生态系统计算专题

高中生物生态系统计算专题一、生态系统能量流动的相关计算（一）（二）生态系统的能量流动1.生态系统的能量流动定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，输入生态系统总能量通常是生产者固定的太阳能，2.每一营养级能量来源与去路的分析(1)动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。(2)流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。能量的来源与去路：来源①生产者的能量主要来自太阳能②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量去路①自身呼吸以热能形式散失②流向下一营养级③遗体残骸等被分解者分解④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料的形式被储存起来的能量即某营养级同化的能量＝呼吸散失的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。（三）对能量流动的理解“能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。生态系统总能量来源：生产者固定太阳能的总量源头光能能量输入相关生理过程光合作用、化能合成作用总能量生产者固定的太阳能总量能量的传递传递形式：有机物传递渠道：沿食物链和食物网能量的散失相关生理过程细胞呼吸形式热能能量流动特点①单向流动；②逐级递减能量传递效率10%～20%（有关计算）（及时巩固）结构生态系统的组成成分食物链和食物网（营养结构）生态系统的稳定性恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力w.w.w.k.s.5.u.c.o.m抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力信息传递功能物质循环能量流动1、下图是某生态系统有关功能的示意图。下列叙述正确的是（）A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3、……及Z过程释放的CO2总量相等C．当该生态系统处予相对稳定状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%D．图中箭头也可表示该生态系统的信息传递方向2.以下表示动物利用食物的过程：正确的分析是()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3.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．流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)B．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1D.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)4．下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是()A．①是流入该生态系统的总能量B．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用。C．图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分5、下图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述中错误的是()A．流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N6B．能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5/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6、下图是某草原生态系统的能量流动模型。a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。下列分析正确的是（）A．该生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者B．狼同化的能量可表示为c=f+i+lC．若一段时间内草所固定的太阳能总量m，那么图中最高营养级所获得的能量为m×caD．若上述草原生态系统开发为农田生态系统，则群落的演替方式是初生演替。7.6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明、共享绿色未来”。草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。（1）图中食物网的简单，因此，该草原生态系统的______________能力较差，其______________稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有________________才能保证其物质循环的正常进行。（2）如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间的能量传递效率为10%～20%，那么鹰占据的营养级能得到的最低和最高能量值分别是_________KJ和__________KJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会__________。若外来生物入侵该区，则会导致草原的__________锐减或丧失。(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是__________和竞争。若某年兔种群的K值为1000只，且1只兔和4只鼠消耗的草量相等，其他条件不变的情况下，次年鼠的数量增加400只，则兔种群的K值变为__________只。用标志重捕法调查该区的种群数量时，若部分标记个体迁出，则导致调查结果__________（填“偏高”或“偏低”）(4)草原干旱时，兔摄取水分减少，体内细胞外液渗透压__________，引起__________渗透压感受器兴奋，增加抗利尿激素的释放，进而引起__________对水的重吸收增加，减少排尿量,以保持体内水平衡。8、某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境破坏，如图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图（单位：103kJ?m-2?a-1）．（1）计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为kJ/(m-2.a-1)．由图可知，营养级（填“较高”或“较低”）的生物在这场灾害中受到的影响较大．（2）在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为。（3）若某村落由于自然灾害在较长一段时间内不能得到外界援助，但尚可农耕及畜牧养殖，此种状态下可以适当改变膳食结构．例如，若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1：1调整为1：4，可供养的人口数量将是原来的倍．（能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字）（4）由图中可知：用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是．9．科研小组对某人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示。整理资料时，由于疏忽图中部分项目和数据模糊不能分辨。请你帮助恢复有关数据和项目，并回答有关问题：（能量单位：J/cm2．a，除表中所列的消费者外，其他类型的消费者忽略不计）（1）人工鱼塘生态系统的结构包括▲。（2）研究生态系统的能量流动一般将▲视为一个整体进行研究。若要调查某种肉食鱼类的种群密度常采用的方法是▲。（3）分析表中数据及各营养级能量的分配，表中A是指▲，表中的数据B为▲。（4）由于受到某种污染，导致每天鱼塘内鱼死亡个体逐渐增多，最后所有鱼类全部死亡，表明生态系统的▲是有限的。10、图1表示某人工鱼塘生态系统能量流动图解(单位：J／cm2·a)，图2是该生态系统人工放养某种鱼后相关的出生率与死亡率的变化曲线，请分析回答：(1)该生态系统中群落内部的能量主要以____________的形式存在，其中A代表_____________。(2)为保证各营养级都有较高的输出量，随营养级的升高，输入的有机物应增多，原因是__________________。植食物性动物从图1中的生产者同化的能量为______________J／cm2a。(3)由于某种因素，生产者短时间内大量减少，一段时间后又恢复到原来水平，说明生态系统具有_______________能力，该系统的抵抗力稳定性较低的原因是_____________________________。(4)图2中，AB段的种群年龄组成类型为_______________________；C点后，该种群死亡率明显增加，可能的原因是______________________。(5)已知该种群鱼的环境容纳量为K，请根据图2所示在右面坐标系中绘出该鱼种群数量变化与时间的关系曲线(标出B、D对应的数值)。11、下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。据图作答（1）图甲中，m1m2表示的能量形式分别为、。图甲中没有反映出来的生态系统成分是。不同生物不同能量生产者植食鱼类肉食鱼类流入下一营养级的能量14．0B0．24A22．93．92．0流向分解者的能量3．10．60．06有机物输入的能量2．05．0储存的能量70．09．05．2（2）图乙中，若A表示营养级II所摄入（吃进）的全部能量，则B表示，C表示。若图甲中营养级I所固定的太阳能总量为y，则对应在图乙中营养级I、Ⅱ间的能量传递效率是（选用图乙中所给字母书写表达式）。（3）由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是。（4）丙图为该生态系统中的几种生物之间的食物关系情况。若大量捕杀甲，则丙的数量在较长时间内的变化过程是。12、某弃耕农田的主要食物链由植物田鼠鼬构成，其能量图解模型如图，a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g、h、i表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。（1）此弃耕农田多年前曾发生过火灾，“野火烧不尽，春风吹又生’’是该生物群落演替过程的真实写照，与退耕还林后的群落演替的方向（填“相同”或“不同”），这体现了生态系统的稳定性．良好的植被能防风固沙、保持水土，体现了生物多样性的价值．（2）若要调查田鼠的种群密度，可采用法．在2hm2范围内，第一次捕获并标记50只田鼠，第二次捕获的田鼠中没有带标记的20只，带有标记的10只，则该种群密度是只/hm2．若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果（偏小/偏大或不变）．（3）能量沿植物→田鼠→鼬的流动是单向的，逐级递减的，能量主要是通过作用以的形式离开生态系统．据表可知，能量从田鼠到鼬的能量传递效率是．（4）根据该能量图解模型，若没有时间限制，下列等式成立的是。①a=d+g+b+j②b=c+h+k③f=l+i④a=g+j+h+k+i+l⑤c=i+e+f⑥d=b+j⑦a=g+j+h+k+i+f（5）该能量图解模型中还缺少生态系统组成成分中的。（6）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕．可见信息能够调节，以维持生态系统的稳定．