3.2生态系统的能量流动（学生版）

第3章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动能量流动的过程能量流动的特点生态金字塔研究能量流动的实践意义考点精析1、能量流动的过程（1）生态系统能量流动的概念生态系统中能量的输入_____、传递、转化和散失______的过程，称为生态系统的能量流动。（2）能量的输入①能量来源：最终来源于太阳能________②输入的能量总量：生产者固定____的太阳能总量【注意】生产者主要通过总光合作用固定太阳能，此外生产者还可以通过化能合成作用来制造有机物固定能量输入生态系统；若为人工生态系统，还有可能考虑认为外部输入有机物，此时输入生态系统的能量总量=生产者固定的太阳能+输入的有机物中的能量。（3）能量的传递①传递的途径（渠道）：食物链和食物网②传递的形式：有机物中的化学能（4）能量的转化①生产者：I.同化量来源：同化量=光合作用固定的能量（a）II.同化量的去路：同化量（a）=用于自身生长、发育和繁殖的能量（b）+呼吸作用消耗（c）用于自身生长、发育和繁殖的能量（b）=初级消费者同化量（d）+未利用（e）+分解者利用（f）故a=b+d+e+f②消费者：I.同化量来源：同化量（c）=摄入量（a）-粪便量（b）II.同化量的去路：同化量（c）=用于自身生长、发育和繁殖的能量（e）+呼吸作用消耗（d）用于自身生长、发育和繁殖的能量（e）=次级消费者同化量（g）+未利用（f）+分解者利用（h）故c=d+f+g+h【注意】A.生产者的同化量是其总光合作用固定的太阳能；B.消费者粪便中的能量不属于其自身的同化量，而属于其上一个营养级的同化量；C.最高级消费者的同化量去路中没有被下一个营养级同化；D.能量沿着食物链和食物网流动，此过程中涉及的能量转化为：太阳能→有机物中的化学能→热能。E.“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。（5）能量的散失①散失的途径：呼吸作用②散失的形式：热能③特殊途径：动、植物遗体形成的煤、石油等通过燃烧以热能的形式散失例1．“草→兔→狐”是某草原生态系统中的一条食物链，下列有关叙述正确的是（

）A．流入该生态系统的总能量是草固定的太阳能B．能量在兔和狐之间的传递效率是10%~20%C．狐粪便中的能量属于兔子等第二营养级的同化量D．若大量捕杀狐，则兔的数量将先增加后持续减少例2．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是（

）A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的例3．如图为生态系统中某两个营养级（甲、乙）的能量流动示意图，其中a~e表示能量，以下叙述正确的是（

）A．甲摄入的能量为e+a+cB．甲中生物数量多于乙中C．乙用于生长、发育和繁殖的能量为a-bD．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中2、能量流动的特点（1）分析赛达伯格湖的能量流动①用表格的形式，将图中的数据进行整理，并计算“流出”该营养级的能量（输入下一营养级）占“流入”该营养级能量的百分比。营养级流入能量（J/（cm2·a））流出能量（J/（cm2·a））流出/流入（能量传递效率）生产者464.662.813.52%植食性动物62.812.620.06%肉食性动物12.6————②流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级?（2）能量流动的特点①生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中，能量流动只能沿着食物链从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。原因：I.生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，食物链一般不可逆转；II.各营养级呼吸作用散失的热能不可再利用。②能量在流动过程中逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。原因：I.各营养级的生物都会因自身呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量；II.各营养级的生物同化的能量都要有一部分流入分解者；III.各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食，故各个营养级同化的能量都有一部分未被利用。综上，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。（3）能量传递效率①计算公式：能量传递效率=某营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。②计算高营养级生长量：I.最高生长量：食物链选最短的一条，能量传递效率选20%；II.最低生长量：食物链选最长的一条，能量传递效率选10%。③计算低营养级的消耗量：I.最少消耗量：食物链选最短的一条，能量传递效率选20%；II.最多消耗量：食物链选最长的一条，能量传递效率选10%。例4．如图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程下列有关叙述正确的是（

）A．①⑤之和为输入到生态系统的全部能量 B．植食动物粪便中的能量包含在⑤中C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值 D．④占②的百分比为能量传递效率例5．图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（

）注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量。A．b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量B．c1表示初级消费者中被次级消费者同化的能量C．b或d可代表生产者传递给分解者的能量D．初级消费者粪便中所含的能量应包含在c中例6．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。如图为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为：103kJ/(m2·a)]，下列叙述正确的是（

）A．A表示细胞呼吸，其第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.6%B．流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能C．营养级较高的生物，在这场地震中受到的影响较小D．各级消费者同化量中都有一小部分能量通过遗体残骸和粪便流入分解者例7．如下图所示的食物网中，原来鸟食用互花米草和植食性昆虫的比例为3∶1，现调整为1∶1，若要保证养活同样多的鸟，则所需的互花米草数量与原来的数量之比为（

）（能量传递效率按20%计算）A．3∶2 B．2∶3 C．9∶7 D．7∶9

3、生态金字塔（1）能量金字塔①含义：如果将单位时间内各营养级所得到的能量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，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。②特点：能量金字塔通常是上窄下宽的正金字塔形③意义：直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。某湖泊生态系统能量金字塔示意图（2）生物量金字塔①含义：如果用与能量金字塔同样的方法表示各个营养级生物量（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：大多也是上窄下宽的正金字塔形，但是有时候会出现倒金字塔形。③意义：直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。④特例：英吉利海峡生物量金字塔呈倒金字塔形。（3）数量金字塔①含义：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。它们统称为生态金字塔。②特点：数量金字塔可以是上窄下宽的正金字塔形，数量金字塔也可以呈现上宽下窄倒金字塔形，如昆虫和树。③意义：数量金字塔表明每个营养级中生物个体的数量。例8．如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a~d代表能量值。下列叙述错误的是（

）A．图中的能量c可代表生产者呼吸释放的热能及流向分解者的能量B．该金字塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量C．第一个营养级与第二个营养级之间的能量传递效率为b/a×100%D．一般来说，能量金字塔和生物数量金字塔一样，都会出现倒置的现象例9．如图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是（

）A．树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示B．图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关C．生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级4、研究能量流动的实践意义（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；可实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。（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。例10．图1是人工设计的生态系统图，图2是在蚯蚓养殖池中加入一定量食用菌杂屑后蚯蚓种群数量随时间的变化示意图。下列叙述不符合生态学观点的是（

）A．该生态系统能量经过了多级利用，提高了系统总能量利用率B．合理使用农家肥可以提高流经该生态系统的总能量C．蚯蚓种群数量达到K/2值时，种内竞争最激烈D．食用菌和蚯蚓属于分解者，它们促进了生态系统中能量流动的进行精准训练1．下列有关生态系统能流动的叙述中，正确的是（）A．生态系统的能量流动从太阳光照射到植物体上开始B．次级消费者从初级消费者摄入的能即为流入次级消费者的总能量C．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的D．生产者通过光合作用合成了有机物，能量也就从非生物环境输入到了生物群落2．下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/（cm2.a）]，据图分析，有关说法正确的是（

）A．该生态系统第三营养级同化的能量是15J/（cm2.a）B．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是15%C．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是30J/（cm2.a）D．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用3．某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向。下列叙述正确的是（

）A．该食物链中的生物在数量上不能用正金字塔形表示B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用B/A表示C．由松毛虫流入分解者的能量可用C+D+F表示D．若迁走全部杜鹃，松毛虫种群数量将呈“J”型增长4．下图是某人工池塘中的部分能量流动示意图，其中字母表示能量（单位：kJ）。下列叙述正确的是（

）A．草鱼和植物之间的能量传递效率为c/a×100%B．流入该生态系统的能量不包括饲料中的能量C．d是草鱼用于生长、发育和繁殖的能量D．h和i都是属于草鱼流入分解者的能量5．下图是巴拿马热带森林与英吉利海峡的生物量金字塔，下列有关叙述正确的是（

）A．图1中有一条食物链B．图1中C1的生物量实际上就是C1总生产量在某一调查时刻前的积累量C．图2表明英吉利海峡各营养级之间的生物量呈倒金字塔型D．图1与图2形成差异的原因是海洋生态系统主要以捕食食物链为主6．以巴拿马热带森林的相关数据建构生态金字塔如图所示（图中C1、C2代表不同消费者），下列叙述正确的是（

）A．该生态金字塔为能量金字塔B．图中可反映各营养级之间的某种数量关系C．图中次级生产者为C1、C2D．图中C1到C2的能量传递效率为25%7．下图表示某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a~i表示能量值。下列关于该过程的叙述，正确的是（

）A．流经该生态系统的总能量为aB．第一、二营养级之间的能量传递效率为（g+h）/a×100%C．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量全部来自第一营养级D．可通过投放消化酶提高第一、二营养级之间的能量利用效率8．下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。下列分析错误的是（）A．图中的C代表生产者固定的太阳能总量B．图中的B1+C1+D1可表示蚕用于自身生长、发育、繁殖的能量C．正常情况下D/C的值大于10%D．人工建立该生态系统的目的是实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率9．如图所示的食物网中，戊的食物有l/2来自于乙，1/4来自于丙，1/4来自于丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10％，从消费者到消费者的能量传递效率为20％。若戊体重增加20g，需要消耗植物（）A．1125g B．1600g C．2000g D．6500g10．研究人员根据不同坡位上红壤的理化性质，在土层薄、旱、瘦的丘顶，种植根系分布深、抗逆性强、保水土强的多年生湿地松、桉树、胡枝子等；土壤相对厚、肥、润的坡麓，主要种植水稻或耗水多的蔬菜和饲料；坡腰介于两者之间，适宜发展能吸收心土层水分，经济、生态效益较好的柑桔、板粟等果、茶、桑园；丘间塘库则可放养鱼，从而构成了“顶林、腰园、谷农、塘渔”生态农业模式，并在塘边建造猪场，实行种养结合以提高系统生产力，达到农业可持续发展，如图1所示。请回答：(1)该生态系统的基石是_____________，其