食物链中的能量传递
为什么食物链越往上，通常可供下一营养级利用的能量越少？
调节生产者获得的能量和相邻营养级之间的传递效率，追踪能量怎样逐级减少。
学习目标
- 区分生产者、初级消费者和更高营养级。
- 按每一级的传递效率连续计算可用能量。
- 区分生态系统中的能量流动与物质循环。
开始前
- 会计算一个数的百分之几。
- 知道植物能利用光能制造有机物。
互动科学实验
- 1追踪起点
- 2改变第一次传递
- 3逐级相乘
- 4比较起点
条长使用以生产者为 100% 的线性刻度；极小值以细线显示。效率和能量是教学假设，不是生态预测。
边观察，边解释
依次完成四步。按钮会把互动模型切换到对应观察状态。
-
模型从生产者储存的 1000 kJ 教学能量开始。箭头指向取食者，表示能量随食物传递，而不是“谁更强”。
你的任务: 读出四个营养级，并确认箭头的意义。
-
若生产者到初级消费者的效率从 10% 改为 20%，初级消费者得到的教学能量从 100 kJ 变为 200 kJ；后级的起点也随之改变。
你的任务: 只改变第一级效率，比较所有后续能量。
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每一级都以紧邻的前一级为基数。1000×20%=200，200×15%=30，30×10%=3 kJ；不能把三个百分数都直接乘以 1000。
你的任务: 选择逐级效率预设，按顺序复算 200、30、3 kJ。
-
把生产者能量加倍而效率不变，每一级能量也加倍；改变某一级效率，只会直接改变该级之后的数值。
你的任务: 切换高生产者输入，再找出保持不变的三个比例。
把现象连成解释
能量在生命活动中耗散
生物摄取的能量并非全部形成下一营养级可吃到的生物量：呼吸、运动、维持体温和未被取食或消化的物质都会减少传递量。
食物网比单链复杂
真实生物常有多种食物来源和捕食者。这里的四级单链用于隔离“逐级传递”的计算，不表示生态系统只有一条路径。
能量流动，物质循环
能量从光等来源进入生态系统，传递并以热等形式散失。碳、氮和水等物质则可经生产者、消费者、分解者和环境反复循环。
检查理解
可打印练习纸
先独立完成练习页；答案和解释在单独一页。
生物
食物链中的能量传递
为什么食物链越往上，通常可供下一营养级利用的能量越少？
- 1000 kJ 依次按 20%、15%、10% 传递，三级消费者得到多少？
A. 3 kJ B. 30 kJ C. 200 kJ
- 为什么传递到下一营养级的能量通常较少？
A. 能量用于生命活动，且并非所有生物量都被取食和消化 B. 高营养级不需要能量 C. 能量变成更多物质并消失
- 下列哪一句正确区分能量和物质？
A. 能量单向流动并耗散，物质可循环 B. 能量与物质都无限循环且没有损失 C. 物质流走，能量完全循环
- 为什么不能用本模型预测某地狐狸的数量？
A. 效率是教学假设，模型省略食物网、种群和环境变化 B. 狐狸不属于消费者 C. 能量与种群从来无关
答案页
食物链中的能量传递
- 3 kJ
逐级计算为 1000×0.20=200，200×0.15=30，30×0.10=3 kJ。
- 能量用于生命活动，且并非所有生物量都被取食和消化
呼吸和活动会耗散能量，未被取食或消化的部分也不能直接传给下一营养级。
- 能量单向流动并耗散，物质可循环
生态系统需要持续的能量输入；原子和分子可通过生物与环境间的过程反复利用。
- 效率是教学假设，模型省略食物网、种群和环境变化
真实种群受食物网、繁殖、迁移、疾病、季节和栖息地等共同影响，四级能量链不足以预测。