生態系能量流動:食物網、金字塔與物質循環

生態系能量流動:食物網、金字塔與物質循環-DSE生物科重點重溫2.0封面

生態系(ecosystem)由群落與非生物環境的互動組成。能量沿食物鏈單向流動並逐營養級減少,物質則在生物與環境之間循環;把兩者混在一起,是 DSE 生態題最常見的概念錯誤之一。

https://www.youtube.com/watch?v=-VG5eFl76MM
【💡重點重溫系列2.0✏️】Ch19 | 生態系 Ecosystems;在 YouTube 觀看

今集重點

  • 分清個體、族群、群落與生態系
  • 由食物網判斷營養級及間接影響
  • 比較能量金字塔、數量金字塔與生物量金字塔

影片重溫與延伸理解的界線

上方影片以 mind map 及題目分析重溫本課核心。下文先按影片明確涵蓋的概念重組,再補上標準科學術語、因果關係、實驗限制及跨課題連結;補充內容是編輯整理,不代表 Fango 在影片中的逐字原話。

核心概念逐步解釋

生態層次與生境

同種生物在同一地區形成族群(population);不同族群構成群落(community);群落連同光、溫度、水、土壤等非生物因素構成生態系。生態位則描述物種的資源使用、活動及與其他生物的關係,不只是一個地點。

食物鏈箭嘴代表能量轉移

箭嘴由被吃者指向捕食者,例如植物→草食動物。食物網內移除一個物種可造成直接及間接效應,答案應沿箭嘴逐層推理,並承認實際結果可能受替代食物、競爭和密度依賴因素影響。

能量為何逐級減少

生物攝取的能量並非全部轉為新生物量:未被吃、未被消化的部分離開食物鏈;呼吸釋放能量供活動與維持,並以熱散失。因此可轉移到下一營養級的比例有限,食物鏈通常不會無限延長。

物質循環與取樣

碳、氮和水可在生物與環境之間反覆循環,與單向能量流不同。估算固定生物可用隨機樣方;活動生物可用捕捉—標記—再捕捉,但須假設標記不影響存活、族群相對封閉且標記個體充分混合。

重要中英文術語

中文English
族群population
群落community
生態位ecological niche
營養級trophic level
生物量biomass
捕捉—標記—再捕捉capture-mark-recapture

DSE 常見考法與應用

  • 食物網變化題先找直接關係,再寫競爭或捕食造成的間接影響。
  • 能量轉移效率以『下一級能量÷上一級能量×100%』計算,留意單位。
  • 比較地點時要求隨機、足夠樣本及一致取樣面積。
  • 相關性不能自動證明因果;提出可能機制時要標示為解釋或假設。

本節只概述原創題型與答題原則,沒有複製考評局 Past Paper 或 Marking Scheme。實際評分要求應以相關考試年度的官方評核大綱及題目為準。

學生常犯錯誤

  • 把食物鏈箭嘴方向畫反。
  • 說能量在生態系內循環。
  • 用樣方估算高速移動動物。
  • 捕捉—再捕捉計算時忽略族群開放或標記脫落。

溫習及答題提示

  • 每題先圈出營養級和箭嘴方向。
  • 能量題逐步寫公式、代入、答案及單位。
  • 取樣方法要同目標生物的活動能力匹配。
  • 生態推論使用『可能』,避免把多因素系統寫成必然。

跨課題連結

這一課不宜孤立溫習。先把本篇的「分清個體、族群、群落與生態系」與 光合作用 DSE Biology:光反應、碳固定與限制因素 對照,再利用 生物多樣性 DSE:三個層次、分類與保育價值 檢查相同物質、能量或調節機制在另一系統的角色。遇到綜合題時,先界定題目所問層次,再沿結構、過程、結果逐步作答。

一分鐘重點重溫

  • 生態系(ecosystem)由群落與非生物環境的互動組成。能量沿食物鏈單向流動並逐營養級減少,物質則在生物與環境之間循環;把兩者混在一起,是 DSE 生態題最常見的概念錯誤之一。
  • 分清個體、族群、群落與生態系
  • 由食物網判斷營養級及間接影響
  • 比較能量金字塔、數量金字塔與生物量金字塔

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FAQ

食物鏈箭嘴指向哪裏?

箭嘴指向獲得能量的一方,即由食物指向消費者。

能量會在生態系循環嗎?

不會。能量單向流動並以熱散失;碳、氮和水等物質才會循環。

為何高營養級生物較少?

每次營養級轉移都有大量能量未被同化或以呼吸熱散失,可支持的生物量因而下降。

何時用樣方?

樣方適合植物或移動很慢、分布可在固定面積內計數的生物。

捕捉—標記—再捕捉有哪些假設?

族群相對封閉、標記不影響生存、標記不脫落,且個體充分混合並有相近捕捉機會。

影片及資料來源說明

主影片:【💡重點重溫系列2.0✏️】Ch19 | 生態系 Ecosystems(UNI.BIOLOGY,2026-03-29)。本文根據影片逐字稿整理;補充的科學解釋及 DSE 應用已與影片教學內容分開表述。課程範圍參照教育局 Biology Curriculum and Assessment Guide;考試形式參照香港考試及評核局 Biology Assessment Framework。自動字幕可能錯聽英文術語或數字,本文不把不清晰片段寫成講者原話。