(講課)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)計(jì)算

食物網(wǎng)中能量的相關(guān)計(jì)算一、傳遞率的計(jì)算:【理論闡釋】1.含義：傳遞率指能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率，即能量傳遞效率=某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%。2.常見題型（1）直接給出食物鏈型：這類題給出食物鏈，并把有關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)出。（2）需先構(gòu)建食物鏈型：這類題一般不直接給出食物鏈，而是先根據(jù)題意構(gòu)建出食物鏈，再計(jì)算傳遞率。3.解題技巧方法：同化量比值法，即分別計(jì)算出兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量→后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量→結(jié)論【例1】如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖〔單位：J/（cm2·a）〕，以下分析不正確的是:1.直接給出食物鏈型典例導(dǎo)悟……A.甲的數(shù)值是1250J/（cm2·a）B.乙到丙的傳遞效率為15%C.每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.乙的個(gè)體數(shù)目一定比甲少【解析】選D。D項(xiàng)的錯(cuò)誤在于：一般情況下乙的數(shù)量比甲少，但也有特殊情況，如一株樹上有很多蟲子。確定B項(xiàng)正誤時(shí)，可進(jìn)行如下操作：方法：同化量比值法從圖示中可以看出：乙的同化量為200，丙的同化量為30→30/200→15%?！纠?】（2011·北京模擬）下面表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)種群在一個(gè)達(dá)到生態(tài)平衡中所含有的總能量，這四個(gè)種群的最簡(jiǎn)單的能量流動(dòng)的渠道應(yīng)是（）2．需先構(gòu)建食物鏈型種群甲乙丙丁戊能量（107kJ·m2）

2.5013.3010.800.28220.00A.戊→乙→丙→甲→丁B.戊→丙→甲→丁和戊→丁C．戊→丙→甲→丁和戊→乙→甲→丁D．戊→乙→甲→丁和戊→乙→丙→丁【解析】選C。食物鏈中生產(chǎn)者含有的能量最多，因此判斷戊為生產(chǎn)者，根據(jù)能量逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)排列依次為戊、乙、丙、甲、丁，再依據(jù)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率10%～20%，其中乙、丙之間10.8/13.30=81.2%，不符合，所以二者為同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，該表格中含有兩條食物鏈，戊→丙→甲→丁和戊→乙→甲→丁?！纠碚撽U釋】1．含義：這是一類關(guān)于能量計(jì)算的含有“最多”或“至少”等字眼的問(wèn)題。2．常見題型（1）已知前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值，求后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的至多或至少值。（2）已知后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增值，求至多或至少需要前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值。3．解題技巧方法：10%或20%取值法解題思路：確定傳遞率10%或20%→按確定的傳遞率計(jì)算每條食物鏈傳遞或消耗物質(zhì)或能量的量→將幾條食物鏈的計(jì)算結(jié)果加在一起。二、能量傳遞中的極值計(jì)算【例3】

有一食物網(wǎng)下圖所示。假如貓頭鷹的食物2/5來(lái)自兔子，2/5來(lái)自老鼠，其余來(lái)自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？典例導(dǎo)悟【解析】方法：10%或20%取值法。據(jù)題意，貓頭鷹的食物可來(lái)源于三條食物鏈，直接來(lái)源于三種不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重20g，則這種食物食用后必須使其分別增加8g、8g、4g。這樣可得到下圖。

考慮到是最多消耗，計(jì)算時(shí)要按最低的能量流動(dòng)效率即10%計(jì)算，這樣這三條鏈消耗的植物分別為800g、800g、4000g，共消耗植物5600克。【答案】最多消耗植物5600克。【例4】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____________。典例導(dǎo)悟【解析】本題考查能量傳遞中的極值計(jì)算。解題方法為：10%或20%取值法。本題中，C獲得能量的途徑有二條：從A直接獲得和從A經(jīng)B傳遞間接獲得，已知C從A直接獲得的比例為x，則直接獲得的能量為ax，需要消耗A的能量為10ax，間接獲得的比例為（1－x），則間接獲得的能量為（1－x）a，需要消耗A的能量為100（1－x）a，那么消耗A的總能量為10ax＋100（1－x）a＝100a－90ax，亦即y與x的函數(shù)關(guān)系式為：y＝100a－90ax?！敬鸢浮縴與x的函數(shù)關(guān)系式為：y＝100a－90ax三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算【理論闡釋】1.含義：在這類題中，能量傳遞涉及多條食物鏈。2.解題技巧方法：分合法先算一條食物鏈→再將結(jié)果綜合→結(jié)論典例導(dǎo)悟【例5】

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10%，若一種生物攝食兩種上一營(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10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？【解析】本題考查能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算。

據(jù)題意，與丁食物來(lái)源相關(guān)的食物鏈有三條：戊→庚→丁，戊→甲→丁，戊→己→甲→丁。(由三條食物鏈可知，戊是生產(chǎn)者)丁以甲和庚為食，則按能量傳遞效率10%計(jì)算：各需甲、庚10kg÷10%÷2＝50kg。甲要增長(zhǎng)50kg需攝食己和戊共50kg÷10%＝500kg，則己、戊各250kg，己要增