能量流动计算

例析生态系统能量流动中的有关计算规律一、涉及一条食物链的能量流动计算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PgPnRA15o92o813o1B870.7369o4501.3C0.90o30o6D14161o979o1E211.520.1191o4分析回答：（1） 能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的，为什么 O（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.（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,为什么 【解析】首先根据表格、题干分析，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为BTDTATC,再根据公式②计算从第三营养级传递到第四营养级的效率是0.9/15。9=5.7%。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+0O6+79o1+191.4二785。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.【答案】（1）BB营养级含能量最多，B为生产者（2）5o7%o（3）增加。该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和【规律】①生态系统的总能量二生产者固定的全部太阳能二第一营养级得同化量某一个营养级得同化量②能量传递效率= 下一个营养级得同化量特别注意：必须是两个营养级的同化量作比。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2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg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（ ）Ao0.05% B.0.5% Co0o25% D。0。025%【解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物T昆虫T小鸟T鹰这一食物链中小鸟T鹰的传递效率为2/10=0.2,昆虫T小鸟的传递效率为2/0.25二0。125,绿色植物T昆虫的传递效率为100/1000=0。1,因此绿色植物到鹰的能量传递效率为0.1X0。125X0.2=0.0025，即0。25% 。也可计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。即：10kg的小鸟需要昆虫的生物量二10?（0。25?2）=80kg;80kg的昆虫需要绿色植物的生物量二80?（100^1000）=800kg.因此，从绿色植物T昆虫T小鸟T鹰的生物量依次为800kgT80kgT10kgT2kg,则鹰转化绿色植物的百分比为2/800X100%=0。25%。答案：C【规律】如设ATBTCTD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二M-a%-b%-c%o3、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（ ）A.24kJ B。 192kJ C。96kJ D.960kJ【解析】据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ,当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000X20%X20%X20%=192kJ。答案：B.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1kg,理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ）Ao25kg Bo125kg C。625kg D.3125kg【解析】据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算.设需消耗第一营养级的生物量为Xkg,则X=1?（20%）4=625kg。答案：C.【规律】①求“最多”则按“最高”值20%流动（已知）②求“最少”则按“最低”值10%流动（未知）较低营养级 ►V 较高营养级（未知）①求“最多”则按“最高”值10%流动（已知）②求“最少”则按“最低”值20%流动二、涉及多条食物链的能量流动计算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来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（ ）A.120kg Bo160kg C。60kg D。100kg【解析】根据题干，可绘出食物网如下：因此共需海洋植物为4X1/2X5+4X1/4X5X5+4X1/4X5X5X5=160kg.答案：B.【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。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水水蚤一虾一小早-大鱼-人.的能量相等。则人的体重每增加1kg,至少需要消耗水 !藻kg.【解析】由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少"需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：在“小鱼―大鱼―人''的传递途径中，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T人"的传递途径中，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T水蚤T虾T小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15?2?20%?20%?20%=937。5kg;在“水藻T小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15?2?20%=37.5kg.因此，水藻的生物量总量至少为937o5+37o5=975kg.答案：975。（完整word版）能量流动计算【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.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。水蓬—水蚤―虾―小鱼一大鱼—人少消耗水藻水蓬—水蚤―虾―小鱼一大鱼—人少消耗水藻人，传递效率按20%kg，最多消耗水藻kg【解析】本题中，最短食物链为水蚤T小鱼T计算•设最少消耗水藻为x,则xX20%X20%=1,所以x=25.要求