食物鏈(網(wǎng))中生物數(shù)量及能量流動(dòng)的相關(guān)分析微專題一、食物網(wǎng)中的生物數(shù)量變化分析1.第一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物減少，將連鎖性地引發(fā)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物減少。這是因?yàn)樯a(chǎn)者是其他各種生物賴以生存的直接或間接的食物來(lái)源。可簡(jiǎn)單記為“一級(jí)生物若減少，其他生物跟著跑”。2.天敵減少，則被捕食者數(shù)量的變化是先增加后減少，最后趨于穩(wěn)定?？珊?jiǎn)單記為“如果天敵患了病，先增后減再穩(wěn)定”。3.在復(fù)雜食物網(wǎng)中，分析中間某一種群的數(shù)量變化對(duì)其他生物數(shù)量的影響時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：(1)從天敵和食物兩個(gè)角度分析，以中間環(huán)節(jié)少的為主。若中間環(huán)節(jié)一樣多，則以天敵的影響為主。(2)生產(chǎn)者往往數(shù)量較多且相對(duì)穩(wěn)定，所以當(dāng)某一種群數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，一般不考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。(3)當(dāng)捕食者有多種食物來(lái)源時(shí)，若其中一條食物鏈中斷，則該種群可通過(guò)捕食其他食物而維持其數(shù)量短期內(nèi)基本不變。(4)若處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物同時(shí)占有不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，某種原因?qū)е缕錉I(yíng)養(yǎng)級(jí)降低，則處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物的數(shù)量最終會(huì)增加，反之則減少。例1下圖表示某湖泊的食物網(wǎng)，其中魚(yú)a、魚(yú)b為兩種小型土著魚(yú)，若引入一種以小型魚(yú)類為食的鱸魚(yú)，將出現(xiàn)的情況是A.魚(yú)a和魚(yú)b間的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)減弱B.土著魚(yú)在與鱸魚(yú)的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)C.浮游動(dòng)物總量銳減后再急升D.浮游植物總量急升后再銳減√例2

如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有四種生物，并構(gòu)成一條食物鏈。在某一時(shí)間分別測(cè)得這四種生物(甲、乙、丙、丁)所含的個(gè)體數(shù)量和每種生物的平均體重如圖所示。已知生物量＝生物個(gè)體數(shù)量×該種生物的平均體重，且生物量越大，該生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)越低。下列說(shuō)法正確的是A.丙處于第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，為次級(jí)消費(fèi)者B.若乙的種群數(shù)量增加，則會(huì)引起甲和

丁的數(shù)量增加，丙的數(shù)量下降C.若丁的種群數(shù)量下降，則會(huì)引起乙和

丙的數(shù)量下降，甲的數(shù)量上升D.若甲的種群數(shù)量下降，則會(huì)引起丙和丁的種群數(shù)量增加√由題意可知，生物量＝生物個(gè)體數(shù)量×該種生物的平均體重，生物量越大，該生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)越低，題中四種生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)從低到高分別是丁、丙、乙、甲，它們構(gòu)成的食物鏈為丁→丙→乙→甲。其中丙處于第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，為初級(jí)消費(fèi)者，A錯(cuò)誤；若乙的種群數(shù)量增加，則會(huì)引起丙的種群數(shù)量減少，丁因缺少天敵而數(shù)量增多，甲因食物增多而數(shù)量增多，B正確；丁作為生產(chǎn)者，其數(shù)量下降，丙、乙、甲的數(shù)量都要下降，C錯(cuò)誤；若甲的種群數(shù)量下降，則會(huì)引起乙和丁的種群數(shù)量上升，丙的種群數(shù)量下降，D錯(cuò)誤。二、流經(jīng)某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向分析1.拼圖法分析能量流向輸入第一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量(W1)，被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸消耗中以熱能的形式散失了(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者的生長(zhǎng)、繁殖。而后一部分能量中，包括現(xiàn)存植物體的B1，流向分解者的C1、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的D1。2.能量流動(dòng)模型分析(1)長(zhǎng)期來(lái)看，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的去路有三條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)；c.被分解者分解利用(如圖所示)。(2)在短期內(nèi)，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在一定時(shí)間內(nèi)的去路有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用(如圖所示)。例3如圖表示能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的示意圖[單位：J/(cm2·a)]，據(jù)圖分析，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.e表示分解者利用的能量B.第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)和繁殖的能量是100J/(cm2·a)C.能量由第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率是20%D.該生態(tài)系統(tǒng)第三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量是15J/(cm2·a)√題圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的示意圖，其中a表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入的能量，b表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，c表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)和繁殖的能量，d表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸消耗以熱能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量，A正確，B錯(cuò)誤；題圖僅表示能量流經(jīng)第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程，并不能得出第三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量，因此無(wú)法計(jì)算由第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率，C、D錯(cuò)誤。例4生態(tài)學(xué)家研究了某草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)情況，其局部能量流動(dòng)情況如圖所示，字母代表能量。下列分析正確的是A.能量D1的最終去向是流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者B.生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)和繁殖等生命活

動(dòng)的能量是C1＋D1＋E1C.第一、二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞

效率為

×100%D.應(yīng)盡可能多地增加草原牲畜的放

牧量以提高能量傳遞效率√能量D1的最終去向是流向分解者，A錯(cuò)誤；生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)和繁殖等生命活動(dòng)的能量是同化量減去呼吸消耗，即C1＋D1＋E1，B正確；第一、二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率為第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/第一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量＝

×100%，C錯(cuò)誤；能量傳遞效率不能提高，只能提高能量的利用率，D錯(cuò)誤。三、能量傳遞效率的“定值”計(jì)算1.已確定營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的，需按具體數(shù)值計(jì)算。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。2.如果在食物網(wǎng)中，某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則按照各單獨(dú)的食物鏈分別進(jìn)行計(jì)算后再合并。例5如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約(能量傳遞效率按20%計(jì)算)A.100kg B.44.5kgC.25kg D.15kg√圖中共含有三條食物鏈，而題中所求為至少消耗的A，根據(jù)能量流動(dòng)規(guī)律分析可知，食物鏈越短損耗越少，效率以20%計(jì)算。故食物鏈A→B→貓頭鷹為最短，消耗的A為1÷20%÷20%＝25(kg)。例6如果一個(gè)人的食物中有1/2來(lái)自綠色植物、1/4來(lái)自小型肉食動(dòng)物、1/4來(lái)自羊肉，假如能量傳遞效率為10%，那么此人每增加1千克體重，需消耗植物A.10千克 B.5千克

C.100千克 D.280千克√根據(jù)題意可以寫出三條食物鏈：①植物→人，在此食物鏈中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；②植物→羊→人，在此食物鏈中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；③植物→植食動(dòng)物→小型肉食動(dòng)物→人，在此食物鏈中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)。所以人要增重1千克，需消耗植物280千克。1.某生態(tài)系統(tǒng)中有四種生物，并構(gòu)成一條食物鏈。在某一時(shí)間確定這四種生物(甲、乙、丙、丁)所含有機(jī)物總量的比例如圖所示。在一段時(shí)間內(nèi)，如果種群乙的有機(jī)物總量的比例增大，則引起的變化應(yīng)是下圖中的√123456123456據(jù)題干圖示可確定這四種生物構(gòu)成的食物鏈為丙→甲→乙→丁。若乙增加會(huì)引起丁增加、甲減少，而丙會(huì)因甲的減少而增加。1234562.如圖是一個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模式圖，下列敘述不正確的是A.該食物網(wǎng)中共有5條食物鏈B.在該食物網(wǎng)中，H處于三個(gè)不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)C.若B種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中，

則該種群的密度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)明顯變大D.在該食物網(wǎng)中，如果C種群的數(shù)量下降10%，H的數(shù)量短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生

明顯變化√123456按照從生產(chǎn)者到最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)者，不重復(fù)、不中斷的原則，可數(shù)出該食物網(wǎng)中有5條食物鏈，即①A→B→H，②A→C→D→H，③A→C→F→G→H，④A→E→D→H，⑤A→E→F→G→H，A正確；H分別處于第三(鏈①中)、第四(鏈②④中)和第五(鏈③⑤中)個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，B正確；若B種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中，則該種群的年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型，不考慮遷入和遷出，種群密度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)保持穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生明顯變化，C錯(cuò)誤；123456在該食物網(wǎng)中，H有三種食物來(lái)源，C種群數(shù)量的少量減少，短期內(nèi)并不會(huì)影響H的數(shù)量變化，D正確。3.某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖生物關(guān)系，E生物種群含有的總能量為5.8×109kJ，B生物種群含有的總能量為1.6×108kJ，則理論上A生物種群含有的總能量是(能量傳遞效率按20%計(jì)算)A.4.2×107kJ B.2.0×108kJC.1.0×108kJ D.2.32×108kJ123456√E為第一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，B、C、D均為第二個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，三者獲得的來(lái)自E的總能量為5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再減去B的能量1.6×108kJ，C、D含有的能量為1×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其獲得的總能量為1×109×20%＝2.0×108(kJ)。1234564.某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調(diào)整為A∶B＝2∶1，其他條件不變，相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率按10%計(jì)算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載C的數(shù)量是原來(lái)的A.1.875倍 B.1.375倍C.1.273倍 D.0.575倍123456√當(dāng)C的食物比例A∶B為1∶1時(shí)，設(shè)C獲得的能量為x，則需要A的能量為(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；當(dāng)C的食物比例A∶B調(diào)整為2∶1時(shí)，設(shè)C獲得的能量為y，需要A的能量為(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。兩種情況下，生產(chǎn)者的數(shù)量是一定的，所以55x＝40y，則y＝1.375x，即該生態(tài)系統(tǒng)能承載C的數(shù)量是原來(lái)的1.375倍。1234565.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖。下列說(shuō)法正確的是A.圖中A所固定的能量是B、C的能量之和B.若C增加1kg，則需要消耗A約42kgC.B營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)量一定多于C的個(gè)

體數(shù)量D.B的數(shù)量越多，C獲得的能量越少123456√123456A所固定的能量大于B、C的能量之和，A錯(cuò)誤；由圖可知，從A到B的能量傳遞效率為

×100%＝16%，從B到C的能量傳遞效率為

×100%＝15%，由此計(jì)算出C增加1kg，需要消耗A約42kg，B正確；B營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)量不一定多于C的個(gè)體數(shù)量，C錯(cuò)誤；一般情況下，B的數(shù)量越多，則B所含的能量越多，那么C獲得的能量也越多，D錯(cuò)誤。6.如圖是某人工魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過(guò)程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103kJ/(m2·y)]，據(jù)圖分析：(1)該生態(tài)系統(tǒng)中流入生物群落的總能量有哪些來(lái)源。__________________________________________________。12