生态系统能量流动分析

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生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。作为生态系统的三大功能之一，能量流动为生态系统的物质循环提供动力。研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；同时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。在学习过程中，我们可以将生态系统的能量流动问题归纳为四个方面：生态系统的能量来源分析；生态系统的能量去路分析；生态系统能量流动的计算；生态系统中提高能量利用率的措施。

例1 下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值（单位为103KJ/m2.y）。流经该生态系统的总能量是 KJ/m2.y 。

[有机物输入][生产者][植食动物][肉食动物][顶位肉食动物][分解者][贮存][输出][入射光能

118872][能量A

118432][23][70][9][5.1][0.5][2.1][3 4][2 5][12][0.25][0.05][①][②][①][①][①][①]

解析 在该食物链中肉食动物的同化量为0.25+0.05+5.1+2.1=7.5，其中从植食动物处获得7.5-5=2.5。植食动物的同化量为0.5+2.5+4+9=16，其中从生产者处获得16-2=14。故生产者的同化量为23+70+3+14=110。所以流经该生态系统的总能量为110+2+5+12=129。

答案 1.29×105

点拨 本题要求流经生态系统的总能量，而该生态系统是一个特殊情况下的生态系统，除了生产者通过光合作用固定的太阳能外，还有人工补充输入。在分析这种情况下生态系统的能量来源时，要注意用生产者通过光合作用固定的太阳能加上人工补充输入或者其他外界输入的能量，比如投放的有机物、污水流入等。

例2 如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述中错误的是（ ）

[呼吸][散失][太阳能

（N1）][生产者

植物同化（N2）][生产者生长

发育和繁殖（N3）][初级消费者

摄入（N4）][初级消费者

同化（N5）][粪便][残枝败叶和遗体][分解者][散失][蜣螂（N6）]

A.流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N6

B.能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5/N2×100%

C.N5将有两个去向，其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖

D.能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递

解析 初级消费者的粪便中的能量是生产者的同化量，所以N6是生产者流向蜣螂的能量。

答案 A

点拨 此题考查生态系统的能量去向问题，生态系统中某一营养级的同化量的去向总的来说是两个去向：自身呼吸消耗和用于生长发育繁殖的能量，其中用于生长发育繁殖的能量又有三个去向：流向分解者、流入下一营养级、未利用。故在分析此类问题时，看清题目的要求，根据题意来回答问题。

例3 下图为某人工池塘生态系统的主要食物链，括号内的数值表示一年内该营养级生物同化的总能量，单位为J/（cm2・a），这一年中能量从第一营养级传递到第二营养级的效率是 。

[第（n+1）营养级的同化量第n营养级的同化量×100%]

[太阳能][浮游植物][甲类浮游动物][乙类浮游动物][（8100）][（900）][（600）][（120）][（210）][（30）][太阳鱼][鲈鱼][双翅目幼虫]

解析 根据能量传递效率的公式

算出第一营养级到第二营养级的传递效率为（600+900）/8100×100%=18.52%。

答案 18.52%

点拨 本题考查了生态系统中能量流动的计算，此类问题最常见的是求两个营养级之间的能量传递效率问题。一般情况下，用解析中的公式就可以求出结果，但也存在一些特殊情况，比如有外界能量补充，这时要注意分母要加上补充到该营养级的能量。

1.以下表示动物利用食物的过程，正确的分析是（ ）

[食物][④有机物质积累量

呼吸代谢消耗量][①获取量

未获取量][②食入量

未食入量][③同化量

未同化量]

A.恒温动物的④/③值一般高于变温动物

B.哺乳动物的③/①值一般为10%-20%

C.提高圈养动物生长量一般需提高③/②值

D.食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物

2.如下图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/（cm2・a）]，以下分析不正确的是（ ）

[丁][甲][乙][丙][细 胞 呼 吸][太阳光][200][175][875][58][112][30][8][17]

A.甲的数值是1250J/（cm2・a）

B.乙到丙的能量传递效率为15%

C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用

D.乙的个体数目一定比甲少

3.某生态系统中存在如右图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（ ）

[C][A][B]

A.1.875倍 B.1.375倍

C.1.273倍 D.0.575倍

4.如图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。请据图回答以下问题：

[总光合作用A][净光合作用B][分解者][B][未利用] [蚕][D][桑树][D1][D1][B1][C1][呼吸作用A1]

（1）流经图中生态系统的总能量为 （填字母），桑树呼吸作用所散失的热能可用图中的 （填字母）来表示，图中的C和B1+C1+D1可分别表示桑树和蚕用于 的能量。

（2）蚕同化的能量D= （填字母），正常情况下D/C的比值 （填“大于”、“小于”或“等于”）10%。将蚕沙（粪便）投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第 营养级所含的能量。

1.C 2.D 3.B

4.（1）A B 自身生长、发育、繁殖等生命活动 （2）A1+B1+C1+D1 大于 一