Question

13．图甲表示草原生态系统的能量流和部分物质流，图乙表示某种群迁入该生态统一段时间内种群增长倍率和时间的关系，图丙是能量流动示意图，图丁是有关的食物网．请回答下列问题：

（1）由图甲分析，无机环境中的物质和能量主要是通过生产者的光合作用进入生物群落，物质可以反复利用的主要原因是生态系统组成成分中的生产者、消费者和分解者经过呼吸作用将有机物分解为无机物，无机物可被生物群落重新利用．
（2）由图乙可知，种群密度在第40年时，达到种群的环境容纳量（K值）．种群密度在第10--30年时期内，种内斗争变化趋势是逐渐增强．
（3）若此草原向森林群落演替，在这一演替过程中，显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力；同时也使生态系抵抗力统稳定性逐渐增强．
（4）若该生态系统一年固定碳量为4810¹⁹千克，1千克葡萄糖储存1.610⁴KJ能量，生产者一年细胞呼吸作用消耗葡萄糖810²⁰千克，那么一年该生态系统的生产者用于生长发育繁殖的能量为6.4×10²⁴KJ．
（5）图丙中A表示初级消费者的同化量．初级消费者到次级消费者的能量传递效率是3%．
（6）假设鹰从各条食物链中获得的能量是均等的，若鹰体内有机物增加15g，至少需要消耗植物875g．

Answer 1

分析 1、生态系统能量流动的特点：
 单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动．
 逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%；可用能量金字塔表示．在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量越多
2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力．生态系统自我调节能力的．基础是负反馈．物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大．

解答 解：（1）生产者主要是绿色植物（最基本、最关键的成分），绿色植物通过光合作用将光能转化成化学能，固定在光合作用制造的有机物中，能量输入到生态系统的第一营养级，成为生态系统能量流动的起点．由于生态系统组成成分中的 生产者、消费者和分解者经过呼吸作用将有机物分解为无机物，无机物可被生物群落重新利用，因此物质可以反复利用．
（2）由图乙可知，种群密度在第40年时，λ=$\frac{当年某种群的个体的数量}{上一年该种群的个体数}$=1，说明种群数量几乎没有变化，可知种群数量达到种群的环境容纳量（K值）．种群密度在第40年前，λ＞1，当年该种群的个体数量大于一年前该种群个体数量，说明该种群数量有所增加；当种群密度在第10～30年时期内，由于种内斗争逐渐增强，λ呈现逐渐降低趋势．
（3）草原向森林群落演替过程中，显著提高了群落利用阳光等环境资源；同时也使生态系抵抗力统稳定性逐渐增强．
（4）生态系统一年固定碳量为12×10¹⁹千克，相当于18×10²⁰千克葡萄糖，由于生产者的同化能=其呼吸作用消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量，所以一年该生态系统的生产者用于生长发育繁殖的葡萄糖量为18×10²⁰-8×10²⁰=10×10²⁰千克葡萄糖，相当于16×10²⁴KJ的能量．
（5）据图丙分析，初级消费者的摄入能=其同化能+其粪便能，所以A表示初级消费者的同化量．初级消费者到次级消费者的能量传递效率为（2.44×10⁷-1.9×10⁶）÷（1.09×10⁹-3.0×10⁸）×100%=3%．
（6）图丁中，鹰从各条食物链中获得的能量是均等的，若鹰体内有机物增加15g，计算至少需要消耗植物的能量传递效率应该按20%，所以至少需要消耗植物的量为15×$\frac{1}{3}$÷20%÷20%+15×$\frac{1}{3}$÷20%÷20%+15×$\frac{1}{3}$÷20%÷20%÷20%=875g．
故答案为：
（1）光合作用       生产者、消费者和分解者
（2）40    逐渐增强
（3）阳光等环境资源
（4）6.4×10²⁴KJ
（5）初级消费者的同化量       3%
（6）875

点评 本题考查了物质循环和能量流动的规律和应用、种群数量变化规律等相关内容，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲理解层次的考查．