Question

如图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m₁、m₂代表不同的能量形式。如图2为能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：

（1）图1中，m₁、m₂表示的能量形式分别为_____。

通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量会远远少于Ⅲ，主要原因是_____。

（2）图2中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示_____，C表示_____。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是_____（用图中所给字母表示）。

（3）由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_____。

（4）若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如图3所示。其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为_____kJ（用所给字母表示）。

Answer

太阳能（或生产者固定的能量）、热能（或呼吸作用散失的热量） 营养级越高，可利用的能量少 Ⅱ同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% 单向流动、逐级递减 25A/（1+4X）

【解析】

分析图1，在能量金字塔中，处于第一营养级的生物是生产者，m1表示进入该生态系统的能量光能，m2是指在生态系统食物链各营养级散失的能量热能；能量在食物链各营养级间是单向流动、逐级递减，则营养级越高，可利用能量少。

分析图2，每一营养级的同化量=摄入量﹣粪便量，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示第Ⅱ营养级同化的能量，一部分在第Ⅱ营养级的呼吸作用中以热能的形式散失了，另一部分用于第Ⅱ营养级的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生物的有机物中。

分析图3，食物链两条：甲→丙、甲→乙→丙，由高营养级求低营养级能量，至少能量按照20%计算。

（1）m1表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用的能量越少，所以个体数量往往也越少。

（2）若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。

（3）生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。

（4）假设至少需要消耗甲的能量为a，则丙从甲→丙途径获得的能量为a×X×20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为a×（1﹣X）×20%×20%，根据题干中的条件可知：a×X×20%+a×（1﹣X）×20%×20%=A，因此a=25A/（1+4X）。