1、第3章 生态系统及其稳定性3.2.2 生态系统的能量流动的计算一、能量传递效率的计算公式正推型：知低营养级求高营养级（已知A，求鹰）获得能量最多获得能量最少选最 食物链选最 食物链按 计算按 计算能量的传递效率的计算能量在流经各个营养级时,上一营养级的能量大约有10%20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越 ，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法：长“20%”短长“10%”1.流经食物链的总能量为y，猫头鹰所得能量最多为_;最少为_y(20%)2y(10%)3逆推型：知高营养级求低营养级（已知鹰，求A）需最少能量需最多能量选最 食物链选最
2、 食物链按 计算按 计算有关能量的“最值”计算方法“20%”“10%”短长1.如果大鱼要增加1kg体重，那至少需要浮游植物的重量为：_最多需要浮游植物的重量为：_25kg1000kg小鱼大鱼 1kg浮游植物浮游动物1（20%）2=251（10%）3=1000C典例典例1如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约()A.100 kg B.44.5 kgC.25 kg D.15 kg典例典例2下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻_kg，最多消耗水藻_kg。25100 000正推型：知低营养级求高营养级(乘法)获得能量最多获得能量最少选最 食物链选最
3、 食物链按 计算按 计算能量的传递效率的计算“20%”短长“10%”逆推型：知高营养级求低营养级(除法)需最少能量需最多能量选最 食物链选最 食物链按 计算按 计算“20%”“10%”短长有关能量的“最值”计算方法：2.在食物网中则有正推型(乘法)逆推型(除法)二、能量传递效率的相关“最值”计算若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。1.在食物链ABCD中，则有注注食物链越食物链越短短，最高营养级获得的能，最高营养级获得的能量越量越多多；生物间的取食关系越生物间的取食关系越简单简单，生态系，生态系统的能量流动过程中统的能量流动过程中损耗的能量越少损耗的能量
4、越少。三、与能量传递效率有关的“定值”计算1.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算例如：在食物链ABCD中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为Ma%b%c%。2.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。典例典例3由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物，1/3来自食草鱼类，1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类；那么按能量传递效率20%来计算，该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物()A.31
5、0 kg B.240 kgC.180 kg D.150 kgA解析由题意可知，题干中存在3条食物链：海洋植物杂食性鱼海洋植物食草鱼杂食性鱼海洋植物食草鱼小型肉食鱼杂食性鱼杂食性鱼的食物1/3来自食物链，1/3来自食物链，1/3来自食物链。该杂食性鱼从食物链消耗的海洋植物为220%10 kg，从食物链消耗的海洋植物为220%20%50 kg，从食物链消耗的海洋植物为220%20%20%250 kg，因此共需海洋植物1050250310 kg杂食性海洋鱼海洋植物食草鱼类小型肉食鱼类A1.如图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消
6、耗植物()A.900 g B.500 g C.200 g D.600 g解析解析当能量传递效率为最大值即当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少时，消耗的植物量最少鹰经途径消耗的植物量为鹰经途径消耗的植物量为202/520%20%200(g)鹰经途径消耗的植物量为鹰经途径消耗的植物量为202/520%20%200(g)鹰经途径消耗的植物量为鹰经途径消耗的植物量为201/520%20%20%500(g)共计消耗植物量为共计消耗植物量为200200500900(g)。植物兔鹰植物鼠鹰植物鼠蛇鹰C典例典例4如图若黄雀的全部同化量来自两种动物食草昆虫和螳螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加G
7、千克时，黄雀增加体重最多是多少千克()A.G/125 B.G/100 C.G/75 D.G/50四、具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)100%。100%第三营养级第三营养级从从第二营养级同化的能量第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量不包括人工输入到第三营养级的能量)第二营养级的同化量第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量
8、包括人工输入到第二营养级的能量)典例典例5如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103 kJ/(m2y)，据图分析：(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？提示提示肉食性动物固定的总能量肉食性动物固定的总能量(0.250.052.15.1)1037.5103 kJ/(m2y)；植食性动物固定的总能量植食性动物固定的总能量(7.55)0.54910316103 kJ/(m2y)；生产者固定的总能量生产者固定的总能量(162)37023103110103 kJ/(m2y)。提示提示一个来源是一个来源是光
9、能光能，另一个来源是，另一个来源是输入的有机物中的化学能输入的有机物中的化学能。提示提示生产者生产者植食性动物的能量传递效率为：植食性动物的能量传递效率为：植食性动物植食性动物肉食性动物的能量传递效率为：肉食性动物的能量传递效率为：(162)110100%12.7%16100%15.6%(7.55)肉食性动物固定的能量中肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量来自植食性动物的能量植食性动物固定的总能量植食性动物固定的总能量100%=100%=植食性动物固定的能量中植食性动物固定的能量中来自生产者的能量来自生产者的能量生产者固定的总能量生产者固定的总能量(3)生产者植食性动物、植食性动物肉食性
10、动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留小数点后一位)(4)假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？(保留整数)提示提示肉食性动物要增加肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为，则需要生产者的量为10015.6%12.7%5 047(kg)A2.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲乙11调整为21，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的()A.1.375倍 B.1.875倍C.1.273倍 D.0.575倍设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为 1/2 a10%10%1/2 a10
11、%55 a改变食物比例后的丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为 2/3 b10%1/3 b10%10%40 b由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，55 a40 b 即b/a1.375如图所示的食物网中，戊的食物有1/2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（）BA.1125 g B.2000 g C.2200 g D.6500 g甲乙戊甲丙戊甲丙丁戊20g1/2=10g，1020%10%=500g20g1/4=5g，520%10%=250g20g1/4=5g
12、，520%20%10%=1250g500g+250g+1250g=2000g在某生态系统中，1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为（）A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%C绿色植物昆虫小鸡老鹰20%12.5%10%2.某生态系统中存在如图所示的食物网，假设C的食物有1/3来自A，2/3来自B，那么C若增重30g体重，最少需要消耗A（）A.550g B.2100g C.800g D.700g1.某生态系统中存在如图所示的食物网，C若增重20g体重，最少需要消耗A（）A.300g B.100g C.200g D.1100g
