1、.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的計(jì)算方法一、食物鏈中的能量計(jì)算1. 已知較低營養(yǎng)級(jí)生物具有的能量（或生物量），求較高營養(yǎng)級(jí)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24000kJ ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級(jí)生物最多能獲得的能量是（）A. 24kJB.192kJC.96kJD. 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(jí)）所固定的能量，即 24000kJ ，當(dāng)能量的傳遞效率為20%時(shí)，每一個(gè)營養(yǎng)級(jí)從前一個(gè)營養(yǎng)級(jí)獲得的能量是最多的。因而第四營養(yǎng)級(jí)所獲得能量的最大值為：24000 20% 20% 20%=192kJ。答案： D規(guī)律： 已知較低營養(yǎng)

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

3、養(yǎng)級(jí)的生物量為X 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(jí)生物的能量（或生物量）時(shí)，若需計(jì)算較低營養(yǎng)級(jí)應(yīng)具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）時(shí)，按能量傳遞效率的最大值20%進(jìn)行計(jì)算，即較低營養(yǎng)級(jí)的生物量至少是較高營養(yǎng)級(jí)的能量（或生物量）5n（ n 為食物鏈中，由較低營養(yǎng)級(jí)到所需計(jì)算的營養(yǎng)級(jí)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(jì)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(shí)產(chǎn)生了240molO2，若能量傳遞效率為10%15%時(shí)，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量最多相當(dāng)于多少mol 葡萄糖？（）A.0.

4、04B.0.4C.0.9D.0.09解析：結(jié)合光合作用的相關(guān)知識(shí)可知：生產(chǎn)者固定的能量相當(dāng)于240 640mol 葡萄糖；生產(chǎn)者的能量傳遞給次級(jí)消費(fèi)者經(jīng)過了兩次傳遞，按最大的能量傳遞效率計(jì)算，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量最多相當(dāng)于40 15% 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(shí)，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(jì)算。二、食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)算1. 已知較高營養(yǎng)級(jí)從各食物鏈中獲得的比例，未告知傳遞效率時(shí)的能量計(jì)算。例 4. 下圖食物網(wǎng)中， 在能量傳遞效率為10% 20%時(shí)，假設(shè)每個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物從前一營養(yǎng)級(jí)的不同生物處獲得

5、的能量相等。則人的體重每增加1 kg ，至少需要消耗水藻kg 。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(jì)算。計(jì)算方法如下：.在“小魚大魚人”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“水藻水蚤蝦小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15 2 20% 20% 20% 937.5 kg ；在

6、“水藻小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是152 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(duì)于食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)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(jí)之間的傳遞效率，按照從不同食物鏈獲得的比例分別進(jìn)行計(jì)算，再將各條食物鏈中的值相加即可。2. 已知較高營養(yǎng)級(jí)從各食物鏈中獲得的比例，在特定傳遞效率時(shí)的計(jì)算。例 5. 若人的食物 1/2 來自植物， 1/4 來自小型食肉動(dòng)物， 1/4 來自羊肉，若各營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率為 10%時(shí)，人增重 1 kg 需要消耗的植物為 kg 。解析：根據(jù)題意可畫出食物網(wǎng)（右圖），從題

7、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(jì)算如下：植物人： 0.5 10% 5 kg ；植物羊人：0.5 10% 10% 50 kg ；植物羊小型肉食動(dòng)物人：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(duì)于食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)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(jì)算，再將各條食物鏈中的值相加即可。三、已知各營養(yǎng)級(jí)的能量（或生物量），計(jì)算特定營養(yǎng)級(jí)間能量的傳遞效率例 6. 在某生態(tài)系統(tǒng)中，1 只 2 kg 的鷹要吃10 kg

8、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(jí)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(jì)算出各營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率，再計(jì)算出綠色植物轉(zhuǎn)化為鷹的食物鏈中各營養(yǎng)級(jí)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） =800 kg 。因此，從綠色植物昆蟲小鳥鷹的生物量依次為800 k

9、g 80 kg 10 kg 2 kg ，則鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比為2/800 100%=0.25%。答案： C規(guī)律： 要計(jì)算能量傳遞效率，可先根據(jù)各營養(yǎng)級(jí)的生物量計(jì)算出各營養(yǎng)級(jí)的傳遞效率，并推算出不同營養(yǎng)級(jí)的生物量，最后計(jì)算出所需計(jì)算轉(zhuǎn)化效率的較高營養(yǎng)級(jí)（本題中的鷹） 的生物量 （或能量）占較低營養(yǎng)級(jí)（本題中的植物）的比例即可。四、鞏固練習(xí)1. 某人捕得一條重2 kg 的雜食海魚，若此魚的食物有1/2 來自植物， 1/4 來自草食魚類，1/4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kg。2. 在浮游植物浮游動(dòng)物魚這條食物鏈中，如果魚要增加1000 kg ，那么，至少需要浮游動(dòng)物和浮游植物分別是（）A.10000 kg和 50000 kgB.5000 kg和 25000 kgC.50000 kg和 50000 kgD.10000 kg和 10000 kg3. 某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是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. E1 100E3B.E1 100E3C.E1 25E3D. E 125E34. 有一食物網(wǎng)如右圖所示