生态系统的能量流动计算专题
能量流动计算的几种题型(共15张PPT)
规律：
6．假设一个生态系统的总能量为l00％，按 最高传递效率计算，第三和第四营养级的消 费者所获得能量分别为（ B ） A．0．8％和 0．8％ B．4％和 0．8％ C．4％和 4％ D．20％和 4％ 7．在植物→昆虫→蛙→蛇这条食物链中， 若蛇增加1g生物量，至少要消耗植物的生物 量是（ D ） A．1000g B．500g C．250g D．125g
2.下面表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个种群在一个达到生态 平衡中所含有的总能量，这四个种群的最简单的能量 流动的渠道应是（
种 群
）
甲
2.50
乙
13.30
丙
10.80
丁
0.28
戊
220.00
能量（107kJ·m2）
A. 戊→乙→丙→甲→丁 B. 戊→丙→甲→丁和戊→丁 C．戊→丙→甲→丁和戊→乙→甲→丁 D．戊→乙→甲→丁和戊→乙→丙→丁
4、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
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： 24000×20%×20%×20%=192kJ 答案：B。
1kg
10kg 160kg 25kg 5kg 25kg
4kg
1kg
125kg
5kg
10．如右图所示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能 量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等 7 的，第一营养级的同化能量为 2 10 KJ ,则鹰最终获得的能量是 ________。
生态系统中能量流动的计算
一．预备性知识
二．根据题目要求确定能量的传递效率(10— 20%)
三．确定各营养级能量的分配比例
例1．在草→食草昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰这条食 物链，若流经此食物链的总能量为100%，则按最高传递 效率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量分别为_______和 _______。
例2．分析生态系统的能量流动状况，应从生态系统的 ____________开始，若第二营养级所同化的能量为 2124.7KJ，第三营养级同化的能量为271.7KJ，则能量 从第二营养级到第三营养级的传递效率为___________。
5kg
人 1/4 0.25÷10%牛羊÷10%植物
1kg
25kg
280kg
¼ 0.25÷10%肉食动物÷10%牛羊÷10%植物 250kg
例5．如右图所示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的 能量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均 等的，第一营养级的同化能量为，则鹰最终获得的能量是 ________。
2．生态系统中能量的流动从生产者开始，以营养 级为单位，顺着食物链进行。
3．能量的同化量
上一营养级的同化量
×100%
（相邻两个营养级），为10---20%。
5．根据题目要求画出食物链和食物网
关于能量的传递效率，有很多题目会直接告 诉，这样题目的难度会适当降低，如果没 有直接说出，可以遵循以下规律去确定。
⑴生产者 最 最少 多传 传递 递能 能量 量— —
20% 10%
⑵最高营养级 获 获得 得最 最少 多能 能量 量— —
20% 10%
⑶最高营养级 消 消耗 耗生 生产 产者 者最 最少 多— —
生态系统的能量流动计算
能量传递效率的计算：
（1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷下一个营养级的同化量×100%
（2）同化量＝摄入量－粪尿量
每一营养级能量来源与去路分析：
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。
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：a：生产者的能量主要来自太阳能；
B：其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。
去路：a：自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；
b：流向下一营养级；
c；残体、粪便等被分解者分解；
d：未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
生态系统中能量流动的模型与计算
生态系统中能量流动的模型与计算生态系统是生物圈中多种生物和非生物因素相互作用的综合体。
模拟生态系统中的能量流动和营养物质循环可以帮助我们了解自然规律，预测生物圈的变化，以及开发可持续的资源管理策略。
在这篇文章中，我们将讨论生态系统中能量流动的模型与计算方法。
一、生态系统的能量流动在生态系统中，能量从一个营养级别转移到另一个营养级别。
生态系统的主要能量来源是太阳能。
植物通过光合作用转化太阳能为生物大分子，如葡萄糖。
动物则通过食物链获得能量，将有机物氧化为二氧化碳和水，并以此为燃料维持生命活动。
每个营养级别的生物尽管可以消耗过去营养级别生物的能量和营养物，却无法回收过去营养级别生物消耗掉的耗散能量。
同时，每个营养级别的生物在代谢进程中都会有耗散能量的形成，而这些耗散能量则流向更高纬度的生物等级。
尽管生态系统中存在能量的有限性，但生态系统是一个开放的系统，在较高的生物等级中可以进一步消耗其它能源来源。
例如，许多食肉动物同样会食草，或者是食食肉动物的其他生物。
二、能量流动的模型能量流动可以用生态系统网络模型进行探讨。
生态网络模型中，每个节点代表不同的生物种群，节点之间通过食物链相联结，而每条边代表能量和营养物的转移，例如，从一个草食动物到肉食动物，从种子到小型昆虫。
这个模型可以给予我们对一个生态系统中能量流动的更详细、更全面的理解。
生态网络模型为我们提供了理解生态系统中生物间相互依存和复杂互动的一种方法。
通过对物种依赖关系的模拟和分析，我们可以了解到一些物种如何与其它物种的生命周期相互作用、如何适应环境变化等等。
三、能量流动的计算方法为了更好地理解生态网络模型，我们需要进行数值计算。
基于运动种群的理论，我们可以得到生态网络模型的大量方程。
这些方程描述了系统内各个物种之间的相互影响，包括能量、稳定性、物种组成等方面。
当然，由于生态系统的复杂性和变化性，将生态网络模型精确地简化为可计算的形式仍然是非常困难的。
生态系统能量流动的相关计算
消耗最多能量（按÷10%来计算）
需（消耗）最少能量（按÷20%来计算）
2.有关能量在食物网中传递的计算
（1）已知最高营养级，求第一营养级
水绵→水蚤→甲壳类→海鸟
在图中海鸟获得能量最多的食物链是 _______ 。海 鸟每增加 1 千克，需消耗生产者生产的有机物至少是 ___________ 千克。 125 最多是10000 ______千克。
例1：森林中，蝉吃树，螳螂捕蝉，黄雀在后，可 构成一条食物链。如果黄雀增加体重10克，按理 论计算，最多需要蝉( )，最少需要蝉（ ）
D
B
A.125克
B.250克
C.500克
D.1000克
1.能量在食物链中传递的计算 食物链为：树蝉螳螂黄雀 设食物链为： A时，黄雀增得 BCD10克需蝉为： 当传递效率为 10% 3 M ÷ (20%) 最少需要 A增重 千克 10克÷ 10% ÷ 10% =1000克 则D增重M千克 此时传递效率最低，需蝉最多； 最多需要A增重 M÷(10%)3 千克
当传递效率为20%时，黄雀增得10克需蝉为： 10克÷ 20% ÷ 20% =250克 D最少增重 N×(10%)3 千克
则 A增重N千克 此时传递效率最高，需蝉最少； D最多增重 N×(20%)3 千克
知低营养级
获得能量最多（按x20%来计算） 获得能量最少（按X10%来计算）
求高营养级
知高营养级 求低营养级
DDT浓度(ppm) 0.005
• • • •
C 根据上表所列检查结果分析： A B D (1)五种生物的食物关系最可能是： E (2)能量流动的主要特点是： (3) DDT等有难分解的有毒物质在生物体内积累是通过 逐级递增 食物链 __________ 来实现的，特点是_________________
生态系统的能量流动规律总结
生态系统的能量流动规律总结一．生态系统的能量流动规律总结：1.能量流动的起点、途径和散失：起点：生产者；途径：食物链（网）；散失：通过生物的呼吸作用以热能形式散失2.流经生态系统的总能量：自然生态系统：生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统：生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向：非最高营养级：①自身呼吸消耗（以热能形式散失）②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用（转变成该营养级的生物量，不一定都有，最终会被利用）※②+③+④=净（同化）生产量（用于该营养级生长繁殖）；最高营养级：①自身呼吸消耗（以热能形式散失）②被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量流入某一营养级的能量来源和去路图：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析：（1）定量不定时（能量的最终去路）：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用。
这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
（2）定量定时：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；末利用即末被自身呼吸消耗，也末被下一营养级和分解者利用。
如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。
5.同化量与呼吸量与摄入量的关系：同化量=摄入量-粪便量=净同化量（用于生长繁殖）+呼吸量※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量，属于上一个营养级（生产者）的能量，最终会被分解者分解。
※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值，恒温动物要小于变温动物6.能量传递效率与能量利用效率：（1）能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%这个数值在10%－20%之间（浙科版认为是10%），因为当某一营养级的生物同化能量后，有大部分被细胞呼吸所消耗，热能不能再利用，另外，总有一部分不能被下一营养级利用。
生态系统中能量流动的相关计算 课件 (共13张 )
3.具有人工能量输入的能量传递效率计算 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部 分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第 三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能 量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量 (包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。
答案：(1)111 生产者 (2)13.5% 20% (3)60% (4)①呼吸作用消耗 ②未被利用 ③分解者
知高营养级 求低营养级
消消耗耗最最多少能能量量选 按 选 按最 最最 最长 小短 大食 传食 传物 递物 递链 效链 效率率1200%%计计算算
如已知 D 营养级的能量为 M，计算至少需要 A 营养级的能
量时，应取最短食物链 A→D，并以 20%的能量传递效率进行
计算，即为 M÷20%；计算最多需要 A 营养级的能量时，应取
小专题七 生态系统中能量流动的相关计算
1.设食物链为 A→B→C→D，分情况讨论如下： 已知 D 营养级增加的能量为 M，则至少需要 A 营养级的能 量＝M÷(20%)3，最多需要 A 营养级的能量＝M÷(10%)3。已知 A 营养级的能量为 N ，则 D 营养级最多可获得的能量＝N × (20%)3，最少可获得的能量＝N×(10%)3。
解析： 田鼠的同化量＝摄食量－粪便量＝×1010 J/ (hm2·a)－×109 J/(hm2·a)＝×109 J/(hm2·a)，用于生长 发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用散失的能量＝ 7.0× 109 J/(hm2·a)－4.55×109 J/(hm2·a)＝2.45×109 J/(hm2·a)，用 于生长发育和繁殖的能量/同化量×100%＝2.45×109 J/(hm2· ×109 J/(hm2·a)]×100%＝35%，A 正确；田鼠粪便中的 能量属于其上一营养级生物(即生产者)同化能量中流入分解者 能量的一部分，B 错误；以田鼠为食的天敌最多获得的能量＝ 7.0×109 J/(hm2·a)×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C 正确；田鼠 的上一营养级同化的能量至少为[7.0×109 J/(hm2 ·a)]÷20% ＝ 3.5×1010 J/(hm2·a)，D 正确。
生态系统的能量流动典型例题.doc
生态系统的能量流动
例1。
右图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1 X lO9KJ，B生物种群总能量为2.3 X lO8KJ，从理论上计算A贮存的总
能量最少为__4.8 X lO7____kJ。
例2. 某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有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，则该鱼至少需要海洋植物多少 kg？
则其消耗植物的最少量为5＋12.5＋62.5＝80。
例3：为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。
若将(草食)动物性，(肉食)动物性（只考虑次级消费者）与植物性食物的比例由1：1：1调整为1:1:4，地球可供养的人口数量是原来的____1.95______倍。
(能量传递效率按l0％计算，结果精确到小数点后两位数字)。
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1/4×1kg×10×10=25kg
3.绿色植物------>植食性动物------>小型肉食动物—-->人。
1/4×1kg×10×10×10=250kg
总共280千克
5.变式训练： 如果一个人食物有1/2来自绿色植物， 1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉， 那么该人每增加1千克体重，至少消耗植
14+2-4-9-0.5=2.5， 而肉食性动物所需能量为： 5.1+2.1+0.05+0.25=7.5， 所以需要补偿输入能量来维持生态系统平衡。 要计算能量传递效率，可先计算出较高营养级（本题 中的肉食动物）的生物量（或能量）占较低营养级（ 本题中的植食性动物）的比例即可。 即：能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级 同化量×100%
C 下列表述正确的是( )
A．a＝b＋c＋d B．a＞b＋c＋d C．a ＜b＋c＋d D．a＝b＋c
解析：人工鱼塘与生态鱼塘不同的地方是，人工 鱼塘源源不断地在向人类输出鱼，鱼塘中生产者 固定的全部能量远远不够供应鱼的要求，所以必 须同时源源不断添加鱼的饲料，那么答案就是 a<b+c+d。
3.假设下列食物网中，若人的体重增加1公斤，最少
自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率
为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植
D 物 （ ）
A．10千克
B．28千克
C．100千克
D．280千克
解析：一共Leabharlann 条路径：1. 绿色植物------------>人
1/2×1kg×10=5kg
2. 绿色植物------------->羊------------>人。
解析：从图中可以看出，E的能量传递有三条途径，但只有两 条途径能传递到A。 所以C和D获得的总能量为 (5.8×109－1.6×108÷20%)×20%＝1×109 kJ， 所以A获得的总能量最多为1×109×20%＝2.0×108 kJ。
2.在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、 初级消费者、次级消费者和分解者等成分。其 中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费 者、次级消费者和分解者的能量为b、c、d，
生态系统的能量流动的计算题
中牟四高生物组：张小建
1.如图所示为某生态系统中的食物网简图，若E
种群中的总能量为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
A 最多是(
)
A.2.0×108 kJ B.2.32×108 kJ C.4.2×108 kJ D.2.26×108 kJ
消耗水藻＿＿25＿＿ 公斤，最多消耗水藻＿1＿00＿0＿00 公斤？
规律方法： 若一食物网中，已知最高营养级增重为N， a.求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最 低传递效率计算； b.求最少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最 高传递效率计算。
4.如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来
物（ B ）
A．10千克 C．100千克
B．40千克 D．280千克
6.下图为地震损毁的某自然保护区人为干预下恢复过 程的能量流动图，计算可知，肉食性动物需补偿输入 的能量值为5，为什么？怎么计算？ 能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为 15.6%，为什么？怎么计算？
本题解析：
肉食性动物需补偿输入的能量为5是因为植被受损，由 上一营养级植食动物流入该生态系统的能量减少为：
15.6%=14+2-4-9-0.5/14+2