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生物/地球科學課程 能量的流動

SEP 21 ,2023

<本內容參考PASCO教學資源,轉載請註明出處>

「能量流動」與「物質循環」是生態學中的核心主題,一般來說,能量流經整個生態系統,而物質則在生態系統內循環。首先,能量被可進行光合作用的生產者捕獲,將光能轉化為儲存於有機化合物中的化學能。生產者使用大部分的能量來滿足自己需要,但一些能量會透過連續的營養層級轉移,因為草食動物消耗生產者,肉食動物消耗草食動物。食物網和營養層級圖總結了這些能量轉移:

 

 

這些圖通常沒有顯示的是,來自營養層級大多數的能量被轉移至碎屑池,而非轉移至更高的營養層級。生物體經常死亡和分解,而不是被消耗,此外,生態系中動物排出的廢物含有有機物質,這些生態系中的碎屑所含的能量為分解者和食碎屑動物的重要食物來源。

與其他生物一樣,分解者和食碎屑動物利用細胞呼吸來分解有機化合物,並獲取其中所含的能量。然而,能量傳輸的效率並非是100%,生態系統生產者製造的有機化合物,其存在大部分的能量最終皆會以熱的形式流失到環境中。即使我們不太可能量測到生態系統的熱量損失,生態學家仍可透過量測連續營養層級的生物質(biomass)或量測碎屑質量隨時間的變化,以估算能量的變化

 

實驗目的

建立包含碎屑(蘋果、香蕉皮)、食碎屑動物(黃粉蟲)與分解者(酵母)的生態環境,透過質量變化與CO2濃度的偵測,探索有機化合物於生態系中的分解速率,以及所轉移的能量

 

實驗設備與材料

PS-3208 無線二氧化碳感應器

秤量盤

ME-6668 生態室

小刀 (切水果用)

酵母懸浮液 5ml

濾紙或咖啡濾紙(直徑9cm)

黃粉蟲幼蟲*20

塑膠移液管1 ml

電子天秤

一次性手套

碎屑(有機材料,例如蘋果和香蕉皮),約60g

 

 

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