例析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)轉(zhuǎn)換率的計(jì)算

1、例析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)轉(zhuǎn)換率的計(jì)算能量流動(dòng)的知識(shí)，是高中生物教材中為數(shù)不多的幾個(gè)“應(yīng)用級(jí)”知識(shí)點(diǎn)之一，且能量總是寓于物質(zhì)之中，所以計(jì)算干物質(zhì)量的量值也就是計(jì)算能量的量值。因此關(guān)于這方面的題目也較多和有一定的難度，特別是關(guān)于能量流動(dòng)的計(jì)算問(wèn)題。要做好生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的轉(zhuǎn)換率的計(jì)算題，首先要理解食物鏈、食物網(wǎng)和同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的關(guān)系，其次要理解生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過(guò)程和規(guī)律。而常見的題型可分為以下幾種：1、關(guān)于自然生態(tài)系統(tǒng)中某一食物鏈中能量流動(dòng)的計(jì)算根據(jù)能量流動(dòng)效率直接計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的總能量=第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能的總量?jī)蓚€(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量流動(dòng)的轉(zhuǎn)換率_某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)得到的能量一上一營(yíng)養(yǎng)

2、級(jí)的總能量X100%.某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)-1一某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)得到的能量=第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量X（轉(zhuǎn)換率）喬第M營(yíng)養(yǎng)級(jí)得到的能量=第N營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量X（轉(zhuǎn)換率）M-N例1:假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、鷹、昆蟲和食蟲鳥等生物，此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為24000千焦，如營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量轉(zhuǎn)化效率為15%第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所利用的能量分別是（）。例2:某生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2,當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（）。ABCDA.B.C.D.根據(jù)隱含的能量流動(dòng)數(shù)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算例3:某生態(tài)系統(tǒng)中已知鷹增重2kg要口Z10kg小鳥，小鳥增重0.25kg要口Z2kg昆蟲，而

3、昆蟲增重100kg要吃掉1000kg綠色植物，若各營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入的食物，除消耗于呼吸作用等耗能過(guò)程外，其余都轉(zhuǎn)化為能量。那么，鷹對(duì)綠色植物能量的利用率是多少？（）A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%根據(jù)理論的傳遞效率和食物鏈進(jìn)行有關(guān)“最值”問(wèn)題的計(jì)算：解答此題的關(guān)鍵有兩點(diǎn)，一是要掌握能量傳遞效率為10%20%,二是要注意至少”和最多”這兩個(gè)關(guān)鍵詞。例4:在棉花一棉芽一食朗蠅一瓢蟲一麻雀一鷹”這條食物鏈中，如果一只食朗蠅要有5m2生活范圍才能滿足自身的能量需求，則一只鷹的生活范圍至少是（）A.5X103m2B.5X104m2C.53m2D.54m2綜合光合作用和呼吸作用中能量固定

4、和能量釋放的關(guān)系，運(yùn)用能量流動(dòng)的傳遞效率，推理計(jì)算：例5:在某草原生態(tài)系統(tǒng)中，某食物鏈生產(chǎn)者釋放出60moi的氧氣，則所固定的太陽(yáng)能中，流入次級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量最多的是（）A.1161kgB.1148kgC.2870kgD.19110kg2、關(guān)于自然生態(tài)系統(tǒng)中某一食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)算只涉及食物網(wǎng)中一條食物鏈，根據(jù)要求選擇相應(yīng)的食物鏈,最少）的能量。例6:在右圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)?。海鳥每增加1千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物至少是千克。E.5740kg計(jì)算某一生物獲得的最多（或海鳥<大魚/八蝦涉及食物網(wǎng)中多條食物鏈，根據(jù)規(guī)定的食物來(lái)源和能量流動(dòng)效率計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一

5、生物提供的能量。例7:如人的食物二分之一來(lái)自植物，四分之一來(lái)自小型肉食類，四分之一來(lái)自牛羊肉，則人增重1kg時(shí)最多消耗植物kg。例8:在如下圖所示的食物網(wǎng)中，已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為攝食兩種上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物時(shí)，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10%若一種生物10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克?例9:已知在如下圖所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a,其中A生物直接供給C生物的比例為x,則按最低的能量傳遞效率計(jì)算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為。涉及食物網(wǎng)中多條食物鏈，根據(jù)規(guī)定的食物去向和能量流動(dòng)效率計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量：例10:圖示某生態(tài)系統(tǒng)的

6、食物網(wǎng)，請(qǐng)回答：若該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)效率平均為10%同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的每種生物獲得的能量是均等的，那么第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量為2X107KJ,則鷹最終獲得的能量是。要使鷹的數(shù)量最多它應(yīng)處于營(yíng)養(yǎng)級(jí)。根據(jù)特定的能量流動(dòng)要求計(jì)算例11:圖示某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖，據(jù)圖回答：若E生物種群總能量為7.1X109kJ,B生物種群總能量為2.3X108kJ,從理論上計(jì)算A貯存的總能量最少為kJ。例12:有一食物網(wǎng)如下圖所示，設(shè)E種群干物質(zhì)量為5.8X109kJ,B種群干物質(zhì)量為1.3X108kJ,則A種群干物質(zhì)量的值至少是。3、關(guān)于人工生態(tài)系統(tǒng)某一食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)算例13:2006.4普陀區(qū)二模生物卷4、

7、結(jié)合光合作用和呼吸作用，計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)中的植物生產(chǎn)能力綠色植物通過(guò)光合作用所制造成的有機(jī)物質(zhì)或固定的能量為生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)量。初級(jí)生產(chǎn)量中，有一部分被植物自身的呼吸所消耗（R）,剩下的用于植物的生長(zhǎng)和繁殖，這部分物質(zhì)或能量叫凈初級(jí)生產(chǎn)量（N）,兩者相加（R+NP等于總初級(jí)生產(chǎn)量（GP,一般以每年每平方米所生產(chǎn)的有機(jī)物干重（g干重/itfa）或每年每平方米所固定的能量值（J/itfa）表示。隨時(shí)間的推移，植株越長(zhǎng)越大，數(shù)量越來(lái)越多，構(gòu)成植物的有機(jī)物質(zhì)也就越積越多。逐漸積累下來(lái)的這些凈生產(chǎn)量就是生物量。所以，生物量實(shí)際是凈生產(chǎn)量的積累量，其單位通常以平均每平方米生物體的干重（g干重/itf）或平均

8、每平方米生物體的熱值（J/itf）表示。例14：某生態(tài)系統(tǒng)森林現(xiàn)存量為35kg/m2,純生產(chǎn)量是5460kJ/m2-a,呼吸量占總生產(chǎn)量的45%,問(wèn)總生產(chǎn)量是多少kJ/m2ao（）A.191100B.5495C.9927D.19110E.12211例15:右表是某生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)分析圖解（單位：千卡/公頃？年）。能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其傳遞效率為;能量從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其傳遞效率為。酉柞維1£*利用位同化峨1Ml步同化呼吸毗5462-Ph-丁11111=303011SSO|1047-Pg=.336KP11<1-工齒亍尸_Fn專才-316(4)1Fa-2

9、1*"Ptl-8,13例16:圖為某自然生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)分析示意圖，其中AE表示生物成分按營(yíng)養(yǎng)功能的歸類群體，GP表示總同化量，NP表示凈積累量，R表示呼吸消耗量；請(qǐng)分析回答：圖中屬于消費(fèi)者的是。圖中生產(chǎn)者同化的總能量中有未被消費(fèi)者同化。圖所示生態(tài)系統(tǒng)中沒(méi)有更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的原因是（填表示營(yíng)養(yǎng)類群的字母）的NP不足以維持更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的存在。如果人直接以植物為食，則該生態(tài)系統(tǒng)可供養(yǎng)的人口更多，從能量流動(dòng)的特點(diǎn)來(lái)看，是因?yàn)?。L15QL5*一GN87i.27GP«i4l1013aGP-15.910.54(1P和NPF班產(chǎn)7上N型】嵬節(jié)31=277.79N產(chǎn)19冰單財(cái)”也吐爐）D.E例1

10、7:（2005上海高考第41題）回答下列有關(guān)生態(tài)的問(wèn)題：大氣中二氧化碳的濃度，在陸生植物繁茂的北半球中緯度地區(qū)冬季高于夏季，呈現(xiàn)明顯圖中數(shù)字表示該生物的個(gè)體數(shù)量，括號(hào)內(nèi)的數(shù)的季節(jié)變化。這是因?yàn)椋河覉D表示一個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng),字表示該生物的平均體重。楣圖回答：1時(shí)仃R一晶一(500g)該食物網(wǎng)中占據(jù)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物有AI中的若初級(jí)消費(fèi)者中,被除去，則對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的影響最大。若除去G后，在一定時(shí)間內(nèi)，生產(chǎn)者數(shù)量將祓以落Bt3S-02040onI0Ol如14。i&>退哨迷翦后St間不J南方某地有一片熱帶雨林，最初碳積蓄量500噸/公頃，此時(shí)，總生產(chǎn)量每年為60噸/公頃，葉的呼吸量為25噸/公頃，生長(zhǎng)量為5噸/公頃，枯死量為10噸/公頃。已知總生產(chǎn)量=生長(zhǎng)量+枯死量+呼吸量，則該地的凈生產(chǎn)量是噸/公頃，非同化器官的呼吸量是噸/公頃。該林地因人為破壞，碳積蓄量逐年下降，降至200噸/公頃時(shí)，該林地進(jìn)一步被開墾為農(nóng)田，經(jīng)過(guò)估算，在開墾為農(nóng)田的5年間，碳積蓄量