生态系统的功能---能量流动

巴拉昂是一位法国的媒体大亨，1998年因前列腺癌去世。法国《科西嘉人报》刊登了他的一份遗嘱。他说：“我曾是一个穷人，去世时却是以一个富人的身份走进天堂的。我成为富人的秘诀锁在法兰西中央银行一个私人保险箱内。谁若能通过回答穷人最缺少的是什么而猜中我的秘诀，他可以从那只保险箱里荣幸地拿走100万法郎，”巴拉昂逝世周年纪念日，律师和代理人打开了那只保险箱，在48561封来信中，有一位叫蒂勒的小姑娘猜对了秘诀。蒂勒和巴拉昂都认为穷人最缺少的是企图心，即成为富人的企图心。

悟语：穷人缺少的是富人的企图心，我们成功一定要有成功的信念。

题型一 生态系统能量流动的特点及过程分析

例1下图是生态系统中食物链所反应出的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位是Kcal/m²/年

 

下列说法正确的是

①在入射的太阳能中，生产者只利用其中的1%左右

②分解者可利用来自各营养级转移到（A）的所有能量

③消费者营养级别越高，可利用的总能量越多

④当人们把生产者作为食物时，比起其他营养级，可获得更多的能量

A．①②   B.①④   C.②④  D.③④

读思路：在入射的太阳能中，生产者利用的能量为1600/1500900*100%=1%，故①正确。

转移到A中的所有能量中，各营养级生物呼吸消耗的部分不能再被利用，另外也可能有部分形成化石燃料等而未被分解者利用，故②错误。能量流动逐级递减的，消费者营养级别越高，可利用的总能量就越少，故③错误。当人们把生产者当作食物时，食物链缩短，能量散失减少，可比其他途径获得更多的能量，故④正确。

规范解：B

题后小结：本题注意：（1）生产者固定的太阳能并不等于接受的太阳能。（2）食物链越短，损失的能量越少。

题型二 能量流动的特点

例2 以下关于生态系统的能量流动的叙述中，哪一项是不正确的

A．  能量流动是单向的、不循环的

B．  食物链越短，可供终级消费者获得的能量越多

C．  初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少

D．  营养级越多，散失的能量越多

读思路：次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。

规范解：C

题后小结：相邻营养级间能量传递效率为10%～20%。

题型三 有关金字塔的问题

例3一片树林中，树、昆虫、食虫鸟的个体数比例关系如图所示。下列选项能正确表示三者之间能量流动关系的是

 

读思路：生态系统的能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的，其传递效率大约为10%~20%。在一片森林中，树、昆虫、食虫鸟，它们共同构成的一个生态系统中，树制造的有机物为昆虫的食物来源，昆虫再被食虫鸟捕食，在树→昆虫→鸟这条食物链上，能量传递是单向的，而且是逐级递减的。

规范解：C

题后小结：数量金字塔一般为正金字塔的原因：在捕食链中，随着营养级的升高，能量越来越少，而动物的体形一般越来越大，因而生物个体数目越来越少。除了正金字塔样的一般形状外也有特殊形状如该题中树与其上的昆虫及鸟的数量关系。

题型四　能量流动的应用

例4据下图判断，下列叙述不符合生态学原理的是  

 

 

 A.物质经过多级利用，实现了良性循环

 B.每一级生产的环节都获得产品，提高了生态经济效益

 C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低

 D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染

读思路：本题考查基础知识生态系统的能量流动和生态农业。人类研究能量流动的主要目的，在于设法调节生态系统中能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。而在生态农业中则需要将废品资源化，能量多级利用和减少环境污染。因此A、B、D的叙述符合生态学原理。图中从作物至蚯蚓是一条价值增值链，故C项叙述错误。

规范解：C

题后小结：生态农业的最大优点是废物资源化，实现途径是增加利用环节提高能量的利用率。

○读高考题：

例5 下图是某生态系统的食物网示意图，甲～庚代表不同的生物，箭头表示能量流动的方向和食物联系。下列叙述正确的是

 

A．此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级

B．戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量

C．丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和

D．向此生态系统大量引入外来物种，可增强该系统的稳定性

读思路: A考查生态系统的营养结构，要求对食物链、营养级的概念理解准确。此食物网共有五条食物链，而丁占有了2、3 、4共三个不同的营养级。B、C两项考查生态系统的功能，流经此生态系统的总能量即输入总量，输入总量是生产者的同化总量，B项概念理解有误；C项正确的反应了生态系统能量流动的特点：单向流动，逐级递减。D项考查生态系统的稳定性，外来大量外来物种会破坏生态系统原有结构和功能，从而导致其稳定性降低。

规范解:C

题后小结：解答此种类型的题目，要先看清题目中是否已经明确图中所示的范围是食物链或食物网？是群落还是生态系统？这对于准确判断字母符号所代表的含义是非常重要的。

［读题解题　精题精练］

1、．生态系统的能量流动是指

A． 太阳能被绿色植物固定的过程

B． 系统内生物体能量代谢的过程

C． 系统内伴随物质循环的能量转移过程

D．能量从生物体进入环境的过程

2、下面关于生态系统的叙述，正确的是

A． 各营养级的生物都以两种呼吸方式将返回无机环境中

B． 森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高

C． 食物链中生物种类的增加一定会导致生态系统总能量利用效率的降低

D．生产者和消费者是维持生态系统稳定存在所必不可少的成分

3、下列关于生态系统的叙述错误的是

A． 食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多

B． 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

C． 初级消费者越多，次级消费者得到的能量越少

D．深海热泉生态系统中生产者是一些化能合成作用的细菌

4．在“青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰”的这条食物链中，占生态系统总能量比例最多和最少的消费者依次是

A．猫头鹰和食虫昆虫          B．青草和猫头鹰

C．食草昆虫和猫头鹰          D．食草昆虫和青草

5．在下列食物链中，假设初级消费者从生产者获得的能量数值相同，哪一条食物链提供给猫头鹰的能量最多 

A．绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰

B．绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→猫头鹰

C．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰

D．绿色植物→鼠→猫头鹰

6、图中是以每个营养级生物的数量多少而绘制的金字塔，其中1、2、3分别代表第一、二、三个营养级的生物，下面哪条食物链与金字塔相符

①草   ②树  ③昆虫  ④兔  ⑤鸟   ⑥狼                      

A．①→③→⑤              B．①→④→⑥                

C．②→③→⑤              D．①→③→⑥                 

7、若鹿的消耗量为100%，其粪尿量为36%，呼吸量为48%，则鹿的同化量为

A．64%              B．84%              C．16%              D．52%

8、（07滨州检测）由于“赤潮”的影响，一条4Kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有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20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物

 

 

A．120㎏         B．160㎏       C．60㎏      D．100㎏

 

9、（07福建模拟）右图所示食物网存在于某相对封闭的生态系统，若甲（生产者）固定太阳能为Ｎ，能量传递效率为10％，则丁获得的能量

A．等于10^-1Ｎ　　　B．等于10^-２Ｎ　　　　

C．少于10^-1Ｎ　　　D．多于10^-1Ｎ

10、“一山不容二虎”这一谚语，用生态学观点可以解释为

A．  虎所需的生活空间很大 

B．身强体壮的虎以身体弱小的虎为食

C．虎性情孤独，不群聚   

D．营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也就越少

11、某食物链中，甲、乙、丙、丁四种生物体内富集ＤＤＴ的平均浓度依次是3.4ppm、0.7ppm、0.35ppm、0.04ppm。则乙和丙（）

A．都是初级消费者　　　　　　　　　　　　B．都是次级消费者

C．乙是初级消费者，丙是次级消费者　　　　D．乙是次级消费者，丙是初级消费者

12、下图表示某生态系统的能量锥体图，Ｐ为生产者，Ｑ_１为初级消费者，Ｑ_２为次级消费者。Ｂ图是将Ａ图中的各营养级所含有的生物进行分类剖析，图中a、a₁、a₂表示上一年留下来的能量（假设它不被下一营养级利用），e、e₁、e₂表示呼吸消耗量。据图回答。

 

（１）如设种群Ｑ_１、Ｑ_２的个体数为Ｎ_１、Ｎ_２，平均每个个体所占的能量为Ｗ_１、Ｗ_２，那么，Ｎ_１、与Ｎ_２、Ｗ_２之间的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　。

（２）每年流入这个生态系统的总能量是　　　　　　　　　（用Ｂ图中的英文字母表示）。

（３）Ｂ图中的b₁和d₁表示　　　　　　　　　　　。

（４）若Ｐ和Ｑ同化作用固定能量的总量分别为480J/（cm²．a），生物体内贮存的能量分别为200J/（cm²．a）和24J/（cm²．a）。那么，能量从Ｐ传递到Ｑ的效率为　　　　　　　　。13、下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位是百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答：

 

（1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是______________所固定的太阳能。

（2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为______________%，从第二营养级到第三营养级的转化效率为______________%。

（3）次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是______________。

（4）由图8—5—5可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物体内的大量能量被：①______________；②其次是上一个营养级的部分能量______________；③还有少数能量被______________利用。

读后反馈－读题解题答案

1、答案：C  提示：生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转换和输出的过程，其是伴随着物质循环的进行而进行。二者的关系是：物质是能量的载体，能量流动推动物质循环。选项A、B、D均属能量流动中的一个环节，不能代表整个系统的能量流动，只有C能反应能量流动的全过程。

2、答案：B  提示：A中高等动物产生的乳酸有一部分能被机体重新利用，不返回无机环境；C项总利用效率不一定降低；D项生产者和分解者是维持生态系统稳定存在所必不可少的成分

3、答案：C  提示：初级消费者越多，次级消费者得到的能量越多

4、答案：C  提示：能量流动具有逐级递减的特点。生产者所含能量最多，最高营养及所含能量最少。

5、答案：D  提示：能量流动具有逐级递减的特点，食物链越长，猫头鹰所获得的能量越少。

6、答案：A  提示：据题意，图示是数量金字塔，对于食物链：树→昆虫→鸟，可看作是一棵树上有许多昆虫，此外还有一些食虫鸟，数量金字塔有时呈倒置现象。

7、答案：C提示：要真正理解同化的含义，是转变成自己的那一部分，而粪是摄入的食物中并没有被同化的残渣。同化为自己的才有所谓的呼吸消耗。

8、答案：B  提示：直接来自草的能量4×1/2÷20%=10；通过草食鱼来自草的能量4×1/4÷20%÷20%=25；通过肉食性鱼来自草的能量4×1/4÷20%÷20%÷20%=125；因此一共需要从草中获得160㎏。

9、答案：C    提示：根据能量流动具有逐级递减的特点，甲到丁食物链最短，当丁完全通过这条食物链来自甲时所获得的能量最大值为10^-1Ｎ。

10、答案：D   提示：能量流动具有逐级递减的特点，则处于最高营养级的老虎获得的能量很少，所以个体数量少。

11、答案：A   提示：根据生物富集作用的概念，所处营养级越高所含DDT的量越多。

12、答案：（１）Ｗ_１．Ｎ_１＞Ｗ_２．Ｎ_２（２）P的b＋c＋d＋e（３）未被Ｑ_２利用的能量；流向分解者的能量（４）15％。13、（1）111　生产者A　（2）13.5　20　（3）60%　（4）被呼吸作用所利用　未被下一个营养级所利用　分解者