生态系统中能量流动的分析与计算

1．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是
A．田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖
B．田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/（hm2·a）
D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/（hm2·a）
【答案】B
109J/（hm2·a），C正确；田鼠的上一营养级同化的能量至少=7.0×109/20%=3.5×1010J/（hm2·a），D 正确。

2．如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况，其中a～d代表能量值。

请回答下列问题：
（1）a、b、c的数量关系可以表示为，d代表。

（2）若图示为第一营养级的能量流动情况，则图中缺少的能量流向是，该能量流向的能量值范围为。

（3）若图示为第二营养级的能量流动情况，假设该动物的摄入量为e，为了提高该动物的食物利用率，应提高（用字母表示）的值。

如果该动物为恒温动物，在气温逐渐降低时，假设b保持
不变，则b/a的值将（填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】（1）b=a+c流向分解者的能量值
（2）流向下一（第二）营养级的能量0.1b～0.2b （3）b/e（或b）减小
0.1b～0.2b。

（3）要提高该动物的食物利用率，需提高同化量与摄入量的比值或提高同化量的值，即
提高b/e（或b）的值。

当气温逐渐降低时，恒温动物为了维持体温的恒定，势必增加呼吸散失量（a），因此，在b保持不变的情况下，b/a的值将减小。

1．如下图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。

现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）
A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
【答案】D
【解析】本题考查的是能量流动的相关知识。

b＋c＋d＋e为生产者光合作用利用的光能，即本年度流入该生态系统的总能量，A正确；图中Q1为初级消费者，Q2为次级消费者，因此c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量，B正确；生产者的能量去向有四个方面：自身呼吸消耗（e）、被下一营养级利用（c）、被分解者分解、未被利用，因此b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量，C正确；初级消费者产生的粪便中所含的能量未被初级消费者同化，因此不包含在c中，D错误。

2．如图甲为自然生态系统的能量金字塔，图乙为城市生态系统的能量金字塔，下列相关解释不正确的是
A．图甲中食肉动物所含的能量一般为食草动物所含能量的10%～20%
B．甲生态系统受到DDT农药污染，污染物含量最高的是食肉动物
C．图乙中，人类一定处于第三营养级
D．图乙表示的生态系统，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化
【答案】C
生态系统，其中人起了关键作用，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化，D正确。

3．如图是生态系统能量流动的图解，对此图解的理解有误的是
A．方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．C所同化的能量为B的10%～20%
C．A固定的能量为流经该生态系统的总能量
D．A固定的能量是B、C、D的能量之和
【答案】D
D的能量之和，D错误。

4．如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J•m-2•a-l）。

下列叙述正确的是
A．该食物网中最高营养级为第六营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J•m-2•a-l
D．该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动
【答案】B
【解析】本题考查的是生态系统功能的相关知识。

该食物网中最高营养级是鲈鱼，为第五营养级，A错误；该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为（3 780＋4 200）÷31920×100%＝25%，B正确；
太阳鱼同化的能量去向有：呼吸作用消耗、流入下一营养级和被分解者分解利用，由图可知，只知道同化量和流入下一营养级的能量，不能得出呼吸作用消耗的能量，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D错误。

5．如图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位为kcal/（m2·a）。

下列说法错误的是
A．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
B．辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用
C．每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用
D．此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量
【答案】D
分解者不能利用的，还包括分解者分解来自各营养级的有机物，释放的能量一部分用于自身的生长发育，另一部能量则分通过呼吸作用以热能的形式释放到环境中去，D错误。

6．如图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。

有关解释正确的是
①吃玉米的人所获得的能量比吃牛肉的人获得的能量多
②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减
③若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B最多能养活1 000人
④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低
A．①③④
B．①②③
C．①②③④
D．③④
【答案】D
同，A能养活10 000人，则B最多能养活10 000÷10%×10%×10%＝1 000人，③正确；一条食物链中，营养级越高，难降解的污染物积累越多，所以土壤中含相同浓度的难降解污染物时，A中的人比B中的人体内污染物浓度低，④正确，综上所述，正确的有③④，D正确。

7．某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁，且三者所占比例相同，甲每增加3 kg体重，最少需要消耗乙
A．15 kg
B．35 kg
C．155 kg
D．1 100 kg
【答案】C
【解析】本题考查的是物质循环和能量流动的相关知识。

分析：杂食性鱼类甲的食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁，说明该生态系统存在的食物链有3条如下：乙→甲、乙→丙→甲、乙→丙→丁→甲。

杂食性鱼类甲的食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁，且三者所占比例相同，甲每增加3 kg体重，最少需要消耗乙的量为3×1/3×5＋3×1/3×5×5＋3×1/3×5×5×5=155 kg，C正确。

8．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是
A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
【答案】C
【解析】本题考查的黑丝生态系统功能的相关知识。

兔子吃了1千克的草，即摄入1千克草的能量，但摄入的能量并没有全部都流入兔子体内，粪便中的能量没有流入其体内，A错误；能量传递效率是指一个营养级中的能量只有10%～20%被下一个营养级所利用，每个营养级是以种群作为一个整体来研究的，
不能以个体为单位来衡量，B错误；生产者主要通过光合作用将无机物合成有机物，将光能转化成化学能储存在有机物中，所以能量就从无机环境流入到生物群落，C正确；生态系统的物质可循环，能量不可循环，并沿着食物链和食物网单向流动，逐级递减，D错误。

9．某同学绘制了如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中不正确的是
A．生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+A2+B2+C2）
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×l00%
C．流入初级消费者的能量为（A2+B2+C2+D2）
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
【答案】A
【解析】本题考查的是生态系统功能的相关知识。

据图分析，A呼吸作用消耗，B未被利用，C流向分解者，D表示流入下一营养级。

能量流动的特点是单向流动、逐级递减。

生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋D1），A1呼吸作用消耗，B1未被利用，C1流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2是流入下一营养级的能量，A错误；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1（A1＋B1＋C1＋D1），B正确；流入初级消费者的能量为D1＝（A2＋B2＋C2＋D2），C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减。

单向流动：沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来流动，逐级递减：前一种生物所包含的能量只有10%～20%能够传给下一营养级，其他的能量都损耗掉了，D正确。

10．如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。

现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是
（注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）
A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B．c1表示初级消费者流入次级消费者的能量
C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在其所同化的能量中
【答案】D
表示初级消费者流入次级消费者的能量，B正确；图中a表示上一年留下来的能量，e表示呼吸消耗量，c表示流向下一个营养级的能量，b和d表示未被利用的能量和流向分解者的能量，C正确；初级消费者产生的粪便中所含的能量不属于其所同化的能量，D错误。

11．如图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中的C所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
【答案】D
营养级除外），所以A所具有的能量应该大于B、C、D的能量之和，即A﹥B＋C＋D，D错误。

12．假如一杂食海鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。

能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼干重增加4kg，共需海洋植物干重
A．28 kg
B．280 kg
C．16 kg
D．160 kg
【答案】D
【解析】本题考查生态系统的能量流动等知识。

该杂食性鱼干重增加4 kg，其食物需4÷20%=20 kg，其中来自植物20×1/2=10 kg，来自草食鱼类20×1/4=5 kg，来自小型肉食鱼类20×1/4=5 kg，5 kg 小型肉食鱼类需要草食鱼类5÷20%=25 kg，草食鱼类需要30÷20%=125 kg植物，所以植物共
10+25+125=160 kg。

13．如图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动图解，图中字母代表相应能量，下列说法正确的是
A．图中用于桑树生长发育繁殖的能量是A
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．第一、二营养级间的能量传递效率用（A1+B1+C1+D1）/C
D．蚕丝中所含的能量来自蚕中的B1
【答案】D
【解析】本题考查的是生态系统能量流动的相关知识。

A为输入生态系统的总能量，净光合作用C=总光合作用A-呼吸作用散失A1，C将用于桑树自身生长、发育和繁殖，A错误；图中未利用的能量是指桑树同化的总能量减去桑树呼吸消耗的能量、被分解者分解利用的能量和流入蚕的能量后剩余的能量，B 错误；第一、二营养级间的能量传递效率=蚕的同化量÷桑树的同化量=（A1+B1+C1+D1）/A，C错误；蚕丝中所含的能量来自未利用的能量B1，D正确。

14．如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述错误的是
A．流经该生态系统的总能量为N2，流向蜣螂的能量（N6）来自生产者
B．能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N4/N2×100%
C．N5将有两个去向，其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖
D．能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递
【答案】B
C正确；能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递，三者相辅相成，不可分割，D 正确。

15．如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项叙述正确的是
A．第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为[（③+④）/②]×100%
B．图中④包含了次级消费者粪便中的能量
C．由于生产者所含能量最多，所以积累在体内的不易分解的有毒物质也最多
D．在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于⑤
【答案】D
【解析】分析图解可知，图中⑤表示生产者同化的能量，该能量为流经生态系统的总能量；①②③分别表示初级消费者、次级消费者、三级消费者同化的能量；④表示次级消费者流向分解者的能量。

能量传递效率用相关营养级的同化量计算，第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为（③/②）×100%，A错误；粪便中的能量属于上个营养级流向分解者的，则次级消费者粪便中的能量应包含在初
级消费者流向分解者的能量中，而不是④次级消费者流向分解者的能量中，B错误；食物链对不易分解的有毒物质有富集作用，即营养级越高，含量越多，C错误；在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施弥补光合作用的不足，进而饲养更多的鱼类，故人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于⑤，D正确。

16．如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向（d表示该营养级未被利用的能量）。

下列有关叙述不正确的是
A．图中a1、a2可表示生产者与消费者通过呼吸作用消耗的能量，但所占比例不符
B．生态系统中能量传递效率为[（a2+b2+c2+d2）/（a l+b l+c l+d1）]×100%
C．消费者从生产者摄取的能量数值可用b1表示
D．在食物链中，各营养级生物获得能量的方式及能量的用途相同
【答案】D
再流向下一营养级，即各营养级生物获得能量的方式及能量的用途不完全相同，D错误。

17．如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析[图中所示数值的单位是J/（cm2·a）]，G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。

下列相关叙述不正确的是
A．与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构
B．由G到H的能量传递效率为13.51%
C．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落
D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系
【答案】C
费者，其包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系，D正确。

18．如图为某草场生态系统的部分能量流动示意图，图中Q表示牧草在一年内固定的太阳能总量，Q1、Q2，Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠体内的能量。

下列叙述不正确的是
A．图中鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级
B．Q与（Q1+Q2+Q3）的差值为牧草呼吸作用消耗的能量
C．在能量流动的过程中，存在着信息传递
D．保护鹰和食虫鸟，利于人从生态系统中获得更多的能量
【答案】B
【解析】据图分析可知，鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级，A正确；生产者同化的能量（Q）去向：①自身呼吸消耗，②流向分解者，③流向第二营养级，Q1+Q2+Q3只是流向第二营养级的能量，B 错误；在能量流动的过程中，伴随着信息传递，C正确；保护鹰和食虫鸟，食草昆虫和鼠就不会泛滥成灾，牲畜就会得到相对多的能量，从而有利于从生态系统中获得更多的能量，D正确。

19．图甲表示某自然保护区内某种动物20年间的数量变化曲线，其中λ为当年种群数量与一年前种群数量的比值。

图乙为该保护区内的能量流动过程示意图[单位为103 kJ/（m2·y）]，A、B、C、D代表不同类型的生物，每一营养级所同化的能量都被分为E1、E2两部分。

请回答下列问题：
（1）图甲中前4年种群数量（填“增大”“减小”或“基本不变”），第8年调查该动物的年龄组成，最可能表现为型；第年种群密度最低；由于保护措施得力，第16～20年间该动物种群密度呈型增长。

（2）图乙中C代表，E1代表的含义。

（3）为了保证各营养级能量的需求，随着营养级升高，人为输入的有机物应该，图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为（保留小数点后一位）。

【答案】（1）基本不变衰退10 “J”
（2）分解者储存在生物体内有机物中的能量
（3）增加16.7%
【解析】（1）图甲中前4年λ=1，所以该种群数量基本不变；在第4～10年间λ《1，该种群数量减少，其年龄组成最可能表现为衰退型；第16～20年间λ》1且保持不变，所以在第16～20年间，该动物种群数量呈“J”型增长。

（2）图乙中，A、B、D的部分能量均可流向C，可推断出C为分解者。

每一营养级所同化的能量都被分为E1、E2两部分，图乙中E1的去向包括流入下一营养级和流向分解者，可得出E1为用于生长、发育和繁殖等的能量，即储存在生物体内有机物中的能量。

（3）由于第二营养级存在有机物输入，故第二营养级的同化量为（16+2）×103 kJ/（m2·y）；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，故食物链中营养级越高，所获得的能量越少，所以为保证各营养级能量的需求，随着营养级的升高，人为输入的有机物应该增加；第二营养级的同化量为18×103 kJ/（m2·y），第三营养级的同化量为3×103 kJ/（m2·y），所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为[（3×103）/
（18×103）]×100%=16.7%。

20．微藻是一群体型微小、能进行光合作用的低等植物的总称，微藻在水产养殖、水质净化等方面得到了广泛应用。

运用微藻的水产养殖方式称为绿水养殖，水体中不含微藻的养殖方式称为清水养殖。

如图所示为以微藻为核心的水体生态系统模型，请回答下列问题：
（1）该水体生态系统模型中有条食物链，虾同时占有第营养级，鱼和虾的种间关系为。

（2）在一定时间内，各营养级消费者所获得的能量总和（填“大于”“等于”或“小于”）生产者所固定的太阳能总量。

该水体生态系统能量流动的特点是。

（3）清水养殖过程中，通常需要添加硝化细菌、芽孢杆菌等菌剂。

为提高芽孢杆菌的使用效果，芽孢杆菌制剂使用前加入葡萄糖溶液中6～8小时的目的是。

硝化细菌能将水体中对动物有毒害的氧化成亚硝酸盐、硝酸盐，从而起到净化水质的作用。

（4）与清水养殖相比，绿水养殖的优点有降低水体中氮和磷的浓度、、等作用。

【答案】（1）6 二、三捕食和竞争
（2）小于单向流动、逐级递减
（3）进行芽孢杆菌的活化、增殖氨（NH3）
（4）增加水体溶解氧含量减少饲料使用（答案合理即可）
硝酸盐，从而起到净化水质的作用。

（4）与清水养殖相比，绿水养殖的优点有降低水体中氮和磷的浓度、增加水体溶解氧含量、减少饲料使用等作用。