Question

9．某地出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，導(dǎo)致此區(qū)域的自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境被破壞，如圖為被毀的自然保護(hù)區(qū)在人為干預(yù)下恢復(fù)過程中的能量流動(dòng)圖（單位：10⁵kJ•m^-2•a^-1）．請(qǐng)分析并回答：

（1）該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分和食物鏈、食物網(wǎng)．
（2）由圖中數(shù)據(jù)可知，生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等的能量值為8.7×10⁶kJ•m^-2•a^-1．
（3）在人為干預(yù)下，能量在第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率為3.33%．（結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）
（4）若某村落由于自然災(zāi)害在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不能得到外界援助，但尚可農(nóng)耕及畜牧養(yǎng)殖，此種狀態(tài)下可以適當(dāng)改變膳食結(jié)構(gòu)．例如，若將（草食）動(dòng)物性與植物性食物的比例由1：1調(diào)整為1：5，可供養(yǎng)的人口數(shù)量將是原來的2.2倍．（能量傳遞效率按10%計(jì)算）

Answer 1

分析 生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的全部太陽能，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．
每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去路：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．

解答 解：（1）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分和食物鏈、食物網(wǎng)．
（2）圖中食物鏈中第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量是14×10⁵kJ•m^-2•a^-1，用于呼吸消耗的能量為23×10⁵kJ•m^-2•a^-1，流向分解者的能量為3×10⁵kJ•m^-2•a^-1，未被利用的70×10⁵kJ•m^-2•a^-1，則用于植食動(dòng)物自身的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等的能量值是14+3+70=8.7×10⁶kJ•m^-2•a^-1．
（3）據(jù)圖分析，流入到肉食動(dòng)物的能量=植食動(dòng)物的能量-熱能-未利用-分解者=（14+2-4-9-0.5）×10⁵=2.5×10⁵，肉食動(dòng)物同化的能量=頂位肉食動(dòng)物+熱能+未利用+分解者=（0.25+2.1+5.1+0.05）×10⁵=7.5×10⁵．能量在第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率為第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量0.25×10⁵kJ•m^-2•a^-1÷第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)總的同化量7.5×10⁵=0.25÷7.5=3.33%．
（4）設(shè)現(xiàn)在人口數(shù)量需要能量為a，則需植物為：0.5a÷10%÷10%+0.5a÷10%=55a． 將（草食）動(dòng)物性與植物性食物的比例由1：1調(diào)整為1：5，則現(xiàn)在人口需植物為：$\frac{1}{6}$a÷10%÷10%+$\frac{5}{6}$a÷10%≈25a．因此，調(diào)整食物結(jié)構(gòu)后，地球可供養(yǎng)的人口數(shù)量是原來的55a÷25a=2.2倍．
故答案為：
（1）生態(tài)系統(tǒng)的成分    食物鏈、食物網(wǎng)
（2）8.7×10⁶kJ•m^-2•a^-1    
（3）3.33%
（4）2.2

點(diǎn)評(píng) 本題以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、群落演替的相關(guān)內(nèi)容為知識(shí)載體，考查能量流動(dòng)的計(jì)算，易錯(cuò)點(diǎn)是在計(jì)算能量的關(guān)系時(shí)不要忽略人工有機(jī)物輸入的能量，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．