图解生态系统能量流动

能量流动是生态系统的重要功能之一，其中关于生态系统能量流动的过程分析，也是学习中的难点。由于同学们普遍缺乏从课本理论向实际模型的转化能力，因此在面对试题中设置的模拟情景时，难以正确分析或者顾此失彼。下面将结合例题，通过几个能量流动图解，帮助大家进一步理解生态系统中能量流动过程的实质。

例1 以下表示动物利用食物的过程，正确的分析是（ ）

[食物 ①获取量 ②食入量 ③同化量 ④有机物质积累量

未获取量 未食入量 未同化量 呼吸代谢消耗量]

A.恒温动物的④/③值一般高于变温动物

B.哺乳动物的③/①值一般为10%～20%

C.提高圈养动物生长量一般需提高③/②值

D.食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物

解析 恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以④有机物的积累量较少，其④/③值一般高于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/（①+未获取量）。肉食动物与草食动物的③/②值大小无法比较。③/②值越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量。

答案 C

点拨 以初级消费者为研究对象，其能量流动概念图如下：

[初级消费者

摄入][初级消费者

同化][用于生长

发育繁殖][次级消费者

摄入][分解者利用][粪便][生产者][呼吸][散失][散失][呼吸][遗体

残骸][…]

首先，“同化”是指生物由外界吸收物质和能量转化为自身的物质和能量。从图中可以看出，摄入的食物未被吸收的物质以粪便的形式排出体外，其它进入内环境的物质和能量就是同化的量。从而推出等式：摄入量-粪便量=同化量。

其次，“用于生长、发育、繁殖”是指从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展变化。简而言之，生物从外界吸收的物质和能量，除用于呼吸消耗保证基本的生命需要之外，剩下的都用于生长、发育、繁殖，等同于“净同化量”。从而推出等式：同化量=呼吸消耗+净同化量，净同化量=流入下一营养级+流向分解者+未利用部分。

例2 下图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计（单位略），有关说法正确的是（ ）

[树木主干

440×1010

（58%）][枯枝落叶

310×1010

（41%）][未伐树

255×1010

（58%）][砍伐树

185×1010

（42%）][木材

130×1010

（70%）][树根

54×1010

（30%）][分解者

285×1010

（92%）][积累

25×1010

（8%）][

能量Q

754×1010][动物 4×1010]

A.“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量

B.无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性

C.18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010

D.动物的存在加快了人工松林的物质循环

解析 图中“能量Q”是生产者用于自身生长发育和繁殖的能量，A错误；从图中信息可知，从生产者到动物的能量传递效率极低，要维持该生态系统的稳定应人工补充能量，B错误；分解者获得的能量中还有动物流向其的能量，C错误；生态系统中消费者的存在能加快物质的循环，D正确。

答案 D

点拨 生态系统能量流动基础知识及规律小结：

（1）能量流动的起点：生产者（主要是植物）固定的太阳能；

（2）能量流动的渠道：食物链和食物网；

（3）能量流动中能量形式的变化：太阳能生物体内有机物中的化学能热能（最终散失），热能不能被生物群落利用，即能量流动无法循环；

（4）能量在食物链流动的形式是：有机物（食物）中的化学能；

（5）能量散失的主要途径：细胞呼吸（包括各营养级的生物本身的呼吸及分解者的呼吸），主要形式是热能（对生物群落而言，相当于能量输出）；

（6）能量来源：生产者的能量来源于太阳能；各级消费者的能量一般来自上一个营养级（同化量=摄入量-粪便中所含能量）；分解者的能量来自生产者和消费者。

例3 如图所示生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值，下列各项不正确的是（ ）

[三级消费者][次级消费者][初级消费者][生产者][分解者] [①][②][③][④][⑤][⑥][⑦]

A.次级消费者的粪便中的能量去路包括在④途径中

B.从能量关系看②>③+④

C.一般情况下，三级消费者增加1kg，至少需要生产者125kg

D.由于生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具有单向性

解析 次级消费者的粪便中的能量并没有被次级消费者同化，因此不能包括在④途径中；②是由第二营养级传递给第三营养级的能量，也就是次级消费者同化的能量，该能量的去向除了③由第三营养级传递给第四营养级的能量，④次级消费者被分解者分解利用的能量以外还包括次级消费者自身呼吸消耗，因此②>③+④；三级消费者增加1kg，至少需要生产者1×（20%）3=125kg；由于食物链的相邻营养级之间都是捕食关系，因此能量流动不可逆转，具有单向性。

答案 A

点拨 （1）能量是以有机物为载体沿食物链流动的。但食物被被某营养级捕食并不代表其中能量被该营养级全部获得。某营养级生物的食物摄入量=本营养级同化量（即输入量）+粪便量；（2）某营养级生物的粪便并未被该营养级同化，所以该营养级生物的粪便中的能量仍应属于上一营养级，去向是最终被分解者分解；（3）能量在相邻两个营养级间的传递效率一般在10%～20%。问高营养级增重至少需要多少低营养级生物，则取最短食物链，最高传递效率；最多则反之；（4）能量流动的特点：单向流动、逐渐递减。既不能逆向流动，又不能循环流动。

1.某草原生态系统一条食物链ABC中，各种群对能量的同化、利用、传递等数量关系如下表。已知该生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦，但其中149875百万千焦的能量未被生产者固定，下列有关叙述正确的是（单位：百万千焦）（ ）

[种群＼&同化量＼&净同

化量＼&呼吸

消耗＼&传递给

分解者＼&传递给下

一营养级＼&未被利用

的能量＼&A＼&＼&＼&65.5＼&3.0＼&15.0＼&41.5＼&B＼&14.0＼&5＼&＼&0.5＼&2＼&2.5＼&C＼&2＼&0.6＼&1.4＼&微量（不计）＼&无＼&＼&]

A.种群A、B、C构成了该生态系统的生物群落

B.种群B个体数量的变化是种群C对其选择捕食的结果

C.能量从B到C的传递效率为12%

D.种群A的净同化量为59.5百万千焦

2. 如图①表示某生态系统的能量金字塔图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。图②是对图①中的各营养级所含有的能量进行分类剖析（注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）。下列分析不正确的是（ ）

① ②

A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量

B.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中

C.b和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量

D.c1表示初级消费者所含能量中被次级消费者所同化的量

3. 下图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物（j是未利用部分），方框大小表示使用量。下列叙述正确的是（ ）

上消费者][分解者][其它][h][h i j k][h i j k][h

i

j]

A.进人该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等

B.生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量

C.流向分解者的k可被生产者直接吸收利用

D.流经该生态系统的物质和能量可循环利用

1.D 2.B 3.B