生态系统中能量流动的计算方法

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1、生态系统中能量流动的计算方法一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（   ） A.24kJ               B.192kJ       C.96kJ        D.960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级

2、从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体

3、重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（   ） A.25kg           B.125kg      C.625kg    D.3125kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为Xkg，则X=1÷(20%)4=625kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量

4、至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（   ） A.0.04           B.0.4        C.0.9        D.0.09 解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mo

5、l葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。 答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每

6、增加1kg，至少需要消耗水藻      kg。 解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：3 在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5kg，小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝12.5kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15kg。 同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”的传递

7、过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%＝937.5kg；在“水藻→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%＝37.5kg。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg。答案：975 规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物链并确定各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。 2.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率时的计算。 例5.若人的食物1/2来自植物，1/4来自小

8、型食肉动物，1/4来自羊肉，若各营养级之间的能量传递效率为10%时，人增重1kg需要消耗的植物为＿＿kg。 解析：根据题意可画出食物网（右图），从题目要求可以判断能量的传递效率为10%，根据人增重从不同途径获得能量的比例可计算如下： 植物→人：0.5÷10%＝5kg； 植物→羊→人：0.5÷10%÷10%＝50kg； 植物→羊→小型肉食动物→人：0.5÷10%÷10%÷10%＝500kg； 因此：人增重1kg共消耗植物5+50+500=55