3.3 生态系统中的能量单向递减流动 -【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修2 生物与环境（浙科版2019）

第三节　生态系统中的能量单向递减流动 [学习目标]　1.阐明生态系统的初级生产量和次级生产量。2.分析生态系统能量流动的过程和特点。3.用能量金字塔表征能量流动的特点。4.概述能量流动的实践意义。 一、初级生产量是生态系统的基石 1．初级生产量 (1)概念：绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质，单位为g/(m2·a)或J/(m2·a)。 (2)作用：所有消费者和分解者都直接或间接地利用初级生产量为生，因此初级生产量是生态系统的基石。 (3)总初级生产量和净初级生产量 ①概念：在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸(R)所消耗，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量(NP)。 ②总初级生产量(GP)＝净初级生产量(NP)＋呼吸消耗量(R)。当GP>R时，生物量(干重)增加，当GP<R或GP＝R时，生物量减少或不变。 ③不同生态系统的净初级生产量的比较 a．陆地生态系统：热带雨林的净初级生产量是最高的，温带常绿林、落叶阔叶林、北方针叶林、草原和荒漠的净初级生产量依次减少。 b．海洋生态系统：年净初级生产总量仅约为陆地生态系统的一半。 (4)影响因素 ①群落的垂直结构：在森林中，乔木的初级生产量最高，灌木次之，草本植物更低。 ②群落的演替：初级生产量随群落的演替而逐渐增加，但当群落演替到顶极时，群落的能量输入与输出、生产量和呼吸消耗量达到平衡。 2．次级生产量 (1)概念：异养生物利用取食植物、其他动物和一切现成有机物生产的有机物或固定的能量。 (2)来源：植物、其他动物和一切现成有机物。 (3)不同生态系统净次级生产总量的比较：海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的3倍多。 判断正误 (1)初级生产量是初级消费者所固定的能量或所合成的有机物质(　　) (2)总初级生产量减去用于呼吸、生长和繁殖的消耗量即为净初级生产量(　　) (3)生态系统的总初级生产量越大，则其生物量也就越大(　　) (4)海洋的年净初级生产总量是陆地的一半，但海洋的净次级生产总量相当于陆地的3倍多(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 任务一：次级生产量的生产过程 如图为次级生产量的生产过程，请据图回答下列问题： (1)写出图中①②③和④的含义。 提示　①净初级生产量；②总次级生产量(同化量)；③净次级生产量；④呼吸。 (2)消费者摄入的食物不能全部被同化或转化为总次级生产量的原因是有相当一部分是以粪便的方式排出体外而未被利用。 　列表比较初级生产量和次级生产量 项目 初级生产量 次级生产量 能量来源 太阳能 植物、其他动物和一切现成有机物 生产生物 生产者 消费者、分解者 二者关系 ①次级生产量直接或间接来自初级生产量；②都有一部分被呼吸消耗，剩下的一部分用于生长和繁殖 1．如图表示森林群落演替过程中初级生产量和呼吸量的变化。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．呼吸量是指生态系统中所有生物呼吸消耗的总量 B．初级消费者、次级消费者粪便中的能量均属于次级生产量 C．森林群落演替至成熟阶段时，初级生产量与呼吸量大致相等 D．为保持原有演替方向，每年的采伐量应在当年增加的生物量以内 答案　B 解析　呼吸量是指群落中生产者、各级消费者和分解者呼吸消耗的总量，A正确；初级消费者粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，即初级生产量，次级消费者粪便中的能量属于初级消费者的同化量，属于次级生产量，B错误；每年的采伐输出量控制在当年增加的生物量以内，生态系统保持相对稳定，可保持原有的演替方向，D正确。 2．“草→鼠→蛇→鹰”为某草原生态系统中的一条食物链，下列相关叙述正确的是(　　) A．草所同化的能量属于总初级生产量 B．该食物链中鼠是初级消费者，不属于植食动物营养级 C．若调查草的生物量仅需收割地上部分进行测量 D．鹰脱落的毛皮不属于次级生产量 答案　A 解析　该食物链中鼠是初级消费者，以草为食，属于植食动物营养级，B错误；调查草的生物量，需要测定包括地上部分茎、叶、果以及根系，C错误；鹰脱落的毛皮属于自身的同化量，属于次级生产量，D错误。 二、生态系统能量流动的过程 1．能量流动的含义：在生态系统中，能量不断地沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶级肉食动物的方向流动。 2．能量流动的过程 (1)太阳能进入生态系统的输入过程。 (2)食物链和食物网的能量传递过程。 (3)能量通过生物体的呼吸以热能的形式散失的过程。 3．能量流动研究层次：食物链和生态系统两个层次。在食物链层次上进行能量流动分析，是把每一个物种都作为能量从生产者到顶级肉食者移动过程中的一个环节，当能量沿着一条食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值。在生态系统层次上分析能量流动，是把每个物种都归属于一个特定的营养级中(依据该物种主要食性)，然后精确地测定每一个营养级能量的输入值和输出值。 判断正误 (1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(　　) (2)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　) (3)生产者和各级消费者的能量均可流入下一个营养级(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 任务二：能量流经第二个营养级的过程 如图表示能量流经第二个营养级的示意图，请据图思考下列问题： (1)摄入量(a)和粪便中的能量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系？ 提示　摄入量(a)＝粪便中的能量(c)＋同化量(b)。 (2)初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三个营养级粪便中的能量呢？ 提示　初级消费者粪便中的能量属于第一个营养级的能量。第三个营养级粪便中的能量属于第二个营养级的能量。 (3)初级消费者同化的能量有几个流向？分别是什么？ 提示　有三个流向，分别是自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一个营养级。 　能量流动的相关分析 (1)流经整个自然生态系统的总能量是生产者(绿色植物)固定的太阳能，而不是照射到所有植物体上的太阳能。 (2)某些自养细菌(生产者)可以利用无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，即通过化能合成作用固定能量。 (3)能量流动过程中能量的转化是太阳能→有机物中的化学能→热能。 (4)最高营养级的消费者的能量没有流向下一个营养级这条途径。 (5)摄入量＝同化量＋粪便中的能量。 (6)同化量＝用于生长和繁殖的能量＋呼吸散失的能量。 (7)用于生长和繁殖的能量＝分解者分解利用量＋下一个营养级同化量＝同化量－呼吸散失的能量。 3．下列关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　) A．能量流动包括能量的输入、传递和散失的过程 B．生产者固定的能量除用于自身呼吸消耗外，其余均流入下一个营养级 C．在生态系统中，能量沿着食物链和食物网流动 D．分解者所需的能量可来自各营养级用于生长和繁殖的能量 答案　B 解析　生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余流入下一个营养级和分解者，还有未被利用的能量，B错误。 4．某草地一条经典的食物链由植物→田鼠→鼬构成，科研人员对此食物链能量流动进行了研究分析，其结果如表[单位：J/(hm2·a)]。下列说法正确的是(　　) 植物 固定的太阳能 2.45×1011 田鼠 摄入量 1.05×109 粪便量 3.00×108 呼吸量 7.15×108 鼬 摄入量 2.44×107 粪便量 1.90×106 呼吸量 2.18×107 A.田鼠的同化量是1.05×109 J/(hm2·a) B．用于生长和繁殖的能量去向是流向分解者、流向下一个营养级和用于呼吸消耗 C．鼬的粪便量最终流向分解者，但不属于鼬而属于第二个营养级流向分解者的部分能量 D．任何生态系统都存在两种食物链，陆地生态系统以捕食食物链为主，海洋生态系统以腐食食物链为主 答案　C 解析　田鼠的同化量＝摄入量－粪便量＝1.05×109－3.00×108＝7.5×108 [J/(hm2·a)]，A错误；每一个营养级用于生长和繁殖的能量等于同化量减去呼吸量，包括流向下一个营养级、流向分解者和未被利用的能量，B错误；鼬的粪便量最终流向分解者，但不属于鼬而属于其上一个营养级(第二个营养级)流向分解者的部分能量，C正确；在任何生态系统中都存在着捕食食物链和腐食食物链，陆地生态系统以腐食食物链为主，海洋生态系统以捕食食物链为主，D错误。 三、能量流动的特点　能量金字塔　能量流动规律应用于农业生产 1．能量流动的特点 (1)特点：单向流动、逐级递减。 (2)原因：①通过生物体的呼吸而散失的热能不能重新转化为化学能和太阳能。 ②高一级营养级获得的能量也不能回流到原来的营养级。 2．能量的传递效率 (1)含义：营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比。 (2)计算公式 林德曼效率＝×100%。 3．能量金字塔 (1)特点：呈现下宽上窄的金字塔形，不会出现倒金字塔形。 (2)不同生态系统的能量传递效率：一般情况下，陆生生态系统大约只有10%，而海洋生态系统会大于10%。 4．能量流动规律应用于农业生产 (1)有利于帮助人类合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方向。 (2)在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，可使能量得到充分利用。 判断正误 (1)生态系统的能量流动是单向的，原因是一个营养级呼吸散失的能量不能被生产者再同化，以及捕食关系是不可逆的(　　) (2)一个生态系统在较长时期内没有能量输入就会崩溃(　　) (3)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少(　　) (4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率(　　) (5)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用(　　) (6)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 易错警示　(1)人类可以实现能量的多级利用，但不能实现能量的循环利用。 (2)可以人为提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。 任务三：能量流动的特点 仔细分析教材“赛达伯格湖能量沿营养级流动的定量分析”，将图中的数据用表格的形式进行整理。并回答下列问题： 营养级 流入能量[J/(cm2·a)] 能量的去向[J/(cm2·a)] 生产者 464.6 62.8(流入下一营养级)、12.5(流入分解者)、96.3(呼吸消耗)、293(未利用) 初级消费者 62.8 12.6(流入下一营养级)、2.1(流入分解者)、18.8(呼吸消耗)、29.3(未利用) 次级消费者 12.6 微量(流入分解者)、7.5(呼吸消耗)、5.0(未利用) (1)生产者、初级消费者、次级消费者之间由于存在捕食关系而形成食物链(网)，而且这种关系是不可逆的，因而能量只能由生产者→初级消费者→次级消费者，即能量流动是单向的。 (2)在生态系统中生物所处的营养级越高，获取的能量越少，说明能量流动具有逐级递减的特点。 (3)第一个营养级到第二个营养级之间的能量传递效率是13.5%。能量不能100%流入下一个营养级的原因是一部分通过自身呼吸以热能的形式散失，一部分被分解者分解利用，一部分未被利用。 (4)将各个营养级的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，呈下宽上窄的金字塔形。 　能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔的比较 类型 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 特点 天然生态系统一定为上窄下宽的正金字塔形 一般来说，陆地和浅水生态系统为上窄下宽的正金字塔形；湖泊和开阔海洋的生态系统会呈下窄上宽的倒金字塔形 一般为上窄下宽的正金字塔形，在生产者数量少而个体非常巨大的情况下会出现上宽下窄的倒金字塔形 每一级含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物单位面积或单位体积内实际存在的有机物质的鲜重或干重总量 每一营养级生物个体的数目 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点 一般生物量随食物链中营养级的升高而逐级递减 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级减少 5．如图是某一个湖泊的能量金字塔，下列相关叙述不正确的是(　　) A．甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级 B．甲、乙、丙、丁之间形成一条甲到丁的食物链 C．甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量 D．甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动的特点是逐级递减 答案　B 6．(2023·嘉兴高二校联考期末)如图是某人工池塘中的能量流动示意图，其中a、b、c表示生物同化的能量，d、e、f表示用于生物生长和繁殖的能量，g、h、i表示呼吸消耗的能量。下列分析正确的是(　　) A．第三个营养级与第二个营养级之间的能量传递效率为c/b×100% B．流经该生态系统的总能量可表示为g＋b＋j，即初级生产量 C．初级消费者同化的能量除图示流向外，还存在部分暂未利用的能量 D．生态系统营养级越多，则流向人类的能量就越少 答案　C 解析　第二个营养级与第三个营养级之间的能量传递效率为第三个营养级的同化量/第二个营养级的同化量＝c/(b＋m)×100%，第二个营养级同化的能量包括从上一个营养级同化的能量(b)和有机物输入的能量(m)，A错误；流经该生态系统的总能量可表示为a＋m，a为生产者固定的能量，为初级生产量，B错误；初级消费者同化的能量为b＋m，流向途径有呼吸作用消耗(h)、流向分解者(k)、流向下一营养级(c)，还存在部分暂未利用的能量，C正确；生态系统营养级越多，则流向人类的能量不一定就越少，如人吃水稻，人为第二个营养级，与生态系统中营养级的多少无关，D错误。 题组一　生态系统的初级生产量和次级生产量 1．初级生产量在生态系统中具有非常重要的作用，被认为是生态系统的基石。下列相关叙述正确的是(　　) A．顶极群落的能量输入与输出、生产量和呼吸消耗量达到平衡 B．即使没有初级生产量也会存在消费者和分解者 C．不同生态系统的初级生产量基本一致 D．生物的总初级生产量越大则其净初级生产量和生物量也就越大 答案　A 解析　没有初级生产量就不会有消费者和分解者，也就不会有生态系统，B错误；不同生态系统的净初级生产量存在很大差异，C错误；生物的总初级生产量越大，其净初级生产量和生物量不一定越大，D错误。 2．如图是有关生态系统关系示意图，其中不符合该示意图关系的是(　　) A．甲：摄入量乙：同化量丙：粪便量 B．甲：总次级生产量 乙：净次级生产量 丙：呼吸量 C．甲：净初级生产量 乙：生物量 丙：呼吸量 D．甲：总初级生产量 乙：净初级生产量 丙：呼吸量 答案　C 3．(2023·台州高二月考)下列关于生产量的叙述，正确的是(　　) A．绿色植物叶绿体制造的有机物属于净初级生产量 B．蜣螂通过食用粪便制造的有机物属于次级生产量 C．海洋生态系统的年净初级生产量多于陆地生态系统年净初级生产量 D．陆地生态系统的次级生产量少于海洋主要是因为陆生植物繁殖慢 答案　B 解析　净初级生产量＝总初级生产量－呼吸消耗的能量，故绿色植物叶绿体制造的有机物属于总初级生产量，A错误；次级生产量是指异养生物利用取食植物、其他动物和一切现成有机物生产的有机物或固定的能量，故蜣螂通过食用粪便制造的有机物属于次级生产量，B正确；海洋生态系统的年净初级生产量少于陆地生态系统年净初级生产量，C错误；陆地生态系统的次级生产量少于海洋主要是因为在海洋生态系统中，植食动物利用藻类的效率大大高于陆地动物利用植物的效率，D错误。 题组二　能量流动的过程、特点和能量金字塔 4．(2023·衢州高二检测)能量流动是生态系统的主要功能之一，具有明显的特点。下列各项中不属于能量流动特点的是(　　) A．能量流动是单向的 B．能量流动是逐级递减的 C．能量流动是沿着食物链进行的 D．热能可以被生产者转化为化学能 答案　D 解析　生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的，且该过程通常是沿着食物链和食物网进行的，A、B、C不符合题意；热能散失后不能再被生产者利用，D符合题意。 5．下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　) A．生态系统中的能量输入特指绿色植物的光合作用 B．生态系统中的能量传递包括不同生物通过捕食关系传递能量 C．生态系统中的能量转化包括光合作用固定光能、细胞呼吸分解有机物合成ATP等 D．生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去 答案　A 解析　生态系统中的能量输入不仅包括绿色植物的光合作用，还包括化能合成细菌的化能合成作用及某些原生动物、光合细菌的光合作用等，A错误；在生态系统中，不同生物之间可通过捕食关系进行能量的传递，B正确；能量转化包括光合作用中将光能转化为化学能、细胞呼吸中将有机物中的化学能转化为ATP中的活跃化学能等，C正确。 6．下列不属于每一个营养级都具有的能量流动方向的是(　　) A．分解者 B．下一个营养级 C．生长和繁殖 D．呼吸散失 答案　B 解析　食物链中的最高营养级不能被其他生物捕食，则其固定的能量不会流入下一个营养级。 7．下列有关生态系统的叙述，正确的是(　　) A．蜣螂以大象粪便为食，则大象同化的能量流入蜣螂体内 B．增加生物种类可提高能量传递效率 C．次级生产量的制造者包括消费者和分解者 D．次级生产量等于初级生产量减去呼吸消耗量 答案　C 解析　大象粪便中的能量不属于大象的同化量，属于上一个营养级的同化量，A错误；能量传递效率是指营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比，增加生物种类并不能达到提高能量传递效率的目的，B错误；次级生产量是指异养生物利用取食植物、其他动物和一切现成有机物生产的有机物或固定的能量，消费者和分解者属于异养生物，C正确；总初级生产量－呼吸消耗量＝净初级生产量，D错误。 8．(2023·绍兴高二质检)某研究小组根据鄱阳湖的能量流动情况绘制的能量金字塔如图所示。下列说法错误的是(　　) A．图示金字塔不一定能表示生物量金字塔 B．图示金字塔可反映生态系统能量流动的特点 C．图中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ构成的食物链可能不止一条 D．图中未体现出的生态系统的组成成分是非生物成分 答案　D 解析　图示的金字塔是能量金字塔，一定是正金字塔形，而生物量金字塔会呈现倒金字塔形，所以该金字塔不一定能表示生物量金字塔，A正确；图示金字塔中，各营养级的能量逐渐减少，反映了生态系统能量流动逐级递减的特点，B正确；图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表三个营养级，生物种类多，构成的食物链可能不止一条，C正确；图中未体现出的生态系统的组成成分有非生物成分、分解者，D错误。 题组三　能量流动规律在农业生产中的应用 9．下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是(　　) A．除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类有益的方向 B．农田生态系统中的间种套作可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量 C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量 D．沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用 答案　D 解析　除虫、除草调整了生态系统中的能量流动关系，使能量尽可能多地流向对人类有益的方向，A正确；农田生态系统中的间种套作，可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量，从而获得更大的收益，B正确；根据草场能量单向流动、逐级递减的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产，C正确；沼渣、沼液作为肥料还田，能提高能量的利用率，但不能使能量循环利用，D错误。 10．某地建设完成的千亩荷花湿地、千亩水稻高产示范田、百亩稻蟹共养区，构成了一种新型的农业发展模式。下列相关叙述错误的是(　　) A．稻田生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物成分 B．水稻种植期间除草和除虫可以调整能量流动的方向 C．稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提高能量的传递效率 D．脱离人为干预后，该湿地的营养结构可能会变得更复杂 答案　C 解析　人类可以改变能量流动的方向，提高生态系统中能量的利用率，但是不能改变能量的传递效率。 11．如图为“桑基鱼塘”农业生态系统的部分能量流动图解，其中g表示流向分解者的能量，h表示流向下一个营养级的能量。据图分析，下列说法正确的是(　　) A．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量 B．桑树的净次级生产量可以用c或 a－b 表示 C．桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(e＋f＋g＋h)/(b＋c)×100%表示 D．鱼可以吃蚕粪，则蚕同化的能量部分流向了鱼体内 答案　C 解析　图中未利用的能量是指还储存在桑树体内的能量，蚕粪便中的能量已经流向分解者，A错误；次级生产量是指异养生物利用取食植物、其他动物和一切现成有机物生产的有机物或固定的能量，净次级生产量＝总次级生产量－呼吸消耗量，桑树是生产者，只有初级生产量，没有次级生产量，B错误；能量传递效率是指营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比，蚕的同化量为e＋f＋g＋h，桑树的同化量为b＋c或a，所以桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(e＋f＋g＋h)/(b＋c)×100%表示，C正确；鱼可以吃蚕粪，蚕粪中的能量不属于蚕的同化量，蚕粪中的能量属于上一个营养级的同化量，D错误。 12．下列关于图示食物网(能量传递效率按10%计算)的叙述，正确的是(　　) A．该食物网中昆虫数量下降，鸟的数量也下降 B．昆虫属于第一个营养级，鸟属于第二个营养级 C．在鸟类的食物构成中，若动物性食物和植物性食物各占一半，则鸟类增加能量A时，生产者需提供能量为110A D．若绿色植物固定的太阳能总量为M，昆虫获得的总能量为m1，鸟获得的总能量为m2，则M＞m1＋m2 答案　D 解析　该食物网中昆虫数量下降，则鸟会从植物处获得更多的能量，鸟的数量会增多，A错误；由题图分析可知，植物属于第一个营养级，昆虫属于第二个营养级，鸟属于第二、第三个营养级，B错误；在鸟类的食物构成中，若动物性食物和植物性食物各占一半，则鸟类增加能量A时，生产者需提供能量为0.5A÷10%÷10%＋0.5A÷10%＝55A，C错误；已知能量传递效率为10%，如果绿色植物固定的太阳能总量为M，昆虫获得的总能量为m1，鸟获得的总能量为m2，则由于能量传递过程中的呼吸消耗，则M＞m1＋m2，D正确。 13．某同学绘制如图所示的能量流动示意图(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述错误的是(　　) A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1) B．由第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率为D1/W1×100% C．流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2) D．图示表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 答案　C 解析　生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1是流入下一个营养级的能量，A正确；流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C错误；根据图示中能量流动关系，下一个营养级只获得了上一个营养级的部分能量，而且呼吸散失的能量(A)是不能被生物再度利用的，因此图示可以表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。 14．如图是我国西双版纳一片热带雨林中总初级生产量、绿色植物生长量、枯死量及绿色器官呼吸量在一年中统计数值，已知总初级生产量＝生长量＋枯死量＋呼吸量。下列说法错误的是(　　) A．净初级生产量和非绿色器官呼吸量分别为15吨/(公顷·年)、10吨/(公顷·年) B．陆地生态系统中净初级生产量随温度和雨量的不同而有很大差异 C．此热带雨林生态系统中，所有的消费者和分解者所同化的能量就是净次级生产量 D．陆地生态系统的年净初级生产总量大于海洋生态系统，但海洋生态系统净次级生产总量却大于陆地生态系统 答案　C 解析　所有消费者和分解者所同化的能量减去呼吸量就是净次级生产量，C错误。 15．研究人员对某一草场进行一个长期放牧实验，相关数据如表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 项目 放牧强度 低 中 高 牛的平均现存量(千克/公顷) 300 363 590 每头牛的平均重量(千克/头) 455 388 374 牛取食地上植物量(%) 37 46 63 9年后的草场质量 改善 未变 恶化 A.通过牛的平均现存量和草场面积的计算值可反映该草场牛种群的生物量 B．根据牛的平均现存量和每头牛的平均重量可计算出该草场牛种群的种群密度 C．该草场的净初级生产量为中等放牧强度的牛群取食量与分解者分解的植物量之和 D．该实验说明人为控制草场上牛的放牧量可以有效地改善和保护草场资源 答案　C 解析　牛的平均现存量乘以草场面积可反映该草场某时刻牛种群的总重量，即生物量，A正确；牛的平均现存量除以每头牛的平均重量可计算出每公顷草场中牛的数量，即该草场牛种群的种群密度，B正确；净初级生产量＝总初级生产量－呼吸消耗量，净初级生产量的去向包括流向下一营养级、分解者分解和未被利用三条途径，C错误。 16．(2022·杭州市富阳区第二中学高二期末)家庭农场作为新型农业经营主体，已成为引领适度规模经营、发展现代农业的有生力量。如图是某家庭农场的农业生产模式中的食物网简图。请据图回答下列问题： (1)请写出鸭获得能量最少的一条食物链：____________________，鸭从该条食物链中获得能量最少的原因是____________________________________________________。鱼在该生态系统中属于第____________个营养级。鱼在某时刻单位体积内实际存在的有机物质的干重总量称为____________。 (2)该生态系统中的成分除了图中所示外，还缺少______________________________。 (3)只考虑杂草、水稻和鸭三者之间构成的食物网。若水稻固定的太阳能为a、杂草固定的太阳能为b，鸭从水稻和杂草中摄入的能量为c，鸭用于生长和繁殖的能量为d、呼吸作用消耗的能量为e，则能量从第一个营养级流入第二个营养级的传递效率可以表示为______×100%，d也称为____________生产量。 (4)家庭农场作为新型农业经营主体，它既节约了农业生产成本，又提高了农场的效益。请尝试从生态学角度阐述其理由：____________________________________________________。(至少答出两个方面) 答案　(1)水稻→昆虫→鱼→鸭(或杂草→昆虫→鱼→鸭)　能量流动具有逐级递减的特点，该食物链营养级最多，损失的能量最多　二、三　生物量 (2)分解者和非生物成分　(3)　净次级 (4)减少了农药的使用，避免环境污染；调整了能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类有益的方向 解析　(1)能量在沿着食物链流动的过程中逐级递减，因此鸭获得能量最少的食物链为水稻→昆虫→鱼→鸭或杂草→昆虫→鱼→鸭。杂草→鱼→鸭食物链中，鱼属于第二个营养级，杂草→昆虫→鱼→鸭食物链中，鱼属于第三个营养级，故鱼在该生态系统中属于第二、三个营养级。(2)一个完整的生态系统包括生物成分和非生物成分，生物成分由生产者、消费者和分解者组成。图示中杂草、水稻属于生产者，动物属于消费者，因此“若要构成一个生态系统”，图中缺少的成分是分解者和非生物成分。(3)能量从第一个营养级流入第二个营养级的传递效率＝第二个营养级同化的能量/第一个营养级同化的能量×100%，第二个营养级同化的能量＝呼吸消耗的能量＋生长和繁殖的能量，所以从第一个营养级流入第二个营养级的传递效率可以表示为×100%。 17．合理密养、立体养殖是提高池塘养殖经济效益的有效措施。如图是某人工鱼塘的部分食物关系。回答下列问题： (1)草鱼、轮虫、水蚤等生物处于食物链的同一环节，统称为__________；水草、绿藻等生物属于生态系统的____________成分；鳜鱼属于____________级消费者。 (2)此人工鱼塘中的生物成分除了图示的成分外，还有____________。 (3)可根据水体中含氧量的变化计算出此人工鱼塘浮游植物的初级生产量。在该鱼塘的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。在甲、乙瓶中生产者细胞呼吸相同，且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值可计算出这段时间内____________________；C与B的差值可计算这段时间内______________。 (4)立体养殖充分考虑了群落的________结构，可以____________________________。从能量流动的角度分析，合理密养可以_________________________________________________。 答案　(1)第二个营养级　生产者　次级和三　(2)分解者　(3)净初级生产量　总初级生产量　(4)垂直　充分利用栖息空间和食物条件等资源　提高能量的利用率，使能量持续高效地流向对人类有益的方向 解析　(1)草鱼、轮虫、水蚤等生物处于食物链的同一环节，都属于第二个营养级；水草、绿藻等生物能进行光合作用，属于生态系统中的生产者；在食物链水草→草鱼→鳜鱼中，鳜鱼属于次级消费者，在食物链绿藻→轮虫→鳙鱼→鳜鱼和绿藻→水蚤→鳙鱼→鳜鱼中，鳜鱼属于三级消费者，故鳜鱼属于次级和三级消费者。(2)生态系统的生物成分包括生产者、消费者、分解者，图示食物网中只有生产者和消费者，故此人工鱼塘中的生物成分除了图示的成分外还有分解者。(3)依题意可知，A值表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量；甲瓶O2含量的变化反映的是呼吸耗氧量，因此B＝A－呼吸耗氧量；乙瓶O2含量变化反映的是净光合作用放氧量，所以C＝A＋光合作用总放氧量－呼吸耗氧量。综上分析，本实验中，C－A＝光合作用总放氧量－呼吸耗氧量＝净光合作用的放氧量，即C与A的差值表示这段时间内生产者的净初级生产量；C－B＝光合作用总放氧量，即C与B的差值表示这段时间内生产者的总初级生产量。(4)从群落结构的角度分析，群落垂直结构上的分层(立体养殖)可以充分利用栖息空间和食物条件等资源(提高群落对资源的利用能力)；从能量流动的角度分析，合理密养可以提高能量的利用率，使生产者所固定的能量更多地流向对人类有益的方向。 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