能量去哪了

周伟

纵观近几年的高考试题，生态系统的知识大多以图形、图表或文字材料为载体进行考查，命题以应用层次为主，强调运用生命观念和理性思维解决实际问题的能力。下面对生态系统相关的命题热点进行归类例析，从中揭示高考命题的意图和解题的一般规律。

一、以碳循环图为背景，考查生态系统成分的判断及其作用

例1 （高考改编题）某红树林生态系统的碳循环如图1所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。下列叙述错误的是（ ）

A.图中生物成分A表示生产者，生物成分F表示分解者

B.煤是“高碳”能源，通过燃烧，碳主要以CO2的形式进入大气圈

C.若因环境污染造成生产者锐减，则C、B的数量将减少

D.图中包含的食物链为：E→C→B→D

【解析】双向箭头两端分别为生产者和大气中CO2库（无机环境），分析图1所示可知，A表示大气中的CO2，E表示生产者，F表示分解者，C表示初级消费者，B表示次级消费者，D表示三级消费者，A选项错误，D选项正确。碳在生物群落中以含碳有机物的形式进行流动，化石燃料的燃烧过程中碳主要以CO2的形式进入大气圈，B选项正确。如果因环境污染造成生产者锐减，则消费者的数量都会降低，C选项正确。

【答案】A

【技法点拨】

（1）生态系统各成分的判断关键

①判断生产者时，若判断的对象为自养型生物，则为生产者。

②判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。

③判断分解者的主要依据是看能否把动植物的遗体、残枝败叶等转变成无机物，即营腐生生活，如蚯蚓。

（2）“三看法”判断碳循环的各环节

二、以食物网为背景，考查生态系统能量流动的分析及计算

例2 （高考改编题）图2为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J·m-2·a-1）。下列叙述正确的是（ ）

A.该食物网中最高营养级为第六营养级

B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%

C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357 J·m-2·a-1

D.鲈鱼排出的粪便中的能量是其同化量的一部分

【解析】该食物网中最长的食物链为：浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级，A选项错误。第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为：3780+4200=7980（J·m-2·a-1）。因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：7980÷31920×100%=25%，B选项正确。一个营养级所含有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中的1357是1483（太阳鱼总同化量）减去126（下一营养级同化量）得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357 J·m-2·a-1要少，C选项错误。鲈鱼的同化量等于摄入量减去粪便量，故鲈鱼排出的粪便中的能量是太阳鱼同化量的一部分，D选项错误。

【答案】B

【技法点拨】

（1）能量流动的两种分流模型分析

①定量不定时模型（如图3所示）。流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：a.自身呼吸散失；b.流入下一营养级（最高营养级除外）；c.被分解者分解利用。

②定量定时模型（如图4所示）。流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸散失；b.流入下一营养级（最高营养级除外）；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。

（2）能量流动的相关计算方法

①相邻两个营养级的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，一般能量传递效率为：10%—20%。

②在食物网中求某一营养级能量的最值，要视情况而定：a.若相关营养级生物（生产者或最高营养级）提供能量的比例或获取能量的比例未知时，则需要选取具体的食物链，即选食物网中最长的食物链或最短的食物链来求得能量的最值；b.若相关营养级生物（生产者或最高营养级）提供能量的比例或获取能量的比例已知时，则需要用乘法或除法计算每一条食物链的能量值，然后求和。

三、以生产实践为背景，考查生态学知识和观念的综合运用

例3 （名校联考题）人工湿地是为了处理污水而人为设计建造的、工程化的湿地生态系统，如图5所示。对该人工湿地作用效果進行检测，结果如表1所示。其中化学耗氧量（COD）表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化1L污水中有机物所需的氧气量；生化耗氧量（BOD）表示微生物分解水体中有机物所需的氧气量。调查结果显示此人工湿地生态系统中（ ）

A. COD、BOD值越高，表明污染程度越低

B.植物的吸收作用可降低水体富营养化程度

C.流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能

D.由于生态系统具有自我调节能力，故该湿地可以处理大量的污水

【解析】COD、BOD值越高，表明水体中有机物越多，污染程度越高，A选项错误。水生植物能吸收水体中N、P等元素，使之减少，从而降低水体富营养化程度，B选项正确。流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能及生活污水中的化学能，C选项错误。生态系统的自我调节能力有限，若排入的污水超过其调节能力范围，则该湿地不能进行处理，D选项错误。

【答案】B

【技法点拨】

（1）有关生态系统的概念图构建

如图6所示。

（2）有关生态系统的几个生命观念

①平衡观：当生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者之间能够较长时间地保持一种动态平衡，即生态系统中的能量流动和物质循环能够较长时间地保持着一种动态的平衡。生态系统能够维持平衡状态，是因为生态系统具有自我调节能力。

②能量观：食物链和食物网中，由于生物之间的捕食与被捕食的关系，必然会造成生物体内能量的变化。能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为：10%—20%。endprint