食物链的计算问题归类例析

atom6967 2017-01-09

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食物链是生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。有捕食链，寄生链和腐生链三种类型。捕食链在生态系统的物质循环和能量流动中起到非常重要的作用。下面对捕食链的一些计算问题进行归纳总结。

一、食物链的计数

在生态系统中，食物链不是单一存在的。由于动物的食物来源多种多样，食物链常交织成网。在数食物链的时候，要注意食物链的起止：起于生产者，沿着箭头数，直至最后一个营养级，中间不能中断。在食物链中，第一营养级必定是生产者，草食动物必定在第二营养级，是初级消费者。在一条食物链中，营养级一般不超过五个，原因是，生产者的能量流到第五营养级时，若再往上已经不足以维持一个营养级的生命活动。

例1. 图1是一个陆地生态食物网的结构膜式图，下列叙述中不正确的是（）

图

A. 在该食物网中，共有5条食物链存在

B. 在该食物网中，H处于3个不同的营养

C. 若B种群各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大

D. 在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，则H的数量不会发生明显变化

解析：根据数食物链的原则，可知有如下食物链：①ABH，②ACDH，③ACFGH，④AEFGH，⑤AEDH，共有5条食物链。H在这五条食物链中处在第三、四、五营养级，因此它处于3个不同的营养级。B种群各年龄期的个体数目比例适中，属于稳定型种群，种群密度相对稳定。由于C与B、E存在竞争关系，C数量下降，A的能量更多流向B、E，因此不会影响到H的能量供给。答案为C。

二、食物链中能量最值的计算

能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量只有10%－20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的最值计算方法总结如图2：

图

同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，计算时不能按10%，20%，而需按具体数值计算，如在食物链A→B→C→D中，能量传递率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D的能量为M×a%×b%×c%。

例2. 在下列食物网中，生态系统能量流动传递效率为10%~20%，据图3回答以下问题：

图

（1）在这个食物网中，可以称为初级消费者的生物种群有_____________；

（2）在鸟增加能量积累为A的过程中，需要生产者提供的能量应不少于________A；

（3）在鸟的食物构成中，若动物性食物与植物性食物各占50%，则需要生产者提供的能量应大约在_________A至_________A之间；

（4）按最高传递效率作图表示两类食物比例变化与所需生产者供能总量之间的关系。（请用纵坐标表示生产者供能总量，用横坐标表示肉类食物所占比例，图4中至少有3组数据。）

图

解析：（1）初级消费者即直接以植物为食的动物，此食物网中的虫和鸟（2）“不少于”意味着按最高传递效率，取最适食物链计算，20%X＝A，X＝5A （3）有两种计算方法：方法①，设草的总能量中，有X沿“草→虫→鸟”流动，有Y沿“草→鸟”流动，按传递效率10%计算：10X·10%＝50%A，得X＝50A，10%Y＝50%A，得Y＝5，需要生产者提供的总能量为X＋Y＝55A；按20%计算：20%X·20%＝50%A，得X＝12.5A，20%Y＝50%A，得Y＝2.5A，需要生产者提供的总能量为15A。方法②，设草的能量为X，虫的能量为Y，则第一营养级（虫和鸟）的总能量为Y＋50%A，鸟从虫中获得的能量为50%A。按10%计算：得X＝55A；按20%计算：得Y＝15A。答案：（1）虫、鸟，（2）5A，（3）15、55，（4）如下图5。