Question

4．如圖1甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡(jiǎn)圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，m₁、m₂代表不同的能量形式．圖乙為能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的變化示意圖，其中a～g表示能量值．請(qǐng)據(jù)圖作答：

（1）圖1甲中，m1、m2表示的能量形式分別為太陽(yáng)能、熱能（或呼吸作用散失的熱能）．通常情況下，位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅳ的生物個(gè)體數(shù)量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Ⅲ，主要原因是營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量越少．在圖1甲Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ營(yíng)養(yǎng)級(jí)中碳流動(dòng)的形式是以含碳有機(jī)物的形式流動(dòng)．
（2）圖1乙中，若A表示圖1甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示II所同化固定的能量，C表示II用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量．若圖1甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽(yáng)能總量為y，則營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是b/y×100%（用圖中所給字母表示）．
（3）由圖1乙可以總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的主要特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減．
（4）若圖1甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構(gòu)成的食物關(guān)系如圖2所示．其中，甲能量中比例為X的部分直接提供給丙，則要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量為$\frac{25A}{（1+4x）}$kJ（用所給字母表示）．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：1、圖甲中，Ⅰ表示生產(chǎn)者，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、三級(jí)消費(fèi)者，m₁、m₂代表太陽(yáng)能和呼吸作用散失的能量．
2、圖乙中，B表示同化能，D表示呼吸作用散失的能量，C表示用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，E表示分解者利用的能量，F(xiàn)表示流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量．
3、圖丙中，該食物網(wǎng)共有兩條食物鏈，分別是甲→丙，甲→乙→丙．

解答 解：（1）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物網(wǎng)）；在能量金字塔中，處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是生產(chǎn)者，m₁表示進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的能量光能，m₂是指在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)散失的能量熱能；通常情況下，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量越少，故位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅳ的生物個(gè)體數(shù)量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Ⅲ．在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落內(nèi)部能量流動(dòng)的載體是含碳有機(jī)物．
（2）每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量=攝入量-糞便量，若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示Ⅱ同化固定的能量，第Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，一部分在第Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用中以熱能的形式散失了，另一部分用于第Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)，儲(chǔ)存在生物的有機(jī)物中；能量傳遞效率=（Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量÷Ⅰ營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量）×100%=$\frac{y}$×100%．
（3）能量在食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減．
（4）假設(shè)至少需要消耗甲的能量為a，則丙從甲→丙途徑獲得的能量為a×X×20%，丙從甲→乙→丙途徑獲得的能量為a×（1-X）×20%×20%，根據(jù)題干中的條件可知：a×X×20%+a×（1-X）×20%×20%=A，因此a=$\frac{25A}{（1+4X）}$．
故答案為：
（1）太陽(yáng)能   熱能（或呼吸作用散失的熱能）   營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量越少      以含碳有機(jī)物的形式流動(dòng)
（2）II所同化固定的能量    II用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量   b/y×100%
（3）單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減
（4）$\frac{25A}{（1+4X）}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，重點(diǎn)是掌握能量流動(dòng)的計(jì)算，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力．