关于生态系统能量流动中的一些认识

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教育能量流动 |
分类: 试题研究和分析 |
试题研究:能量流动是生态系统的功能之一,能量传递效率是生态学试题中经常需要计算的(浙科版认为传递效率为10%)。教师在强调能量流动的计算时,经常会强调两点:一是能量传递效率是营养级之间的传递效率,不是一条食物链中的传递效率;能量是指同化量,不是摄入量。
在计算时,常见的错误主要是没有考虑营养级传递效率用10%,而是用一条食物链传递效率用10%,除非在算最大值和最小值时,假设为理想情况下,只有一条食物链。
一、值得商榷的试题
试题1:有这样一个食物链,如下图:假如鹰的食物中有2/5来自于兔子,2/5来自于鼠,l/5来自于蛇。那么,鹰若要增加20g体重,最多需要消耗植物多少克?
错误答案:5 600 g。
错误解析:能量传递效率为10%。鹰从兔子这种食物中得到的能量是20×2/5÷10%=80 g,兔子从植物中得到的能量是80÷10%=800 g;同理,鹰通过鼠从植物得到的能量也是800 g。鹰应从蛇得到的能量是80×1/5÷10%=40 g;蛇从鼠得到的能量是40÷10%=400 g;鼠从植物得到的能量是400÷10%=4 000 g。所以,鹰若要增加20 g体重,最多需要消耗植物是800+800+4 000=5 600 g。
正确解析:最多需要消耗植物应该用最长的食物链计算,植物→鼠→蛇→鹰,20g÷10%÷10%÷10%=20000克。
试题2:下图为某生态系统食物网简图,图中甲~庚代表各种不同的生物。
若各营养级之间的能量传递效率为10%,且一种生物摄食两种上一营养级的生物时,上一营养级生物被摄食的量相等,则丁每增加6 kg体重,需消耗生产者________kg。
错误答案:1 950 kg。
错误解析:丁每增加6 kg体重,需消耗食物60 kg,其中庚30 kg、甲30 kg,庚增加30 kg需戊300 kg,甲增加30 kg需戊150 kg、己150 kg,己增加150 kg需戊1 500 kg,所以共需戊300+150+1 500=1 950 kg。
正确解析:按照试题应该讲清楚至少,然后用最短的食物链计算,即戊→庚→丁,三个营养级,6 kg÷10%÷10%=600 kg
二、正确的试题
试题3:下图为该生态系统中部分生物构成的食物网,请回答问题:
图中的生物戊所占据的最高营养级为第______营养级。该食物网中,若生产者固定的总能量为1×108 kJ,能量传递效率按10%计算,则最高营养级至少能获得________kJ的能量。
答案:五 1×104
解析:图中的生物戊所占据的最高营养级为第五营养级,这是在食物链甲→乙→丁→丙→戊中出现的。按上述食物链计算,第五营养级同化能量为1×108×10%×10%×10%×10%=1×104 kJ。
试题4:如图所示是该生态系统的食物网,若E种群的总能量为5.8×109 kJ,B种群的总能量为1.6×108 kJ,从理论上分析,A种群获得的总能量是_____kJ(能量传递效率按10%计算)。
答案:4.2×107 kJ。
解析:已知E是生产者,共含有5.8×109KJ的能量,则第二营养级的同化量(包括B、C和D)5.8×109 KJ×10%=5.8×108KJ,又已知B生物种群总能量为1.6×108KJ,则C和D生物种群的总能量5.8×108KJ1.6×108KJ =4.2×108KJ,所以,A最多获得的能量是4.2×108KJ×10%=4.2×107KJ。
链接:有关能量流动的计算问题