Question

9．某自然保護(hù)區(qū)地震后，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，植被毀損達(dá)到30%以上．圖1為該地區(qū)在人為干預(yù)下恢復(fù)過(guò)程的能量流動(dòng)圖[單位為10³ kJ/（m²•y）]，圖2表示恢復(fù)過(guò)程中某種群的種群密度對(duì)種群的出生率和死亡率的影響．請(qǐng)回答：（每空1分共9分）

（1）如圖1所示，輸入該生態(tài)系統(tǒng)的能量主要是生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為15.6%（保留一位小數(shù)）．
（2）圖1中A表示細(xì)胞呼吸，圖中未利用部分的能量在生物體內(nèi)的存在形式是有機(jī)物中化學(xué)能．
（3）如圖1所示，除生產(chǎn)者外其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)需要補(bǔ)償能量輸入的原因是植被破壞嚴(yán)重，流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量減少．
計(jì)算可知，肉食性動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量值至少為5×10³ kJ/（m²•y）．
（4）由圖2可知，種群密度在C點(diǎn)時(shí)，種群數(shù)量的增長(zhǎng)速率最大；在E點(diǎn)時(shí)，表示該種群已達(dá)到環(huán)境容納量（K值）．
（5）若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，它們構(gòu)成的食物關(guān)系如圖3．其中，甲能量中比例為x的部分直接提供給丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量為$\frac{25A}{（1+4X）}$kJ（用含所給字母的表達(dá)式表示）．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖1中，生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能．流入一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是指被這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所同化的全部能量．
能量的去路：①生產(chǎn)者的能量主要來(lái)自太陽(yáng)能；②其余各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)自上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量．
能量去路：①自身呼吸消耗、轉(zhuǎn)化為其他形式的能量和熱能；②流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；③殘?bào)w、糞便等被分解者分解；④未被利用．即一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量．
圖2中，種群增長(zhǎng)率為出生率和死亡率的差值，先增加后減少，說(shuō)明種群增長(zhǎng)是S型曲線．
分析圖3，食物鏈兩條：甲→丙、甲→乙→丙，由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量，至少能量按照20%計(jì)算．

解答 解：（1）圖1中，生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能和有機(jī)物輸入的能量是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量．其中以
生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能為主，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量為23+70+14+3=110×10³kJ/m²•y，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量為14×10³kJ/m²•y，輸入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)肉食動(dòng)物的能量=14+2-4-9-0.5=2.5×10³kJ/m²•y，故第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為2.5÷（14+2）=15.6%．
（2）圖1中A表示細(xì)胞呼吸（或呼吸作用）以熱能形式散失的能量．圖中未利用部分的能量在生物體內(nèi)的存在形式是有機(jī)物中化學(xué)能．
（3）圖1中，地震后植被破壞嚴(yán)重，流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量減少，所以除生產(chǎn)者外其它營(yíng)養(yǎng)級(jí)需要補(bǔ)償能量輸入．輸入肉食動(dòng)物的能量=14+2-4-9-0.5=2.5，而肉食動(dòng)物輸出的能量=2.1+5.1+0.05+0.25=7.5，所以肉食性動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量值至少為7.5-2.5=5（×10³kJ（m2•y））．
（4）由圖2可知，種群密度在C點(diǎn)時(shí)，出生率與死亡率的差值最大，即種群數(shù)量的增長(zhǎng)速率最大；在E點(diǎn)時(shí)，出生率等于死亡率，種群數(shù)量不再增加，表示該種群數(shù)量已達(dá)到環(huán)境容納量（K值）．
（5）假設(shè)至少需要消耗甲的能量為a，則丙從甲→丙途徑獲得的能量為a×X×20%，丙從甲→乙→丙途徑獲得的能量為a×（1-X）×20%×20%，根據(jù)題干中的條件可知：a×X×20%+a×（1-X）×20%×20%=A，因此a=$\frac{25A}{（1+4X）}$．
故答案為：
（1）生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能　15.6%
（2）細(xì)胞呼吸   有機(jī)物中化學(xué)能
（3）植被破壞嚴(yán)重，流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量減少    5
（4）C  E
（5）$\frac{25A}{（1+4X）}$

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中的能量流動(dòng)圖和種群出生率、死亡率曲線圖，綜合考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、種群密度、食物網(wǎng)中有關(guān)能量的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容，意在考查考生的識(shí)記能力、分析題圖的能力和理解計(jì)算能力．