定义 指相邻两个营养级之间,下一营养级同化量占上一营养级同化量的百分比。
从哪来 建立在1. 能量金字塔(体现能量逐级递减的规律)和3. 营养级(界定能量流动的起点与终点)之上。
为什么 能量在流动过程中存在“损耗”,导致传递效率远低于100%。
1. 呼吸消耗:生物体维持生命活动(运动、体温、代谢)需通过细胞呼吸将大部分有机物氧化分解为热能散失,这部分能量无法被下一营养级利用。
2. 未被利用/分解者利用:上一营养级的遗体、残骸及排泄物被分解者分解,能量流向分解者,而非流入下一营养级。
3. 捕食限制:下一营养级无法捕食上一营养级的全部个体(如猎物逃跑、隐蔽)。
因此,只有少部分能量(通常10%-20%)能通过摄食进入下一营养级的同化量中。
类比法:银行转账手续费**
**适合学生
抽象思维较弱,喜欢生活化类比的学生。
讲解:把能量流动比作银行转账。上一营养级是“转出方”,下一营养级是“转入方”。但每次转账,银行(生态系统)要收取高额“手续费”(呼吸消耗、分解者分食)。如果你转出100元,对方可能只收到10-20元。传递效率就是“实际到账金额”除以“转出金额”。问学生:为什么不能100%到账?因为中间有成本。
公式拆解法:同化量 vs 摄入量**
**适合学生
逻辑严密,擅长数学推导,容易混淆概念的学生。
讲解:强调公式的分子分母必须严格对应。
公式:$ \eta = \frac{\text{下一营养级同化量}}{\text{上一营养级同化量}} \times 100\% $
重点辨析:
1. 分母必须是
上一营养级的同化量,不是摄入量(因为摄入但未消化的粪便能量不属于该营养级同化)。
2. 分子必须是
下一营养级的同化量,不是其生长量或生物量。
3. 强调“相邻”二字,不能跨级计算(如第三营养级除以第一营养级)。
图解追踪法:能量去向四分支**
**适合学生
视觉型学习者,空间想象力强的学生。
讲解:画出能量流动图解。
上一营养级同化量 = 呼吸作用散失 + 流入下一营养级 + 流向分解者 + 未被利用。
让学生看“流入下一营养级”这一支箭头的粗细,与总同化量(主干)对比。
提问:如果“呼吸作用”这条箭头变粗(如剧烈运动),传递效率会变高还是变低?(答:变低,因为分母中用于传递的比例小了)。通过调整箭头粗细,直观理解效率受呼吸消耗影响。