Question

16．科学家根据外来植物入侵程度对弃耕地入侵区（分为轻度、中度、重度入侵区）的群落植物多样性进行调查，结果如图1所示；同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究，结果如图2所示．请分析回答：

（1）由图1可知，随入侵程度的加大，弃耕地原有植物群落丰富度减小（或降低）；弃耕地群落的形成是次生演替的结果；调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的速度和方向．
（2）该入侵物种能分泌化学物质抑制其他植物生长发育，同时能引起昆虫和动物拒食．入侵物种与本地植物之间构成竞争关系，这说明信息传递能够调节生物的种间关系．
（3）图2中A表示的能量是（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%．若有一种昆虫专以某动物的粪便为食，设该动物在某段时间内所同化的能量为10⁷kJ，则这部分能量中可流入昆虫体内的大约为0kJ．
（4）如图图3所示为一食物网．若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物（乙）所占比例为a，则至少需要的生产者（甲）的量为y，那么x与y的关系可表示为y=20ax+5x．

Answer 1

分析 1、由图1可知，轻度入侵区植物物种数变化较大，重度入侵区植物物种数变化较小，原因是重度入侵区已形成以紫茎泽兰为优势的稳定群落．
2、分析图2，同化量=摄入量-粪便量，所以初级消费者同化量为1.05×10⁹-3×10⁸=7.5×10⁸，次级消费者同化量为2.44×10⁷-1.9×10⁶=2.25×10⁷．
3、生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点，营养级之间的传递效率为10%～20%．

解答 解：（1）群落中物种数目的多少称为丰富度，根据题图可知，弃耕地群落丰富度随入侵程度的增加而减小．该群落的形成是次生演替的结果，调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的速度和方向．
（2）由题意可知，入侵物种与本地植物之间构成竞争关系，这说明信息传递能够调节生物的种间关系．
（3）图2中A表示的能量是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[（2.44×10⁷-1.9×10⁶）÷（1.05×10⁹-3×10⁸）]×100%=[（2.25×10⁷）÷（0.75×10⁹）]×100%=3%．某动物的同化量不包括该动物的粪便中的能量，所以该动物同化的能量流向昆虫体内的为0kJ．
（4）由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示丙食用的动物性食物（乙）所占比例，则1-a表示直接从生产者（甲）获得食物所占比例，故有（1-a）x÷20%+ax÷20%÷20%=y，即y=20ax+5x．
故答案为：
（1）减小（或降低）          次生      速度和方向
（2）竞争              种间关系
（3）（初级消费者的）同化量          3%        0
（4）y=20ax+5x

点评 本题考查种群和群落的有关内容，还涉及生态系统的能量流动的相关计算．群落演替是近年考查的热点，对于物种丰富度，演替的概念、类型的判断及人类对演替的影响，要仔细阅读教材，领会其内在含义．教材中流经第二营养级的能量流动图解也是特别需要关注的，把握同化量与粪便中能量、呼吸作用散失的能量、用于生长发育和繁殖的能量和分解者利用的能量之间的关系是解题的关键．