3.2.2 生态金字塔和研究能量流动的实践意义-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件 （人教版2019 单选）

第3章　 生态系统及其稳定性 第2节　生态系统的能量流动 第2课时　 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 任务一　生态金字塔 自主预习 学以致用 任务二　研究能量流动的实践意义 自主预习 合作探究 学以致用 新情境命题 高标准农田建设(社会责任) 课堂小结　巩固提升 课下巩固训练(十一)　 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 【学习目标】1.科学思维：通过解释生态金字塔表示了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系，培养建模的科学思维。 2.社会责任：通过举例说明利用能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源，培养关注生物学社会性议题的社会责任感。 生物量金字塔 数量金字塔 能量 上窄下宽 1.生态金字塔的类型： 、 、 。 2.能量金字塔 (1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的 数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，形成的一个金字塔图形。 (2)特点：通常呈 的金字塔形。 能量金字塔 倒置 昆虫和树 3.生物量金字塔 (1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级 (每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。 (2)特点：大多是 的金字塔形。 4.数量金字塔 (1)概念：如果表示各个营养级的生物 比值关系，就形成数量金字塔。 (2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。 生物量 上窄下宽 个体的数目 生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。 资料1：夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。 名称 某草地 某温带森林 P 15 000 000 2 000 C1 2 000 000 1 500 000 C2 900 000 1 200 000 C3 10 20 (1)请根据资料1，分别建构这两个生态系统的数量金字塔。 提示：某草地： 某温带森林： (2)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。 提示：当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。 资料2：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g·m－2。 名称 某湖泊 某海峡 P 96 4 C1 11 21 C2 4 － (3)根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。 提示：某湖泊： 某海峡： (4)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。 提示：海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层 含义 单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少 单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的数目 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 特点 通常都是上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 象征 意义 能量在流动过程中逐级递减 生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减 生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 特殊 形状 － 海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物，呈现倒置的金字塔形 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置的金字塔形，如昆虫和树 1.下列关于生态金字塔的叙述，正确的是(　　) A.生态金字塔通常只能以个体数量或能量为指标绘制 B.数量金字塔显示了各营养级生物个体的数目比值关系 C.能量金字塔主要体现了相邻营养级的传递效率为10%～20% D.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链 解析：选B。生态金字塔可采用能量单位、生物量单位和个体数量单位，故可分别以能量、生物量和个体数量为指标绘制，A错误；食物链各营养级之间的生物个体的数目比值关系可用数量金字塔来表示，B正确；能量金字塔可以表示各营养级间能量关系，在生态系统中相邻营养级之间的传递效率一般为10%～20%，但实际上很多的生态系统中有时会超出这个范围，C错误；生态系统中食物网错综复杂，每个营养级的生物是指属于食物链同一环节的所有生物，D错误。 2.(2024·陕西西安高二期中)下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是(　　) A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B.能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 C.若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B至少能养活1 000人 D.与食用玉米相比，食用牛肉消耗资源更多，向环境中排放的CO2更多 解析：选D。能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，如果生态系统A和B中玉米的能量相同，则理论上吃玉米的人(处于第二营养级)所获得的能量比吃牛肉的人(处于第三营养级)所获得的能量多。但是根据题目并不能确定A、B两个生态系统中玉米的能量大小，两种情况下人各自摄取的食物中所含有的能量的多少无法计算，所以也无法判断他们获得的能量的大小，A错误。一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，能量的传递效率不会随营养级的升高而逐级递减，B错误。能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，A和B中玉米数量相同，若A能养活10 000人，则A中最少需要玉米10 000÷20%＝50 000；B中玉米也为50 000，则B中玉米至少能养活人数＝50 000×10%×10%＝500人，C错误。与食用玉米相比，食用牛肉时人所处的营养级较高，需要消耗的能量较多，消耗的资源更多，向环境中排放的CO2更多，D正确。 3.下图中a、b、c、d代表四种类型的生态金字塔，有关说法不正确的是(　　) A.某些水域生态系统的生物量金字塔为b型 B.c型金字塔中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率小于10% C.森林生态系统的数量金字塔也可能为d型 D.在自然生态系统中，能量金字塔也可能为倒金字塔形 解析：选D。某些水域生态系统中由于浮游植物个体小，且生长周期短，使得浮游动物和底栖动物的生物量可能大于浮游植物，其生物量金字塔为b型，A正确；c图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为48÷596×100%≈8.1%，小于10%，B正确；森林生态系统中乔木等植物(第一营养级)的数量可能比植食性动物(第二营养级)的数量少，肉食性动物(第三营养级)的数量可能比第二营养级的生物数量少，其数量金字塔为d型，C正确；生态系统的能量流动是单向传递、逐级递减的，因此能量金字塔不会呈倒金字塔形，D错误。 能量 科学地规划和设计人工生态系统 最有效的利用 能量流动关系 持续高效地 流向对人类最有益的部分 1.可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大 。例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。 2.可以帮助人们 ，使能量得到 。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 3.还可以帮助人们合理地调整生态系统中的 ，使能量 。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。 流入某个生态系统的总 1.“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻生长空间的红萍而形成的。其具有以下优点：①可以固氮富钾，红萍既可以从空气中固定氮，又能从水中富集钾，可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素，并为鸭子提供饲料。②鸭子可以食用杂草，可大大减少多种水田杂草的发生和危害。③可以除虫，鸭子可以食用田间害虫，减少了害虫对水稻的危害，同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之， “稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系，充分利用空间，将不同生物种群组合在一起，实现了多物种共存、多层次配置，提高了水田的物质能量利用率，具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。 (1)从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入红萍有什么意义？ 提示：在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。 (2)从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？ 提示：调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 2.图一是传统农业对水稻秸秆的利用示意图，图二为现代农业对秸秆的利用示意图。据图回答问题： 从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？ 提示：现代农业实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。 1.(2024·广西南宁高二期末)孟子《寡人之于国也》中提出“数罟(细密的渔网)不入洿池，鱼鳖不可胜食也。”体现古人在生态保护和渔业捕捞方面的认识。下列相关说法错误的是(　　) A.人为捕捞鱼鳖可调整能量流动关系，使能量更多地流向人类 B.不使用“数罟”捕鱼，目的是保证鱼鳖种群的年龄结构为增长型 C.捕捞后鱼鳖的种群数量应维持在K/2，有利于鱼鳖种群数量的快速恢复 D.不同年龄段的某种鱼位于不同水层，体现了群落的垂直结构 解析：选D。人为捕捞鱼鳖可调整能量流动关系，可使能量更多地流向人类，A正确；不使用“数罟(细密的渔网)”捕鱼，可以使鱼鳖种群的幼年个体所占比例增加，保证种群的年龄结构为增长型，B正确；捕捞后鱼鳖的种群数量维持在K/2，此时种群的增长速率最大，有利于种群数量的快速恢复，C正确；群落的空间结构包括垂直结构与水平结构，是群落中不同物种的分布特点，而不同年龄段的某种鱼的空间分布不同，属于种群的空间分布，D错误。 2.如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的是(　　) A.图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭 B.鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系 C.该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能 D.拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递效率 解析：选D。螺、昆虫、鸭都可以直接捕食生产者，此种情况下它们都位于第二营养级，A正确；鸭可以捕食螺，二者之间具有捕食关系，同时它们都以野草为食，故鸭和螺之间还有种间竞争关系，B正确；该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能，C正确；拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，但不能提高生态系统的能量传递效率，D错误。 3.(2024·浙江湖州高二期末)某地采用稻渔综合种养模式。在稻田里春季养殖小龙虾，夏季养殖螃蟹和鲫鱼，实现水稻种植与水产养殖的协调绿色发展。下列叙述正确的是(　　) A.该稻田中的小龙虾和螃蟹之间存在种间竞争关系 B.该种养模式可以提高农田生态系统的能量传递效率 C.鱼粪为水稻生长提供物质和能量，可以减少田间化肥的使用 D.鱼捕食田间害虫，可以减少农药的使用，有利于保护环境 解析：选D。在稻田里春季养殖小龙虾，夏季养殖螃蟹和鲫鱼，所以该稻田中的小龙虾和螃蟹之间不存在种间竞争关系，A错误；该种养模式可以提高农田生态系统的能量利用率，但是不能提高传递效率，B错误；鱼粪为水稻生长提供物质，可以减少田间化肥的使用，不能提供能量，C错误；该生态农业模式能在水稻稳产的前提下，大幅度提高稻田经济效益，减少农药的使用，提升产品质量安全水平，有利于保护环境，D正确。 　在2023年中央一号文件关于“加强高标准农田建设”的专门章节中，出现了“严厉打击盗挖黑土、电捕蚯蚓等破坏土壤行为”的明确表述，关于野生蚯蚓对土壤的价值及生物多样性在人类农业发展中起到的作用，再次引起人们思考。图1为某人工生态系统的示意图，图2表示该生态系统中部分能量流动图解，其中N1～N7表示能量值。 【命题设计】 1.考查知识迁移能力及长句表达能力 (1)将蚓粪作为有机肥施用到农田、果园中有诸多好处，但实际生产时仍需适当补充化肥，这主要因为______________________________________________________________________。 2.考查能量流动的研究意义及社会责任 (2)利用鸭子防治稻飞虱，从能量流动的角度看，其目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 3.考查对问题的分析能力及科学思维 (3)输入该生态系统的总能量包括______________________________________________。图2中N7可表示______________________________，N6属于________(用图中带数字的字母表示)中的一部分。 解析：(1)农产品的大量输出会造成土壤肥力不足，因此将蚓粪作为有机肥施用到农田、果园中有诸多好处，但实际生产时仍需适当补充化肥。(2)利用鸭子防治稻飞虱，从能量流动的角度看，其目的是调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的地方。(3)输入该人工生态系统的总能量包括生产者(水稻等)固定的太阳能和人工投入的饲料中的化学能。图2中N7可表示牛等第二营养级同化的能量，一部分用于呼吸散失的能量N4，一部分储存在生物体内，用于其生长、发育和繁殖。摄入的能量N5，一部分被生物同化，一部分以粪便排出，牛等粪便中的能量仍属于上一营养级同化的能量，在该人工生态系统中还需要考虑投入的饲料中的能量，因此N6属于N1、N3中的一部分。 答案：(1)农产品的大量输出会造成土壤肥力不足　(2)调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的地方　(3)生产者固定的太阳能和人工投入的饲料中的化学能　牛等第二营养级同化的能量　N1、N3 【教材答疑】 P57 人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。 P58 在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。 思维训练 P59 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是(12＋18)/12×2 675＝6 687.5 kg，这些葡萄糖储存的能量是6 687.5×1.6×104＝1.07×108 kJ。 这些玉米呼吸作用消耗的能量是2 045×1.6×104＝3.272×107 kJ。 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量为葡萄糖储存的能量加上呼吸消耗的能量，即1.07×108＋3.272×107＝1.397 2×108 kJ，呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是(3.272×107)/(1.3972×108)×100%≈23.4%。 这块玉米田的太阳能利用效率是(1.397 2×108)/(8.5×109)×100%≈1.64%。 [练习与应用·P60] 一、概念检测 1.(1)√　(2)×　(3)√　2.C　3.B 二、拓展应用 1.(1) (2)图b。图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。 2.①不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序(熵增加)的方向发展。②硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。③能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。 【体系构建】 【核心语句】 1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们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最有益的部分。 【基础巩固练】 一、选择题 1.研究生态系统的能量流动，生态金字塔是一种直观的表示方式，其可以表示生态系统各营养级之间的某种数值关系。下列相关叙述错误的是(　　) A.数量金字塔呈现倒置的现象可能与生物个体体型的大小有关 B.生态金字塔中最底层代表的是生产者，最顶层代表的是分解者 C.生物量金字塔出现倒置的原因可能是生产者的生活周期很短 D.从能量金字塔来看，人口增长会加大对地球上现有生态系统的压力 解析：选B。出现倒置数量金字塔可能与生物个体体型的大小有关，如一棵大树上有很多昆虫，A正确；生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级的消费者，分解者不参与生态金字塔的构建，B错误；生物量金字塔出现倒置的原因可能是生产者的生活周期很短，如海洋生态系统，C正确；由于能量在流动过程中总是逐级递减的，因此能量金字塔通常是上窄下宽的金字塔型，从能量金字塔来看，人口增长会加大对地球上现有生态系统的压力，D正确。 2.现有两个生态系统A、B，分别为只有两个营养级的夏季草原生态系统A(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统B(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)。A和B的数量金字塔和能量金字塔的形状最可能分别是(　　) A.A为金字塔形和金字塔形，B为倒金字塔形和金字塔形 B.A为倒金字塔形和金字塔形，B为金字塔形和倒金字塔形 C.A为金字塔形和倒金字塔形，B为金字塔形和金字塔形 D.A为倒金字塔形和倒金字塔形，B为倒金字塔形和金字塔形 解析：选A。只有两个营养级的夏季草原生态系统A(第一营养级是牧草，第二营养级是羊)，牧草的数量比羊多，绘制的数量金字塔为正金字塔形；森林生态系统B(第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)，一棵树上可以有很多昆虫，因此，昆虫的数量比乔木的数量多，绘制的数量金字塔为倒金字塔形。能量金字塔只有正金字塔形，因此A和B的能量金字塔的形状为正金字塔形，A符合题意。 3.(2024·江西吉安高二期末)如图为甲、乙两个天然生态系统中每个营养级的生物个体数量示意图。假设输入两个生态系统的总能量相同。下列相关叙述正确的是(　　) A.甲的物种丰富度比乙少 B.图乙不能表示能量金字塔 C.分解者包含在生态金字塔中 D.甲的第一营养级固定的能量比乙多 解析：选B。甲图和乙图只显示了生物个体数量关系，不能判断丰富度，A错误；能量流动的特点为单向流动、逐级递减，能量金字塔为“正金字塔”，图乙不能表示能量金字塔，B正确；生态金字塔反映各营养级的关系，不包含分解者，C错误；由题干可知，输入两个生态系统的总能量相同，因此甲的第一营养级固定的能量等于乙的，D错误。 4.(2024·贵州毕节高二期末)生态学家林德曼通过分析赛达伯格湖的能量流动，发现了生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，某同学根据赛达伯格湖的能量流动图解，绘制了如图所示的能量金字塔。下列说法正确的是(　　) A.赛达伯格湖是一个结构相对简单的生态系统 B.图中Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ构成一条食物链 C.该金字塔也可以用来表示生物量金字塔或数量金字塔 D.图中未体现出的生态系统的组成成分是非生物的物质和能量 解析：选A。赛达伯格湖是一个结构相对简单的生态系统，A正确。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的是营养级，每个营养级可能包括多个物种，故可能不能构成食物链，或者构成多条食物链，B错误。数量金字塔是各营养级之间的数量关系，如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树，那么数量金字塔就会呈现上宽下窄的倒置金字塔形；浮游植物的个体小，寿命短，该生态系统的生物量金字塔可能在某时期呈现上宽下窄的倒置金字塔形，所以该金字塔不可以用来表示所有生态系统的生物量金字塔或数量金字塔，C错误。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的是生态系统各营养级，有生产者和消费者，未体现出非生物的物质和能量、分解者，D错误。 5.茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是(　　) A.油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量 B.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者 C.套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率 D.该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用 解析：选B。油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，A错误；生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者，B正确；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是传递效率，D错误。 6.在实际生产中，常常要清除田间杂草和鱼塘中肉食性的乌鳢，用生态学观点分析，这样做的目的是(　　) A.保持生物群落的单一性 B.使物质和能量尽快地流动 C.保持生态平衡 D.调整能量在生态系统中的流动方向 解析：选D。清除田间杂草和鱼塘中肉食性的乌鳢，让能量更多地流向农作物和鱼塘中所养殖的鱼类，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 7.下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用，相关叙述错误的是(　　) A.除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类最有益的部分 B.农田生态系统中的间作套种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 解析：选D。除虫、除草合理地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最有益的部分，A正确；农田生态系统中的间作套种，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，能使物质循环利用，能量多级利用，提高能量的利用率，D错误。 (2024·湖南长沙高二期末)下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。下列相关说法中错误的是(　　) A.图a粪肥中的无机物可以被农作物直接吸收从而促进农作物的生长 B.图a中家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的物质和能量 C.图b中人利用了生态系统中分解者的能量，提高了能量的利用率 D.图b中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以被人利用 解析：选B。土壤中的微生物等可将粪肥中的有机物分解为无机物，家禽、家畜的粪肥中的无机物可以被农作物直接吸收从而促进农作物的生长，A正确；家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的物质，但能量由太阳能提供，B错误；图b中人利用了生态系统中分解者的能量，实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率，C正确；图b中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以被人利用，D正确。 二、非选择题 9.(2023·河北衡水高二期中)玄天湖是一个生活着大型水生植物、浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、滤食性鱼类(以浮游动物为食)、肉食性鱼类等各种生物的大型人工生态系统。如表为某时段内玄天湖生态系统能量流动过程中部分环节的能量值[单位：103 kJ/(m2·a)]。请回答下列问题。 项目 同化量 呼吸作 用消耗 流向 分解者 流向下一 营养级 未被 利用 生产者 A 23 3 14 70 植食性动物 16 4 0.5 2.5 9 肉食性动物 7.5 2.1 0.3 0 5.1 (1)表中A表示的数值是____________。 (2)通过表格分析可知，输入该人工生态系统的总能量是________kJ/(m2·a)。生态系统中能量只能单向流动的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)如图为该生态系统的能量金字塔，在分析该图时，某同学认为：“某种生物可能同时存在于b、c和d中”，你是否认同他的观点？________，理由是________________________________________。 (4)除能量金字塔之外，生态系统中还存在生物量金字塔和数量金字塔，统称为生态金字塔。在生态金字塔中，不一定呈正金字塔形的有________________________________________________________________________。 解析：(1)生产者这一营养级的同化量有四个去向：呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一营养级、未被利用，因此表中A表示的数值＝23＋3＋14＋70＝110。(2)输入该人工生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能(同化量)＋人工输入的能量。人工输入的能量＝(植食性动物同化量－生产者流向下一营养级的能量)＋(肉食性动物同化量－植食性动物流向下一营养级的能量)＝(16－14)＋(7.5－2.5)＝7，则输入该人工生态系统的总能量＝117×103kJ/(m2·a)＝1.17×105kJ/(m2·a)。生态系统中能量通过捕食关系沿着食物链流动，而食物链中生物之间的捕食关系是特定的，因此能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，不能逆转。(3)b、c和d分别代表不同的营养级，因为食物链长短不同，该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级。 (4)在生态金字塔中，生物量金字塔和数量金字塔不一定呈正金字塔形，比如在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量，会出现生物量金字塔倒置；再比如一棵大树可以养活很多毛毛虫，会出现数量金字塔倒置。 答案：(1)110　(2)1.17×105　食物链中生物之间的捕食关系是特定的，因此能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，不能逆转　(3)是　该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级　(4)生物量金字塔和数量金字塔 【综合提升练】 一、选择题 1.下表为稻田适度养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实验结果。下列说法正确的是(　　) 处理 水稻产量/(kg·hm－2) 土壤有机质/% 稻田养鱼 4 023 2.72 对照 3 474 2.56 A.输入稻田的鱼呈“J”形增长 B.在该稻田中，鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，使水稻产量提高 C.稻田养鱼使水稻能从土壤中吸收更多鱼粪中的有机质，提高水稻产量 D.与普通稻田相比，稻田养鱼可以降低稻田生态系统营养结构的复杂程度 解析：选B。由于食物和空间等的限制，输入稻田的鱼呈“S”形增长，A错误；在该稻田中，鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，使水稻产量提高，B正确；鱼的粪便作为肥料可提高稻田土壤中有机质的含量，但水稻不能直接吸收鱼粪中的有机质，C错误；稻田养鱼能增加该生态系统中的物种丰富度，使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高，D错误。 2.能量流动是生态系统的基本功能之一，图1表示某生态系统中能量(单位：J·cm－2·a－1)的流动情况。图2表示该生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。下列分析正确的是(　　) A.图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成了该生态系统 B.图1中初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量为1.8×103 J·cm－2·a－1 C.图1中各级消费者能量的来源和去路完全相同 D.能量金字塔上窄下宽的主要原因是生物的呼吸作用和分解作用 解析：选D。图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表生产者和消费者，缺少分解者和非生物的物质和能量，不能构成生态系统，A错误；图1中初级消费者同化的能量为1.8×103 J·cm－2·a－1，同化量包括用于自身生长、发育和繁殖的能量和自身呼吸作用散失的热能，初级消费者呼吸作用散失的能量未知，不能计算出用于自身生长、发育和繁殖的能量，B错误；图1中初级消费者和次级消费者同化量均存在流向下一营养级的去路，而三级消费者无流向下一营养级的去路，各级消费者的能量去路不完全相同，C错误；各营养级生物的呼吸作用和流向分解者被分解消耗掉部分能量，使流向下一营养级的能量减少，故能量金字塔呈上窄下宽，D正确。 3.(2024·贵州毕节高二期末)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制 B.该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系 C.由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量 D.由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和 解析：选B。该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制，A错误；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系，B正确；由“草→田鼠→鼬”可知，鼬只能从田鼠获得能量，C错误；田鼠的摄入量等于同化量加上粪便中的能量，D错误。 4.(2024·山东枣庄高二期末)下图是一个庭院生态模式图，关于该生态系统的分析错误的是(　　) A.流经该生态系统的总能量大于该系统中生产者固定的太阳能总量 B.该生态系统实现了对能量的多级利用，提高了经济效益 C.建沼气池处理粪便和枝叶，目的是调整能量流动方向，使能量流向对人有益的部分 D.饲养鸡鸭后，由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低 解析：选D。由于有人工饲料输入，故流经该生态系统的总能量大于该系统中生产者固定的太阳能总量，A正确；该生态系统实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率，提高了经济效益，B正确；建沼气池处理粪便和枝叶，通过分解者分解释放能量流入生产者、消费者和人，调整能量流动方向，使能量流向对人有益的部分，C正确；生态系统中能量传递效率是食物链两个营养级之间的能量传递效率，其大小与食物链长短没有必然的联系，D错误。 二、非选择题 5.二化螟和褐飞虱在水稻植株上产卵繁殖，导致水稻减产。用化学农药防治易引发农药残留、害虫抗药性提高等问题。回答下列问题。 (1)二化螟和褐飞虱同在水稻植株上产卵繁殖，为确定它们生态位重叠程度，可以通过分析它们的栖息地、食物、天敌和______________等方面作出推断。研究发现，二化螟为钻蛀性害虫，以水稻茎秆纤维等为食；而褐飞虱主要刺吸水稻茎叶汁液，从生态位的角度分析，这两种害虫种间竞争较弱的原因是________________________________________________________________________。 (2)在稻田生态系统的营养结构中，褐飞虱和二化螟属于______________，营养结构中不包含该生态系统组成成分中的____________________________。 (3)稻虱缨小蜂是褐飞虱卵的一种寄生蜂，褐飞虱从水稻处获得的能量，除了可能流入稻虱缨小蜂等下一营养级外，还可能的去向有__________________________________(答出2点)。生态农业中常用稻螟赤眼蜂来防治褐飞虱，从能量流动的角度分析，其目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)二化螟和褐飞虱同在水稻植株上产卵繁殖，为确定它们生态位重叠程度，可以通过分析它们的栖息地、食物、天敌和与其他物种的关系等方面作出推断。二化螟为钻蛀性害虫，以水稻茎秆纤维等为食；而褐飞虱主要刺吸水稻茎叶汁液，从生态位的角度分析，这两种害虫种间竞争较弱的原因是两者的取食部位、食物成分不同。(2)褐飞虱和二化螟均以水稻为食，在稻田生态系统的营养结构中，二者属于第二营养级(初级消费者)，营养结构指的是食物链和食物网，包含生产者和消费者，不包含该生态系统组成成分中的分解者和非生物的物质和能量。 (3)褐飞虱从水稻处获得的能量，除了可能流入稻虱缨小蜂等下一营养级外，还可能的去向有呼吸作用中以热能形式散失、流向分解者。生态农业中常用稻螟赤眼蜂来防治褐飞虱，减少水稻中的能量流向褐飞虱，从能量流动的角度分析，其目的是调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 答案：(1)与其他物种的关系　两者的取食部位、食物成分不同　(2)第二营养级(初级消费者)　非生物的物质和能量、分解者　(3)呼吸作用中以热能形式散失、流向分解者　调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 $$