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第三节　生态系统中的能量单向递减流动
导学聚焦 1.生命观念——基于对初级生产量和次级生产量概念的分析，明确生态系统的能量基础，形成物质与能量观；基于对能量流动特点的分析，形成稳态与平衡观。 2.科学思维——①基于模型与建模建构初级生产量与次级生产量的生产模型，并比较分析；②以赛达伯格湖能量流动为例，总结分析能量流动的特点。 3.科学探究——通过“调查校园（或公园）生态系统中的能量流动”实验分析，提升样方制作、数量统计及分析能力。 4.社会责任——基于对能量流动特点的分析，能对农业生产过程中相关能量流动问题提出分析见解。
知识点（一）　生态系统中的生产量
1.初级生产量
（1）概念：指绿色植物通过　光合作用　所固定的能量或所合成的有机物质。
（2）单位：g/（m2·a）或J/（m2·a）（a代表年）。
（3）总初级生产量：包括　呼吸消耗量　在内的全部初级生产量，用GP表示。
（4）净初级生产量：在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸（R）消耗掉，剩下的才用于植物的　生长和繁殖　，用NP表示，即NP＝GP－R。陆地生态系统中，　热带雨林　的净初级生产量是最高的，温带常绿林、　落叶阔叶　林、北方针叶林、草原和　荒漠　依次减少。
（5）初级生产量的特征
①具有　垂直　变化特征，如森林中，　乔木　的初级生产量最高，灌木次之，草本植物更低。
②随群落的　演替　逐渐增加，顶极群落时　总初级　生产量接近最大，　净初级　生产量反而最小。
2.次级生产量
（1）概念：指生态系统中异养生物（包括消费者和分解者）第　二　次的有机物生产，生产的有机物或　固定的能量　就是次级生产量。
（2）单位：g/（m2·a）或J/（m2·a）。
（3）生产过程：次级生产者的同化量－呼吸量，即为次级生产量。
3.基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）海洋次级生产量只有陆地次级生产量的一半（　×　）
（2）次级生产量的制造者包括消费者和分解者（　√　）
（3）一个种群次级生产量最高时往往生态系统中初级生产量也最高（　×　）
（4）因光照缺乏，深海区下层几乎没有初级生产量和次级生产量（　×　）
（5）动物摄食的能量除去粪便中的能量就是该动物的次级生产量（　×　）
（6）所有消费者和分解者都直接或间接依靠植物的初级生产量（　√　）
1.次级生产量的能量来源是否只能来自初级生产量？
提示：次级生产量的能量来源为现成的有机物，因此次级生产量的能量来源既可以是生产者所制造的有机物（即初级生产量），也可来自其他异养生物所制造的有机物（如消费者或分解者所制造的有机物）。
2.海洋的初级生产量之和只有陆地的1/2，但次级生产量却相当于陆地的3倍多，试分析原因。
提示：海洋面积虽然大，但大多数都是开阔的大洋，生产者相对较少，因此初级生产量之和较陆地少，但是海洋生态系统中，植食动物利用藻类的效率远远高于陆地动物利用纤维素等植物的效率，因此海洋的次级生产量较陆地多。
比较初级生产量、生物量和次级生产量
项目 初级生产量 生物量 次级生产量
定义 绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量 生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物积累量 在生态系统中第二次的有机物质生产量
能量来源 太阳光能 太阳光能或有机物 植物生产的有机物、其他次级生产量
项目 初级生产量 生物量 次级生产量
能量去向 绿色植物 绿色植物 次级生产者
描述单位 g/（m2·a） 或J/（m2·a） g/m2或J/m2 g/（m2·a） 或J/（m2·a）
能量大小 最大 较大 较小
三者的 关系 （1）总初级生产量（GP）＝净初级生产量（NP）＋植物呼吸量（R）；（2）净生产量表示在某一时刻前的有机物积累量时即为生物量；（3）次级生产量的能量来源于初级生产量；（4）初级生产量、生物量和次级生产量的能量均直接或间接来源于太阳光能
2.净初级生产量的制约因素
（1）不同生态系统的净初级生产量随“温度”和“雨量”的不同而有很大差异。
（2）不同生态系统中的净初级生产量与该生态系统中植物群落状况有关——如热带雨林中植物群落具有明显的分层现象，则其光合效率较高，其净初级生产量也相对较高。相反，苔原生态系统中植物群落较单纯，其净初级生产量也较小。
3.次级生产量的生产过程
（1）模型建构
（2）模型解读
①吃进的即生物的摄食量，并不能完全转化为生物的同化量，还应减去未被同化的粪便中的能量。
②次级生产量用于生物体的生长和繁殖，不包含呼吸的能量。
③次级生产量的能量来源既可以是初级生产量，也可以是次级生产量。
④次级生产量是异养生物对有机物的第二次制造，所有产生次级生产量的生物均为次级生产者（包括消费者和分解者）。
⑤提高圈养动物的同化能量/摄食量（吃进的），并不能提高能量的传递效率，但能提高能量的利用效率。
考向1　初级生产量
1.下列关于生态系统中净初级生产量与总初级生产量的叙述，错误的是（　　）
A.初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量
B.绿色植物的初级生产量形成于叶绿体中
C.初级生产量的单位通常用g/m2或J/m2表示
D.地球各地的净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异
解析：C　初级生产量的单位通常用g/（m2·a）或J/（m2·a）（a代表年）表示，即初级生产量应体现年生产量，而不是某一时刻的生产量。
2.下列有关初级生产量的叙述，与事实相符的是（　　）
A.初级生产量是指初级消费者所固定的能量或所合成的有机物质
B.总初级生产量减去呼吸和繁殖的消耗量即为净初级生产量
C.生物的总初级生产量越大，则其净初级生产量和生物量也越大
D.海洋面积是陆地的两倍，但其净初级生产量却比陆地低得多
解析：D　初级生产量是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质，而不是消费者，A错误；净初级生产量是总初级生产量减去呼吸消耗掉的能量，剩下的可以用于生长和繁殖的能量，B错误；生物的总初级生产量越大，则其净初级生产量和植物呼吸量也越大，C错误；净初级生产量是指初级生产过程中，植物光合作用固定的能量中扣除植物呼吸消耗掉的那部分，剩下的可用于植物的生长和繁殖的能量。海洋的面积虽然是陆地的2倍，但由于海洋中的绿色植物没有陆地上数量多，所以海洋面积是陆地的两倍，但其净初级生产量却比陆地低得多，D正确。
考向2　次级生产量及生产过程
3.如图是有关生态系统关系示意图，其中不符合该示意图的是（　　）
甲＝乙＋丙
A.甲：摄入量　　　 乙：同化量　　　 丙：粪便
B.甲：同化量　　乙：次级生产量　　 丙：呼吸量
C.甲：净初级生产量　 乙：生物量　　 丙：呼吸量
D.甲：初级生产量　　 乙：净初级生产量　　 丙：呼吸量
解析：C　摄入量＝同化量＋粪便量，A正确；同化量＝次级生产量＋呼吸量，B正确；净初级生产量＝生物量－呼吸量，C错误；初级生产量＝净初级生产量＋呼吸量，D正确。
4.如图表示动物利用食物的过程。结合此图判断，下列叙述正确的是（　　）
A.次级生产量在某时刻前的积累量即为该动物的生物量
B.动物产生粪便中的能量属于它对食物的同化量
C.植食性动物对食物的获取量不属于生产者的净初级生产量
D.次级生产量不需要依靠植物在光合作用中产生的有机物质
解析：A　次级生产量在某时刻前的积累量即为该动物的生物量，A正确；动物产生粪便中的能量属于上一个营养级的同化量，B错误；生产者固定的能量中一部分被自身呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生长、繁殖，这部分能量称为净初级生产量，故植食性动物对食物的获取量属于生产者的净初级生产量，C错误；次级生产过程是指消费者和分解者利用初级生产物的同化过程，即利用生态系统中现有的有机物质再生产有机物质的过程，故次级生产量需要依靠植物在光合作用中产生的有机物质，D错误。
考向易错
　　有关次级生产量分析的4点易错
（1）次级生产量是异养生物对有机物的第二次制作，所有产生次级生产量的生物均为次级生产者（包括消费者和分解者）。
（2）次级生产量的能量来源既可以是初级生产量，也可以是次级生产量。
（3）次级生产量用于生物体的生长和繁殖，不包含呼吸。
（4）对于海洋和陆地而言，海洋中生物的净初级生产量小于陆地，但是由于从生产者到消费者的能量转化效率海洋大于陆地生物，因此海洋中生物的次级生产量远大于陆地。
考向3　群落演替过程中生产量、生物量的变化
5.演替中的群落向顶极群落发展过程中，有些植物可能被替代，这种替代一直发展到相对稳定的顶极群落。下列相关叙述错误的是（　　）
A.演替中的群落用于植物呼吸消耗的能量比顶极群落的少
B.演替中的群落用于植物生长和繁殖的净初级生产量比顶极群落的多
C.演替中的群落总初级生产量较顶极群落低
D.演替中的群落生物量增加速率大于顶极群落
解析：C　演替中的群落用于植物呼吸消耗的能量比顶极群落的少，A正确；演替中的群落用于植物生长和繁殖的净初级生产量比顶极群落的多，B正确；演替中的群落总初级生产量较顶极群落高，C错误；演替中的群落生物量增加速率大于顶极群落，D正确。
6.初级生产量是指生产者制造有机物的量或固定的能量，次级生产量是指动物和其他异养生物靠消耗初级生产量制造有机物的量或固定的能量，生物量是指净生产量在某一调查时刻前的积累量。次级生产量可以全部被其他异养生物利用。如图显示森林群落演替过程中初级生产量和呼吸量的变化。据图分析，下列叙述错误的是（　　）
A.呼吸量是指生态系统中所有生物呼吸消耗的总量
B.初级消费者、次级消费者粪便中的能量均属于次级生产量
C.森林群落演替至成熟阶段时，初级生产量与呼吸量大致相等
D.为保持原有演替方向，每年的采伐量应在当年增加的生物量以内
解析：B　呼吸量是指群落中生产者、各级消费者和分解者呼吸消耗的总量，A正确；初级消费者粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，即初级生产量，B错误；据图分析，群落演替至成熟阶段时，初级生产量与呼吸量大致相等，C正确；每年的采伐输出量控制在当年增加的生物量以内，可保持原有演替方向，D正确。
考向拓展　　演替过程中相关“量”的变化
（1）物种数量：自然状态下，演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展，演替过程中物种数量增加，丰富度增加，达到顶极群落维持稳定。
（2）有机物总量：演替过程中有机物总量增加，达到顶极群落维持稳定。
（3）初级生产量：演替过程中有初级生产量增加，由于树冠层的影响，随着演替会略有下降，然后达到顶极群落时维持稳定。
（4）净初级生产量：演替过程中净初级生产量先增加后减少，达到顶极群落维持稳定。
（5）次级生产量：演替过程中有次级生产量增加，达到顶极群落维持稳定。
（6）生物量：生态系统的生物量总量在演替过程中增加，达到顶极群落维持稳定。
知识点（二）　生态系统的能量流动
1.生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程
（1）能量流动的起点：　生产者固定太阳能　。
（2）能量流动的渠道：　食物链和食物网　。
（3）能量流动的过程：
输入—
　　　　　　　　
传递—
　　　　　　　　
散失—
（4）能量流动研究层次
①食物链层次：可用来测定食物链每一个　环节　上的能量值。
②生态系统层次：可用来精确的测定每一个　营养级　能量的输入和输出值。
2.能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减
（1）能量流动的特点：单向流动、　逐级递减　。
（2）能量传递效率：指　营养级　之间或　食物链　不同环节之间能量传递的百分比，一般通过林德曼效率计算而获得，其公式：
林德曼效率＝×100%。
3.生态系统中的能量流动呈金字塔形
（1）能量金字塔特点：随着营养级的增加而呈现　逐渐减少　的趋势，在不同的生态系统中均不会出现　倒置　的情况。
（2）生态系统中能量传递效率：陆地生态系统各营养级之间大约只有　10%　，在海洋生态系统中大于10%。
4.人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产
（1）研究意义：有利于帮助人类合理地　调整　生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向　对人类有益　的方向。
（2）举例：　人工　生态系统中种养模式的调整。
5.基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）生态系统能量流动逐级递减的原因包括生物的呼吸消耗（　√　）
（2）当一只狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的能量的10%（　×　）
（3）使用粪便做肥料，粪便中的能量可以流向植物，从而实现了对能量的多级利用（　×　）
（4）光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环（　×　）
（5）能量从一个营养级输入下一个营养级是伴随着有机物的转移进行的（　√　）
（6）食物链中的最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他生物（　×　）
1.下图为生态系统能量流动模式图。
思考并回答以下问题：
（1）写出图中标号代表的内容：
甲：　生产者　；乙、丙：　消费者　；丁：　呼吸作用　；戊：　分解者　。
（2）流入甲的总能量是　被甲固定的太阳能总量　。
（3）据图分析流入每一营养级的能量去向
①通过　自身细胞呼吸　以热能形式散失；②　被下一营养级同化　；③　被分解者分解利用　；④未被利用。
2.下表是某昆虫摄食植物后的能量流动情况，试分析该昆虫同化的能量、用于生长和繁殖的能量。
项目 摄食量 粪便量 呼吸消耗量
能量（kJ） 410 210 130
提示：同化的能量＝摄食量－粪便量＝410－210＝200 kJ；用于生长和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗＝200－130＝70 kJ。
1.生态系统中的能量流动过程
（1）每一营养级的能量来源与去路分析：
①消费者摄入能量（a）＝消费者同化能量（b）＋粪便中能量（c），即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。
②消费者同化能量（b）＝呼吸消耗（d）＋用于生长和繁殖（e）。
③生长和繁殖的能量（e）＝分解者利用（f）＋下一营养级同化（i）＋未被利用（j）。
④未被利用的能量包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
⑤一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
⑥流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
（2）能量的转化
①生产者：光能有机物中的化学能。
②消费者：食物中的化学能自身化学能。
（3）能量的散失
①形式：热能。热能是能量流动的最后形式。
②过程：
③特殊途径：动植物残体形成的煤炭、石油等热能。
2.澄清对生态系统能量流动认识的三个误区
（1）误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。
（2）误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。
（3）误区三：能量传递效率＝能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。
考向1　能量流动特点
1.下列关于能量流动的叙述，正确的是（　　）
A.各营养级同化的能量都会分为两部分流向分解者
B.各营养级呼吸散失的能量指通过呼吸而散失的热能
C.动物尿液中所含能量不属于该动物的同化量
D.生物圈不需要来自系统外的能量补充，就能维持生态系统的正常功能
解析：B　最高营养级同化的能量没有流向下一营养级，只有形成的尸体、残骸这部分流向了分解者，A错误；各营养级呼吸散失的能量以热能的形式散失，B正确；动物尿液中所含能量属于该动物的同化量，C错误；任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，D错误。
2.能量流动是生态系统的主要功能。下列叙述错误的是（　　）
A.生态系统中能量流动的起点是太阳
B.研究能量沿食物链流动可以进行定量分析
C.生产者营养级转化太阳辐射能的效率远低于10%
D.与恒温动物相比，变温动物的能量利用率更高
解析：B　生态系统中能量流动的起点是太阳，是生产者光合作用固定的太阳能，A正确；研究能量沿食物网流动可以进行定量分析，B错误；生产者营养级转化太阳辐射能的效率远低于10%，C正确；与恒温动物相比，变温动物的能量利用率更高，D正确。
考向2　能量流动的模式图分析
3.生态学家对某湖泊的能量流动进行了定量分析并得到如下数据，下列叙述正确的是（　　）
A.辐射能中大部分能量被生产者转化为有机物中的能量
B.该湖泊中的能量最终都以热能形式耗散到周围空间
C.植食动物粪便中的能量经过程②被分解者分解
D.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%
解析：B　辐射能中大部分能量未被固定，只有很少部分的能量被生产者转化为有机物中的能量，A错误；能量流动是单向的，不循环的，该湖泊中的能量最终都以热能形式耗散到周围空间，B正确；植食动物粪便中的能量经过程①被分解者分解，C错误；第一营养级到第二营养级的能量传递效率为×100%＝13.5%，D错误。
4.如图为生态系统能量流动示意图，下列叙述正确的是（　　）
A.流经该生态系统的总能量是图中的N1
B.如果该生态系统处于稳态，则N3一定大于0
C.蜣螂从初级消费者获得的能量为N6
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为N4/N2×100%
解析：B　流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即图中的N2，A错误；N3表示生产者用于生长和繁殖的能量，如果该生态系统处于稳态，则需要生产者正常生长和繁殖，此时，N3一定大于0，B正确；蜣螂从初级消费者获得的粪便中获能量，而粪便中的能量是初级消费者未同化的能量，属于生产者同化的能量，因此，蜣螂从生产者获能N6，从初级消费者获能为0，C错误；能量传递效率的计算公式是：[第（n＋1）个营养级同化量]/第n个营养级同化量×100%；第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为N5/N2×100%，D错误。
考向拓展
生态系统中能量流动的计算方法
　　关于能量在营养级之间传递的计算，一般从食物链和食物网两个方面分析
（1）能量在食物链中传递的计算（传递效率按10%计算）
①在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，则传到下一营养级的能量为n×10%（即0.1n）。
②在一条食物链中，某一营养级的能量为n，则上一营养级的能量为n÷10%＝10n。
（2）能量在食物网中传递的计算
①在一食物网中，已知最高营养级增重为N，要求最多消耗第一营养级多少能量时，应按最长食物链计算。
②在一食物网中，已知第一营养级能量为M，要求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链计算。
考向3　调查校园（或公园）生态系统中的能量流动
5.某国家湿地公园湿地特征明显，主要观赏动物有鸭、白鹅、黑天鹅、锦鲤等，主要观赏植物300多种。回答下列问题：
（1）在湿地公园垂直方向上矮牵牛、暴马丁香、旱柳等植物具有明显的分层现象。湿地公园中不同的种群通过复杂的种间关系形成　　　　。
（2）生态系统的能量生长效率＝某营养级用于生长、繁殖量/该营养级同化量×100%，生态系统的能量利用效率＝某营养级同化量/上一营养级用于生长、繁殖量×100%。调查发现，湿地公园的能量生长效率小于100%，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
能量利用效率也小于100%，原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）调查发现，空心莲子草是外来物种，引入后在本地物种中缺乏天敌的制约，因而得以迅速繁殖，近三年的种群数量接近“J”形增长，若第一年的种群数量为N0，种群增长率为1.1，则第三年的种群数量为　　　　。
（4）多种多样的植物在生态系统中发挥的功能各不相同，构成不同的功能群。同一功能群中的植物则具有相似的结构或功能。为研究生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响，科研人员将一个圆形样地划分为A区、B区和C1～C5区，除A区外，其余区域大小相同。各区种植情况如图1所示，其中C3～C5区中植物功能群数目相同但物种数目分别为4、8、16种。第3、7和13天测定B、C区空心莲子草入侵状况，得到如图2所示结果。
①科研人员在A区和C区的种植顺序应为　　　　。
A.A区和C区同时种植
B.先种植A区，一段时间后再种植C区
C.先种植C区，一段时间后再种植A区
②据图2分析，C区空心莲子草入侵程度均低于B区的，说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③分析C1～C5区的数据，可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析：（1）湿地公园中的同一种生物构成种群，不同的种群通过复杂的种间关系构成群落。（2）由于生态系统中某一营养级同化的能量中除了用于生长和繁殖的能量外，还有一部分以热能的形式散失了，而生态系统的能量生长效率＝×100%，所以该湿地公园的能量生长效率小于100%；由于上一营养级用于生长和繁殖的能量＝流向下一营养级的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量，而生态系统的
能量利用效率＝×100%，因此该湿地公园的能量利用效率也小于100%。（3）根据题意分析，近三年空心莲子草种群的数量接近“J”形增长，且第一年的种群数量为N0，种群增长率为1.1，则第三年的种群数量＝N0×（1＋1.1）2＝4.41N0。（4）①由于空心莲子草是外来入侵物种，因此应该先种植C区，过一段时间再在A区种植空心莲子草。②根据题干信息分析，已知B区没有种植，C区都种植了功能群，而图中显示C区空心莲子草入侵程度均低于B区的，说明本地植物的生长能抑制空心莲子草入侵。③结合图1和图2分析，C1到C5的功能群数分别为1、2、4、4、4，后三者物种数目依次增加，入侵程度相对值C1最大，C2次之，C3、C4、C5都比较低且差不多，说明植物功能群丰富的群落不易被入侵；植物功能群数目相同而物种数目不同，则被入侵程度没有显著差异。
答案：（1）群落　（2）部分能量通过呼吸作用以热能形式散失　部分能量流向分解者、部分能量暂时未被利用　（3）4.41N0　（4）①C　②本地植物的竞争可以减缓空心莲子草入侵　③植物功能群丰富的群落不易被入侵；植物功能群数目相同而物种数目不同，则被入侵程度没有显著差异
特别提醒
　　“调查校园（或公园）生态系统中的能量流动”实验中的材料应用与注意事项
（1）材料的应用
①皮尺、红绳：用于制作样方、测量使用。
②镊子：主要用于夹取小型动物（如土壤动物）。
③昆虫网：捕捉具有飞行能力的动物。
④望远镜：观察鸟类等难于捕捉的动物或植物。
⑤记录表：用于数据记录。
⑥动植物图鉴、手册：用于动植物鉴定指导。
（2）相关注意事项
①调查过程中需根据不同生物的特点，采用不同的调查方法，调查土壤动物采用取样器取样法，调查植物采用样方法，调查活动能力强的动物采用标志重捕法。
②计算物种群数量，取样要随机，先通过调查数量和实际调查面积计算出平均种群密度，然后乘以调查区域的总面积计算物种的总个体数量。
1.下列关于生产量的叙述，正确的是（　　）
A.初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物或所固定的能量
B.次级生产量是消费者依靠吃植物、其他动物而生产出来的有机物或固定的能量
C.次级生产量是用于动物的生长和繁殖所需的有机物或能量
D.海洋的净初级生产量和次级生产量都只有陆地的一半左右
解析：A　初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物或所固定的能量，A正确；次级生产量是消费者、分解者（凡是异养生物都属于次级生产者）依靠吃植物和其他现有有机物生产出来的，B错误；次级生产量是动物所生产的全部有机物，包括用于动物的生长、繁殖和呼吸消耗的，C错误；海洋的初级生产量只有陆地的一半，但其次级生产量是陆地的三倍多，D错误。
2.下列关于生产量和生物量的叙述，正确的是（　　）
A.净初级生产量就是流经生态系统的总能量
B.次级生产量是消费者制造的有机物质或固定的能量
C.调查热带雨林的生物量为2 000 g/（m2·a）
D.某一营养级动物的次级生产量指其用于生长和繁殖的能量
解析：D　生产者固定的能量一部分被植物呼吸消耗掉，剩下的可用于生长、繁殖，这部分能量称为净初级生产量。流经生态系统的总能量是生产者固定的能量，A错误；次级生产量是除生产者外的其他有机体的生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，表现为动物和其他异养生物生长、繁殖和营养物质的贮存，B错误；调查热带雨林的净初级生产量平均为2 000 g/（m2·a），C错误；某一营养级动物的次级生产量指其用于生长和繁殖的能量，D正确。
3.如图是关于某野兔种群在一段时间内的次级生产量的变化曲线。下列有关分析正确的是（　　）
A.e点时野兔种群的年龄结构为稳定型
B.c点时野兔种群增长率最大
C.野兔种群粪便也可以成为次级生产量
D.bd段可代表生产者到野兔种群的能量传递效率在增大
解析：C　图中e时种群的次级生产量最大，不能确定野兔种群的年龄结构类型，A错误；图中c时种群的次级生产量的是最大次级生产量的一半，不能确定野兔种群的增长率最大，B错误；野兔种群粪便可以被分解者利用而成为次级生产量，C正确；生产者到野兔种群的能量传递效率不变，D错误。
4.下列有关生态系统生产量和生物量的叙述，正确的是（　　）
A.顶极群落状态下的物种组成和生物量均保持不变
B.海洋的初级生产量到次级生产量的转化效率远高于陆地
C.恒温动物次级生产量与同化量的比值一般高于变温动物
D.顶极群落的总初级生产量和净初级生产量都大于同类型的非顶极群落
解析：B　顶极群落的生物量不再增加，物种组成保持相对稳定而非保持不变，A错误；海洋生态系统中，植食动物利用单细胞藻类的效率远高于陆地动物利用植物的效率，因此，虽然海洋的初级生产量低于陆地，但海洋的次级生产量却远高于陆地，故海洋的初级生产量到次级生产量的转化效率远高于陆地，B正确；恒温动物呼吸消耗用于维持体温恒定的能量更多，故其次级生产量与同化量的比值一般低于变温动物，C错误；顶极群落生产力并不最大，但生物量达到极值而生态系统净生产量很低或甚至达到零，因此顶极群落的净初级生产量不一定大于同类型的非顶极群落，D错误。
5.如图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，下列叙述正确的是（　　）
A.图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是A
B.图中C代表桑树流入下一个营养级的能量
C.F为蚕未被利用的能量
D.流入该生态系统的总能量为B＋C＋D
解析：C　图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是C，A错误；桑树净光合作用能量C为用于自身生长、发育和繁殖的能量，其中一部分流入下一个营养级，一部分流向分解者，还有一部分是未被利用的，B错误；蚕同化的能量为E＋F＋G＋D，F为蚕未被利用的能量，G为分解者利用的能量，D为流入下一个营养级的能量，C正确；流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量A＝B＋C，D错误。
6.下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是（　　）
A.稳定的生态系统不需要从外界输入能量
B.每个营养级所同化的能量都包括自身呼吸消耗、流入下一营养级、分解者分解、未利用等4个方向
C.屎壳郎以羊的粪便为食，说明羊同化的能量有部分流入屎壳郎
D.植物只能把照射到植物体上太阳能的1%～2%转化为化学能贮存下来
解析：D　维持生态系统的稳定必须由人工输入能量或生产者通过光合作用（化能合成作用）从外界输入能量，A错误；最高营养级所同化的能量没有流入下一营养级的能量，B错误；屎壳郎以羊的粪便为食，羊的粪便所含的能量不是羊同化的能量，应该属于羊上一营养级同化的能量，C错误；植物只能把照射到植物体上太阳能的1%～2%通过光合作用转化为化学能贮存起来，D正确。
7.选择合适的鱼苗放养在水稻田里，通过鱼除草、除虫、活水、松土、增肥等，可减少水稻的病虫害，使水稻增收。下列叙述正确的是（　　）
A.从生态系统的功能分析，稻田养鱼促进了该生态系统中物质和能量的流动
B.该稻田生态系统中的所有水稻和杂草构成不同的营养级
C.与普通稻田相比，该系统的能量传递效率较高
D.农民利用鱼吃掉稻田中的杂草和害虫，是为了使能量更多地流向对人类更有益的部分
解析：D　从生态系统的功能分析，稻田养鱼促进了该生态系统中的物质循环和能量流动，A错误；该稻田生态系统中的所有水稻和杂草构成同一个营养级，即第一营养级，B错误；与普通稻田相比，该系统的能量利用率高，但传递效率不高，C错误；农民利用鱼吃掉稻田中的杂草和害虫，是为了调整能量流动的方向，使能量更多地流向对人类更有益的部分，D正确。
8.某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对其能量流动的过程进行了研究，结果如表，单位是J/（hm2·a）。下列说法正确的是（　　）
植物 田鼠
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108
植物 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 2.44×107 2.25×107 2.18×107
A.田鼠同化的能量中只有自身的残体会流向分解者
B.由数据分析可知，需要定期投放饲料才能维持该生态系统的稳定
C.在该弃耕地中，从第一营养级到第二营养级的能量传递效率约是0.3%
D.田鼠和鼬同化的能量中只有3%～5%用于生长、繁殖，这与它们是恒温动物有关
解析：D　田鼠同化的能量中流向分解者的包括自身的残体以及鼬中的粪便量，A错误；仅从表格数据分析，植物的能量到田鼠的传递效率约为0.3%，植物固定的生物量大于消费者需要的生物量，因此不需要额外投放饲料，B错误；能量的传递效率是以营养级为单位，图中的田鼠不能代表第二营养级，因此第一营养级到第二营养级的能量传递效率大于0.3%，C错误；据分析可知，田鼠和鼬同化的能量中只有3%～5%用于生长、繁殖，这可能与它们是恒温动物有关，D正确。
9.如图为生态系统能量流动示意图，下列叙述错误的是（　　）
A.流经该生态系统的总能量为图中的a
B.第一营养级流向非生物环境的总能量为g
C.能量f不能被生物同化利用
D.第一和第二营养级之间能量传递效率为×100%
解析：B　据图分析可知，a为流经该生态系统的总能量，A正确；第一营养级流向非生物环境的总能量为f，B错误；f为第二营养级呼吸散失的能量，不能被生物再利用，C正确；能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值，因此第一营养级和第二营养级之间能量的传递效率是×100%，D正确。
10.图甲为某湖泊生态系统的部分食物网，图乙为鲫鱼摄入能量的去路。请回答：
（1）藻类中的能量可以以　　　　　　　　形式传递给乌鳢鱼，属于第三营养级的生物有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
（2）图乙中的C表示　　　　的同化量流向分解者；B是鲫鱼的　　　　　　　　，除被乌鳢鱼摄入和分解者利用，还有　　　　　　　　。
（3）在相同条件下，恒温动物的能量传递效率　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）变温动物，其主要原因是变温动物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析：（1）藻类作为生产者，其固定的能量沿食物链和食物网传递，传递形式为有机物中的化学能；根据食物链可以看出，属于第三营养级的生物有乌鳢鱼、黄鳝、水蚤、泥鳅、麦穗鱼。（2）图乙中C为鲫鱼的粪便量，其属于上一营养级藻类的同化量，最终流向的分解者；B是鲫鱼的次级生产量；除了被乌鳢鱼摄入（流入下一营养级）和分解者利用以外，还有未利用的能量。（3）在相同条件下，由于变温动物呼吸散失用以维持体温的能量少，因此流入下一营养级的能量相对较多，因此恒温动物的能量传递效率小于变温动物。
答案：（1）有机物中的化学能　乌鳢鱼、黄鳝、水蚤、泥鳅、麦穗鱼　（2）藻类　次级生产量　未利用的能量　（3）小于　呼吸散失用以维持体温的能量少

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