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能量传递效率的计算：
（1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷下一个营养级的同化量×100%
（2）同化量＝摄入量－粪尿量
每一营养级能量来源与去路分析：
①动物同化的能量=摄入量-粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。
②流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
能量的来源与去路：
来源：a：生产者的能量主要来自太阳能；
B：其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。
去路：a：自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；
b：流向下一营养级；
c；残体、粪便等被分解者分解；
d：未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
生态系统中能量流动的模型与计算生态系统是生物圈中多种生物和非生物因素相互作用的综合体。
模拟生态系统中的能量流动和营养物质循环可以帮助我们了解自然规律，预测生物圈的变化，以及开发可持续的资源管理策略。
在这篇文章中，我们将讨论生态系统中能量流动的模型与计算方法。
一、生态系统的能量流动在生态系统中，能量从一个营养级别转移到另一个营养级别。
生态系统的主要能量来源是太阳能。
植物通过光合作用转化太阳能为生物大分子，如葡萄糖。
动物则通过食物链获得能量，将有机物氧化为二氧化碳和水，并以此为燃料维持生命活动。
每个营养级别的生物尽管可以消耗过去营养级别生物的能量和营养物，却无法回收过去营养级别生物消耗掉的耗散能量。
同时，每个营养级别的生物在代谢进程中都会有耗散能量的形成，而这些耗散能量则流向更高纬度的生物等级。
尽管生态系统中存在能量的有限性，但生态系统是一个开放的系统，在较高的生物等级中可以进一步消耗其它能源来源。
例如，许多食肉动物同样会食草，或者是食食肉动物的其他生物。
二、能量流动的模型能量流动可以用生态系统网络模型进行探讨。
生态网络模型中，每个节点代表不同的生物种群，节点之间通过食物链相联结，而每条边代表能量和营养物的转移，例如，从一个草食动物到肉食动物，从种子到小型昆虫。
这个模型可以给予我们对一个生态系统中能量流动的更详细、更全面的理解。
生态网络模型为我们提供了理解生态系统中生物间相互依存和复杂互动的一种方法。
通过对物种依赖关系的模拟和分析，我们可以了解到一些物种如何与其它物种的生命周期相互作用、如何适应环境变化等等。
三、能量流动的计算方法为了更好地理解生态网络模型，我们需要进行数值计算。
基于运动种群的理论，我们可以得到生态网络模型的大量方程。
这些方程描述了系统内各个物种之间的相互影响，包括能量、稳定性、物种组成等方面。
当然，由于生态系统的复杂性和变化性，将生态网络模型精确地简化为可计算的形式仍然是非常困难的。
生物能量流动计算技巧1.能量金字塔分析：能量金字塔是一种描述生物种群能量流动的图表。
在能量金字塔中，能量从底层（生产者）逐渐向上层（消费者）转移，每一层的生物种群能量都比上一层低。
通过分析能量金字塔的结构，我们可以了解到能量在不同层级之间的流动情况和能量的转化效率。
2.生态效率计算：生态效率指的是生态系统能量的转换效率，即能量在转化过程中被利用的比例。
生态效率可以通过计算单位时间内以其他形式消耗能量的生物种群数量与单位时间内净初级生产者的数量的比值得到。
生态效率的计算可以帮助我们了解生态系统中营养物质的有效利用程度和能量流动的效率。
3.氮循环计算：氮是生物体内重要的元素之一，氮循环是将氮从大气中转化为有机物，再通过生物体间的转化和分解循环利用的过程。
在氮循环计算中，通常可以使用氮稳定同位素技术来跟踪氮在生物体间的转化和循环过程，以更准确地估计氮的转化率和循环速率。
4.生态食物网分析：生态食物网是描述生态系统中生物种群之间相互依赖和相互关系的网状结构。
在生态食物网分析中，通常使用稳定同位素技术来追踪营养物质在食物链中的流动。
通过分析生态食物网的结构和稳定同位素比值，可以揭示生态系统中不同生物种群之间的能量流动路径和食物链的稳定性。
5.光合作用效率计算：光合作用是生物体利用光能将无机物转化为有机物的过程。
光合作用的效率可以通过计算光合作用产生的光合产物与光合作用消耗的光能之间的比值来得到。
光合作用效率的计算可以帮助我们了解植物利用光能的效率和生态系统中光合作用对能量流动的影响。
总之，生物能量流动计算技巧可以帮助我们更好地理解营养物质的转化和利用过程，揭示生态系统中能量流动的规律。
通过应用这些技巧，我们可以更准确地研究和分析生态系统的结构和功能，为保护和管理生物多样性和生态系统健康提供科学支持。
例析生态系统能量流动中的有关计算规律生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，学生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。
下面就相关题型的规律及解法分析总结如下：一、涉及一条食物链的能量流动计算1、计算能量传递效率例1.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。
Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-R），R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：102千焦/M2/年分析回答：（1）能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的，为什么（2）该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是。
（3）从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加，为什么【解析】首先根据表格、题干分析，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式②计算从第三营养级传递到第四营养级的效率是0.9/15.9=5.7%。
输入的总能量即为生产者固定的总能量Pg(生产者)＝870.7，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗能量之和＝13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5；因为870.7＞785.5。
所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和。
【答案】(1) B B营养级含能量最多,B为生产者(2)5.7%。
(3)增加。
该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和【规律】①生态系统的总能量=生产者固定的全部太阳能=第一营养级的同化量某一个营养级的同化量②能量传递效率=下一个营养级的同化量特别注意：必须是两个营养级的同化量作比。
2、已知各营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量的传递效率例2.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。
若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（）A. 0.05%B. 0.5%C. 0.25%D. 0.025% 【解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物→昆虫→小鸟→鹰这一食物链中小鸟→鹰的传递效率为2/10=0.2，昆虫→小鸟的传递效率为0.25/2=0.125，绿色植物→昆虫的传递效率为100/1000=0.1，因此绿色植物到鹰的能量传递效率为0.1×0.125×0.2=0.0025，即0.25% 。
生态系统的能量流动一、生态系统能量流动的概念和过程1．能量流动的概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．能量流动的过程地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能。
(1)能量流经第一营养级的过程①能量输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中。
②能量去向(2)能量流经第二营养级的过程①初级消费者摄入量＝初级消费者同化量＋初级消费者粪便量。
②初级消费者同化能量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
③生长、发育和繁殖的能量＝通过遗体残骸被分解者利用的能量＋被下一营养级摄入的能量。
(3)能量流动图解易错提示：初级消费者粪便中的能量属于箭头①，而不属于箭头②，如兔子吃草，兔子的粪便相当于草的遗体残骸，应该属于草流向分解者的能量。
同理，次级消费者粪便中的能量属于箭头②，而不属于箭头③。
(4)能量流动过程总结3种能量流动过程图比较图1：每一环节能量去向有2个，图中出现粪便量，由于同化量＝摄入量－粪便量，所以A为摄入量，B为同化量；由图可知B同化量总体有2个去向，即D为呼吸散失，C为用于生长、发育和繁殖；C用于生长、发育和繁殖量有2个去向，即E为流入分解者的能量，F为下一营养级摄入量。
图2：每一营养级能量去向有3个(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(E)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用。
图3：每一营养级能量去向有4个(研究某一时间段)(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(D)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用＋未被利用。
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
重点中的重点各营养级同化量来源和去向注意：最高营养级的能量去路缺少下一营养级同化。
二、能量流动的特点1．能量流动的特点及原因分析 特点 原因分析单向流动 ①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
生态系统中能量流动的计算类型分析生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。
下面就相关问题解法分析如下:一、食物链中的能量计算1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物量)，求较高营养级生物所能获得能量(或生物量)的最大值。
例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是( )A. 24kJB. 192kJC.96kJD. 960kJ解析:据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。
因而第四营养级所获得能量的最大值为:24000×20%×20%×20%=192kJ。
答案:D规律:已知较低营养级的能量(或生物量)，不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量(或生物量)的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量(或生n物量)×(20%)(n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。
2.已知较高营养级的能量(或生物量)，求较低营养级应具备的能量(或生物量)的最小值。
例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( )A. 25 kgB. 125 kgC. 625 kgD. 3125 kg解析:据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计4算。
设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1?(20%)=625 kg。
答案:C规律:已知能量传递途径和较高营养级生物的能量(或生物量)时，若需计算较低营养级应具有的能量(或生物量)的最小值(即至少)时，按能量传递效率的最大值20%进行计n算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量(或生物量)×5(n 为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。
3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量(或生物量)。
例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO，若能量传递效率为10%,15%2时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖,( )A.0.04B. 0.4C.0.9D.0.09解析:结合光合作用的相关知识可知:生产者固定的能量相当于240?6,40mol葡萄糖;生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%,0.9mol葡萄糖。
答案:C规律:已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。
二、食物网中能量流动的计算1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。
例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%,20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。
则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻 kg。
解析:由题意知:人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。
计算方法如下:在“小鱼?大鱼?人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5?20%,2.5 kg，小鱼的生物量至少为2.5?20%,12.5 kg;在“小鱼?人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5?20%,2.5 kg。
因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15 kg。
1同理:在“水藻?水蚤?虾?小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15?2?20%?20%?20%,937.5 kg;在“水藻?小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15?2?20%,37.5 kg。
因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975 kg。
答案:975规律:对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物链并确定各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。
2.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率时的计算。
例5.若人的食物1/2来自植物，1/4来自小型食肉动物，1/4来自羊肉，若各营养级之间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要消耗的植物为,, kg。
解析:根据题意可画出食物网(右图)，从题目要求可以判断能量的传递效率为10%，根据人增重从不同途径获得能量的比例可计算如下:植物?人:0.5?10%,5 kg;植物?羊?人:0.5?10%?10%,50 kg;植物?羊?小型肉食动物?人:0.5?10%?10%?10%,500 kg;因此:人增重1 kg共消耗植物5+50+500=555 kg。
答案:555规律:对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物网，根据特定的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算，再将各条食物链中的值相加即可。
三、已知各营养级的能量(或生物量)，计算特定营养级间能量的传递效率例6.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。
若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为( )A. 0.05%B. 0.5%C. 0.25%D. 0.025%解析:根据题意，可根据能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，再计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。
即:10 kg的小鸟需要昆虫的生物量=10?(0.25?2)=80 kg;80 kg的昆虫需要绿色植物的生物量=80?(100?1000)=800 kg。
因此，从绿色植物?昆虫?小鸟?鹰的生物量依次为800 kg?80 kg?10 kg?2 kg，则鹰转化绿色植物的百分比为2/800×100%=0.25%。
答案:C规律:要计算能量传递效率，可先根据各营养级的生物量计算出各营养级的传递效率，并推算出不同营养级的生物量，最后计算出所需计算转化效率的较高营养级(本题中的鹰)的生物量(或能量)占较低营养级(本题中的植物)的比例即可。
四、巩固练习1.某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物,, kg。
2.在浮游植物?浮游动物?鱼这条食物链中，如果鱼要增加1000 kg，那么，至少需要浮游动物和浮游植物分别是 ( )A.10000 kg和50000 kgB.5000 kg和25000 kgC.50000 kg和50000 kgD.10000 kg和10000 kg3.某个生态系统中，生产者和次级消费者的总能量分别是E和E，在下列几种情况中，13可能导致生态平衡被破坏的是A. E,100EB. E,100EC. E,25ED. E,25E 1313131324.有一食物网如右图所示。
假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物,,克。
5.右图为美国生态学家林德曼于1942年对一个天然湖泊??赛达伯格湖的能量流动进行测量时所得结果。
请据图中相关数据，则第二营养级向第三营养级的能量传递效率是,,,。
6.下图所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物直接供给C生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量(y)与x的函数关系式为,,,,,,,,,,。
五、巩固练习答案与解析1.80 kg 解析:由题意可知，这条鱼的食物来源于三条食物链，即:植物?杂食鱼;植物?草食鱼类?杂食鱼;植物?草食鱼类?小型肉食鱼类?杂食鱼，由较高营养级的生物量求其对较低营养级的需要量时，应按能量传递效率20%计算。
通过三条食物链消耗植物分别是5 kg、12.5 kg和62.5 kg，因此，消耗植物的最少量是5，12.5，62.5,80 kg。
2.B 解析:较高营养级获得参量一定时，能量传递效率越大，则所需较低营养级生物量越少，应按20%的能量传递效率计算。
所以需要浮游动物的生物量为1000?20%=5000 kg，所需浮游植物为1000?20%?20%=25000 kg。
3.D 解析:生态系统的能量传递效率为10%,20%，当生产者的能量小于次级消费者能量的25倍，则说明该生态系统中，在生产者、初级消费者和次级消费者之间的能量流动效率已经高于20%，此时，次级消费者对于初级消费者的捕食强度会加大，可能使生态系统的稳定性受到破坏，影响生生态系统的可持续性发展，导致生态平衡破坏。
4.5600 解析:该食物网中有三条食物链，最高营养级为鹰。
据题意，应按最低能量传递效率(10%)计算，可得到三条链消耗的植物分别为800g、800g、4000g，共消耗植物5600克。
5.20.06% 解析:能量传递效率为下一个营养级所获得的能量占上一个营养级获得能量的比例。
则:第二营养级向第三营养级的传递效率为:12.6?62.8×100%,20.06%。
6.y,100a,90ax 解析:C从A直接获得的比例为x，则直接获得能量为ax，需要消耗A的能量为10ax;通过B获得的比例为(1,x)，则获得能量为(1,x)a，需要消耗A的能量为100(1,x)a。
因此，消耗A的总能量为:10ax，100(1,x)a,100a,90ax，可得函数关系式:y,100a,90ax。
3。
