有关生态系统的能量流动图类试题的解题技巧

【摘 要】本文根据生态系统的能量流动图的特点，将之归纳为三种图，“一来二去”图、“一来三去”图和“一来四去”图，并就以此三种图为载体的试题类型进行分析，讲解有关能量流动图的常见题型的解题技巧。

【关键词】高中生物 能量流动图 变式训练 解题技巧

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）09B-0158-03

生态系统的能量流动作为生态系统重要功能之一，是高考的频考点。能量流动的过程和特点作为本节的重点和难点，教材主要通过三个能量流动图来进行阐述。因此，对本节内容的考查也常以这三个能量流动图作为载体进行考查。现就此问题进行探讨。

一、三个能量流动图的知识梳理

为了便于理解，笔者把教材中“能量流经第二营养级示意图”做如图 1 的处理。该种图的特点是主干中的能量都有一个来源和两条去路，笔者把这种图简称为“一来二去”图。

图 1 中，由于次级消费者的粪便是未能消化吸收的食物（初级消费者）残渣，没有被其利用，所以其粪便中的能量属于初级消费者的能量，这部分能量和初级消费者遗体残骸中的能量都是被分解者利用的。这样，初级消费者的同化量就可以归纳为三条去路：

初级消费者同化量=呼吸作用散失量①+次级消费者同化量②+遗体残骸等被分解者利用的能量③

除了最高营养级外，这个公式对其他营养级均适用，从而得到生态系统能量流动图（图2 ），这就是笔者所称的“一来三去”图。

对于赛达伯格湖能量流动图（图 3），与图 2 相比，差别在于每一营养级能量都多出一条去路——未利用部分，笔者把这种图简称为“一来四去”图。原因是图 3 是林德曼在某段时间内在对该湖的能量流动进行定量分析的前提下构建起来的，在这段时间内，每一营养级总有一部分个体的能量既未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用，而是積累在生物体内或以化学燃料的形式储存起来，从而出现暂时未利用这部分能量的情况。当然，如果时间足够长，这部分能量最终还是会被另外三条去路利用掉。

二、易错点梳理

1.能量传递效率是指相邻两个营养级的同化量数值之比，即下一营养级同化量与本营养级同化量的百分比，针对的对象是相邻两个营养级的所有个体，不是两个种群，也不是两个个体。

2.某一营养级产生的粪便中的能量，属于上一营养级同化的能量，而不属于本营养级。

3.每一营养级能量的来源和去路上，都遵循物理学上的能量守恒定律。

三、活学活用，学以致用

（一）夯实基础稳起步

〖例1〗（2014 年合肥高三质检二第 6 题）如图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位为 J/（cm2·a）]，据图分析，有关说法正确的是（ ）

A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为 400

B.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是 100

C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是 20%

D.该生态系统第三营养级同化的能量是 15

〖简析〗本题考查的是“一来二去”图，容易得出 a 表示第二营养级的摄入量，能量值为 100；b 表示第二营养级同化量，能量值为 80；c 表示用于生长、发育和繁殖的能量，能量值为 30；d 表示呼吸作用散失的能量，能量值为 50；e 表示遗体残骸及粪便中被分解者利用的能量，能量值为 35（其中粪便的能量值为 20）。由于第二营养级同化量的能量值为 80，按照公式：能量传递效率=（第二营养级同化量/第一营养级同化量）×100%=10%～20% 计算，至少需要第一营养级同化的能量为 80÷20%=400。图中只给出第三营养级（次级消费者）摄入的能量为 15，未给出其粪便中的能量，无法推算出其同化量。答案为 A。

〖例2〗（2018 届三维设计课时跟踪检测（三十五）第 10题）如图为草原生态系统的能量流动图解模型，a、b、c 分别表示流入各营养级生物的能量，d、e、f 分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，g、h、i 分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，j、k、l 分别表示流入分解者的能量，下列说法正确的是（ ）

A.图中 a=d，b=e，c=f

B.k 中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量

C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级

D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是 e/d

〖简析〗本题主要考查的是“一来三去”图，但又综合了“一来二去”图的部分内容：同化量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用散失的能量。容易得出 a=g+b+j=g+d；b=h+c+k=h+e；c=i+l=i+f。解题时还需注意两点，一是“一来三去”图中分解者利用的能量除了包括本营养级遗体残骸的能量，还包括下一营养级粪便中的能量（最高营养级除外）；二是能量传递效率是两个相邻营养级的同化量数值之比。答案为B。

（二）强化巩固走得欢

〖例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.生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2）

B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 D1/W1

C.流入初级消费者的能量为（A2+B2+C2）

D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减

〖简析〗本题考查的是“一来四去”图。生产者固定的总能量为 W1=A1+B1+C1+D1，其中 D1 表示流入初级消费者的能量；初级消费者同化量为 D1=A2+B2+C2+D2，其中 D2 表示流入次级消费者的能量。答案为 C。

〖例4〗（2013 年西工大附中适应性训练三第 6 题）如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P 为生产者，Q1 为初级消费者，Q2 为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（ ）

A.b+c+d+e 为本年度流入该生态系统的总能量

B.c1 表示初级消费者流入次级消费者的能量

C.b 和 d 之一可代表生产者传递给分解者的能量

D.初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在其所同化的能量中

〖简析〗本题主要考查“一来四去”图的变式，只是“上一年留下来的能量”作为干扰因素出现，使每一营养级能量分为五部分，咋一看图容易感觉不知所措。其实只要理解流入生态系统的总能量是生產者固定的太阳能，本题就迎刃而解了。本年流入这个生态系统的总能量是 b+c+d+e，有四条去路，c、c1 作为相应下一营养级的四部分能量之和，表示相应营养级的同化量；已知 e、e1、e2 表示呼吸消耗量，则 b、d 系列表示相应营养级被分解者利用的能量和未被利用的能量。某营养级产生粪便中的能量属于上一营养级同化的能量。答案为 D。

（三）能力提升跑得快

〖例5〗地震损毁的某自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动关系如下图（单位：103 kJ·m-2·a-1）。据图分析，下列说法不正确的是（ ）

A.在这场地震中营养级较高的生物受到的影响较大

B.肉食动物需补偿输入的能量值为 5×103 kJ·m-2·a-1

C.能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为 15.6%

D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能

〖简析〗本题在“一来四去”的基础上能量多了一个来源——补偿输入，这在计算流经该生态系统的总能量和各营养级同化量时都应加上该能量值。在确定该能量值时紧扣能量守恒定律，即各营养级能量来源和去路是相等的。不难算出肉食动物从植食动物处同化的能量为（14+2）-（4+9+0.5）=2.5个单位，肉食动物需补偿输入的能量为（2.1+5.1+0.05+0.25）-2.5=5 个单位。判断受地震影响大小的依据由需补偿输入的能量值大小定。答案为 D。

四、解题感悟

在解答这类题型时，首先确定是哪种形式的能量流动图，再依据题、图信息判断能量的具体来源和去路，然后紧扣能量守恒定律，配合能量传递效率概念，把握易错点，相信这样会对高效破题提供很大帮助。

【基金项目】本文属广西教育科学“十二五”规划课题“新课改背景下高中生物微课设计与制作及应用研究”（2015A014）。

【作者简介】韦红群（1985— ），女，广西宜州人，硕士，中学一级教师，贺州高级中学教师。