高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第2节 生态系统的能量流动综合训练题

这是一份高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第2节 生态系统的能量流动综合训练题，共19页。

第2节　生态系统的能量流动
基础过关练

题组一　能量流动的概念及过程
1.下列关于能量流动的叙述,错误的是(　　)
A.能量流动主要是从生产者固定的太阳能开始的
B.能量流动的渠道是食物链、食物网
C.将消费者的粪便作为有机肥还田,可以使能量由消费者传给生产者
D.各营养级同化的能量都会有一部分用于自身的呼吸消耗
2.(2020天津第三中学高二上期末)初级消费者同化的能量,其去路不包括(　　)
A.用于自身生命活动
B.被第二营养级的其他生物所获得
C.通过呼吸作用被消耗掉
D.被分解者分解释放到环境中去
3.如图为生态系统中能量流动的部分过程。下列叙述不正确的是(　　)

A.①中的能量来自生产者的同化作用
B.分解者利用的能量一定比a小
C.b为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量
D.应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头
4.下图是某生态系统能量流动示意图,相关叙述正确的是(　　)

A.图中各营养级的生物只形成一条食物链
B.在一段时间内,第一营养级同化的能量①可能大于②③④之和
C.④表示通过呼吸作用释放的能量,可用于生物体的生长、发育和繁殖
D.流经所有生态系统的总能量都等于第一营养级同化的总能量

题组二　能量流动的特点及能量传递效率的计算
5.如图是测定某湖泊的能量流动情况图解[单位:J/(cm2·a)],则由图可知(　　)

A.流经该生态系统的总能量为464.6+12.5+293+96.3=866.4 J/(cm2·a)
B.从第一营养级到第二营养级、从第二营养级到第三营养级的能量传递效率依次约为13.5%、20%
C.由于生物不能在代谢中再利用热能,因此能量流动具有多向性和循环性的特点
D.若从生态因素考虑,存在于无机环境中的有毒物质经食物链逐级浓缩,因此营养级越高,生物个数越多,受害越小
6.如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔,有关解释正确的是(　　)

A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B.能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减
C.若甲和乙中玉米的数量相同,能量传递效率均为10%,且甲能养活10 000人,则乙能养活500人
D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低
7.(2020北京海淀八一学校高二上期末)下列有关生态系统能量流动的叙述,不正确的是(　　)
A.能量沿食物链、食物网流动时逐级递减
B.每个营养级总有部分能量流向分解者
C.生产者的光合作用使能量从无机环境流入群落
D.每个营养级的大部分能量被下一个营养级同化
8.如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位:J/(cm2·a)],据图分析,有关说法正确的是(　　)

A.该生态系统的第一营养级流向分解者的能量是20 J/(cm2·a)
B.该生态系统的第二营养级储存的能量是30 J/(cm2·a)
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15%
D.该生态系统中的生产者同化的总能量至少为500 J/(cm2·a)
9.如图为某人工鱼塘的主要能量流动图解,其中a、b、c、d为传递或输入给相关鱼的能量。下列相关叙述正确的是　(　　)

A.流经该生态系统的总能量全部来自植物光合作用固定的能量
B.鱼种甲和鱼种乙间的能量传递效率为b/a
C.鱼种甲获得的总能量为a+c
D.鱼种甲和鱼种乙间的能量传递效率为(b+d)/(a+c)
10.图1是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是106 kJ)。图2是水稻田中能量流经卷叶螟的示意图,其中A~C代表能量,数值表示能量值,单位为J/(hm2·a)。回答下列有关问题:

图1

图2
(1)图1中三个种群组成的食物链是　　　　　　　　　　　　　　。不同营养级之间能量以　　　　形式流动,第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为　　　　(保留一位小数)。 
(2)图2中A表示的含义是　　　　　　　　　　,B的数值为　　　　J/(hm2·a)。C的来源有　　　　　　　同化的能量。水稻同化的能量至少为　　　　　　。 
(3)生态系统能量流动的特点是　　　　　　　　　　　　　　。 
11.某生态系统仅由甲、乙、丙、丁、戊5个种群(不包括分解者)形成一定的营养结构,下表列出了各种群相关的能量值。下图中的B表示种群乙同化的能量,其中①~⑦表示能量值的多少。



种群
甲
乙
丙
丁
戊
同化的能量(kJ)
1.1×108
2×107
1.4×109
9×107
3.4×106
通过呼吸作用散
失的能量(kJ)
5.6×107
9.5×106
2.9×108
4.2×107
2.2×106

(1)写出该生态系统中的食物网:　　　　　　　　,在物种甲和物种丁之间的种间关系是　　　　。 
(2)种群乙和种群戊之间的能量传递效率为　　　　。 
(3)图中的C表示的是用于乙种群的　　　　　　　　　　的能量,其中④的能量值为　　　　　。 
(4)图中⑥所对应的能量值中　　　　(填“包含”或“不包含”)乙种群生物排出的粪便中所含有机物的能量。 

题组三　研究能量流动的意义
12.下列有关生态系统的能量及其生态学原理运用的叙述,正确的是(　　)
A.最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他生物
B.分解者可以通过分解消费者的粪便,从而获得该消费者所同化的能量
C.为提高作物的产量,可多给作物施用有机肥,实现能量的循环利用
D.可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性,以减少病虫害
13.清除田间杂草和鱼塘中肉食性的“黑鱼”,用生态学观点分析,其目的是(　　)
A.调整能量在生态系统中的流动方向
B.使物质和能量尽快地流动
C.保持生态平衡
D.保持生物群落的单一性

能力提升练

一、选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2020山东德州高二上期末,★★☆)如图表示某海域能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。据图分析下列说法正确的是(　　)

A.流入该生态系统的总能量为8.5×108 J/(m2·a)
B.图中B、C、D是消费者
C.能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为20%
D.A营养级用于生长、发育和繁殖的能量为5.6×106 J/(m2·a)
2.(不定项)(★★☆)陈巴尔虎草原是一代天骄成吉思汗的出生地,地处呼伦贝尔大草原腹地,素有“天堂草原”的美誉,如图为陈巴尔虎草原中几种生物之间的关系,下列说法错误的是(　　)

A.图中全部生物共同构成生物群落
B.草→兔的能量传递效率为10%~20%
C.DDT等难以分解的有毒物质会在狐和鹰体内富集
D.狐的同化量的一部分以狐的粪便的形式流入分解者
3.(2019广西南宁三中期中,★★☆)如图为生态系统能量流动图解的部分示意图,①②③④⑤各代表一定的能量值,下列说法中错误的是(　　)

A.⑤中包含了三级消费者粪便中的能量
B.各营养级同化的能量流向是完全相同的
C.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为③/②×100%
D.生物与生物之间的捕食关系不可逆转,所以能量流动具有单向性
4.(2019河北石家庄一中高二上期末,★★☆)如图为一食物网。若要使丙体重增加x,其食用的动物性食物所占比例为a,至少需要的生产者量为y,那么x与y的关系可表示为(　　)

A.y=10ax+10x
B.y=20ax+5x
C.y=25ax+5x
D.y=40ax+10x
5.(2020陕西西安高二上期末,★★☆)如图为生态系统的能量流动简图,下列叙述正确的是(　　)

A.甲是生产者,乙是无机环境
B.图中的“能量”可以被甲再次利用
C.图中“能量”多数以热能形式散失
D.一年中生产者同化的能量不可能小于群落输出的总能量
6.(2019河南开封高中高一月考,★★☆)某生态系统中有A、B、C、D、E五种生物,它们体内的DDT浓度见下表,由此可知,这五种生物之间构成的食物链或食物网最可能是(　　)
生物
A
B
C
D
E
DDT浓度(ppm)
0.005
2.0
1.8
25.5
0.04

A.A→E→C→B→D　　　 B.D→B→C→E→A

7.(2020广东肇庆高二上期末,★★☆)某生态农业的部分结构如图所示,下列叙述错误的是(　　)

A.该系统能做到自给自足,不需物质和能量的输入
B.实施秸秆的多途径利用,可提高能量利用率
C.优点是减少化肥的用量,降低农业投入,收获多种产品,有利于可持续发展
D.该系统可以使能量最大限度地流向对人类有益的方向
8.(2020贵州六盘水第八中学高二上期末,★★★)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

二、非选择题
9.(2019江苏南京、盐城二模,★★☆)如图是测定某湖泊能量流动的情况图解,单位为J/(cm2·a),请回答:

(1)流经该生态系统的总能量是　　　　J/(cm2·a)。 
(2)从第一营养级到第二营养级,能量传递效率是　　　　。 
(3)从生态系统的成分看,D属于　　　　。 
(4)如图表示某草原生态系统中两类动物(植食性动物和肉食性动物)利用食物的部分过程。植食性动物的粪便属于图解中的　　　　部分,能量由植食性动物流向肉食性动物的传递效率可表示为　　　　(用序号表示)。气温逐渐降低时,若⑥保持不变,青蛙的⑦/⑥的值将　　　　,而狼的⑦/⑥的值将　　　　　。 

10.(2019浙江宁波高考模拟,★★★)某自然保护区地震后,据不完全统计,植被毁损达到30%以上。图1为该地区在人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为×103 kJ/(m2·y)],图2表示恢复过程中某种群的种群密度对种群的出生率和死亡率的影响。请回答下列问题:

图1

图2
(1)如图1所示,输入该生态系统的能量是　　　　　　　　　　　　　　　　,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为　　　　(保留一位小数)。 
(2)图1中A表示　　　　　,图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是　　　　　　　　　　。 
(3)如图1所示,除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。计算可知,肉食动物需补偿输入的能量值至少为　　　　。 
(4)由图2可知,种群密度在　　　　点时,种群数量的增长率最大;在　　　　点时,表示该种群已达到环境容纳量(K值)。 
(5)若营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙,它们构成的食物关系如图3。

图3
其中,甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量为　　　　kJ(用含所给字母的表达式表示)。 
11.(★★☆)下图为某草原生态系统的食物网。下表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量变化(单位:百万千焦/年)。请分析回答下列问题:

种群
草
鼠
鹰
同化的总能量

19.0
3.5
用于生长、发育和繁殖的能量

9
1.0
呼吸消耗的能量
69.5

2.5
传递给分解者的能量
7.0
1.0
微量
(不计)
传递给下一营养级的能量
19.0

无
未被利用的能量
45.5
4.5


(1)图中的食物网中,如果鼠的数量大量减少,则蛇的数量变化情况是　　　　　　　　　　　。和鹰相比较,蛇的数量　　　　(填“先”或“后”)减少。 
(2)根据表格中的数据可知,草固定的总的太阳能是　　　　百万千焦/年,如果只考虑“草→鼠→鹰”一条食物链,则鹰增重1 kg,则需要消耗草　　　　kg(小数点后保留一位有效数字)。 
(3)调查鹰的种群密度时,正常情况下所测数据要大于实际数据,原因是 
　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析
基础过关练
1.C　能量流动主要是从生产者固定的太阳能开始的,A正确;能量是沿着食物链(网)流动的,B正确;将消费者的粪便作为有机肥还田,土壤微生物将粪便分解,其中能量被分解者利用或以热能形式散失,不会传递给生产者,C错误;各营养级同化的能量都会有一部分用于自身的呼吸消耗,D正确。
2.B　初级消费者属于第二营养级,其同化的能量首先有一部分用于自身呼吸消耗,其余的可用于自身生长、发育和繁殖等生命活动,这一部分能量将来随着个体死亡,遗体残骸的能量终将流向分解者,或者在生活过程中被更高营养级的生物捕食,能量流向下一营养级,但不会流向同一营养级的其他生物。
3.B　①指草食动物(初级消费者)粪便所含的能量,来自生产者的同化作用,A正确;分解者利用的能量包括①中的能量和b流入的能量,不一定比a小,B错误;a为初级消费者同化的总能量,b为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量,C正确;每个营养级的能量去向包括被下一营养级摄取、用于自身生命活动、被分解者利用和以热能形式散失,所以应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头,D正确。
4.B　每个营养级往往都包含多种生物,彼此间形成复杂的食物网,A错误;①代表生产者固定的总能量,②是初级消费者同化的能量,③代表分解者利用的能量,④代表呼吸消耗的能量,生产者固定的太阳能一部分用于呼吸消耗,一部分用于自身的生长发育,一部分被分解者利用,一部分流向下一营养级,所以在一段时间内第一营养级同化的能量①可能大于②③④之和,B正确;呼吸散失的能量为热能,不能用于生物体的生长、发育和繁殖,C错误;人工生态系统往往有人工投入能量,D错误。
5.B　流经该生态系统的总能量为464.6 J/(cm2·a),A错误;从第一营养级到第二营养级、从第二营养级到第三营养级的能量传递效率依次为62.8÷464.6×100%≈13.5%、12.6÷62.8×100%≈20%,B正确;能量流动的特点是逐级递减,单向流动,C错误;若从生态因素考虑,存在于无机环境中的有毒物质经食物链逐级浓缩,因此营养级越高,受害越大,D错误。
6.D　生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减,该特点为营养级之间的,所以一个吃玉米的人所获得的能量不一定比一个吃牛肉的人获得的能量多,A错误。能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%,B错误。若甲和乙中玉米的数量相同,能量传递效率均为10%,且甲能养活10 000人,则乙能养活1 000人,C错误。DDT在沿食物链流动时,出现富集现象,即营养级越高,生物体内积累的DDT越多,D正确。
7.D　能量流动的渠道是食物链、食物网,并且逐级递减,A正确;每个营养级的同化总量中都会有一部分能量流向分解者,B正确;生产者的光合作用使无机环境中的光能转化为群落生物体有机物中的化学能,C正确;能量传递效率一般在10%~20%之间,说明每个营养级的能量只有很少一部分流向下一营养级,D错误。
8.B　第一营养级流向分解者的能量不仅包括第二营养级排出的粪便中的能量,还包括第一营养级枯枝、烂叶、烂根等遗体残骸中被分解者利用的能量,AD错误;第二营养级的同化量中有50 J/(cm2·a)用于呼吸散失,剩下的30 J/(cm2·a)用于自身生长、发育和繁殖,B正确;题图中的15 J/(cm2·a)是第三营养级的摄入量,因为不知道第三营养级的同化量,所以不能计算出第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率,C错误。
9.C　流经该生态系统的总能量为植物固定的能量与投放饲料的能量之和,A错误;鱼种甲的同化总量为a+c,这其中传递给鱼种乙的能量是b,因此二者间的能量传递效率应为b/a+c,B、D错误,C正确。
10.答案　(1)种群Ⅱ→种群Ⅰ→种群Ⅲ　有机物　13.5%　(2)卷叶螟同化的能量　2.45×109　卷叶螟和水稻　3.5×1010 J/(hm2·a)　(3)单向流动、逐级递减
解析　(1)能量沿着食物链流动时是逐级递减的,再结合题图1中数据可知,三个种群组成的食物链是种群Ⅱ→种群Ⅰ→种群Ⅲ;不同营养级之间能量以有机物形式流动,第一营养级到第二营养级的能量传递效率=第二营养级的同化量/第一营养级的同化量×100%=15.0÷111.0×100%≈13.5%。(2)题图2中A表示卷叶螟同化的能量,B的数值为1.05×1010-3.5×109-4.55×109=2.45×109 J/(hm2·a);C包括卷叶螟粪便中的能量(属于其上一个营养级水稻同化的能量)和卷叶螟遗体残骸中的能量(属于卷叶螟同化的能量),因此C的来源是卷叶螟和水稻同化的能量。由题干中的关键词“至少”可知,能量的传递效率按20%计算,所以水稻同化的能量至少为(1.05×1010-3.5×109)÷20%=3.5×1010 J/(hm2·a)。(3)生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
11.答案　(1)　竞争　(2)17%　(3)自身生长、发育和繁殖　1.05×107 kJ　(4)不包含
解析　(1)按照能量流动的特点,可知该生态系统中的食物网为,物种甲和物种丁的种间关系是竞争。(2)种群乙和种群戊之间的能量传递效率为3.4×1062×107×100%=17%。(3)据题图分析,B表示种群乙同化的能量,则C表示的是用于乙种群的自身生长、发育和繁殖的能量,D表示种群乙呼吸散失的能量,其中④的能量值=种群乙的同化量-呼吸散失的能量=2×107-9.5×106=1.05×107(kJ)。(4)乙种群粪便的能量属于上一营养级的同化量,题图中⑥所对应的能量值中不包含乙种群生物排出的粪便中所含有机物的能量。
12.D　食物链中的最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他消费者,但能提供给分解者,A错误;因为消费者排出的粪便是消化后没有吸收的能量,所以不属于该消费者同化的能量,所以分解者从消费者的粪便中获取的能量应该属于消费者的上一营养级,B错误;能量只能单向流动,不能循环利用,C错误;可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性,以减少病虫害,D正确。
13.A　清除田间杂草的目的是调整能量在生态系统中的流动方向,使能量更多地流向农作物;清除鱼塘中肉食性的“黑鱼”的目的是调整能量在生态系统中的流动方向,使能量更多地流向其他鱼类。
能力提升练
一、选择题
1.C　由题图可知,A为第一营养级(生产者),其固定的能量7.5×106 J/(m2·a)是流经该生态系统的总能量,A错误;由于B和D的能量值之和远大于A的20%,且A、D、C的能量都有部分流向B,因此,图中B为分解者,B错误;第一、二营养级分别为A、D,二者之间的传递效率为(1.5×106)÷(7.5×106)×100%=20%,C正确;由于不知道A固定的能量有多少用于呼吸消耗,有多少流向分解者,因此其用于自身生长、发育和繁殖的能量也无法确定,D错误。
2.ABD　图中仅含生产者和消费者,缺乏分解者,不能构成群落,A错误;草是第一营养级,属于第二营养级的动物有兔和鼠,因此不能说草→兔的能量传递效率为10%~20%,B错误;DDT等难以分解的有毒物质会沿着食物链富集至最高营养级生物体内,C正确;狐粪便中的能量不属于自身的同化量,D错误。
3.B　三级消费者粪便中的能量是次级消费者流向分解者的能量,故⑤中包含了三级消费者粪便中的能量,A正确;除了最高营养级外,其余各营养级同化量的去向都有流向下一个营养级这一去向,B错误;②是初级消费者同化的能量,③是次级消费者同化的能量,所以第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为③②×100%,C正确;生物与生物之间的捕食关系不可逆转,所以能量流动具有单向性,D正确。
4.B　已知a表示丙的食物中动物性食物所占的比例,则1-a表示丙的食物中植物性食物所占的比例,要使丙体重增加x,至少需要生产者量为y,则能量传递效率应该取最大值20%,据此可以列式y=ax÷20%÷20%+(1-a)x÷20%=25ax+5x-5ax=20ax+5x。
5.C　由题图可知,甲是能利用太阳光能的绿色植物,即生产者,乙指的是分解者,将动植物遗体残骸中的能量释放到无机环境中,A错误;图中的“能量”多数以热能形式散失,不可被植物再利用,B错误,C正确;若群落处于退化过程中,则会出现一年中生产者同化的能量小于群落输出的总能量,D错误。
6.C　分析题表中的信息可知,A种群中的DDT浓度最低,处于最低营养级,其次是种群E的浓度较低,处于A种群的下一营养级,种群D的DDT浓度最大,处于最高营养级,B、C种群中DDT的浓度差异不大,可能处于同一营养级,介于E和D之间,因此这五种生物之间构成的食物网是,综上所述,C正确。
7.A　结合图示可知,该生态系统需要持续的能量输入,A错误;实施秸秆的多途径利用,可实现能量的多级利用,提高能量利用率,B正确;通过粪便、秸秆的再利用,降低了农业投入,减少化肥的用量,有利于可持续发展,C正确;该系统可以使能量最大限度地流向对人类有益的方向,D正确。
8.D　④/③值表示同化量中能积累储存在体内的能量比值,由于恒温动物需要分解有机物释放热能维持体温稳定,因此其呼吸消耗的能量相对较多,储存的能量较少,所以恒温动物的④/③值一般低于变温动物,A错误;10%~20%是食物网中相邻的两个营养级的同化量比值,即不同营养级间的能量传递效率,图中的③与①并非这种关系,B错误;③/②的比值代表摄入食物中有多少可以被消化吸收转变成自身的物质和能量,该值大小与物种本身的遗传特性有关,不易人为控制,所以提高圈养动物生长量可以考虑提高④/③值,比如减少动物活动等,C错误;③/②值可以从食物的消化吸收比例上考虑,食草动物的食物是植物,一般有比较多的植物纤维等不易被消耗吸收,而食肉动物以动物为食,相对吸收率更高,D正确。

二、非选择题
9.答案　(1)464.6　(2)13.5%　(3)分解者　(4)A　⑥/②×100%　升高　降低
解析(1)流经该生态系统的总能量是生产者光合作用所固定的太阳能的总量,由题图可知总能量是464.6 J/(cm2·a)。(2)一般来说,输入到下一营养级的能量中,只有10%~20%的能量能流入下一营养级,第一营养级A固定的太阳能为464.6 J/(cm2·a),流向第二营养级植食性动物的能量为62.8 J/(cm2·a),则能量传递效率是62.8/464.6×100%≈13.5%。(3)由题图可知,A生产者、植食性动物和肉食性动物都有部分能量流向D,则D属于生态系统中的分解者。(4)①摄入量=同化量+未同化量(粪便中的能量),所以植食性动物粪便中的能量属于图解中的A部分。能量传递效率=一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%,所以能量由植食性动物流向肉食性动物的传递效率可表示为⑥/②×100%。蛙为变温动物,气温降低时,其呼吸消耗量减少,产热减少,所以⑦/⑥的值会升高。狼属于恒温动物,气温降低时,其呼吸增强,产热增加,所以⑦/⑥的值将下降。
10.答案　(1)生产者固定的太阳能和人为干预输入的有机物中所含的稳定化学能　15.6%　(2)呼吸作用(消耗的能量)　有机物中稳定的化学能　(3)植被受损,流入该生态系统的能量减少,减轻植被恢复的压力　5×103 kJ/(m2·y)　(4)C　E　(5)25A/(1+4x)
解析　(1)题图1中,输入该生态系统的能量是生产者光合作用固定的太阳能和人为干预输入有机物中的化学能。第二营养级的能量为14+2=16×103kJ/(m2·y),第三营养级同化的能量是(14+2)-(0.5+4+9)=2.5×103 kJ/(m2·y),所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2.5/16×100%≈15.6%。(2)图1中A表示呼吸作用(消耗的能量),图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是有机物中稳定的化学能。(3)题图1中,地震后植被破坏严重,流入该生态系统的能量减少,所以除生产者外其他营养级需要额外补偿能量输入。输入肉食动物的能量=14+2-4-9-0.5=2.5×103 kJ/(m2·y),而肉食动物输出的能量=2.1+5.1+0.05+0.25=7.5×103 kJ/(m2·y),所以肉食动物需补偿输入的能量值至少为7.5-2.5=5×103 kJ/(m2·y),所以肉食性动物需补偿输入的能量值至少为5×103 kJ/(m2·y)。(4)由题图2可知,种群密度在C点时,出生率与死亡率的差值最大,即种群数量的增长率最大;在E点时,出生率等于死亡率,种群数量不再增加,表示该种群数量已达到环境容纳量(K值)。(5)假设至少需要消耗甲的能量为a,根据题干中的条件可知,a×x×20%+a×(1-x)×20%×20%=A,则a=25A1+4x。能量传递效率用20%计算,甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量为25A/(1+4x)kJ。
11.答案　(1)先减少,后增加,最后趋于相对稳定　先　(2)141
40.3　(3)第一次被捕捉并标记的个体再次被捕捉时,逃避被捕捉的能力提高,被捕捉到的概率降低
解析　(1)由图示可知:鼠是蛇的唯一食物来源,如果鼠的数量大量减少,则蛇的食物减少,蛇减少后,鼠的数量又相对增多,后趋于稳定,因此蛇的数量会先减少、后增加、最后趋于相对稳定。鹰捕食鼠和蛇,如果鼠的数量大量减少,则鹰可通过增加捕食蛇的数量而维持生存,因此和鹰相比较,蛇的数量先减少。(2)依据生态系统的能量流动过程和表中信息可知:草固定的总的太阳能是69.5+45.5+7.0+19.0=141 (百万千焦/年)。能量在相邻两个营养级之间的传递效率=某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%,据此结合表中信息可知:如果只考虑“草→鼠→鹰”一条食物链,则鹰增重1 kg,假设需要消耗草为M kg,则有M×[(19.0÷141)×100%]×[(3.5÷19.0)×100%]=1,解得M≈40.3。(3)运用标志重捕法估算种群密度的计算公式是种群数量(密度)=第一次捕获并标记的个体数×第二次捕获的个体数÷第二次捕获的个体中有标记的个体数。由于鹰第一次被捕捉并标记的个体,逃避再次被捕捉的能力提高,被捕捉到的概率降低,导致第二次捕获的个体中有标记的个体数减少,所以正常情况下所测数据要大于实际数据。