例析生态系统中能量流动转换率的计算

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1、例析生态系统中能量流动转换率的计算能量流动的知识，是高中生物教材中为数不多的几个“应用级”知识点之一，且能量 总是寓于物质之中，所以计算干物质量的量值也就是计算能量的量值。因此关于这方面的 题目也较多和有一定的难度，特别是关于能量流动的计算问题。要做好生态系统中能量流 动的转换率的计算题，首先要理解食物链、食物网和同一营养级的关系，其次要理解生态 系统中能量流动的过程和规律。而常见的题型可分为以下几种： 1、关于自然生态系统中某一食物链中能量流动的计算根据能量流动效率直接计算生态系统的总能量=第一营养级（生产者）通过光合作用固定的太阳能的总量 两个营养级之间能量某一营养级得到的能量流动的转换率

2、=X100%上一营养级的总能量某一营养级得到的能量第M营养级得到的能量=第一营养级的能量X （转换率）某营养级数-1=第N营养级的能量X （转换率）m-n例 1 ：假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的 总能量为24000 千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利 用的能量分别是（ ）。例2：某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W和W2，当下列哪种情况 发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（ ）。A.硏10矚 B.吧沁矚 c.吧爲邂 d.阶邂 根据隐含的能量流动数量关系进行计算例3：某生态系统中已知鹰增重2kg要吃10kg小

3、鸟，小鸟增重0.25kg要吃2kg昆虫，而 昆虫增重100kg要吃掉1000kg绿色植物，若各营养级摄入的食物，除消耗于呼吸作用等 耗能过程外，其余都转化为能量。那么，鹰对绿色植物能量的利用率是多少？（ ）A. 0.05% B. 0.5% c. 0.25% D. 0.025%根据理论的传递效率和食物链进行有关“最值”问题的计算：解答此题的关键有两点，一是要掌握能量传递效率为10%20%,二是要注意“至少” 和“最多”这两个关键词。例4：在“棉花一棉芽一食蚜蝇一瓢虫一麻雀一鹰”这条食物链中，如果一只食蚜蝇要有5m2 生活范围才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活范围至少是（ ）A.5X103m2

4、B.5X104m2C.53m2D.54m2综合光合作用和呼吸作用中能量固定和能量释放的关系，运用能量流动的传递效率，推 理计算：例5：在某草原生态系统中，某食物链生产者释放出60mol的氧气，则所固定的太阳能中，流入次级消费者体内的能量最多的是（ ）A.1161kg B.1148kg C.2870kg D.19110kg E.5740kg2、关于自然生态系统中某一食物网中能量流动的计算甲壳类鸟只涉及食物网中一条食物链，根据要求选择相应的食物链，计算某一生物获得的最多（或 最少）的能量。例 6 ：在右图中海鸟获得能量最多的食物链是。小鱼淡水虾 水蚤J水绵水藻海鸟每增加1 千克，需消耗生产者生产的

5、有机物至少是 千克。涉及食物网中多条食物链，根据规定的食物来源和能量流动效率计算某一生物获得的能 量或需要某一生物提供的能量。例 7 ：如人的食物二分之一来自植物，四分之一来自小型肉食类，四分之一来自牛羊肉， 则人增重 1kg 时最多消耗植物kg。例 8 ：在如下图所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为 10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加 10 千克生物量，需消耗生产者多少千克？乙例9：已知在如下图所示的食物网中，C生物同化的总能量为a,其中A生物直接供给C生物的比例为x,则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x的函数 关

6、系式为。涉及食物网中多条食物链，根据规定的食物去向和能量流动效率计算某一生物获得的能 量或需要某一生物提供的能量:例 10 ：图示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流动效率平均为10%，同 一营养级的每种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同化能量为2X107KJ,则鹰 最终获得的能量是。要使鹰的数量最多它应处于营养级。根据特定的能量流动要求计算例 11：图示某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1X109kJ, B生物种群总能量为2.3X108 kJ,从理论上计算A贮存的总能量最少为kJ。例12：有一食物网如下图所示，设E种群干物质量为5.8X109k

7、J, B种群干物质量为1.3X 108kJ，则A种群干物质量的值至少是。3、关于人工生态系统某一食物网中能量流动的计算例 13： 2006 4 普陀区二模生物卷4、结合光合作用和呼吸作用，计算生态系统中的植物生产能力 绿色植物通过光合作用所制造成的有机物质或固定的能量为生态系统的初级生产量。初级 生产量中，有一部分被植物自身的呼吸所消耗（R）,剩下的用于植物的生长和繁殖，这 部分物质或能量叫净初级生产量（N）,两者相加（R+NP）等于总初级生产量（GP）, 般以每年每平方米所生产的有机物干重（g干重/川a）或每年每平方米所固定的能量值 （J/m?a）表示。随时间的推移，植株越长越大，数量越来越

8、多，构成植物的有机物质 也就越积越多。逐渐积累下来的这些净生产量就是生物量。所以，生物量实际是净生产量 的积累量，其单位通常以平均每平方米生物体的干重（g干重/m）或平均每平方米生物体 的热值（J/tf）表示。例14：某生态系统森林现存量为35kg / m2，纯生产量是5460kJ/m2a，呼吸量占总生产 量的45%，问总生产量是多少kJ / m2a（A.191100B.5495C.9927D.19110E.12211例15：右表是某生态系统营养级能量流动分析图解（单位：千卡/公顷年）。能量从第一 营养级流入第二营养级，其传递效率为；能量从第二营养级流入第三营养级，其传递效率为。莒养级毒為1協

9、同化呈 净同化駅Pn呼吸st(1)5462 Pg= 20810Pn=883011980C21047 -Pg=33681严=1480 1 890(3)46 383Pn=67-316Pg=21Pn= 8“ 13例 16：图为某自然生态系统的能量流动分析示意图，其中 AE 表示生物成分按营养功能的 归类群体，GP表示总同化量，NP表示净积累量，R表示呼吸消耗量；请分析回答：图中属于消费者的是。图中生产者同化的总能量中有未被消费者同化。图所示生态系统中没有更高营养级的原因是 （填表示营养类群的字母）的NP不足以维持更高营养级的存在。如果人直接以植物为食，则该生态系统可供养的人口更 多，从能量流动的特点

10、来看，是因为。NP-62.97NP68BC ：.D., E78.13! 3.23 一。寿斗r 一192.591/GP14l.1O/UP-15.91/ GP-0.88?GP=277J9单位 iloj/Ony5)501.58GP87i,27NP-0.34 :N戶 ig.M例 17：（2005上海高考第41 题）回答下列有关生态的问题：（1）大气中二氧化碳的浓度，在陆生植物繁茂的北半球中纬度地区冬季高于夏季，呈现明显的季节变化。这是因为：。右图表示一个森林生态系统中的食物网，图中数字表示该生物的个体数量，括号内的数字表示该生物的平均体重。椐图回答： 该食物网中占据第三营养级的生物有AI中的 若初级消

11、费者中，被除去，则对该生态系统能量流动的影响最大。 若除去 G 后，在一定时间内，生产者数量将南方某地有一片热带雨林，最初碳积蓄量500吨/公顷，此时，总生产量每年为60吨/ 公顷，叶的呼吸量为 25 吨/公顷，生长量为 5 吨/公顷,枯死量为 10 吨/公顷 。已知总生 产量=生长量+枯死量+呼吸量，则该地的净生产量是吨/公顷，非同化器官的呼吸量是吨/公顷。该林地因人为破坏，碳积蓄量逐年下降，降至200 吨/公顷时，该林地进一步被开垦为农田，经过估算， 在开垦为农田的5年间，碳积蓄量每年减少20吨/公 顷。5年后退耕还林，退耕还林后的60年内，碳积蓄 量以每年 5 吨/公顷的增加，在右图中标出退耕还林后 的 160 年内该林地的碳积蓄量的变化，从该图可读出 要恢复到该片雨林最初的碳积蓄量需要年。侧血曲0000S 4-321退耕迈辕童时间（年）总之，要解决好有关能量流动的计算题，就要找出相关食物链，确定能量流动效率弄清特定的题设条件，才是解决这类题目的一般规律和方法。