Question

若某生态系统中只具有三个营养级，且处于相对稳定状态。下图表示该生态系统的碳循环和能量流动的关系图，a₁、b₁、c、d等表示不同的生理过程和相应的能量数值。请据图回答下列相关问题：

（1）从生态系统的营养级上分析，图中的A属于___________。

（2）图中a₁表示生产者固定的能量，a₂表示初级消费者的___________作用，初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量可用代数式___________表示。

（3）图中表示呼吸作用过程的是___________（填图中标号）。a₃的大小最多相当于a₁大小的___________%，导致C中的生物容易成为濒危物种。

（4）据图可知，在能量流动过程中，能量是按照太阳能→_____________的形式转化的，所以能量流动是单向的。而在碳循环中，碳元素是按照CO₂→_____________的形式转化的，所以物质的流动是循环的。

Answer

第一营养级 同化 a2-b2（或a3+c2或b3+c3+c2） b1、b2、b3、d 4 化学能→热能 有机物→CO2

【解析】

分析题图：由于A能够利用大气中二氧化碳和光能，因此A表示生产者，即第一营养级；B表示第二营养级，C表示第三营养级。
在能量流动过程中，某营养级摄入的能量=该营养级同化的能量+粪便中的能量=自身呼吸消耗的能量+用于该生物生长、发育和繁殖的能量+粪便中的能量。
图中a1、a2、a3可分别表示各营养级同化的能量；b1、b2、b3表示各营养级呼吸消耗的能量；c表示流向分解者的能量；d表示分解者呼吸作用消耗的能量。

（1）图中A能利用大气中二氧化碳和太阳能，是生产者，从生态系统的营养级上分析，属于第一营养级。
（2）图中a1表示生产者固定的能量，a2是流入初级消费者的能量，表示初级消费者的同化量；同化量-呼吸消耗的能量=生长、发育和繁殖的能量，即a2-b2（或a3+c2或b3+c3+c2）。
（3）图中b1是生产者呼吸作用过程、b2是初级消费者呼吸作用过程、b3是次级消费者呼吸作用过程、d是分解者呼吸作用过程；能量流动效率最大为20%，故a3=a1×20%×20%=4%a1，a3的大小最多相当于a1大小的4%，导致C中的生物容易成为濒危物种。
（4）由图可知，在能量流动过程中，能量是按照：太阳能→生物体含碳有机物中化学能→呼吸作用散失的热能转化的；在碳循环中，碳元素是按照：二氧化碳（无机环境）→有机物（生物群落）→二氧化碳（无机环境）的形式进行转化的，物质循环和能量流动是同时进行，相互依存、不可分割的。