师：同学们，大家好。今天我们要复习的内容是生态系统的能量流动。大家看到这幅图，一定被它的“美味”所吸引。大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类动物，因其味道鲜美而被大量养殖。那大家知道稻田稻蟹共作这种农业生产模式吗？这种生产模式能够将原本单一的水稻种植和河蟹养殖这两个生态系统合为一个生态系统，做到一水两用、一田双收。如何让这一生产模式更好地发挥优势，实现生态和经济的双丰收，这就离不开生态学原理的指导。

　　稻蟹共作的生态模式和单一养蟹相比有哪些优势呢？首先我们需要分析稻蟹共作的农田生态系统的结构，这其中包括生物因素和非生物因素。生物因素有水稻、河蟹、杂草、微生物、浮游植物、浮游动物、底栖动物、小杂鱼等等；非生物因素包括土壤、水肥、气热等等。在水田的开放系统中，这些生物因素和非生物因素既相互联系又相互制约，决定着该生态系统能量流动和物质循环的功能。

　　我们知道，能量是维持生命系统稳定性的基础，研究生态系统的能量流动，主要就是研究能量在生态系统中如何输入、转化、传递和散失的过程。无论是稻蟹共作还是单一养蟹的生态模式，其能量的变化如何才能使能量更多地流向对我们人类有益的部分？这些都离不开对生态系统能量流动过程的理解。我们可以继续用模型分析的方法来研究生态系统能量流动的过程。请同学们结合你对生态系统能量流动过程的理解，来完善能量流经大闸蟹的过程模型图，这是某位同学构建的模型图，大家一起来分析一下。

　　这位同学构建的模型图是否完善？在分析这幅模型图的时候，大家可以重点关注老师提出的三个问题。第一个问题，流入这个生态系统的总能量是什么？照到植物的太阳能大A就意味着输入了这个生态系统了吗？显然不是。只有少部分的太阳能才能被植物通过光合作用固定下来。那么流经这个生态系统的总能量就是指植物固定的太阳能小a吗？我们说作为一个人工生态系统，还要考虑有大量的能量输出。比如说蟹塘中的螃蟹到了一定的时候会输出这个系统卖到市场上去，仅靠植物固定的太阳能，这个生态系统能量的输出就会远远大于输入。因此我们需要有大量的人工投入的有机物，所以我们需要补充有机物输入的箭头。

　　第二个问题，摄入量和同化量是什么关系？同化量是指被大闸蟹消化吸收的那部分能量，摄入量除了同化量，还有未被同化的能量，这部分未被同化的能量就以粪便的形式被大闸蟹排出体外。那同学们思考一下这道辨析题，荷塘中的微生物分解大闸蟹的粪便，其获得的就是大闸蟹同化的部分能量吗？

　　我们通过分析发现，大闸蟹的粪便并不是大闸蟹同化的能量，它是由大闸蟹的上一营养级同化的。因此这幅模型图这个地方我们需要做修正。第三个问题，请同学们考虑一下，大闸蟹同化的能量有哪些去路呢？大闸蟹同化的能量全部用于它自身生长发育、繁殖了吗？我们说还有一部分被大闸蟹通过呼吸作用以热能形式散失了。因此我们需要补充呼吸作用热能散失这个箭头，并且这部分以热能形式散失的能量就意味着输出了这个系统，无法再被回收。

　　如果进一步追问大闸蟹用于生长发育繁殖的能量去路如何呢？一部分被大闸蟹的下一营养级摄入，还有一部分，大闸蟹的遗体残骸中的有机物会被分解者利用，这样能量就流向了分解者。如果是在一定的时期内测得的数据，我们还要考虑有未被利用的能量。比如说未被捕获的大闸蟹，还有大闸蟹的遗体残骸未能及时被分解者分解的那部分能量，都是属于未利用的能量。

　　在理清了生态系统各部分能量的关系之后，我们可以做一个小结。某一营养级的生物摄入量包括两部分，同化量和粪排量。而同化的能量又包括用于自身生长、发育、繁殖和通过呼吸作用以热能形式散失的那部分能量。用于生长、发育、繁殖的那部分能量又包括流入下一营养级、被分解者分解以及未利用的那部分能量。

　　不管我们以哪种形式来表示能量的关系，其实它们都是不矛盾的。这样我们就不难理解教材中有两幅关于能量流动的过程模型。我们也发现这两幅模型其实也不矛盾。图一是在一定的时期内测得的能量数据，因此有未利用的那部分能量。而模型2是在相当长的一段时间内测得的能量流动的数据，因此和图一相比，并没有显示出未利用的那部分能量。模型一的定量测定可以帮助我们更好地理解生态系统能量流动的特点。

　　单向流动，逐级递减。所谓的逐级递减就是营养级越高，生物所获得的能量就越少。通常能量的传递率是在10%到20%的范围内。同学们可以根据模型一的数据来计算一下能量从生产者到植食性动物的传递率是多少。我们知道传递率是相邻两个营养级的同化量之比，植食性动物同化的能量是62.8。我们还要算出生产者同化的能量是多少。生产者同化的能量包括四部分组成：被植食性动物同化了62.8、被分解者分解利用12.5、自身呼吸作用消耗96.3，以及未利用的202.93。这四部分能量加起来，我们算出生产者同化的能量，进而就可以算出生产者到植食性动物它们的能量传递率。

　　下面我们来看例题。一，某小型湖泊中存在如下图甲所示的营养结构，图乙表示不同体长的鲈斯坦野鲮鱼的食性相对值。科研小组对罗氏沼虾的能量流动情况进行了分析，结果如下图所示。第一个问题，由表中的结果分析可知，罗氏沼虾同化量。我们根据同化量和摄入量的关系，同化量等于摄入量减粪便中的能量可以算出同化量。罗氏沼虾用于生长、发育、繁殖的能量，除去传递给鲈斯坦野鲮鱼的能量，还有能量的去向呢？根据前面对几部分能量的关系，我们知道还有一部分能量被分解者分解利用了。这也就是说某一营养级固定的能量不能100%留给下一营养级，这体现了能量流动的逐级递减的特点。

　　第二小问，同样增重2千克，体长为2.8厘米的鲈鳜滩野鲮鱼至少需要消耗藻类的量是体长为4.2厘米的鲈鳜滩野鲮鱼的多少倍？由图乙的结果我们知道不同体长的鲈鳢野鲮鱼，它的食性比例是不一样的。而根据图甲，我们知道藻类可以通过两条途径将能量传递给鲈斯坦野鲮鱼。一条是直接传递给它，还有一条是通过罗氏沼虾传递给鲈斯坦野鲮鱼。因此我们可以把鲈斯坦野鲮鱼增重的2千克分为两份，按照体长为2.8厘米的食性比例来计算，其中有一份直接来自于藻类，还有一份通过罗氏沼虾传递给鲈斯坦野鲮鱼。