑碳库 (多由动植物残体组成) 和被溶解气体碳库 (即水溶无机碳库) 。同理 ,湿地碳循环的过程也可分为生物过程、物理/ 化学过程和分解过程(后者大部分为生物分解 ,也有小部分的物理和化学分解) 。碎屑碳库是目前湿地中最大的有机碳库 ,远远超过湿地中细菌、浮游生物、动植物区系有机碳量。 泥炭地及其他类型浅水型湿地的碳循环 泥炭地、草本沼泽和三角洲冲积湿地是几种较为常见的浅水型湿地。其中 ,泥炭地是全世界分布最广的湿地类型 ,在世界各地均有分布 ,尤其是在北半球北部的中高纬度地区。泥炭地占全球湿地面积的 50 %~70 % ,总面积达 400 万km2,碳储量为世界土壤碳储量的三分之一 ,相当于全球大气碳库碳储量的75 % (Joosten H andClarke D. ,2002)。1996 年和 1999 年的 Ramsar会议已把泥炭地列为国际重要湿地类型加以保护。据Joosten 等(2002) 估计泥炭地碳的蓄积速率为 20~30 gC·m- 2yr- 1,加拿大泥炭地包含有 200 ~450 Pg(1Pg = 1Gt = 1015g) 碳 ,拥有世界上最丰富的泥炭地资源。目前许多研究表明 ,占世界大部分泥炭地的北部地区在未来可能变得更温暖 ,同时也表明中部大陆地区变得更干旱 ,沿海地区变得更湿润 ,但存在着很大的不确定性。由于 NPP 和分解都与湿度和热量条件紧密相关 ,如果气候变化真如预料的那样 ,泥炭地的碳动态变化将会发生很大的改变。潜在变化无论是在量上还是在变化趋势上都有很大的不确定性。

生态系统的能量流动

能量流动的过程 1.概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 (1)流经生态系统的总能量:是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。 (2)渠道:食物链和食物网。 (3)能量转化:太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。流动形式是有机物中的化学能。 (4)散失途径:呼吸作用,包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。

(5)能量散失的形式:以热能形式散失。 2.过程图解 在各营养级中,能量的三个去路:通过呼吸作用以热能的形式散失;流向下一营养级生物利用;被分解者利用。 3.特点:单向流动和逐级递减。 4.意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到有效的利用。 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。 判断下列有关能量流动叙述的正误。 (1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到(2011·海南卷,2A)(√) (2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×) (3)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用(2010·新课标全国卷,5C)(×) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(2010·江苏卷,11C)(√) (5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量(×) (6)某营养级生物的粪便量属于上一营养级生物的同化量(√) 临考视窗高考侧重于考查能量流动的过程、特点及有关计算。以流程图、表格数据、示意图的形式命题,考查学生图文转换、获取信息的能力。 (2014·河南郑州一模)如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解,其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群,对此图解理解正确的一项是( ) A.流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B.D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率 C.B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和 D.由于流经该生态系统的总能量是一定的,所以B获得的能量越多,留给C、D的能量就越少 [自主解答] ________ 解析:流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能,A 错误;能量从C传递到D的效率是指D同化的能量与C同化的能量之比,B错误;B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和,因为还有一部分能量流向了分解者,C正确;B获得的能量越多,留给C、D的能量也越多,D错误。 答案: C 【互动探究】 1.流入量与同化量是什么关系?同化量、摄入量与粪便量

外源碳氮添加对草地碳循环关键过程的影响

中国环境科学 2018,38(3):1133~1141 China Environmental Science 外源碳氮添加对草地碳循环关键过程的影响 贺云龙1,2,齐玉春1,彭琴1,董云社1*,闫钟清1,2,李兆林1,2(1.中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101;2.中国科学院大学,北京 100049) 摘要:人类活动引起的大量的活性氮从大气沉降到生物圈.当前氮沉降对草地生态系统碳循环过程的影响机制仍然存在较大的不确定性.本文综述草地生态系统碳循环过程(植物光合作用、地上生物量、地下生物量、土壤呼吸、凋落物分解和土壤有机碳含量)对添加不同的氮源水平和不同施氮年限的响应,并分析这些过程变化的可能原因,同时,也阐述草地碳循环关键过程对外源碳输入的响应,并进一步分析了外源碳和氮输入对草地碳循环关键过程影响的微生物学作用机制.通过上述总结旨在强调说明碳源可利用性变化作为氮沉降背景下草地生态系统碳循环关键过程重要调控因素之一,开展相关研究对科学的管理我国草地资源配置和增加土壤碳汇方面理论的重要意义. 关键词:氮沉降;外源碳;碳循环;微生物;碳汇 中图分类号:X171.1, Q948.1 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2018)03-1133-09 Effects of exogenous carbon and nitrogen addition on the key process of carbon cycle in grassland ecosystem: a review. HE Yun-long1,2, QI Yu-chun1, PENG Qin1, DONG Yun-she1*, YAN Zhong-qing1,2, Li Zhao-lin1,2 (1.Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China;2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China). China Environmental Science, 2018,38(3):1133~1141 Abstract:Human activities result in a large amount of active nitrogen (N) depositing from atmosphere to biosphere. Then N deposition has inconsistently influenced in the key process of carbon (C) cycle in the grassland ecosystem. In this paper, we review the processes of C cycle (plant photosynthesis, aboveground and belowground biomass, soil respiration, litter decomposition and soil organic carbon content) responding to different N-addition levels and years in the grassland ecosystem, and analyze possible the causes of various in these processes. Simultaneously, we analysis that these processes respond to exogenous C addition. Furthermore, we analysis the mechanisms of microbes driving these processes under exogenous C and N addition. C availability is one of most controllers in the key processes of C cycle in grassland ecosystems. This paper throughout the above these works strongly emphasizes that conducting the related research will play important roles in scientific managing resources and increasing soil C sink in China. Key words:nitrogen deposition;exogenous carbon;C cycle;soil microbes;soil C sink 从1860年到1995年,矿物燃料大量的应用和农业化肥过量的施用等人类活动向大气中排放的氮氧化物和氨从34Tg N/a迅速增加到了100Tg N/a,并且这部分活性氮素70%以上又以干湿沉降的方式随后回降到陆地生态系统[1].到2050年,全球人类活动向大气中排放的氮氧化物和氨预计将达到200Tg N/a[1].在一些氮限制的陆地生态系统中,有研究报道,施氮可以增加植物地上[2-3]和地下[4-5]净初级生产力,进而可能会扩大生态系统碳的输入[4,6].但也有研究发现,随着施氮量增加或者施氮年限的增加,虽然施氮提高了土壤氮的可利用性,但也会导致植物向根系运输光合产物减少[7-8]、植物细根生物量[4]和根系分泌物的降低[8],这些因素可能会减少地下部分碳源输入,也可能会抵消植物地上部分的碳固定[9-10].另外,大部分氮沉降模拟试验研究还发现,施氮肥对土壤呼吸影响效应也不一致,包括积极效应、消极效应或者无影响[8,11-13].所以,氮沉降对收稿日期:2017-08-25 基金项目:国家自然科学基金资助项目(41330528,41673086, 41573131,41203054) * 责任作者, 研究员, dongys@https://www.wendangku.net/doc/bf3243841.html,

生态系统中的能量流动

生态系统能量流动练习 1.下图为生态系统能量流动示意图,下列叙述正确的是( ) A.B2表示初级消费者的摄入量 B.D3中包含了次级消费者粪便中的能量 C.流经该生态系统的物质和能量可循环利用 D.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为(C2/B2)×100% 2.右图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是() A. 微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B. 多途径利用农作物可提高该系统的能量传递效率 C. 沼渣、沼液作为肥料还田,使物质能够循环利用 D. 沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 3.在某草原生态系统能量流动过程中,假设羊摄入的能量为n,羊粪 便中的能量为36%n,呼吸作用散失的能量为48%n,则() A.羊同化的能量为64%n B.贮存在羊体内的能量为52%n C.由羊流向分解者的能量为16%n D.由羊流向下一营养级的能量为64%n 4.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2,当下列哪种情况发生时,最有可能使生态平衡遭到破坏() A. W1>10W2 B. W1>5W2 C. W1<10W2 D. W1<5W2 5.在右图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109kJ的能量,B生物种群总能 量为2.3×108kJ,从理论上计算A最多获得的能量是() A2.84×108kJ B.2.38×108kJ C.1.41×109kJ D.3.05×108kJ 6.在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子, 2/5来自于鼠,1/5来自于蛇,那么猫头鹰若增加20 g体重,最 少需要消耗植物() A.600 g B.900 g C.1 600 g D.5 600 g

生态系统的物质循环教案

《生态系统的物质循环》教案 一.教学目标 1. 知识目标: (1)理解生态系统物质循环的概念; (2)识记、应用碳循环的过程; (3)比较得出能量流动与物质循环的关系。 2. 能力目标: (1)学会分析生态系统中碳循环的方法; (2)通过分析“温室效应”的形成与危害,培养学生的推理,联想,思维迁移的能力; (3)利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程,培养学生比较,归纳以及对自己所持观点的总结表达能力。 3. 情感目标: (1)通过学习人类对碳循环的影响,培养学生环境保护意识 (2)积累生态学知识,形成科学的世界观 二.教学重点:碳循环的过程 三.教学难点:能量流动和物质循环的关系 四. 教法与学法 教法:课前导学、启发式讲解、分析与归纳 学法:课前预习、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新 五. 课时安排: 1课时 六.教学过程 1. 复习提问 (1)地球上最大的生态系统是什么? (2)生态系统的组成成分? (3)输入生态系统的总能量是什么? (4)能量流动的特点?

2. 引入新课 生态系统依靠太阳不断提供能量,而生态系统中的物质却都是由地球提供的。讨论:生物为维持生命每天都要消耗大量的物质,如氧、水、氮、碳和许多其他物质,为什么这些物质亿万年来没有被生命活动所耗尽?(因为这些物质可以 被循环利用) 碳是构成生命有机体的重要元素之一,没有碳就没有生命。——碳循环 3. 碳循环 出示“碳循环模式图”投影片。 (1)知识背景:光合作用 )(22 O CH CO ???→?光合作用 呼吸作用 22)(CO O CH ?? ?→?有氧呼吸 (2)分析碳循环模式图,思考如下问题: ①碳在无机环境中的存在形式? CO2和碳酸盐 ②碳由无机环境进入生物群落的途径? 绿色植物的光合作用(主要),化能合成作用 ③碳由无机环境进入生物群落的形式? CO2 ④碳在生物群落内部的传递形式? 含碳有机物; 传递渠道? 食物链(网) ⑤碳返回无机环境的途径:a.生产者、消费者的呼吸作用 b.微生物的分解作用 c.化石燃料的燃烧 ⑥碳由生物群落回到无机环境的形式? CO2 ⑦碳在无机环境和生物群落间循环的主要形式? CO2 [师生归纳] 4. 物质循环 (1)提问:①我们所讲的碳循环是指在什么之间进行循环?(生物群落与无机环境之间) ②除了碳以外,还有没有其他物质能在生物群落与无机环境之间循环?(了解氮循环和水循环,理解物质循环发生在生物群落和无机环境之间) 动物、植物、微生物呼吸作用 光合作用、化能合成作用 无机环境(CO 2) 生物群落(有机物)

草地生态系统服务功能的研究及开发

一前言 草地生态系统是地球三大陆地生态系统之一,也是我国陆地面积最大的生态系统类型,总面积3.9×108hm2,占世界草地面积的13%,占全国国土面积的41%左右[1]。是陆地生态系统的重要组成部分。它不仅为人类提供了许多产品,而且提供了多种生态服务。由于长期的过度放牧、乱开滥垦等人为行为的干涉,草地退化、沙化、盐碱化-----“三化”现象日益加剧,人们对草地生态系统服务功能的研究也逐渐增多。 生态系统服务功能是指生态系统及其生态过程所形成与维持的、人类赖以生存的环境条件和效用,是指通过生态系统的功能直接或间接得到的产品和服务。这种由自然资本的能流、物流、信息流构成的生态系统服务功能和非自然资本结合在一起产生了人类福利[2]。对生态系统服务功能及其价值进行有效地评估,有利于人们对生态系统服务功能重要性的深层认识,并促使人们采取有效的生态保护措施。因此,进行草原生态服务功能的研究对保护和合理使用草原资源,实现可持续发展具有重大的战略意义。

二本论 2.1草地生态系统的服务功能 草地生态系统是草地地区生物(植物、动物、微生物)和非生物环境构成的、进行物质循环与能量交换的基本机能单位。草地生态系统不仅是重要的畜牧业生产基地,而且是重要的生态屏障。 草地生态系统服务功能体现在3个方面,即生态功能、生产功能和生活功能。生态是基础,生产是手段,生活是目的。生态功能为系统所固有,是系统维持和发展的基础;生产功能是影响草地生态系统服务功能发生改变的触发点;生活功能主要取决于生态功能和生产功能的平衡关系和管理状况,体现系统综合发展水平。 2.1.1草地生态系统的生态服务功能 草地的生态功能是对草地生态系统生态属性的具体反映。其主要表现为气候和气体调节、水源涵养、生物多样性保育、碳素固定、侵蚀控制、土壤形成、营养循环、废物处理、生物控制、栖息地、授粉、基因资源等[3]。 2.1.1.1提供净初级生产物质 生态系统产品是指生态系统所产生的,通过提供直接产品或服务维持人的生活生产活动、为人类带来直接利益的因子。而草地生态系统中的植物群落,即是通过光合作用提供净初级生产物质,为消费者和分解者提供必需的物质和能量。草地生态系统提供初级生产物质的功能既是进行次级物质生产的基础,也是草地生态系统的多种功能能否正常发挥的基本条件。 生产力作为生态系统中积累的净初级生产物质的总量,是物质生产能力的数量表达。它反映了植物群落在自然条件下的生产力,是估算地球支持能力和评价陆地生态系统可持续发展的一个重要生态学指标[4]。其中,净第一性生产力(NPP)

相关文档