内容正文:
科学思维(三) 食物链(网)的构建和能量流动的相关计算
一、食物链(网)的构建
[素养必备]
1.依据捕食关系曲线构建食物链(网)(如图1所示)
根据先上升先下降者为被捕食者,后上升后下降者为捕食者,可以确定图1中食物链为C→B→A。
图1
2.依据所同化能量的多少构建食物链(网)
生态系统中能量流动逐级递减,且相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%。能量值大者为被捕食者,少者为捕食者。若两种生物的能量值相差不大,不足以构成10%~20%的比例关系,则两者很可能属于同一营养级。由此可以确定图2中食物链为丙→甲→乙→丁;图3中食物网为甲→(乙,丙)→丁;表中的食物链为B→D→A→C。
营养级
A
B
C
D
能量(有机物)
15.9
870.7
1.9
141.0
3.依据生物体内富集物的浓度构建食物链(网)
生态系统中存在生物富集现象,即营养级越高,体内相关富集物(如农药、重金属)的浓度越高,两者在数值上呈正相关。体内富集物浓度相差不大的两种生物很可能属于同一营养级。
由此可以确定下表中的食物网为A→(C,E)→B→D。
生物种类
A
B
C
D
E
有机汞浓度(ppm)
0.057
7
0.51
68
0.39
4.依据提供的食物信息,构建食物链(网)
信息:古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物,它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫;红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图,可得到图4所示食物网。
图4
[素养训练]
1.如图表示某生态系统中构成一条食物链的甲、乙、丙、丁4个种群的数量变化,下列说法错误的是( )
A.甲种群在该食物链中是次级消费者,第三营养级
B.ab段甲种群数量下降的原因是乙减少,丙增多
C.甲、乙、丙、丁4个种群占据不同的位置,体现了群落的空间结构
D.由于丁种群在4个种群中相对数量最多,所以其丰富度最大
解析:D [甲、乙、丙、丁4个种群之间是捕食关系,被捕食者先增加先减少,捕食者后增加后减少,所以由这4个种群构成的食物链为丁→乙→甲→丙。甲种群在该食物链中是次级消费者,第三营养级,A正确;ab段乙种群数量减少、丙种群数量增多,导致甲种群数量下降,B正确;丰富度是指群落中物种数目的多少,D错误。]
2.下表是某生态系统中能量流动情况的调查结果,表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群[表中数据单位:102 kJ/(m2·n)]。下列说法错误的是( )
种群
甲
乙
丙
丁
戊
同化固定的能量
16.74
70
930
69.5
1.674
体内储存的能量
4.54
15.8
229
20
0.4
呼吸消耗的能量
12.2
54.2
701
49.5
1.274
A.表中的丙为生产者
B.表中的种群构成2条食物链
C.当某种原因导致乙减少时,戊的数量仍能保持相对稳定
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%
解析:D [能量流动逐级递减,由同化量的多少看,表中的丙同化量最大,应为生产者,A正确;乙和丁同化固定的能量基本相同,应该都是第二营养级,所以该食物网中存在两条食物链,B正确;当某种原因导致乙大量减少时,甲可通过捕食丁获得能量,戊的数量仍能保持相对稳定,C正确;乙和丁均是第二营养级,同化的能量是139.5×102 kJ/(m2 ·n),甲是第一营养级,同化的能量是930×102 kJ/(m2·n),则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5×102)/(930×102 )×100%=15%, D错误。]
3.某研究小组从某湖泊中选取了4种不同的生物,并对其消化道内食物组成进行了分析,其分析结果如下表所示。下列说法正确的是( )
生物种类
鱼甲
河虾
鱼乙
水蚤
消化道内食物组成
鱼乙、河虾
水蚤、小球藻
水蚤、河虾
小球藻
A.小球藻、水蚤在生态系统中属生产者
B.表中5种生物全部个体构成一个群落
C.河虾与水蚤的种间关系是捕食和竞争
D.属于第三营养级的生物只有鱼甲和鱼乙
解析:C [水蚤是浮游动物,在生态系统中属消费者,A错误;群落包括动物、植物、微生物等所有生物,表中5种生物全部个体不能构成一个群落,B错误;据食物链可知,河虾捕食水蚤,同时河虾和水蚤都以小球藻为食物,故河虾与水蚤的种间关系是捕食和竞争,C正确;根据食物链可知,属于第三营养级的生物有鱼甲、鱼乙、河虾,D错误。]
4.某相对稳定的草原生态系统中食物链(网)主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群,且消费者只能以其前一营养级的所有生物为食,各种群