能量去哪了

周偉

縱觀近幾年的高考試題，生態(tài)系統(tǒng)的知識大多以圖形、圖表或文字材料為載體進(jìn)行考查，命題以應(yīng)用層次為主，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用生命觀念和理性思維解決實(shí)際問題的能力。下面對生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的命題熱點(diǎn)進(jìn)行歸類例析，從中揭示高考命題的意圖和解題的一般規(guī)律。

一、以碳循環(huán)圖為背景，考查生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷及其作用

例1 （高考改編題）某紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)如圖1所示。圖中A是一種氣體，B、C、D、E和F表示生物成分，箭頭表示碳流動的方向。下列敘述錯誤的是（ ）

A.圖中生物成分A表示生產(chǎn)者，生物成分F表示分解者

B.煤是“高碳”能源，通過燃燒，碳主要以CO2的形式進(jìn)入大氣圈

C.若因環(huán)境污染造成生產(chǎn)者銳減，則C、B的數(shù)量將減少

D.圖中包含的食物鏈為：E→C→B→D

【解析】雙向箭頭兩端分別為生產(chǎn)者和大氣中CO2庫（無機(jī)環(huán)境），分析圖1所示可知，A表示大氣中的CO2，E表示生產(chǎn)者，F(xiàn)表示分解者，C表示初級消費(fèi)者，B表示次級消費(fèi)者，D表示三級消費(fèi)者，A選項(xiàng)錯誤，D選項(xiàng)正確。碳在生物群落中以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行流動，化石燃料的燃燒過程中碳主要以CO2的形式進(jìn)入大氣圈，B選項(xiàng)正確。如果因環(huán)境污染造成生產(chǎn)者銳減，則消費(fèi)者的數(shù)量都會降低，C選項(xiàng)正確。

【答案】A

【技法點(diǎn)撥】

（1）生態(tài)系統(tǒng)各成分的判斷關(guān)鍵

①判斷生產(chǎn)者時，若判斷的對象為自養(yǎng)型生物，則為生產(chǎn)者。

②判斷消費(fèi)者時要特別注意異養(yǎng)型、非腐生等關(guān)鍵詞，植物、微生物都有可能成為消費(fèi)者。

③判斷分解者的主要依據(jù)是看能否把動植物的遺體、殘枝敗葉等轉(zhuǎn)變成無機(jī)物，即營腐生生活，如蚯蚓。

（2）“三看法”判斷碳循環(huán)的各環(huán)節(jié)

二、以食物網(wǎng)為背景，考查生態(tài)系統(tǒng)能量流動的分析及計(jì)算

例2 （高考改編題）圖2為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖（圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J·m-2·a-1）。下列敘述正確的是（ ）

A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級

B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%

C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357 J·m-2·a-1

D.鱸魚排出的糞便中的能量是其同化量的一部分

【解析】該食物網(wǎng)中最長的食物鏈為：浮游植物→浮游動物→幽蚊幼蟲→太陽魚→鱸魚，食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級鱸魚屬于第五營養(yǎng)級，A選項(xiàng)錯誤。第二營養(yǎng)級包括浮游動物和搖蚊幼蟲，二者共有的能量為：3780+4200=7980（J·m-2·a-1）。因此從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為：7980÷31920×100%=25%，B選項(xiàng)正確。一個營養(yǎng)級所含有的能量，一部分流入下一個營養(yǎng)級，還有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，題目中的1357是1483（太陽魚總同化量）減去126（下一營養(yǎng)級同化量）得到的，因此太陽魚呼吸作用消耗的能量比1357 J·m-2·a-1要少，C選項(xiàng)錯誤。鱸魚的同化量等于攝入量減去糞便量，故鱸魚排出的糞便中的能量是太陽魚同化量的一部分，D選項(xiàng)錯誤。

【答案】B

【技法點(diǎn)撥】

（1）能量流動的兩種分流模型分析

①定量不定時模型（如圖3所示）。流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內(nèi)的去路可有三條：a.自身呼吸散失；b.流入下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）；c.被分解者分解利用。

②定量定時模型（如圖4所示）。流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條：a.自身呼吸散失；b.流入下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。

（2）能量流動的相關(guān)計(jì)算方法

①相鄰兩個營養(yǎng)級的傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量×100%，一般能量傳遞效率為：10%—20%。

②在食物網(wǎng)中求某一營養(yǎng)級能量的最值，要視情況而定：a.若相關(guān)營養(yǎng)級生物（生產(chǎn)者或最高營養(yǎng)級）提供能量的比例或獲取能量的比例未知時，則需要選取具體的食物鏈，即選食物網(wǎng)中最長的食物鏈或最短的食物鏈來求得能量的最值；b.若相關(guān)營養(yǎng)級生物（生產(chǎn)者或最高營養(yǎng)級）提供能量的比例或獲取能量的比例已知時，則需要用乘法或除法計(jì)算每一條食物鏈的能量值，然后求和。

三、以生產(chǎn)實(shí)踐為背景，考查生態(tài)學(xué)知識和觀念的綜合運(yùn)用

例3 （名校聯(lián)考題）人工濕地是為了處理污水而人為設(shè)計(jì)建造的、工程化的濕地生態(tài)系統(tǒng)，如圖5所示。對該人工濕地作用效果進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示。其中化學(xué)耗氧量（COD）表示在強(qiáng)酸性條件下重鉻酸鉀氧化1L污水中有機(jī)物所需的氧氣量；生化耗氧量（BOD）表示微生物分解水體中有機(jī)物所需的氧氣量。調(diào)查結(jié)果顯示此人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中（ ）

A. COD、BOD值越高，表明污染程度越低

B.植物的吸收作用可降低水體富營養(yǎng)化程度

C.流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能

D.由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，故該濕地可以處理大量的污水

【解析】COD、BOD值越高，表明水體中有機(jī)物越多，污染程度越高，A選項(xiàng)錯誤。水生植物能吸收水體中N、P等元素，使之減少，從而降低水體富營養(yǎng)化程度，B選項(xiàng)正確。流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能及生活污水中的化學(xué)能，C選項(xiàng)錯誤。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有限，若排入的污水超過其調(diào)節(jié)能力范圍，則該濕地不能進(jìn)行處理，D選項(xiàng)錯誤。

【答案】B

【技法點(diǎn)撥】

（1）有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的概念圖構(gòu)建

如圖6所示。

（2）有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的幾個生命觀念

①平衡觀：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，它的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間能夠較長時間地保持一種動態(tài)平衡，即生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)能夠較長時間地保持著一種動態(tài)的平衡。生態(tài)系統(tǒng)能夠維持平衡狀態(tài)，是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。

②能量觀：食物鏈和食物網(wǎng)中，由于生物之間的捕食與被捕食的關(guān)系，必然會造成生物體內(nèi)能量的變化。能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，若以“營養(yǎng)級”為單位，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率約為：10%—20%。endprint