Question

20．研究人员对草原生态系统进行了相关的生态学调查，将主要物种绘制成食物网结构模式图（如图）

（1）该生态系统中至少有9个种群，请举出既有捕食又有竞争关系的一对生物：鹰与狐狸属于次级消费者的是人、食虫鸟、狐狸、鹰．如果狐狸数量减少时，鹰的数量将会升高．
（2）假设E（20 000kJ）表示牧草一年固定的太阳能总量，E₁、E₂、E₃（E₁+E₂+E₃=3 000kJ）分别表示牲畜、昆虫和鼠三者同化的能量．牧草呼吸消耗的能量为2 500kJ，牲畜、昆虫和鼠三者呼吸消耗的能量为600kJ，三者粪便中的能量为500kJ，则该食物网中由第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率为15%．若该生态系统中第一营养级同化的能量为2×10⁸kJ，按能量传递效率10%计算，鹰最终获得的能量最大值为2×10⁶KJ．
（3）为保护牧草，牧民采取措施控制鼠类大量繁殖的目的是调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分．
（4）图二曲线所示种群在1～20年中种群数量最多的是第10年，种群数量下降的时间段是10～20年．
（5）该草原在第10年曾发生火灾，“野火烧不尽，春风吹又生”是对火灾过后草原生物群落次生演替过程的真实写照．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：图一表示某草原生态系统的食物网及能量流动关系，其中牧草是生产者，牲畜、昆虫、鼠是初级消费者，人、食虫鸟、狐狸、鹰是次级消费者．生态系统中流动的能量是生产者固定队太阳能，能量流动具有单向流动，逐级递减的特点；图二表示某种群30年间的种群数量变化情况，根据题意，λ-1＞0，表示种群数量持续增加，λ-1=0，表示种群数量基本不变，维持稳定，λ-1＜0，表示种群数量持续减少．

解答 解：（1）该生态系统中至少包括牧草、牲畜、昆虫、鼠、人、食虫鸟、狐狸、鹰等8个种群，至少还有一个分解者的种群，共9个种群；鹰与狐狸共同以鼠为食物，属于竞争关系，同时，鹰又捕食狐狸，所以，鹰与狐狸既有捕食又有竞争关系；人、食虫鸟、狐狸、鹰属于次级消费者，如果狐狸数量减少时，鼠的数量会迅速增加，导致鹰的数量将会增加．
（2）生态系统的能量传递效率=下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%=（E₁+E₂+E₃=3000kJ）÷E（20000kJ）×100%=15%．若该生态系统中第一营养级同化的能量为2×10⁸kJ，按能量传递效率10%计算，鹰最终获得的能量应该按牧草→鼠→鹰这条食物链计算，终获得的能量最大值为2×10⁶KJ．
（3）生态系统的能量流动在实践中的意义之一就是调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分．
（4）图二曲线所示种群在1～20年中种群数量在第十年末才降到λ-1=0，所以种群数量最多的是第十年，第10～20年λ-1＜0，种群数量持续下降．
（5）过火草原上的群落演替是次生演替．
故答案为：
（1）9   鹰与狐狸   人、食虫鸟、狐狸、鹰    升高
（2）15%   2×10⁶KJ
（3）调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
（4）10   10～20
（5）次生演替

点评 本题结合图示主要考查生态系统的结构和功能，意在提高学生学会识图判断和综合运用所学相关知识点的能力，有一定的难度．