聚焦生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)

張聚鳥

能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一，也是高考的必考內(nèi)容。同學(xué)們學(xué)習(xí)過程中可主要從三個(gè)方面來強(qiáng)化記憶：

有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)需要牢記以下三點(diǎn)：幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭是太陽(yáng)能；能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程；生物體的遺體殘骸是分解者能量的來源。

例1 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指（ ）

A.太陽(yáng)能被綠色植物固定的過程

B.系統(tǒng)內(nèi)生物體能量代謝的過程

C.系統(tǒng)內(nèi)伴隨物質(zhì)循環(huán)的能量轉(zhuǎn)移過程

D.能量從生物體進(jìn)入環(huán)境的過程

解析 熟記能量流動(dòng)的概念，理解能量流動(dòng)的含義，是解題的關(guān)鍵所在?？梢愿鶕?jù)下圖理解能量流動(dòng)過程。

答案 C

點(diǎn)撥 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能開始的，能量沿著食物鏈的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)由一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)。由于能量存在于有機(jī)物中，所以能量的流動(dòng)過程是伴隨著物質(zhì)的循環(huán)而進(jìn)行的，明確以上內(nèi)容，防止出現(xiàn)ABD選項(xiàng)中知識(shí)理解錯(cuò)誤造成的干擾。

例2 下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，①～⑥各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中不正確的是（ ）

A.生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具有單向性

B.①表示流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量

C.一般情況下，②為①的10%～20%

D.從能量關(guān)系看②>③+④

解析 能量流動(dòng)在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部是單向不可逆的，因?yàn)楦鳡I(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序不可逆轉(zhuǎn)（捕食與被捕食）是自然選擇的結(jié)果。圖示中①是流入初級(jí)消費(fèi)者的能量而不是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能；②是次級(jí)消費(fèi)者同化量，①是初級(jí)消費(fèi)者同化量，相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率在10%～20%；③是次級(jí)消費(fèi)者流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量，④是次級(jí)消費(fèi)者遺體被分解者分解所利用能量，②中還有被次級(jí)消費(fèi)者通過呼吸作用散失的能量。

答案 B

例3 某陸地生態(tài)系統(tǒng)中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、丁、戊5個(gè)種群。調(diào)查得知，該生態(tài)系統(tǒng)有4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳效率為10%～20%，且每個(gè)種群只處于一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。一年內(nèi)輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示，表中能量數(shù)值的單位相同。

回答下列問題：

（1）請(qǐng)畫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)。

（2）甲和乙的種間關(guān)系是 ；種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組分中的__________。

解析 （1）根據(jù)題干可知：營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量流動(dòng)效率10%～20%；每個(gè)種群只處于一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。戊占有能量最多，應(yīng)屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；乙和丙能量值處于同一數(shù)量級(jí)并且二者之和（23.1）介于戊能量值的10%～20%（10.20%），故乙和丙應(yīng)同屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)；甲能量值介于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的10%～20%（15.4%），應(yīng)屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)；丁能量值介于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的10%～20%（13.48%），應(yīng)屬于第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

（2）根據(jù)（1）的食物網(wǎng)可推知，甲乙種間關(guān)系是捕食；題干已聲明所列數(shù)據(jù)不包括分解者，而戊屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，為生產(chǎn)者，因此其余生物包括丁在內(nèi)均為消費(fèi)者。

答案 （1）

（2）捕食 消費(fèi)者

能量金字塔是根據(jù)組成食物鏈的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的層次和能量傳遞的“十分之一定律”，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值繪制成一個(gè)塔，塔基為生產(chǎn)者，往上為較少的初級(jí)消費(fèi)者（植食動(dòng)物），再往上為更少的次級(jí)消費(fèi)者（一級(jí)食肉動(dòng)物），再往上為更少的三級(jí)消費(fèi)者（二級(jí)食肉動(dòng)物），塔頂是數(shù)量最少的頂級(jí)消費(fèi)者。能量金字塔形象地說明了生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的規(guī)律。

例4 用多個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量、數(shù)量構(gòu)建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為櫟樹，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為昆蟲，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為蛙、蜥蜴和鳥，第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為蛇。該櫟林?jǐn)?shù)量金字塔的示意圖是（ ）

解析 在數(shù)量金字塔中昆蟲的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于櫟樹的數(shù)量，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量小于昆蟲的數(shù)量，第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的數(shù)量小于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的數(shù)量，故選B項(xiàng)。

答案 B

1.初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量，其去向不包括下列哪項(xiàng)（ ）

A.用于自身生命活動(dòng)

B.被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的其他生物所獲得

C.通過呼吸作用被消耗掉

D.被分解者分解發(fā)散到環(huán)境中去

2.當(dāng)一條蛇捕食了一只青蛙后，從生態(tài)學(xué)角度看，下列敘述正確的是（ ）

A.完成了物質(zhì)循環(huán)

B.蛇破壞了生態(tài)平衡

C.青蛙不適應(yīng)環(huán)境

D.青蛙的能量流向了蛇

3.在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，已知初級(jí)消費(fèi)者與次級(jí)消費(fèi)者的個(gè)體數(shù)分別為N1～N2，個(gè)體平均重量分別為M1～M2，則下列正確的是（ ）

A.N1·M1>N2·M2

B.N1·M1=N2·M2

C.N1·M1

D.N1·M1≥N2·M2

4.下圖食物網(wǎng)中的貓頭鷹體重每增加20g，至少需要消耗植物（ ）

A.200g B.250g

C.500g D.1000g