1、(四)食物链(网)中各营养级生物数量的变化分析与能量流动的相关计算一、食物链(网)中各营养级生物数量的变化分析1处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种数量的变化在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其他生物都将减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。2“天敌”减少对被捕食者数量变动的影响若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量会因此而迅速增加。但这种增加并不是无限的，随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质(如奔跑速度、警惕灵敏性等)必定下降，会导致流行病蔓延、老弱
2、病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定。即“天敌”减少，造成被捕食者数量先增加后减少，最后趋向稳定。3复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析(1)在食物网中当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。(2)生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。(3)处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可能通过多食其他食物来维持其数量基本不变。4同时占有两个营养级的种群数量变化连锁反应分析食物链中某一
3、种群的数量变化，会导致另一种群的营养级发生连锁性变化，因为能量在食物链(网)中流动时只有10%20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类型连锁变化的规律：当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加；若导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。二、能量流动的相关计算1设有食物链ABCD，现分情况讨论如下：已知D营养级的能量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N，则D营养级获得的最多能量N(20%)3；最少能量N(10%)3。2在食物网中分析，如确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应
4、遵循以下原则：(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。(2)生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量M，计算至少需要A营养级的能量时，应取最短食物链AD，并以20%的效率进行传递，即等于M20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链ABCD，并以10%的效率进行传递，即等于M(10%)3。3如果是在食物网中，同一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，且各途径所获得的生物量相等，则按照各单独的食物链进行计算后合并。1如图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列叙述中不正确的是()A在该食物网中，共有5条食物链B在该食物网中，H处于3个不同的营养级
5、C若B种群中各年龄段的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大D在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，则H的数量不会发生明显变化C在该食物网中，共有5条食物链，A正确；H处于第三、第四、第五3个不同的营养级，B正确；若B种群中各年龄段的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会保持稳定，C错误；在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，由于H的食物来源有多种，所以H的数量不会发生明显变化，D正确。2如图表示某生态系统中各种生物成分之间的关系，下列叙述正确的是()A在这个生态系统中，共有5条具有捕食关系的食物链B该生态系统的生物群落是由生产者和消费者组成的C如果丁的种群数量
6、急剧减少，在最初的一段时间内，乙的种群数量也可能减少D如果该生态系统受到重金属离子的污染，受害最大的将是甲种群C在生态系统中分解者没有进入食物链，所以该生态系统共有1条食物链，即甲乙丙丁戊，A错误；生物群落是由生产者、消费者和分解者构成的，B错误；如果丁的种群数量急剧减少，丙没有了天敌，种群数量会迅速增加，导致被丙捕食的乙种群数量可能减少，C正确；如果该生态系统受到重金属离子的污染，由于重金属离子难以降解，会随着食物链在高营养级的生物体内富集积累，受害最大的种群是戊种群，D错误。3有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，最少消耗丙的
7、能量为()A550 kJB500 kJC400 kJD100 kJA根据题意，经甲丙丁己庚食物链传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙的能量为0.5(10%)3500(kJ)，经甲丙戍庚食物链传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙的能量为0.5(10%)250(kJ)，即庚增加1 kJ的能量少需要丙的能量为50050550(kJ)。4在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么猫头鹰的体重若增加10 g，最少需要消耗植物()A300 gB450 gC900 gD1 800 gB先将食物网拆分成3条食物链：植物兔猫头鹰；植物鼠猫头鹰；植物鼠蛇猫头鹰。根
8、据猫头鹰的食物比例可知，增加的10 g体重中4 g来自、4 g来自、2 g来自，计算最少消耗植物量，则按照能量最大传递效率20%计算，则需要消耗植物量为455100(g)，需要消耗植物量为455100(g)，需要消耗植物量为2555250(g)。总共需消耗植物量为450 g。5某生态系统中存在如图所示的食物网，若将C的食物比例由AB11调整为21，能量传递效率按10%计算，则该生态系统的承载量是原来的()A1875倍B1273倍C1375倍D0.575C解题时应该从C出发，当食物比例为AB11时，设C的能量为x，需要的A的能量为x10%x10%10%55x。当食物比例为AB21时，设C的能量为
9、y，需要的A的能量为y10%y10%10%40y。由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x40y，则y1375x。6如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值单位：103kJ/(m2a)。试回答下列有关问题：(1)图中代表的生理过程是_，图中代表的能量主要以_形式贮存。(2)该生态系统中生产者固定的总能量是_kJ/(m2a)。(3)能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为_。(4)试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因：_。解析(1)据图分析，表示呼吸作用，表示贮存在有机物中的能量。(2)该生态系统中肉食动物从
10、植食动物同化的能量为0.250.055.12.15.02.5103kJ/(m2a)，植食动物从生产者同化的能量为2.5490.5214103kJ/(m2a)，该生态系统中生产者固定的总能量为2370314110103kJ/(m2a)11105 kJ/(m2a)。(3)根据(2)的分析可知，能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为(2.15.10.250.055)(490.52.5)100%15.6%。(4)由于能量流动逐级递减以及为了维持各营养级较高的输出量，所以图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多。答案(1)呼吸作用(有机物中)稳定的化学能(2)11105(3)15.6%(4)能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量