楊維國(guó)

(山東省萊蕪市萊城區(qū)鳳城高級(jí)中學(xué) 271100)

1 能量流動(dòng)模型的構(gòu)建

1.1 取材 A4打印紙、厚0.5cm左右的包裝箱紙板或厚約1cm的泡沫板、裁紙刀、剪刀、圓規(guī)、直尺、中性筆。

1.2 制作 在A4紙上用圓規(guī)、直尺畫(huà)出半徑分別為1.5cm、3.0cm、4.5cm的小、中和大圓盤(pán)各兩個(gè)，并參考圖3中的標(biāo)識(shí)標(biāo)注(其中一套圓盤(pán)的標(biāo)識(shí)中不含“未利用”一欄)。用剪刀從A4紙上裁下三個(gè)圓盤(pán)并粘貼在紙板或泡沫板上，以紙質(zhì)圓盤(pán)為參照，沿外邊緣輪廓裁下紙板或泡沫板圓盤(pán)。

2 能量流動(dòng)模型的使用

以具有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)為例，則大、中和小三個(gè)圓盤(pán)分別代表第一、第二和第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

2.1 常規(guī)使用 大、中圓盤(pán)可用來(lái)展示定量不定時(shí)情況下，非最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的三個(gè)去向： ①自身呼吸消耗；②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；③被分解者利用。小圓盤(pán)因代表最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，因此它的能量去向僅有兩個(gè)。

(1) 將三個(gè)圓盤(pán)不含“未利用”標(biāo)識(shí)的一面向上，自下而上依次放置大圓盤(pán)、中圓盤(pán)和小圓盤(pán)，俯視觀(guān)察可見(jiàn)： 生產(chǎn)者(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))所同化的能量能夠被各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物呼吸消耗，或者以遺體、殘枝敗葉或下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的糞便等形式被分解者利用，最終都是被生態(tài)系統(tǒng)中的生物以熱能的形式散失到無(wú)機(jī)環(huán)境中。所以，生產(chǎn)者只有源源不斷地固定太陽(yáng)能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的正常進(jìn)行(圖1)。

圖1 能量錐體俯視觀(guān)

(2) 從側(cè)面觀(guān)察可用來(lái)展示能量錐體(金字塔)(圖2)，能量單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的規(guī)律可很直觀(guān)地展現(xiàn)。

圖2 能量錐體側(cè)面觀(guān)

2.2 拓展應(yīng)用 如果將三個(gè)圓盤(pán)中各增加未利用一欄，即可得到定量、定時(shí)條件下的能量流動(dòng)去向。非最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量各有四個(gè)去向： ①自身呼吸消耗；②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的；③被分解者利用；④未利用的。小圓盤(pán)代表的最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量則有三個(gè)去向(圖3)。后續(xù)用法與上文2.1(1)、2.1(2)類(lèi)似。

圖3 能量流動(dòng)示意圖

3 能量流動(dòng)模型的價(jià)值

與現(xiàn)行教材中普遍采用的概念圖相比，該模型具有如下優(yōu)勢(shì)： ①能更好地體現(xiàn)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化能量的繼承關(guān)系，能更清楚地體現(xiàn)能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的規(guī)律；②可通過(guò)在紙板的背面粘貼包含未利用能量標(biāo)注的一面，就可輕松實(shí)現(xiàn)“一具兩用”，便于學(xué)生理解什么是未被利用的能量，并能非常方便地進(jìn)行比較；③該模型能夠很方便地實(shí)現(xiàn)能量流動(dòng)去向分析及能量金字塔之間的轉(zhuǎn)換；④通過(guò)疊加之后的正面觀(guān)察可以巧妙地突破能量流動(dòng)最終去向?yàn)闊崮苓@一難點(diǎn)。