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生态系统中能量流动的计算方法

一、食物链中的能量计算

1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）

的最大值。

例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能

量是（）

A.24kJB.192kJC.96kJD.960kJ

解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即

24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第

四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。答案：D

规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量

n

（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)

（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。

2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。

例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消

耗第一营养级的生物量为（）

A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg

解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设

4

需消耗第一营养级的生物量为Xkg，则X=1÷(20%)=625kg。答案：C

规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具

有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营

n

养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5（n为食物链中，由较低营养级到所需计算

的营养级的箭头数）。

3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。

例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO，若能量传递效率为10%～15%时，

2

次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（）

A.0.04B.0.4C.0.9D.0.09

解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产

者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量

最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。答案：C

规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照

相应的能量传递效率和传递途径计算。

二、食物网中能量流动的计算

1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。

例4.下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的

不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1kg，至少需要消耗水藻kg。

解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相

等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：

在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5kg，小鱼的生物

量至少为2.5÷20%＝12.5kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5

kg。因此，小鱼的生物量总量至少