Question

3．非洲某草原生态系统有如下食物网

（1）图1所含的生态系统的成分有生产者和消费者；生态系统输出的能量形式是热能．
（2）已知在人类干预作用前，这个草原生态系统处于平衡状态，此时这块草原的生产者固定太阳能为300万千焦．按10%的传递效率进行能量流动，设一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，此时狮群获得的能量正好维持一个种群的生存．这时狮群获得的能量是1.11万千焦．
（3）后来由于人类活动的干扰，鼠类大量繁殖，种群密度大增．此时鼠类摄取的能量占本营养级的2/3．其仍按10%能量流动，其他生物量被下一个营养级各种生物平均摄食，计算人类干预后，狮群能够获得的能量为0.57万千焦．如果狮群维持原有的种群数量继续生存，狮子的捕食区域的面积应是原来的2倍．如果草原的面积有限，则预测狮子种群的密度会下降．
（4）在图2所示的食物网中，a表示动物性食物所占的比例，若使鸟体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为y=20ax+5x．

Answer 1

分析 生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分又包括非生物的物质和能量，生产者、消费者和分解者，营养结构是指食物链和食物网．生态系统的能量流动特点是单向流动、逐级递减．据此分析作答．

解答 解：（1）图1为食物网，所含的生态系统的成分有生产者和消费者．生态系统输出的能量形式是热能．
（2）根据题意可知，狮群获得的能量为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%=1.11万千焦．
（3）人类干预后，狮群能够获得的能量为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%）=0.57万千焦．如果狮群维持原有的种群数量继续生存，狮子的捕食区域的面积应是原来的约2倍．如果草原的面积有限，则环境阻力增大，预测狮子种群的密度会下降．
（4）图2有2条食物链，a表示动物性食物所占的比例，若使鸟体重增加x，至少需要生产者的量为y，么x与y的关系式可表示为y=ax÷20%÷20%+（1-a）x÷20%=20ax+5x．
故答案为：
（1）生产者和消费者   热能  
（2）1.11  
（3）0.57   2   下降  
（4）y=20ax+5x

点评 本题结合图示主要考查生态系统的能量流动的计算，意在强化学生对能量流动的相关知识的理解与运用，关键是能量流动的计算．