内容正文:
小专题七 生态系统中能量流动的相关计算
1.设食物链为 A→B→C→D,分情况讨论如下
已知 D 营养级增加的能量为 M,则至少需要 A 营养级的能
量=M÷(20%)3,最多需要A营养级的能量=M÷(10%)3。已知 A
营养级的能量为 N ,则 D 营养级最多可获得的能量=
N×(20%)3,最少可获得的能量=N×(10%)3。
2.在类似 A→B→C→D 的食物网中,计算生物量变化的
“最多”或“最少”时,应遵循的原则:
(1)食物链越短,最高营养级获得的能量越多。
(2)生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中
消耗的能量越少。
具体计算方法总结如下
获得能量最多
知低营养级
获得能量最少
消耗最多能量
知高营养级
求低营养级
选最短食物链
按最大传递效率 20%计算
选最长食物链
按最小传递效率 10%计算
选最长食物链
按最小传递效率 10%计算
选最短食物链
按最大传递效率 20%计算
消耗最少能量
求高营养级
如已知 D 营养级的能量为 M,计算至少需要 A 营养级的能
量时,应取最短食物链 A→D,并以 20%的能量传递效率进行
计算,即为 M÷20%;计算最多需要 A 营养级的能量时,应取
最长的食物链 A→B→C→D,并以 10%的能量传递效率分别计
算,即为 M÷(10%)3。
(3)如果在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种
生物中获得能量,计算某一生物获得的能量或需要某一生物提
供的能量时,首先,要注意某一生物“从不同食物链中获得能
量的比例”,或某一生物“给不同生物提供能量的比例”,然
后按照各个单独的食物链分别计算后合并。
进行具体能量流动计算时切记“顺推”(即由生产者“植
物”往下推)与“逆推”(即由高营养级往前推)的计算,前者用
“乘法”,后者用“除法”。
【针对训练】
1.某草原生态系统的一条食物链 A→B→C 中,各种群在
一年时间内对能量的同化、利用和传递等的部分数据统计(单
位:百万千焦/年)如下表,下列相关叙述正确的是(
)
种群 输入的
总能量 用于生
长、发育
和繁殖
的能量 呼吸
消耗 传递给
分解者 传递给下
一营养级 未被利用
的能量
A 65.5 3.0 15.0 41.5
B 15.0 5 0.5 2.5
C 2 0.6 1.4 微量
(不计) 无
A.种群 A、种群 B 和种群 C 构成了该生态系统的生物群落
B.生态系统中种群 B 呼吸消耗的能量值为 5 百万千焦/年
C.能量从种群 B 到种群 C 的传递效率值介于 10%~12%
之间
D.种群 A 用于生长发育和繁殖的能量为 59.5 百万千焦/
年
解析:种群 A、B、C 构成了食物链 A→B→C,则 A 表示
生产者,B、C 表示消费者,群落是同一时间内聚集在一定区域
中各种生物种群的集合,种群 A、B、C 不包含该生态系统的所
有生物,A 错误;种群 B 呼吸消耗的能量为 10 百万千焦/年,
B 错误;相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同
化量之比,所以能量从 B 到 C 的传递效率为 2÷15×100% =
13.3%,C 错误;种群 A 的净同化量=传递给分解者+传递给
下一营养级+未被利用的能量=3.0+15.0+41.5=59.5 百万千
焦/年,D 正确。
答案:D
2.(2017 年四川宜宾二诊)某生态系统中,除分解者外,仅
有 A、B、C、D、E 五个种群,每个种群只处于一个营养级,
相邻营养级之间的能量传递效率为 10%~20%,一年内输入各
种群的能量数值如下表所示(表中能量的单位相同)。下列相关
叙述正确的是(
)
A.表中五种生物构成 1 条食物链
B.表中 B 和 C 的种间关系是捕食和竞争
C.表中缺少的生态系统的成分是非生物的物质和能量
D .第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率约为
15.4%
种群 A B C D E
能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.5
解析:由题由于五个种群中每个种群只占一个营养级,所
以能量最多的营养级最低,能量最少的营养级最高,所以表格
中 E 的能量最多,B 和 C 其次,A 第三,D 最少,因此可以形
成两条食物链,A 错误;根据以上分析,B 和 C 都处于第二营
养级,两者为竞争关系,B 错误;表中缺少的生态系统的成分
是非生物的物质和能量、分解者,C 错误;第二营养级和第三
营养级之间的能量传递效率=3.56÷(12.80+10.30)=15.4%,D
正确。
答案:D
3.如图所示为某生态系统内各种生物的能量流动情况,①~
⑫表示能量,其中⑩⑪⑫表示相应营养级同化的能量,甲、乙、
丙、丁