资源简介

　　　　　　　食物链(网)中生物数量及能量流动的相关分析
一、食物网中的生物数量变化分析
1．第一个营养级生物减少，将连锁性地引发各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。可简单记为“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
2．天敌减少，则被捕食者数量的变化是先增加后减少，最后趋于稳定。可简单记为“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
3．在复杂食物网中，分析中间某一种群的数量变化对其他生物数量的影响时，应遵循以下原则：
(1)从天敌和食物两个角度分析，以中间环节少的为主。若中间环节一样多，则以天敌的影响为主。
(2)生产者往往数量较多且相对稳定，所以当某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
(3)当捕食者有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过捕食其他食物而维持其数量短期内基本不变。
(4)若处于最高营养级的生物同时占有不同的营养级，某种原因导致其营养级降低，则处于最高营养级的生物的数量最终会增加，反之则减少。
例1　如图表示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是(　　)
A．鱼a和鱼b间的竞争将会减弱
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
例2　某岛屿上的生物构成的食物网如图。下列相关说法正确的是(　　)
A．大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争减弱
B．若去除鼬，则鹰的环境容纳量会减少
C．鼠和兔获得的能量越多，流向鹰的能量就越少
D．植物中的能量能通过4条食物链传递给鹰
二、流经某营养级的能量去向分析
1．拼图法分析能量流向
输入第一个营养级的能量(W1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸消耗中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长和繁殖。而后一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一个营养级的D1。
2．能量流动模型分析
(1)长期来看，流入某一个营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一个营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用(如图所示)。
(2)在短期内，流入某一个营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一个营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一个营养级和分解者利用(如图所示)。
例3　如图表示能量流经某生态系统第二个营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，下列有关说法正确的是(　　)
A．e表示分解者利用的能量
B．第二个营养级用于生长和繁殖的能量是100 J/(cm2·a)
C．能量由第二个营养级到第三个营养级的传递效率是20%
D．该生态系统第三个营养级同化的能量是15 J/(cm2·a)
例4　(2024·宁波高二期末)如图为某生态系统中能量流动的局部示意图，数字1、2代表第一、第二个营养级，字母代表各种能量，其中A代表呼吸消耗的能量，C代表流向分解者的能量。下列相关叙述错误的是(　　)
A．植食动物的同化量是A2＋B2＋C2＋D2
B．C1中包含了植食动物粪便中所含的能量
C．W－A1是第一个营养级用于自身生长和繁殖的能量
D．每一个营养级同化的能量都有A、B、C、D四个去向
三、能量传递效率的“定值”计算
1．已确定营养级间能量传递效率的需按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
2．如果在食物网中，某一个营养级同时从上一个营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链分别进行计算后再合并。
例5　如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约(能量传递效率按10%计算)(　　)
A．100 kg B．44.5 kg
C．25 kg D．15 kg
例6　由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物、1/3来自食草鱼类、1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类，那么按能量传递效率20%来计算，该杂食性海洋鱼从出生到死亡共需海洋植物(　　)
A．310 kg B．240 kg C．180 kg D．150 kg
1.某生态系统中有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物总量的比例如图所示。在一段时间内，如果种群乙的有机物总量的比例增大，则引起的变化应是如图中的(　　)
2.某生态系统中存在如图所示的生物关系，E生物种群含有的总能量为5.8×109 kJ，B生物种群含有的总能量为1.6×108 kJ，则理论上A生物种群含有的总能量是(能量传递效率按20%计算)(　　)
A．4.2×107 kJ B．2.0×108 kJ
C．1.0×108 kJ D．2.32×108 kJ
3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为A∶B＝2∶1，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的(　　)
A．1.875倍 B．1.375倍
C．1.273倍 D．0.575倍
4．如图为某生态系统能量流动示意图[单位：kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是(　　)
A．图中a所固定的能量是b、c的能量之和
B．若c增加1 kg，则需要消耗a约42 kg
C．b营养级的个体数量一定多于c营养级的个体数量
D．b的数量越多，c获得的能量越少
5．(2024·湖州高二期末)某生态系统含有三个营养级，受破坏后为了尽快恢复，人们向第二个营养级、第三个营养级分别补偿输入了3.3×103 kJ·m－2·a－1、5.6×103 kJ·m－2·a－1的能量。该生态系统中各个营养级能量流动如表(单位：×103 kJ·m－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　)
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
A.X、Y的数值分别为99、18
B．该生态系统的次级生产者是第二个营养级和第三个营养级的生物
C．第二个营养级到第三个营养级的能量传递效率约为17.6%
D．由第二个营养级流入分解者的能量就是第二个营养级生物尸体残骸中的能量
6．如图是某人工生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析，回答下列问题：
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量的来源有_____________________________。
(2)生产者、植食动物同化的总能量分别是________________、___________________。
(3)生产者→植食动物的能量传递效率约为__________，植食动物→肉食动物的能量传递效率约为__________(结果均保留一位小数)。
答案精析
例1　A
例2　D　[因为鼬捕食鼠，大量捕杀鼬会导致鼠的天敌减少，鼠的种群数量增多，从而使种内斗争增强，A错误；若去除鼬，鹰的营养级降低，获得的能量增多，则鹰的环境容纳量会增加，B错误；鹰捕食鼠和兔，所以鼠和兔获得的能量越多，流向鹰的能量就越多，C错误。]
例3　A
例4　D　[四个去向中，D代表流向下一个营养级的能量，最高营养级同化的能量无这一去向，D错误。]
例5　A　[图中共含有3条食物链，而题中所求为至少消耗的A，根据能量流动规律分析可知，食物链越短能量损耗越少，能量传递效率按10%计算。食物链A→B→猫头鹰最短，消耗的A为1÷10%÷10%＝100(kg)。]
例6　A　[由题意可知，题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性海洋鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性海洋鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性海洋鱼；杂食性海洋鱼的食物1/3来自食物链①、1/3来自食物链②、1/3来自食物链③。所以按能量传递效率20%计算，该杂食性海洋鱼从食物链①消耗的海洋植物为6×1/3÷20%＝10(kg)，从食物链②消耗的海洋植物为6×1/3÷20%÷20%＝50(kg)，从食物链③消耗的海洋植物为6×1/3÷20%÷20%÷20%＝250(kg)，因此共需海洋植物10＋50＋250＝310(kg)。]
跟踪训练
1．D　[据题图可确定这四种生物构成的食物链为丙→甲→乙→丁。若乙增加，会引起丁增加、甲减少，而丙会因甲的减少而增加。]
2．B　[E为第一个营养级，B、C、D均为第二个营养级，三者获得的来自E的总能量为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再减去B的能量1.6×108 kJ，C、D含有的能量为1.0×109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其获得的总能量为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。]
3．B　[当C的食物比例为A∶B＝1∶1时，设C获得的能量为x，则需要A的能量为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；当C的食物比例为A∶B＝2∶1时，设C获得的能量为y，需要A的能量为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x，即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。]
4．B　[a所固定的能量大于b、c的能量之和，A错误；由题图可知，从a到b的能量传递效率为×100%＝16%，从b到c的能量传递效率为×100%＝15%，由此计算出c增加1 kg，需要消耗a约42 kg，B正确；b营养级的个体数量不一定多于c营养级的个体数量，C错误。]
5．C　[分析表中的数据可知，第二个营养级的同化量X＝(579－133－328－19＋3.3)×103 kJ·m－2·a－1＝102.3×103(kJ·m－2·a－1)；第三个营养级的同化量Y＝(102.3－37.6－41.3－5.4＋5.6)×103 kJ·m－2·a－1＝23.6×103(kJ·m－2·a－1)，即X＝102.3、Y＝23.6，A错误；凡是异养生物都属于次级生产者，次级生产者包括消费者和分解者，故该生态系统的次级生产者是第二个营养级、第三个营养级的生物和分解者，B错误；由A项分析可知，第二个营养级的同化量为102.3×103 kJ·m－2·a－1，第二个营养级流入第三个营养级的能量为(102.3－37.6－41.3－5.4)×103 kJ·m－2·a－1＝18×103(kJ·m－2·a－1)，故第二个营养级到第三个营养级的能量传递效率约为18/102.3×100%≈17.6%，C正确；由第二个营养级流入分解者的能量包括第二个营养级生物尸体残骸中的能量和第三个营养级粪便中的能量，D错误。]
6．(1)生产者固定的太阳能和输入(饲料)有机物中的化学能　(2)1.10×105 kJ/(m2·y)　1.6×104 kJ/(m2·y)
(3)12.7%　15.6%(共31张PPT)
微专题
食物链(网)中生物数量及能量流动的相关分析
第三章 生态系统
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一、食物网中的生物数量变化分析
1.第一个营养级生物减少，将连锁性地引发各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。可简单记为“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
2.天敌减少，则被捕食者数量的变化是先增加后减少，最后趋于稳定。可简单记为“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
3.在复杂食物网中，分析中间某一种群的数量变化对其他生物数量的影响时，应遵循以下原则：
(1)从天敌和食物两个角度分析，以中间环节少的为主。若中间环节一样多，则以天敌的影响为主。
(2)生产者往往数量较多且相对稳定，所以当某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
(3)当捕食者有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过捕食其他食物而维持其数量短期内基本不变。
(4)若处于最高营养级的生物同时占有不同的营养级，某种原因导致其营养级降低，则处于最高营养级的生物的数量最终会增加，反之则减少。
例1　如图表示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是
A.鱼a和鱼b间的竞争将会减弱
B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
√
例2　某岛屿上的生物构成的食物网如图。下列相关说法正确的是
A.大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争减弱
B.若去除鼬，则鹰的环境容纳量会减少
C.鼠和兔获得的能量越多，流向鹰的能量就越少
D.植物中的能量能通过4条食物链传递给鹰
√
因为鼬捕食鼠，大量捕杀鼬会导致鼠的天敌减少，鼠的种群数量增多，从而使种内斗争增强，A错误；
若去除鼬，鹰的营养级降低，获得的能量增多，则鹰的环境容纳量会增加，B错误；
鹰捕食鼠和兔，所以鼠和兔获得的能量越多，流向鹰的能量就越多，C错误。
二、流经某营养级的能量去向分析
1.拼图法分析能量流向
输入第一个营养级的能量(W1)被分为两部分：
一部分在生产者的呼吸消耗中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长和繁殖。而后一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一个营养级的D1。
2.能量流动模型分析
(1)长期来看，流入某一个营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一个营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用(如图所示)。
(2)在短期内，流入某一个营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一个营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一个营养级和分解者利用(如图所示)。
例3　如图表示能量流经某生态系统第二个营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，下列有关说法正确的是
A.e表示分解者利用的能量
B.第二个营养级用于生长和繁
　殖的能量是100 J/(cm2·a)
C.能量由第二个营养级到第三
　个营养级的传递效率是20%
D.该生态系统第三个营养级同化的能量是15 J/(cm2·a)
√
题图为能量流经某生态系统第二个营养级的示意图，其中a表示该营养级摄入的能量，b表示该营养级同化
的能量，c表示该营养级用于生长和繁殖的能量，d表示该营养级通过呼吸消耗以热能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量，A正确，B错误；
题图仅表示能量流经第二个营养级的过程，并不能得出第三个营养级的同化量，因此无法计算由第二个营养级到第三个营养级的能量传递效率，C、D错误。
例4　(2024·宁波高二期末)如图为某生态系统中能量流动的局部示意图，数字1、2代表第一、第二个营养级，字母代表各种能量，其中A代表呼吸消耗的能量，C代表流向分解者的能量。下列相关叙述错误的是
A.植食动物的同化量是A2＋B2＋C2＋D2
B.C1中包含了植食动物粪便中所含的能量
C.W－A1是第一个营养级用于自身生长和繁殖的能量
D.每一个营养级同化的能量都有A、B、C、D四个去向
√
四个去向中，D代表流向下一个营养级的能量，最高营养级同化的能量无这一去向，D错误。
三、能量传递效率的“定值”计算
1.已确定营养级间能量传递效率的需按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
2.如果在食物网中，某一个营养级同时从上一个营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链分别进行计算后再合并。
例5　如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约(能量传递效率按10%计算)
A.100 kg B.44.5 kg
C.25 kg D.15 kg
图中共含有3条食物链，而题中所求为至少消耗的A，根据能量流动规律分析可知，食物链越短能量损耗越少，能量传递效率按10%计算。食物链A→B→猫头鹰最短，消耗的A为1÷10%÷10%＝100(kg)。
√
例6　由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物、1/3来自食草鱼类、1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类，那么按能量传递效率20%来计算，该杂食性海洋鱼从出生到死亡共需海洋植物
A.310 kg B.240 kg
C.180 kg D.150 kg
√
由题意可知，题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性海洋鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性海洋鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性海洋鱼；杂食性海洋鱼的食物1/3来自食物链①、1/3来自食物链②、1/3来自食物链③。所以按能量传递效率20%计算，该杂食性海洋鱼从食物链①消耗的海洋植物为6×1/3÷20%＝10(kg)，从食物链②消耗的海洋植物为6×1/3÷20%÷20%＝50(kg)，从食物链③消耗的海洋植物为6×1/3÷20%÷20%÷20%＝250(kg)，因此共需海洋植物10＋50＋250＝310(kg)。
1.某生态系统中有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物总量的比例如图所示。在一段时间内，如果种群乙的有机物总量的比例增大，则引起的变化应是如图中的
√
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
据题图可确定这四种生物构成的食物链为丙→甲→乙→丁。若乙增加，会引起丁增加、甲减少，而丙会因甲的减少而增加。
跟踪训练
1
2
3
4
5
6
2.某生态系统中存在如图所示的生物关系，E生物种群含有的总能量为5.8×109 kJ，B生物种群含有的总能量为1.6×108 kJ，则理论上A生物种群含有的总能量是(能量传递效率按20%计算)
A.4.2×107 kJ
B.2.0×108 kJ
C.1.0×108 kJ
D.2.32×108 kJ
√
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
E为第一个营养级，B、C、D均为第二个营养级，三者获得的来自E的总能量为5.8×109×20%＝11.6 ×108(kJ)，再减去B的能量1.6×108 kJ，C、D含有的能量为1.0×109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其获得的总能量为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。
跟踪训练
1
2
3
4
5
6
3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为A∶B＝2∶1，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的
A.1.875倍 B.1.375倍
C.1.273倍 D.0.575倍
√
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
当C的食物比例为A∶B＝1∶1时，设C获得的能量为x，则需要A的能量为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10% ÷10%＝55x；当C的食物比例为A∶B＝2∶1时，
设C获得的能量为y，需要A的能量为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x，即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。
跟踪训练
1
2
3
4
5
6
4.如图为某生态系统能量流动示意图[单位：kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是
A.图中a所固定的能量是b、c的能量
　之和
B.若c增加1 kg，则需要消耗a约42 kg
C.b营养级的个体数量一定多于c营养级的个体数量
D.b的数量越多，c获得的能量越少
√
1
2
3
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5
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跟踪训练
a所固定的能量大于b、c的能量之和，A错误；
b营养级的个体数量不一定多于c营养级的个体数量，C错误。
跟踪训练
1
2
3
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5
6
5.(2024·湖州高二期末)某生态系统含有三个营养级，受破坏后为了尽快恢复，人们向第二个营养级、第三个营养级分别补偿输入了3.3×103 kJ·m－2·a－1、5.6×103 kJ·m－2·a－1的能量。该生态系统中各个营养级能量流动如表(单位：×103 kJ·m－2·a－1)。下列叙述正确的是
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
A.X、Y的数值分别为99、18
B.该生态系统的次级生产者是第二个营养级和第三个营养级的生物
C.第二个营养级到第三个营养级的能量传递效率约为17.6%
D.由第二个营养级流入分解者的能量就是第二个营养级生物尸体残骸中的能量
√
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
分析表中的数据可知，第二个营养级的同化量X＝(579－133－328－19＋3.3)×103 kJ·m－2·a－1＝102.3×103(kJ·m－2·a－1)；第三个营养级的同化量Y＝(102.3－37.6－41.3－5.4＋5.6)×103 kJ·m－2·a－1＝23.6×103(kJ·m－2·a－1)，即X＝102.3、Y＝23.6，A错误；
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
凡是异养生物都属于次级生产者，次级生产者包括消费者和分解者，故该生态系统的次级生产者是第二个营养级、第三个营养级的生物和分解者，B错误；
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
1
2
3
4
5
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跟踪训练
由A项分析可知，第二个营养级的同化量为102.3×103 kJ·m－2·a－1，第二个营养级流入第三个营养级的能量为(102.3－37.6－41.3－5.4)×103 kJ·m－2·a－1 ＝18×103(kJ·m－2·a－1)，故第二个营养级到第三个营养级的能量传递效率约为18/102.3×100%≈17.6%，C正确；
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
由第二个营养级流入分解者的能量包括第二个营养级生物尸体残骸中的能量和第三个营养级粪便中的能量，D错误。
营养级 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 9.7
未被利用 328 41.3 10
流入分解者 19 5.4 3.9
6.如图是某人工生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析，回答下列问题：
(1)该生态系统中流入生物群落
1
2
3
4
5
6
跟踪训练
的总能量的来源有_____________________________________________。
(2)生产者、植食动物同化的总能量分别是____________________、________________。
生产者固定的太阳能和输入(饲料)有机物中的化学能
1.10×105 kJ/(m2·y)
1.6×104 kJ/(m2·y)
(3)生产者→植食动物的能量传递效率约为_______，植食动物→肉食动物的能量传递效率约为______(结果均保留一位小数)。
1
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跟踪训练
12.7%
15.6%

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