Question

3．非洲某草原生態系統有如下食物網

（1）圖1所含的生態系統的成分有生產者和消費者；生態系統輸出的能量形式是熱能．
（2）已知在人類干預作用前，這個草原生態系統處于平衡狀態，此時這塊草原的生產者固定太陽能為300萬千焦．按10%的傳遞效率進行能量流動，設一種生物被下一個營養級各種生物平均攝食，此時獅群獲得的能量正好維持一個種群的生存．這時獅群獲得的能量是1.11萬千焦．
（3）后來由于人類活動的干擾，鼠類大量繁殖，種群密度大增．此時鼠類攝取的能量占本營養級的2/3．其仍按10%能量流動，其他生物量被下一個營養級各種生物平均攝食，計算人類干預后，獅群能夠獲得的能量為0.57萬千焦．如果獅群維持原有的種群數量繼續生存，獅子的捕食區域的面積應是原來的2倍．如果草原的面積有限，則預測獅子種群的密度會下降．
（4）在圖2所示的食物網中，a表示動物性食物所占的比例，若使鳥體重增加x，至少需要生產者的量為y，那么x與y的關系式可表示為y=20ax+5x．

Answer 1

分析 生態系統的結構包括組成成分和營養結構，組成成分又包括非生物的物質和能量，生產者、消費者和分解者，營養結構是指食物鏈和食物網．生態系統的能量流動特點是單向流動、逐級遞減．據此分析作答．

解答 解：（1）圖1為食物網，所含的生態系統的成分有生產者和消費者．生態系統輸出的能量形式是熱能．
（2）根據題意可知，獅群獲得的能量為300×$\frac{1}{3}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%+300×$\frac{1}{3}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%+（300×$\frac{1}{3}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%×10%+300×$\frac{1}{3}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%×10%）+300×$\frac{1}{3}$×10%×10%×10%×10%=1.11萬千焦．
（3）人類干預后，獅群能夠獲得的能量為300×$\frac{2}{3}$×10%×10%×10%×10%+300×$\frac{1}{6}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%+300×$\frac{1}{6}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%+（300×$\frac{1}{6}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%×10%+300×$\frac{1}{3}$×10%×$\frac{1}{2}$×10%×10%）=0.57萬千焦．如果獅群維持原有的種群數量繼續生存，獅子的捕食區域的面積應是原來的約2倍．如果草原的面積有限，則環境阻力增大，預測獅子種群的密度會下降．
（4）圖2有2條食物鏈，a表示動物性食物所占的比例，若使鳥體重增加x，至少需要生產者的量為y，么x與y的關系式可表示為y=ax÷20%÷20%+（1-a）x÷20%=20ax+5x．
故答案為：
（1）生產者和消費者   熱能  
（2）1.11  
（3）0.57   2   下降  
（4）y=20ax+5x

點評 本題結合圖示主要考查生態系統的能量流動的計算，意在強化學生對能量流動的相關知識的理解與運用，關鍵是能量流動的計算．