能量计算及物质循环
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×100﹪ 10﹪——20﹪
上一营养级同化量
生态系统中与能量流动有关的 计算
一、涉及一条食物链(A→B→C→D)的能量计算
1、计算能量传递效率
例1.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果, 表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物 同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-R）, R表示生物呼吸消耗的能量。 单位：102千焦/m2/年
较低营养 动
ຫໍສະໝຸດ Baidu
较高营养
级
级
（未知） ①求“最多”则按“最高”值10％（流已知）
动 ②求“最少”则按“最低”值20％流
动
二、涉及食物网（
）的能量流动计算
1、在能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算
例5.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，
假
如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来
A. 24kJ B. 192kJ
C.96kJ
D. 960kJ
例4.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增
加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（C ）
A. 25 kg
B. 125 kg
C. 625 kg D. 3125 kg
①求“最多”则按“最高”值20％流
（已知） 动②求“最少”则按“最低”值10％（流未知）
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4 501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
（2）该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率
是
。 析：食物链为B→D→A→C
第三营养级传递到第四营养级的效率是0.9/15.9=5.7%
（3）从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加 ？
复习回顾
1、生态系统的功能？ 能量流动、物质循环、信息传递 2、输入生态系统的总能量？ 生产者固定的太阳能总量
3、某营养级能量去向？ 呼吸消耗 （一般有三个去向） 被下一营养级利用 被分解者利用
4、能量流动的特点 ？ 单向流动、逐级递减 5、相邻营养级之间的能量传递效率计算公式及取值 范围？
下一营养级同化量
A. 0.05% B. 0.5%
C. 0.25% D. 0.025%
析：绿色植物→昆虫→小鸟→鹰 小鸟→鹰的传递效率为2/10=0.2 昆虫→小鸟的传递效率为0.25/5=0.125 绿色植物→昆虫的传递效率为100/1000=0.1 绿色植物到鹰的能量传递效率为0.1×0.125×0.2=0.0025，即0.25%
规律:对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食 物链并确定各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的 比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。
变式：若人的食物1/2来自植物，1/4来自小型食肉动物，1/4来自 羊肉，若各营养级之间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要 消耗的植物为＿ kg。
规律：如设A→B→C→D食物链中，传递效率分别为a％、b％、c％， 若现有A营养级生物重为M，则能使D营养级生物增重 的量=M·a％·b％·c％。
3、在一条食物链内，计算某一生物所获得的最多（最少）的能量
例3.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四
营养级生物最多能获得的能量是（ B ）
解析：植物→人：0.5÷10%＝5 kg； 植物→羊→人：0.25÷10%÷10%＝25 kg； 植物→羊→小型肉食动物→人：0.25÷10%÷10%÷10%＝250 kg； 因此：人增重1 kg共消耗植物5+25+250=280kg。
3、在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多（或最少）
的能量。
例7.如右图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水
藻
kg，最多消耗水藻
kg
最最生少多产消消者耗耗水水最最藻藻少大：：传1消消最最1×递×耗耗短长1率50食食××选选选选按物物51最最最最1=0链链02×％5短大长小水水1计0食传食传藻藻×算物递物递→→10链效链效小水×鱼蚤1率率0→→=21100人虾0%%5，→获获传小得递鱼得最效→最少率大多按鱼2→0消人％费，计者算
输入的总能量即为生产者固定的总能量Pg(生产者)＝870.7， 输出的总能量＝所有生物呼吸消耗能量之和 ＝13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5； 因为870.7＞785.5 所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和，生态 系统的总能量增加
规律：生态系统的总能量=生产者固定的太阳能总量 =第一营养级的同化量
2、已知各营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量
的传递效率
例2.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg
的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植
物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，
绿色植物到鹰的能量传递效率为（ C ）
自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率B 20%计
算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物 ( )
A.120kg B.160kg 植物
C.60k杂g 食 性D海.10洋0kg 鱼
草食鱼类
小型肉食鱼类
共需海洋植物4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg
规律:在能量分配比例已知时，直接根据已知的能量 传递效率按实际的食物链条数计算,最后将结果相加。
2、在能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算
例6.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个
营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人
的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻
kg。
在“小鱼→大鱼→人”中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5kg 小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝12.5kg 在“小鱼→人”中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5kg 因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15kg 同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”中， 水藻的生物量至少是7.5÷20%÷20%÷20%＝937.5kg； 在“水藻→小鱼”中，水藻的生物量至少是7.5÷20%＝37.5kg 因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg
上一营养级同化量
生态系统中与能量流动有关的 计算
一、涉及一条食物链(A→B→C→D)的能量计算
1、计算能量传递效率
例1.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果, 表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物 同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-R）, R表示生物呼吸消耗的能量。 单位：102千焦/m2/年
较低营养 动
ຫໍສະໝຸດ Baidu
较高营养
级
级
（未知） ①求“最多”则按“最高”值10％（流已知）
动 ②求“最少”则按“最低”值20％流
动
二、涉及食物网（
）的能量流动计算
1、在能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算
例5.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，
假
如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来
A. 24kJ B. 192kJ
C.96kJ
D. 960kJ
例4.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增
加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（C ）
A. 25 kg
B. 125 kg
C. 625 kg D. 3125 kg
①求“最多”则按“最高”值20％流
（已知） 动②求“最少”则按“最低”值10％（流未知）
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4 501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
（2）该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率
是
。 析：食物链为B→D→A→C
第三营养级传递到第四营养级的效率是0.9/15.9=5.7%
（3）从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加 ？
复习回顾
1、生态系统的功能？ 能量流动、物质循环、信息传递 2、输入生态系统的总能量？ 生产者固定的太阳能总量
3、某营养级能量去向？ 呼吸消耗 （一般有三个去向） 被下一营养级利用 被分解者利用
4、能量流动的特点 ？ 单向流动、逐级递减 5、相邻营养级之间的能量传递效率计算公式及取值 范围？
下一营养级同化量
A. 0.05% B. 0.5%
C. 0.25% D. 0.025%
析：绿色植物→昆虫→小鸟→鹰 小鸟→鹰的传递效率为2/10=0.2 昆虫→小鸟的传递效率为0.25/5=0.125 绿色植物→昆虫的传递效率为100/1000=0.1 绿色植物到鹰的能量传递效率为0.1×0.125×0.2=0.0025，即0.25%
规律:对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食 物链并确定各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的 比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。
变式：若人的食物1/2来自植物，1/4来自小型食肉动物，1/4来自 羊肉，若各营养级之间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要 消耗的植物为＿ kg。
规律：如设A→B→C→D食物链中，传递效率分别为a％、b％、c％， 若现有A营养级生物重为M，则能使D营养级生物增重 的量=M·a％·b％·c％。
3、在一条食物链内，计算某一生物所获得的最多（最少）的能量
例3.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四
营养级生物最多能获得的能量是（ B ）
解析：植物→人：0.5÷10%＝5 kg； 植物→羊→人：0.25÷10%÷10%＝25 kg； 植物→羊→小型肉食动物→人：0.25÷10%÷10%÷10%＝250 kg； 因此：人增重1 kg共消耗植物5+25+250=280kg。
3、在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多（或最少）
的能量。
例7.如右图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水
藻
kg，最多消耗水藻
kg
最最生少多产消消者耗耗水水最最藻藻少大：：传1消消最最1×递×耗耗短长1率50食食××选选选选按物物51最最最最1=0链链02×％5短大长小水水1计0食传食传藻藻×算物递物递→→10链效链效小水×鱼蚤1率率0→→=21100人虾0%%5，→获获传小得递鱼得最效→最少率大多按鱼2→0消人％费，计者算
输入的总能量即为生产者固定的总能量Pg(生产者)＝870.7， 输出的总能量＝所有生物呼吸消耗能量之和 ＝13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5； 因为870.7＞785.5 所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和，生态 系统的总能量增加
规律：生态系统的总能量=生产者固定的太阳能总量 =第一营养级的同化量
2、已知各营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量
的传递效率
例2.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg
的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植
物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，
绿色植物到鹰的能量传递效率为（ C ）
自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率B 20%计
算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物 ( )
A.120kg B.160kg 植物
C.60k杂g 食 性D海.10洋0kg 鱼
草食鱼类
小型肉食鱼类
共需海洋植物4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg
规律:在能量分配比例已知时，直接根据已知的能量 传递效率按实际的食物链条数计算,最后将结果相加。
2、在能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算
例6.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个
营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人
的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻
kg。
在“小鱼→大鱼→人”中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5kg 小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝12.5kg 在“小鱼→人”中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5kg 因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15kg 同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”中， 水藻的生物量至少是7.5÷20%÷20%÷20%＝937.5kg； 在“水藻→小鱼”中，水藻的生物量至少是7.5÷20%＝37.5kg 因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg