生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的計算方法

1、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的計算方法一、食物鏈中的能量計算1. 已知較低營養(yǎng)級生物具有的能量（或生物量），求較高營養(yǎng)級生物所能獲得能量（或生物量） 的最大值。例1.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000J，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（）A.24kJB.192kJ C.96kJ D.960kJ解析：據(jù)題意，生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量是生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級）所固定的能量，即 24000J，當能量的傳遞效率為20%寸，每一個營養(yǎng)級從前一個營養(yǎng)級獲得的能量是最多的。因而第四營養(yǎng)級所獲得能量的最大值為：24000 X 20%x 20%x 20%=192kJ。答案：D規(guī)律：已知較低營養(yǎng)級的能量

2、（或生物量），不知道傳遞效率，計算較高營養(yǎng)級生物獲得能量 （或生物量）的最大值時，可按照最大傳遞效率20%十算，即較低營養(yǎng)級能量（或生物量）X （20%）（n為食物鏈中由較低營養(yǎng)級到所需計算的營養(yǎng)級的箭頭數(shù)）。2. 已知較高營養(yǎng)級的能量（或生物量），求較低營養(yǎng)級應(yīng)具備的能量（或生物量）的最小值。例2.在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1 kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物量為（）A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg解析：據(jù)題意，要計算消耗的第一營養(yǎng)級的生物量，應(yīng)按照能量傳遞的最大效率20%十算。設(shè)需消耗第一營養(yǎng)級的生物量為X

3、kg，則X=1+（20%）4=625 kg。答案：C規(guī)律：已知能量傳遞途徑和較高營養(yǎng)級生物的能量（或生物量）時，若需計算較低營養(yǎng)級應(yīng)具 有的能量（或生物量）的最小值（即至少）時，按能量傳遞效率的最大值20%進行計算，即較低營養(yǎng)級的生物量至少是較高營養(yǎng)級的能量（或生物量）X5n （n為食物鏈中，由較低營養(yǎng)級到所需計算的營養(yǎng)級的箭頭數(shù)）。3. 已知能量的傳遞途徑和傳遞效率，根據(jù)要求計算相關(guān)生物的能量（或生物量）。例3.在能量金字塔中，生產(chǎn)者固定能量時產(chǎn)生了240molQ，若能量傳遞效率為 10%- 15%寸，次級消費者獲得的能量最多相當于多少mol葡萄糖？（）A.0.04 B. 0.4C.0.9D

4、.0.09解析：結(jié)合光合作用的相關(guān)知識可知：生產(chǎn)者固定的能量相當于240十6 = 40mol葡萄糖；生產(chǎn)者的能量傳遞給次級消費者經(jīng)過了兩次傳遞，按最大的能量傳遞效率計算，次級消費者獲得的能量最多相當于 40X 15%X 15%= 0.9mol葡萄糖。答案：C規(guī)律：已知能量傳遞效率及其傳遞途徑時，可在確定能量傳遞效率和傳遞途徑的基礎(chǔ)上，按照 相應(yīng)的能量傳遞效率和傳遞途徑計算。二、食物網(wǎng)中能量流動的計算1. 已知較高營養(yǎng)級從各食物鏈中獲得的比例，未告知傳遞效率時的能量計算。例4.下圖食物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為10%20%寸，假設(shè)每個營養(yǎng)級的生物從前一營養(yǎng)級的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增

5、加1 kg，至少需要消耗水藻kg 。水藻f水蚤F蝦f小魚f大魚T人解析：由題意知：人從大魚和小魚處獲得的能量是相等的，小魚從蝦和水藻處獲得的能量是相等的，而且，題中“至少”需要多少，應(yīng)按能量傳遞的最大效率計算。計算方法如下：在“小魚t大魚t人”的傳遞途徑中，大魚的生物量至少為0.5 - 20%= 2.5 kg，小魚的生物量至少為2.5 - 20%= 12.5 kg ;在“小魚t人”的傳遞途徑中，小魚的生物量至少是0.5 - 20%= 2.5kg。因此，小魚的生物量總量至少為12.5+2.5=15 kg 。同理：在“水藻t水蚤t蝦t小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15- 2- 20%- 2

6、0%20%= 937.5 kg ;在“水藻t小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15-2 - 20%= 37.5 kg。因此，水藻的生物量總量至少為 937.5+37.5=975 kg 。答案：975規(guī)律：對于食物網(wǎng)中能量流動的計算，先應(yīng)根據(jù)題意寫出相應(yīng)的食物鏈并確定各營養(yǎng)級之間的傳遞效率，按照從不同食物鏈獲得的比例分別進行計算，再將各條食物鏈中的值相加即可。2. 已知較高營養(yǎng)級從各食物鏈中獲得的比例，在特定傳遞效率時的計算。例5.若人的食物1/2來自植物，1/4來自小型食肉動物，1/4來自羊肉，若各營養(yǎng)級之間的能 量傳遞效率為10%寸，人增重1 kg需要消耗的植物為 kg。解析：根據(jù)題意可

7、畫出食物網(wǎng)（右圖），從題目要求可以判斷能量的傳遞效率為10%根據(jù)人增重從不同途徑獲得能量的比例可計算如下：,小型食植物t人：0.5 十 10%= 5 kg ;- 林 |植物t羊T人：0.5 - 10% 10%= 50 kg ;下”植物t羊T小型肉食動物T人：0.5 - 10%- 10% 10%= 500 kg ;；因此：人增重 1 kg共消耗植物 5+50+500=555 kg。答案：555規(guī)律：對于食物網(wǎng)中能量流動的計算，先應(yīng)根據(jù)題意寫出相應(yīng)的食物網(wǎng)，根據(jù)特定的傳遞效率，按照從不同食物鏈獲得的比例分別計算，再將各條食物鏈中的值相加即可。三、已知各營養(yǎng)級的能量（或生物量），計算特定營養(yǎng)級間能量

8、的傳遞效率例6.在某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2 kg的鷹要吃10 kg的小鳥，0.25 kg的小鳥要吃2 kg的昆蟲， 而100 kg的昆蟲要吃1000 kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞效率為（）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%解析：根據(jù)題意，可根據(jù)能量傳遞效率的概念計算出各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，再計算出 綠色植物轉(zhuǎn)化為鷹的食物鏈中各營養(yǎng)級的生物量。即：10 kg的小鳥需要昆蟲的生物量 =10-（ 0.25-2） =80 kg ; 80 kg的昆蟲需要綠色植物的生物量=80-（ 100- 1000） =8

9、00 kg。因此，從綠色植物t昆蟲T小鳥T鷹的生物量依次為800 kg t80 kg t 10 kg t2 kg，則鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比為2/800 X 100%=0.25%答案：C規(guī)律：要計算能量傳遞效率， 可先根據(jù)各營養(yǎng)級的生物量計算出各營養(yǎng)級的傳遞效率，并推算出不同營養(yǎng)級的生物量，最后計算出所需計算轉(zhuǎn)化效率的較高營養(yǎng)級（本題中的鷹）的生物量（或 能量）占較低營養(yǎng)級（本題中的植物）的比例即可。四、鞏固練習1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/41.某人捕得一條重2 kg的雜食海魚，若此魚的食物有3#來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，則該魚至少需要海洋植物2. 在浮游植物t浮游動物t魚這條食物鏈中，如果魚要增加物和浮游植物分別是（）A.10000 kg 和 50000 kg B.5000 kg 和 25000 kgC.50000 kg 和 50000 kg D.10000 kg 和 10000 kg3. 某個生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者和次級消費者的總能量分別是kg1000 kg，那么，至少需要浮游動E1和E3,在下列幾種情況中， 可能導(dǎo)致生態(tài)平衡被破壞的是A. E 1 > 100E3B. E1 V 100E3C. E1 V 25巳 D. E 1 >25E34.有一食物