Question

某生态学家分别对一片玉米田、一片荒地和一个湖泊在单位时间内的光合作用生产效率进行了测定，测出数据如下表所示。[单位：J/（cm2.a）]

	玉米田	荒地	湖泊
入射太阳能	2043	471	118872
制造的全部有机物	25.3	4.95	111.3
呼吸	7.7	0.88	23.4

根据表中数据，对这三种生态系统进行比较：

（1）两个陆地生态系统中，太阳能的利用率最高的生态系统是______       ___，原因是______      ____；假如两个陆地生态系统的绿色植物固定了相等的太阳能，能量传递效率较高的生态系统是              _________，原因是___________________________________。

（2）在3三种生态系统中，湖泊生态系对太阳能利用率最低的根本原因是                           。

(3)这位生态学家研究时，得到了玉米地的能量流动情况的如下数据：

①这块玉米地共收割玉米约10000株，质量为6000kg，其中共含碳2675kg

②这些玉米在整个生长过程中通过呼吸消耗的葡萄糖约2045kg

③1kg葡萄糖储存1.6×10⁷KJ能量

④整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×10¹²KJ

试计算：这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是___________，呼吸消耗的能量占所固定的太阳能总量的比例是____________；这块玉米田的太阳能利用率是_____________。

Answer 1

（1）玉米田    因为玉米田中植物光合作用制造有机物的能量与太阳辐射能的比值最高  荒地     因为荒地生态系统中生产者呼吸消耗有机物占制造有机物总量少，所以传递到下一营养级的能量多

（2）因为湖泊中进行光合作用的生物大多数生活在水层下，而太阳能入射到达这些生物体之前经过了一定的水层，水层吸收的太阳能的量是相当大的

（3）1.4×10¹¹KJ   23.4%     1.65%

解析:

由于荒地生态系统中生产者呼吸消耗有机物占制造有机物总量少，所以传递到下一营养级的能量多，即生产者的能量传递效率（第二营养级同化的能量/固定的太阳能）高。玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量=玉米积累的总能量+呼吸消耗的能量=2675×180/72×1.6×10⁷ +2045×1.6×10⁷ =1.4×10¹¹KJ. 太阳能利用率=制造或固定的全部有机物/入射太阳能=1.4×10¹¹/8.5×10¹²= 1.65%.