例析“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”典型試題

宋立偉

各類試題中，部分學生因?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動相關(guān)知識理解不到位，造成失分，本文以典型試題為例對教材知識進行分析總結(jié)，以期對學生學習有所幫助.

一、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量

地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自太陽能，若不考慮能進行化學能合成作用的生產(chǎn)者，則生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能即為流人生態(tài)系統(tǒng)的總能量，大多數(shù)習題也不考慮這一點.若考慮化學能合成作用，則流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能和化學能，此外，類似人工魚塘式的人工生態(tài)系統(tǒng)，流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量還包括有機物餌料中的化學能.

例1 下列有關(guān)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，說法錯誤的是（

）.

A.若為自然生態(tài)系統(tǒng)，則流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能

B.若為人工魚塘式的生態(tài)系統(tǒng)，則流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能及有機物飼料中的化學能

C.生態(tài)系統(tǒng)所接收的太陽能就是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量

D.照射到生產(chǎn)者上的太陽能無法全部被同定

答案：C.

二、能量流動的過程

輸入每一個營養(yǎng)級的能量，可以有2個、3個、4個去向，如圖1所示，定時定量分析某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動時，則會出現(xiàn)未利用的能量這一去向.值得注意的，一是消費者的攝人量=同化量+糞便中的能量;二是消費者糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級流向分解者的能量;三是最高營養(yǎng)級的同化量沒有流入下一營養(yǎng)級的這一去向，

例2 一切生命活動都伴隨著能量的變化.圖2為能量流經(jīng)桑樹和蠶的能量流動圖解，下列說法正確的是（

）.

A.桑樹的同化量可以用C來表示

B.蠶沙（糞）中的能量屬于桑樹同化量流向分解者的能量

C.D表示蠶的攝入量

D.能量由桑樹到蠶的傳遞效率可以用D/C表示

答案：B.

三、能量流動的特點及能量傳遞效率

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向流動、逐級遞減兩個明顯的特點，相鄰兩個營養(yǎng)級之間能量的傳遞效率約為10% - 20%.營養(yǎng)級越多，能量流動過程中消耗的能量就越多，因此，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一般不超過5個營養(yǎng)級，值得注意的是，10% - 20%的傳遞效率并不適用于所有的生態(tài)系統(tǒng).

例3 下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，錯誤的是（

）.

A.能量流動是單向的，不循環(huán)的

B.光合作用、呼吸作用中能量的轉(zhuǎn)化過程是生態(tài)系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)化的重要形式

C.一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10% - 20%的能量流人狼的體內(nèi)

D.食物鏈越長，最高營養(yǎng)級獲得的能量越少

答案：C.

例4如圖3為某農(nóng)場中的能量流動簡圖，其中a2和b3分別為第二、第三營養(yǎng)級從上一營養(yǎng)級同化的能量，d1和d2為攝入飼料的能量.下列相關(guān)敘述，正確的是（

）.

A.流經(jīng)該農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)的總能量為a1+ a2+ a3

B.第三營養(yǎng)級同化量的去向與第一、第二營養(yǎng)級一樣

C.圖3中第二、第三營養(yǎng)級糞便中的能量分別屬于a3 +d1、b2+d2

D.該農(nóng)場中第一和第二營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為（a2+d1）/（a1+a2+a3）×100%

答案：C.

四、生態(tài)金字塔

生態(tài)金字塔是指各營養(yǎng)級之間的某種數(shù)量關(guān)系，可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位，采用這些單位所構(gòu)成的生態(tài)金字塔分別稱為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔.值得注意的是，能量金字塔是正金字塔，而在一些特殊情況下，生物量金字塔和數(shù)量金字塔可能出現(xiàn)倒置的情形.

例5（2021，浙江6月選考，7）下列關(guān)于生態(tài)金字塔的敘述，正確的是（

）.

A.生態(tài)金字塔顯示了各營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系

B.生態(tài)金字塔中每個營養(yǎng)級的生物均屬于同一食物鏈

C.生態(tài)金字塔中的營養(yǎng)級均按其所占的數(shù)值大小依次排列

D.生態(tài)金字塔可分別以個體數(shù)量、生產(chǎn)量和能量為指標繪制

答案：A.

例6（2019，新課標卷Ⅱ，6）如果食物鏈上各營養(yǎng)級均以生物個體的數(shù)量來表示，并以食物鏈起點的生物個體數(shù)作底層來繪制數(shù)量金字塔，則只有兩個營養(yǎng)級的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)（假設第一營養(yǎng)級是牧草，第二營養(yǎng)級是羊）和森林生態(tài)系統(tǒng)（假設第一營養(yǎng)級是喬木，第二營養(yǎng)級是昆蟲）數(shù)量金字塔的形狀最可能是（

）.

A.前者為金字塔形，后者為倒金字塔形

B.前者為倒金字塔形，后者為金字塔形

C.前者為金字塔形，后者為金字塔形

D.前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形

答案：A.

五、研究能量流動的實踐意義

研究能量流動的實踐意義時，要注意區(qū)分能量傳遞效率和能量利用的區(qū)別，能量傳遞效率是指相鄰的兩個營養(yǎng)級之間能量的傳遞.能量利用率一般指流人最高營養(yǎng)級（或人類）的能量占生產(chǎn)者固定總能量的比值.一般來說，食物鏈越短，能量利用率越高，有時也考慮分解者的參與，使營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更復雜，以實現(xiàn)能量的多級利用，從而提高能量利用率.

例7（多選）關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動的原理在實踐中的應用的敘述，錯誤的是（

）.

A.立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式充分利用空間和資源，增大流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量

B.除去田間雜草，有利于實現(xiàn)該生態(tài)系統(tǒng)中能量的多級利用，提高能量的傳遞效率

C.增施農(nóng)家肥能提高產(chǎn)量，是因為促進了該系統(tǒng)物質(zhì)和能量的循環(huán)利用

D.合理確定草場載畜量可以使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?/p>

答案：BC.

基金項目 本文是黑龍江省教育科學“十四五”規(guī)劃2021年度專項課題“線上線下教學融合難點與突破路徑研究”（課題項目編號：JYB1421126）的研究成果.

（收稿日期：2022 -02 -20）