生态系统能量流动归类计算例析

1、“生态系统能量流动”归类计算例析江西 曾小军能量流动是生物高考中一个很重要的考点，涉及计算题较多。为了减少学生在学习中的盲目性，下面笔者通过举例归纳出四种计算题型。一、已知一定的能量传递效率，求从生产者向消费者方向推算“较高营养级可获得能量（或生物量）多少”的设问题型。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24000kJ。如果营养级之间能量传递效率为15%，那么第三营养级和第四营养级所获得的能量分别是（ ）A. 540kJ和81kJB. 36000kJ和960kJC. 24000kJ和960kJD. 960kJ和192kJ解析：根据题意，生态系

2、统中的总能量就是食物。链的第一营养级（生产者）所固定的能量，即24000kJ，那么第三和第四营养级所利用的能量分别为：24000×15%×15%和24000×15%×15%×15%，即540kJ和81kJ。参考答案：A二、已知一定的能量传递效率，求从消费者向生产者方向推算“需要（或消耗）较低营养级能量（或生物量）多少”的设问题型。例2. 由于“赤潮”，一条4kg重的杂食海洋鱼死亡，假如此杂食鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率为20%计算，该杂食鱼从出生到死亡，共需海洋植物多少kg

3、？解析：解答本题时，首先应写出各生物之间正确的食物网关系，其次根据能量流动关系进行计算。依题意，各生物之间的食物网如下：从食物网可看出，杂食鱼的食物来自三条食物链，分别是：（1）植物杂食鱼（2）植物草食鱼类杂食鱼（3）植物草食鱼类小型肉食鱼类杂食鱼因为能量传递效率以20%计算，根据题意，4kg重的杂食鱼中，有4×1/22kg的能量来自植物，据第（1）条食物链可得，实际消耗植物的量为2÷20%10kg；有4×1/41kg的能量来自草食鱼类，据第（2）条食物链可得，实际消耗的量为1÷20%÷20%25kg；有4×1/41kg的能量来自小型

4、肉食鱼类，据第（3）条食物链可得，实际消耗的量为1÷20%÷20%÷20%125kg；故共消耗植物的量为1025125160kg。参考答案：160kg三、未知能量传递效率，求从生产者向消费者方向推算“较高营养级可获得能量（或生物量）最多或最少”的设问题型。例3. 在能量金字塔中，如果生产者在光合作用中产生240mol氧气，全部用于初级消费者分解血液中的血糖，其释放并贮存在ATP中的能量最多有多少焦耳可被三级消费者捕获？A. JB. C. D. 解析：本题考查动量流动、储存和能量流动特点的知识。血糖分解的反应式如下：能量（其中有1161kJ能量储存在ATP中），由此

5、可知，240mol氧气全部用于分解初级消费者的血糖，储存在ATP中的能量为40×116146440kJ。由题意可知，能量在生态系统的逐级流动中的最大传递效率为20%，根据以下关系：生产者初级消费者次级消费者三级消费者，三级消费者所捕获的最大能量为46440×20%×20%1857.6kJ1.858×106J参考答案：D小结：当食物链中低营养级生物的量（设有Mg）向高营养级生物传递时，高营养级生物能获得的最多能量可用乘法计算（又称食量缩小法），即（20%）nM来计算；而获得的最少能量可用（10%）nM来计算（n为食物链中相应营养级总数减1）。四、未知能量的

6、传递效率，求从消费者向生产者方向推算“需要（或消耗）较低营养级能量（或生物量）多少”的设问题型。例4. 如图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_kg；最多消耗水藻_kg。解析：此题没有告诉低营养级生物向高营养级生物传递能量的固定分配量，所以解题方法与上题稍有不同。求最少消耗水藻时，就要选最短的食物链，如水藻小鱼人，传递效率按最大20%计算，设最少消耗为X，则X×20%×20%1，所以X1÷20%÷20%25kg；求最多消耗时，就要选择最长的食物链，水藻水蚤虾小鱼大鱼人，传递效率按最小10%计算，设最多消耗Y，则Y×10%×10%×10%×10%×10%1，所以Y1÷10%÷10%÷10%÷10%÷10%100000kg。参考答案：25；100000小结：当食物链中由高营养级生物的增重求低营养级生物的物质重量时，应该用除法计算（又称食量放大法）。如高营养级生物要增重N g，至少需要低营养级生物的物质重量应按最大传递率来计算