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第47讲　生态系统的能量流动
选择性必修2　生物与环境
第八单元　生物与环境
1．分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。　
2．举例说明利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。　
3．解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
一、能量流动概念的理解
考点1　生态系统的能量流动
固定的
太阳能总量
食物链和食物网
化学能
化学能
热能
二、能量流动的过程
1．能量流经第一营养级的过程
热能
生长、
发育和繁殖
分解者
2．能量流经第二营养级的过程
由图分析：
(1)输入该营养级的总能量是指图中的__(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)______(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为______营养级同化的能量中流向______的部分。
(3)初级消费者同化的能量(b)＝________________________________＋_______________________________。
(4)用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝________________________＋_________________________＋未被利用的能量( j )。
b
不属于
上一个
分解者
呼吸作用以热能形式散失的能量(d )
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
分解者利用的能量( f－c)
下一营养级同化的能量(i )
1．(人教版选择性必修2 P55图3-5)在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a＞b＋c，原因是___________________________________________________________________________
__________________________________________________________。
提示：生产者固定的能量a除了传递给消费者和分解者外，生产者自身还通过呼吸作用消耗了部分能量
提醒：摄入量≠同化量，摄入量－粪便中的能量才是同化量。动物的粪便无法被动物消化吸收，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。
3．能量流经生态系统的过程
分解者
三、能量流动的特点
1．
2．
热能
10%
～20%
呼吸消耗
2．(人教版选择性必修2 P55思考·讨论)流经某生态系统的能量________再回到该生态系统，原因是___________________________________________________。
提示：不能　能量流动是单向的
四、生态金字塔的类型及特点
3．(链接人教版选择性必修2 P57旁栏思考)人类位于食物链的顶端，从能量金字塔分析，人口数量日益增长，对地球上现有的生态系统造成的影响是__________________________________________________________________________________________________________。
提示：人类所需要的食物会更多，将不得不生产更多的农畜产品，会给地球上现有的生态系统带来更大的压力
五、研究能量流动的实践意义
1．帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
2．帮助人们科学地规划和设计____________，使能量得到最有效的利用。
3．帮助人们合理地调整生态系统中的________关系，使能量持续高效地流向____________的部分。
人工生态系统
能量流动
对人类最有益
1．森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量。 (　　)
提示：生产者固定的太阳能的总量为输入生态系统的总能量。
2．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 (　　)
提示：第一营养级生物的同化量一般是通过光合作用固定的太阳能，而第二营养级及其以上营养级生物的同化量等于从上一营养级摄入的能量减去粪便中的能量。
×
×
3．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。 (　　)
提示：果蔬等植物获取的物质来自无机物，获取的能量来自太阳能。
4．稻蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式。蟹的粪便作为水稻的肥料可实现物质和能量的循环利用。 (　　)
提示：生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用。
×
×
5．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。 (　　)
提示：10%～20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的能量传递效率。
6．一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 (　　)
×
√
生态农业系统设计中，稻—鸭—萍共作是其模式之一，萍可作为鸭的饲料，鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作稻的肥料，鸭蛋等禽制品为人所用。如图为相关能量流动示意图，序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)图中输入该生态系统的能量有哪些？图中所示能量最终不可能被人利用的是？(填数字)
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量；②⑧⑩
(2)被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在__________(填数字)中。
提示：④⑤⑧
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量，如下表所示：
编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
能量相对值 4 000 300 200 100 1 000 100 300 100
据上表分析，该时期害虫到鸭的能量传递效率为多少？箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是什么？
___________________________________________________________。
提示：5%；部分能量流向人类，还有未利用的部分
(4)稻—鸭—萍共作模式说明研究生态系统能量流动的意义是什么？
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量
考向1　能量流动的过程、特点及应用
1．(链接人教版选择性必修2 P55－56图文信息)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A．能量不能由第二营养级流向第一营养级
B．根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C．流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D．第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
√
D　[能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能由第二营养级流向第一营养级，A正确；依据生物富集，金属浓度沿食物链不断升高，故可辅助判断不同物种所处营养级的高低，B正确；第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的遗体残骸中的有机物流入分解者，流入生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能总量，消费者通过捕食生产者获取能量，故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量，C正确；该生态系统是稳定的生态系统，第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量，D错误。]
2．(链接人教版选择性必修2 P56思考·讨论)某小型生态系统的能量流动过程如图所示(单位为×103 kJ·m-2·y-1)，A、B、C、D代表不同的生物成分。下列叙述正确的是(　　)
A．B→D的能量传递效率约为18.8%
B．流经该生态系统的总能量是46×103 kJ·m-2·y-1
C．将B和D的粪便作为有机肥还田，可以为A提供能量
D．任何生态系统的正常运转都需要不断得到来自系统外能量的补充
√
D　[B的同化量为16＋2＝18×103 kJ·m-2·y-1，传递给D的能量为3×103 kJ·m-2·y-1，因此B→D的能量传递效率约为3÷18×100%≈16.7%，A错误；由图可知，流经该生态系统的总能量大于46×103 kJ·m-2·y-1，B错误；B为初级消费者，D为次级消费者，由于能量流动具有单向传递的特点，所以将消费者的粪便作为有机肥还田，不能为A(生产者)提供能量，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此为了维持生态系统的稳定，任何生态系统都需要不断得到来自系统外能量的补充，D正确。]
考向2　生态金字塔的识别及分析
3．(链接人教版选择性必修2 P57－58图文信息)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制
B．该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系
C．由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量
D．由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和
√
B　[该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制，A错误；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系，B正确；由“草→田鼠→鼬”可知，鼬只能从田鼠获得能量，C错误；田鼠的摄入量等于同化量加上粪便中的能量，D错误。]
4．(链接人教版选择性必修2 P57－58图3-7、图3-8)生态金字塔主要包括生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔，对于有毒物质来说，还存在有毒物质富集金字塔。下列说法错误的是(　　)
A．一般来说，自然生态系统中能量金字塔总是呈上窄下宽的金字塔形
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．一定时间内，某些生态系统第二营养级的生物量可以大于第一营养级
D．难以降解的有毒物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高形成有毒物质富集金字塔
√
B　[生态系统中能量金字塔总是呈上窄下宽的正金字塔形，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物可以属于不同食物链，B错误；某些生态系统，如海洋生态系统在某一季节会短暂出现第二营养级的生物量大于第一营养级的情况，C正确；有毒物质难以分解，不易排出，沿食物链不断富集形成有毒物质富集金字塔，D正确。]
一、理解能量流动的两种模型
1．第二营养级的能量流动过程模型
考点2　能量流动相关的模型及计算
2．“拼图法”分析能量流动过程
(1)W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量。
(2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。
(3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
(4)利用“拼图法”可得关系式：
二、能量流动的相关计算
1．能量传递效率的相关“最值”问题
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递最低效率为10%，最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中，则有
(2)在食物网中，则有
2．具有人工能量输入的能量传递效率计算
人为输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。
当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。科研人员对某块油菜田情况进行了研究，并对各营养级能量流动情况进行了定量分析。下表中甲、乙、丙表示食物链“油菜→黄色菜粉蝶幼虫→龟纹瓢虫”的三个营养级(不考虑其他生物)，R1、R2为对应的能量值，单位是103 kJ/(m2·a)，某一营养级的能量流动图解如下图所示。
营养级 A B C D
甲 44.0 95.0 R1 5.0
乙 6.3 R2 0.7 0.5
丙 9.5 11.0 14.0 1.5
(1)据图分析，D代表什么？其中黄色菜粉蝶幼虫流向D的能量贮存在哪里？
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：流入分解者的能量；黄色菜粉蝶幼虫遗体残骸和龟纹瓢虫粪便中
(2)分析上表数据可知，R2为多少？第一、第二营养级之间的能量传递效率为多少？
___________________________________________________________。
提示：6.5；20%
(3)用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量为多少？
___________________________________________________________。
提示：26.5×103 kJ/(m2·a)
(4)当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。这说明信息传递在生态系统中的作用是什么？
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
考向1　能量流动模型分析
1．(链接人教版选择性必修2 P54科学方法、P55图3-5)研究人员对某人工渔场进行调查，构建了该生态系统的能量流动模型(部分)，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量和有机碎屑中的能量
B．营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量属于上一营养级流入分解者的能量
C．所有营养级产生的有机碎屑可全部被营养级Ⅱ利用
D．营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小
√
D　[流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量，以及人工投入的有机碎屑中的能量，A错误；营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量是营养级Ⅲ同化量的一部分，属于营养级Ⅲ自身流入分解者的能量，B错误；所有营养级产生的有机碎屑流向营养级Ⅱ，其中只有一部分能量可以转化为营养级Ⅱ的同化量，C错误；营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率为4.964÷58.22×100%≈8.53%，营养级Ⅲ、Ⅳ之间的能量传递效率为58.22÷427.4×100%≈13.62%，所以营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小，D正确。]
2．(2025·广东八校联考)如图表示生态系统中生产者和初级消费者的能量类型和去向(d表示营养级未被利用的能量)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．在食物链中，各营养级获得能量的方式不同，但能量的用途相同
B．生产者用于生长、发育和繁殖的能量中一定包含了b1
C．生产者到初级消费者的能量传递效率为(b1－粪便量)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
D．生物富集的渠道与能量流动渠道相同
√
A　[在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物，而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物进而通过同化作用得到能量，A错误；根据图示可知，b1是初级消费者摄入的能量，生产者用于生长、发育和繁殖的能量值是b1＋c1＋d1，所以生产者用于生长、发育和繁殖的能量值中一定包含了b1，B正确；b1为初级消费者摄入量，包括初级消费者的同化量和粪便量，所以生产者到初级消费者的能量传递效率为(b1－粪便量)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C正确；生物富集的渠道与能量流动渠道相同，都是沿着食物链和食物网进行的，D正确。]
考向2　能量流动的相关计算
3．(链接人教版选择性必修2 P56思考·讨论)某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物均作为第三营养级，忽略粪便中所含的能量。下列说法正确的是(　　)
A．生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量是164.0 J·cm-2·a-1
B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量
C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15%
D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7 J·cm-2·a-1
√
D　[生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量有一部分会流向下一营养级，有一部分会流向分解者，还有一部分未被利用。据图可知，X表示流向分解者的能量，因此，生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量为95.0＋20.0＋5.0＝120.0 J·cm-2·a-1，A错误。植食性动物排泄物中的能量属于生产者的能量，B错误。据图可知，第二营养级的同化量为生产者传递的能量与人工投放的有机物中的能量之和：5.0＋20.0＝25.0 J·cm-2·a-1；第二营养级传递给第三营养级的能量为3.0 J·cm-2·a-1，因此，第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是3.0/25.0×100%＝12%，C错误。肉食性动物传给下一营养级的能量为11.0＋3.0－6.5－0.5－6.3＝0.7 J·cm-2·a-1，D正确。]
4．(2024·甘肃天水一中月考)生态农业园需要人工投入较多的物质和能量，研究者对某个生态农业园各营养级能量流动情况进行了定量分析，能量值[单位：×103 kJ/(m2·a)]如下表。下列说法错误的是(　　)
营养级 自身呼吸消耗的能量 甲 未被利用 的能量 流入下一营养 级的能量 有机物输入的能量
第一营养级 605 128 1 466 434 －
第二营养级 126 44 282 A 96
第三营养级 32 13 B 9 34
A．该生态系统能量金字塔为正置的金字塔
B．表中“甲”代表流向分解者的能量，“B”的数值为58
C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为14.7%
D．每个营养级呼吸作用产生的能量不会用于自身的生长、发育和繁殖
√
D　[能量是单向流动、逐级递减的，所以该生态系统能量金字塔为正置的金字塔，A正确；第一营养级的能量包括通过呼吸作用消耗、流入下一营养级、被分解者分解利用和未被利用的能量，表中“甲”代表流向分解者的能量，A＝434＋96－126－44－282＝78，B＝78＋34－32－13－9＝58，B正确；能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为78/(434＋96)×100%≈14.7%，C正确；呼吸作用产生的能量一部分以热能的形式散失，一部分合成ATP，用于自身的生长、发育和繁殖，D错误。]
体验真题　感悟高考 · 有章可循
1．(2023·山东卷)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是(　　)
生产者固定　 来自陆地的植物残体 初级消费 者摄入 初级消费 者同化 初级消费者呼吸消耗
能量/ [×105 J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A．流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
√
C　[该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90＋42＝132×105 J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算出该生态系统生产者到初级消费者的能量传递效率，B错误；初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗的能量为3×105 J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝10.5×105 J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量＝初级消费者摄入量－初级消费者同化量＝84－13.5＝70.5×105 J/(m2·a)，该能量由第一营养级流向分解者，D错误。]
2．(2018·上海卷)某生态系统中4种生物的生物量占该生态系统总生物量的比例如下图所示。这4种生物之间的食物关系最可能的是
(　　)
√
A　[能量传递效率一般为10%～20%，且逐渐递减。甲含能量最多，乙和丙所含能量差不多，处于同一营养级，丁所含能量最少，因此，这四种生物之间的食物关系最可能如图所示： ，A符合题意。]
3．(2021·浙江6月卷)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是(　　)
A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
√
A　[生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物可以属于不同食物链，B错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔形，但也有倒金字塔形，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，并非生产量，D错误。 ]
4．(2023·全国新课标卷节选)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题。
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①②③表示生物的生命活动过程，其中①表示的能量是________________；②表示的能量是______________________________________；③表示的能量是____________________。
水鸟的同化量
水鸟通过呼吸作用以热能
流向分解者的能量
形式散失的能量
(2)近年来，一些水鸟离开湖区前往周边稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项是_______________________________________ (答出一点即可)。
不破坏水鸟的生存环境
(或远距离观赏)
[解析]　(1)据图可知，①是水鸟摄入减去粪便剩余的能量，故表示水鸟的同化量；②是①(水鸟的同化量)减去用于生长、发育和繁殖的能量，表示水鸟通过呼吸作用以热能形式散失的能量；③是流向分解者的能量。(2)鸟类的生存与环境密切相关，从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项有：不破坏水鸟的生存环境(不丢弃废弃物、不污染水源)；远距离观赏而避免对其造成惊吓等。
1．(2024·广东惠州实验中学月考)一切生命活动都伴随着能量的变化。下面有关生态系统的能量流动的表述，错误的是(　　)
A．只有生产者能将太阳能输入生态系统中
B．能量只能沿食物链单向流动，不可逆转
C．生态系统中初级消费者的个体数量一定大于次级消费者
D．不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别
课时数智作业(四十七)　生态系统的能量流动
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
C　[生态系统中只有生产者可以通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中，将太阳能输入生态系统中，A正确；由于食物链中捕食者与被捕食者的关系不可逆转，所以能量只能沿食物链单向流动，不可逆转，B正确；生态系统中初级消费者的个体数量不一定大于次级消费者，C错误；生产者的能量主要来自太阳能，消费者的能量来自上一营养级同化的能量，不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
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12
2．(2024·湖南长沙模拟)下图表示生态系统中某一营养级生物在一段时间内同化的能量的去向，相关叙述不正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
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12
d．未被利用的 a．呼吸作用以热能形式散失的
b．流入下一营养级
c．流向分解者
A．a代表同化的能量中用于主动运输、合成蛋白质等生命活动的能量
B．c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便中的能量
C．b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量
D．若该营养级代表圈养的肉牛，圈养使流入下一营养级的能量增加
题号
1
3
5
2
4
6
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12
√
A　[用于主动运输合成蛋白质的能量主要是ATP，而不是热能，A错误；c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便(属于上一营养级的能量)中的能量，B正确；b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；若该营养级代表圈养的肉牛，其呼吸作用以热能形式散失的能量要少一些，因此流入下一营养级的能量增加，D正确。]
题号
1
3
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12
3．(2024·广东茂名一模)养殖对虾后期，对虾淡化高产虾池的水体会发生严重的富营养化现象。研究人员对对虾的淡化高产养殖水体生态系统进行研究。下图表示对虾淡化高产虾池中的主要能量流动过程。下列叙述正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
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9
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12
A．对虾能量的主要来源是藻类固定的太阳能和食料
B．高产虾池中投入的食料对藻类的生长几乎没影响
C．浮游动物与对虾存在一定竞争应尽可能将其清除
D．高产虾池投入的食料中大部分能量没有流入对虾
√
题号
1
3
5
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12
D　[从主要的能量流动图可以看出对虾并没有从藻类获得能量，所以对虾几乎不食用藻类，A错误；投入的食料会被微生物分解成无机盐，对藻类生长产生重要影响，题干信息也明确虾池后期富营养化严重，B错误；虾池的富营养化是由于水体中N、P增加，藻类大量繁殖，浮游动物以藻类为食可以一定程度上缓解富营养化，C错误；对虾食用食料，同化效率较低，大部分食料成为水体的有机物，然后被细菌利用，所以食料中大部分能量没有流入对虾，D正确。]
题号
1
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12
4．(2024·广东深圳二模)如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，序号表示该部分的能量。下列叙述正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
A．①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量
B．散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率
C．生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者
D．减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
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9
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11
12
C　[①和②分别指初级消费者同化的能量和用于自身生长、发育和繁殖的能量，A错误；散失的能量不可以再被利用，B错误；初级消费者粪便中的能量属于生产者的同化量，所以生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者，C正确；减少该生态系统的营养级可以有效减少能量的散失，但不能提高能量的传递效率，D错误。]
题号
1
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12
5．(2024·辽宁沈阳一模)如图是一种沼气生态型果园的模式图，该生态模式能形成完整的循环体系，生产多种无公害食品，是一种切实可行的人工生态系统。在该生态系统中(　　)
题号
1
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12
A．猪处于食物网中的第二和第三营养级
B．猪、蔬菜、苹果树可从沼渣(液)中获取物质和能量
C．沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染
D．生态果园提高了能量传递效率，使更多太阳能被有效利用
√
题号
1
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C　[猪吃饲料草和粮食处于食物网中的第二营养级，A错误；猪可从沼渣(液)中获取物质和能量，蔬菜、苹果树不能从沼渣(液)中获取能量，只能获取其中的无机物，B错误；沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染，实现了对能量的多级利用，C正确；生态果园提高了能量利用率，实现了物质和能量的多级利用，但不能提高能量传递效率，D错误。]
题号
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12
6．(2024·安徽合肥期中)如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a～d代表能量值。下列叙述错误的是(　　)
题号
1
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12
A．图中的能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量
B．该金字塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量
C．一般来说，能量金字塔和生物数量金字塔一样，会出现倒置的现象
D．上一营养级的能量只有少部分流向下一营养级
√
题号
1
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C　[由图可知：能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量，A正确；能量流动从生产者将能量固定在体内开始，生产者处于第一营养级，所以该金字塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量，B正确；生态系统中的能量流动是单向的，逐级递减的，所以能量金字塔不会出现倒置的现象，但生物数量金字塔会出现倒置的现象，C错误；能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，上一营养级的能量只有少部分流向下一营养级，D正确。]
题号
1
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7．(2024·福建泉州模拟)下图是某池塘生态系统局部能量流动简图，以及能量在食物链“草→虾→罗汉鱼”中的流动和其传递效率的部分数据。下列叙述错误的是(　　)
题号
1
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A．草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量
B．虾的粪便量包含在草的同化量813 J·cm-2·a-1中
C．罗汉鱼同化量中约3 J·cm-2·a-1属于同化饲料2所得
D．虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量
√
题号
1
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B　[草同化量一部分用于呼吸作用，一部分用于生长、发育和繁殖，因此草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量，A正确；虾的粪便量包含在草的同化量和饲料1中，B错误；罗汉鱼同化量中来自虾的有151.6×15.1%≈22.89 J·cm-2·a-1，故罗汉鱼同化量中约25.9－22.89≈3 J·cm-2·a-1来自饲料2，C正确；虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量，还有一部分来自饲料1，D正确。]
题号
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8．(2024·湖北智学联盟联考)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中正确的是(　　)
题号
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A．生产者固定的总能量可表示为W1或(D1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．第二营养级的能量可表示为(A2＋B2＋C2＋D2)
C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率可表示为D2/D1
D．能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，能量在两个营养级之间的传递效率一定是10%～20%
√
题号
1
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B　[生产者固定的总能量可表示为W1或(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用散失的能量，B1表示未被利用的能量，C1表示流向分解者的能量，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2是流入下一营养级(初级消费者)的能量，故生产者固定的总能量也可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)，A错误；流向第二营养级的能量为D1或(A2＋B2＋C2＋D2)，B正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1×100%，C错误；能量在两个营养级之间的传递效率一般为10%～20%，D错误。]
题号
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9．(2024·山东烟台一模)某城市为了解决城市生活污水问题，建立了一处湿地公园。下图是该生态系统中部分能量流动的示意图，数值表示能量[单位是10 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是(　　)
题号
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12
A．流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能
B．B代表初级消费者同化的能量及用于生命活动的能量
C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为13.73%
D．该湿地公园可以很好地解决城市各种污水的处理问题
√
题号
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C　[流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能和生产者固定的太阳能，A错误；B表示的是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B错误；次级消费者(第三营养级)同化的能量＝次级消费者的摄入量－粪便量＝219－35＝184×10 kJ/(m2·a)，初级消费者(第二营养级)同化的量＝呼吸作用消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量＝423＋917＝1 340×10 kJ/(m2·a)，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为184÷1 340×100%≈13.73%，C正确；生态系统的自我调节能力是有一定限度的，故该湿地公园并不可以很好地解决城市各种污水的处理问题，D错误。]
题号
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10．(2025·云南适应性考试)许多生态现象可以用下图模型表示，下列说法错误的是(　　)
A．若为某高山不同海拔的群落，Ⅲ为阔叶林，则Ⅱ可为针叶林
B．若为能量金字塔，则Ⅲ流向Ⅱ的能量大于Ⅱ流向Ⅰ的能量
C．若为某难降解化合物在生物体内的富集程度，则Ⅲ为最高营养级
D．若为种群增长型年龄结构，则Ⅰ为幼年个体数，Ⅲ为老年个体数
题号
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√
11．(2022·山东卷)某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是(　　)
A．与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B．与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C．该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D．该稻田比普通稻田的能量的利用率低
题号
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√
A　[根据题意可知，与普通稻田相比，该稻田从农田中收获的产品类型和产量更多，为保持土壤肥力，需要施加更多的肥料，A正确；鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B错误；在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等，该稻田与普通稻田的群落中生物种群及分布有所不同，二者的空间结构并不完全相同，C错误；与普通稻田相比，该稻田的能量利用率更高，D错误。]
题号
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12．(12分)(2024·山东临沂二模)稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式，操作简单易行、经济效益显著，符合人与自然和谐共生的发展要求。图1是稻蟹共生稻田生态系统的部分结构，图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，图中数值表示能量[单位：10 kJ/(m2·a)]。
题号
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(1)连续高温的气候使稻田中某种杂草种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于__________制约因素。该稻田生态系统的_______________________是沿着食物链和食物网进行的。
(2)据图1可知，输入该生态系统的能量形式有__________________________________。在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和_________的粪便流向分解者。
题号
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非密度(1分)
物质循环和能量流动(1分)
太阳能和饵料有机物
中的化学能(1分)
河蟹(1分)
(3)图2中，C代表_____________________________________________________；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是________%(保留小数点后一位)。
(4)与传统的稻田生态系统相比，该农业模式明显提高水稻产量，从种间关系的角度分析，可能的原因是__________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
__________________________________________ (答出两点即可)。
题号
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初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量
17.6
杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、二氧化碳和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量
运用稻蟹综合种养的生态农业模式，体现了研究能量流动的意义是
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
题号
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[解析]　(1)连续高温的气候对稻田中某种杂草种群的作用强度与该种群的密度无关，这种调节种群数量的因素属于非密度制约因素。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。
可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量
(2)据图1可知，稻田养蟹需要人工为蟹提供饵料，因此输入该生态系统的能量除了生产者固定的太阳能外，还有饵料中的化学能。动物粪便中的能量属于上一营养级的同化量，在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和河蟹的粪便流向分解者。(3)图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。第二营养级的同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝1 220＋1 280＝2 500×10 kJ/(m2·a)，
题号
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第三营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝500－60＝440×10 kJ/(m2·a)，因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率是440÷2 500×100%＝17.6%。(4)稻田引入河蟹后，水稻产量得到提高的可能原因是河蟹以杂草和水稻的老黄叶为食，使杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、二氧化碳和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量。运用稻蟹综合种养的生态农业模式，充分地利用了空间和资源，其意义在于可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量。
题号
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谢 谢 ！第47讲　生态系统的能量流动
　1．分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。　2．举例说明利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。　3．解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
考点1　生态系统的能量流动
一、能量流动概念的理解
二、能量流动的过程
1．能量流经第一营养级的过程
2．能量流经第二营养级的过程
由图分析：
(1)输入该营养级的总能量是指图中的________(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)____________(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为____________营养级同化的能量中流向____________的部分。
(3)初级消费者同化的能量(b)＝______________________________________＋____________________________________。
(4)用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝________________________＋________________________＋未被利用的能量(j)。
1．(人教版选择性必修2 P55图3-5)在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a＞b＋c，原因是______________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
摄入量≠同化量，摄入量－粪便中的能量才是同化量。动物的粪便无法被动物消化吸收，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。
3．能量流经生态系统的过程
三、能量流动的特点
1．
2．
2．(人教版选择性必修2 P55思考·讨论)流经某生态系统的能量________再回到该生态系统，原因是___________________________________________________
____________________________________________________________________。
四、生态金字塔的类型及特点
3．(链接人教版选择性必修2 P57旁栏思考)人类位于食物链的顶端，从能量金字塔分析，人口数量日益增长，对地球上现有的生态系统造成的影响是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
五、研究能量流动的实践意义
1．帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
2．帮助人们科学地规划和设计______________________，使能量得到最有效的利用。
3．帮助人们合理地调整生态系统中的__________关系，使能量持续高效地流向____________________的部分。
1．森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量。 (　　)
2．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 (　　)
3．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。 (　　)
4．稻蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式。蟹的粪便作为水稻的肥料可实现物质和能量的循环利用。 (　　)
5．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。 (　　)
6．一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 (　　)
生态农业系统设计中，稻—鸭—萍共作是其模式之一，萍可作为鸭的饲料，鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作稻的肥料，鸭蛋等禽制品为人所用。如图为相关能量流动示意图，序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)图中输入该生态系统的能量有哪些？图中所示能量最终不可能被人利用的是？(填数字)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在　　　　　(填数字)中。
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量，如下表所示：
编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
能量相对值 4 000 300 200 100 1 000 100 300 100
据上表分析，该时期害虫到鸭的能量传递效率为多少？箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)稻—鸭—萍共作模式说明研究生态系统能量流动的意义是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能量流动的过程、特点及应用
1．(链接人教版选择性必修2 P55－56图文信息)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A．能量不能由第二营养级流向第一营养级
B．根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C．流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D．第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
2．(链接人教版选择性必修2 P56思考·讨论)某小型生态系统的能量流动过程如图所示(单位为×103 kJ·m-2·y-1)，A、B、C、D代表不同的生物成分。下列叙述正确的是(　　)
A．B→D的能量传递效率约为18.8%
B．流经该生态系统的总能量是46×103 kJ·m-2·y-1
C．将B和D的粪便作为有机肥还田，可以为A提供能量
D．任何生态系统的正常运转都需要不断得到来自系统外能量的补充
生态金字塔的识别及分析
3．(链接人教版选择性必修2 P57－58图文信息)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制
B．该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系
C．由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量
D．由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和
4．(链接人教版选择性必修2 P57－58图3-7、图3-8)生态金字塔主要包括生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔，对于有毒物质来说，还存在有毒物质富集金字塔。下列说法错误的是(　　)
A．一般来说，自然生态系统中能量金字塔总是呈上窄下宽的金字塔形
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．一定时间内，某些生态系统第二营养级的生物量可以大于第一营养级
D．难以降解的有毒物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高形成有毒物质富集金字塔
考点2　能量流动相关的模型及计算
一、理解能量流动的两种模型
1．第二营养级的能量流动过程模型
2．“拼图法”分析能量流动过程
(1)W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量。
(2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。
(3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
(4)利用“拼图法”可得关系式：
二、能量流动的相关计算
1．能量传递效率的相关“最值”问题
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递最低效率为10%，最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中，则有
(2)在食物网中，则有
2．具有人工能量输入的能量传递效率计算
人为输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。
当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。科研人员对某块油菜田情况进行了研究，并对各营养级能量流动情况进行了定量分析。下表中甲、乙、丙表示食物链“油菜→黄色菜粉蝶幼虫→龟纹瓢虫”的三个营养级(不考虑其他生物)，R1、R2为对应的能量值，单位是103 kJ/(m2·a)，某一营养级的能量流动图解如下图所示。
营养级 A B C D
甲 44.0 95.0 R1 5.0
乙 6.3 R2 0.7 0.5
丙 9.5 11.0 14.0 1.5
(1)据图分析，D代表什么？其中黄色菜粉蝶幼虫流向D的能量贮存在哪里？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)分析上表数据可知，R2为多少？第一、第二营养级之间的能量传递效率为多少？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量为多少？
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(4)当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。这说明信息传递在生态系统中的作用是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能量流动模型分析
1．(链接人教版选择性必修2 P54科学方法、P55图3-5)研究人员对某人工渔场进行调查，构建了该生态系统的能量流动模型(部分)，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量和有机碎屑中的能量
B．营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量属于上一营养级流入分解者的能量
C．所有营养级产生的有机碎屑可全部被营养级Ⅱ利用
D．营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小
2．(2025·广东八校联考)如图表示生态系统中生产者和初级消费者的能量类型和去向(d表示营养级未被利用的能量)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．在食物链中，各营养级获得能量的方式不同，但能量的用途相同
B．生产者用于生长、发育和繁殖的能量中一定包含了b1
C．生产者到初级消费者的能量传递效率为(b1－粪便量)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
D．生物富集的渠道与能量流动渠道相同
能量流动的相关计算
3．(链接人教版选择性必修2 P56思考·讨论)某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物均作为第三营养级，忽略粪便中所含的能量。下列说法正确的是(　　)
A．生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量是164.0 J·cm-2·a-1
B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量
C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15%
D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7 J·cm-2·a-1
4．(2024·甘肃天水一中月考)生态农业园需要人工投入较多的物质和能量，研究者对某个生态农业园各营养级能量流动情况进行了定量分析，能量值[单位：×103 kJ/(m2·a)]如下表。下列说法错误的是(　　)
营养级 自身呼 吸消耗 的能量 甲 未被利用 的能量 流入下 一营养 级的能量 有机物 输入的 能量
第一 营养级 605 128 1 466 434 －
第二 营养级 126 44 282 A 96
第三 营养级 32 13 B 9 34
A．该生态系统能量金字塔为正置的金字塔
B．表中“甲”代表流向分解者的能量，“B”的数值为58
C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为14.7%
D．每个营养级呼吸作用产生的能量不会用于自身的生长、发育和繁殖
1．(2023·山东卷)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是(　　)
生产 者固 定　 来自陆 地的植 物残体 初级 消费 者摄入 初级 消费 者同化 初级消 费者呼 吸消耗
能量/ [×105 J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A．流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
2．(2018·上海卷)某生态系统中4种生物的生物量占该生态系统总生物量的比例如下图所示。这4种生物之间的食物关系最可能的是(　　)
A．甲乙丁丙　　　　 B．丁甲乙丙
C．甲→乙→丙→丁 D．甲乙丙丁
3．(2021·浙江6月卷)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是(　　)
A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
4．(2023·全国新课标卷节选)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题。
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①②③表示生物的生命活动过程，其中①表示的能量是________________；②表示的能量是________________________________________；③表示的能量是____________________。
(2)近年来，一些水鸟离开湖区前往周边稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________(答出一点即可)。
[夯实必备知识]自主诊断
考点1
一、固定的太阳能总量　食物链和食物网　化学能　化学能　热能
二、1．热能　生长、发育和繁殖　分解者　2．(1)b　(2)不属于　上一个　分解者　(3)呼吸作用以热能形式散失的能量(d)　用于生长、发育和繁殖的能量(e)　(4)分解者利用的能量(f－c)　下一营养级同化的能量(i)　3．分解者
三、1．热能　2.10%～20%　呼吸消耗
五、2．人工生态系统　3．能量流动　对人类最有益
第47讲　生态系统的能量流动
考点1
教材隐性知识
1．提示：生产者固定的能量a除了传递给消费者和分解者外，生产者自身还通过呼吸作用消耗了部分能量
2．提示：不能　能量流动是单向的
3．提示：人类所需要的食物会更多，将不得不生产更多的农畜产品，会给地球上现有的生态系统带来更大的压力
澄清概念
1．×提示：生产者固定的太阳能的总量为输入生态系统的总能量。
2．×提示：第一营养级生物的同化量一般是通过光合作用固定的太阳能，而第二营养级及其以上营养级生物的同化量等于从上一营养级摄入的能量减去粪便中的能量。
3．×提示：果蔬等植物获取的物质来自无机物，获取的能量来自太阳能。
4．×提示：生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用。
5．×提示：10%～20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的能量传递效率。
6．√
达成学科素养
提示：(1)水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量；②⑧⑩
(2)④⑤⑧
(3)5%；部分能量流向人类，还有未利用的部分
(4)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量
评价迁移应用
1．D　[能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能由第二营养级流向第一营养级，A正确；依据生物富集，金属浓度沿食物链不断升高，故可辅助判断不同物种所处营养级的高低，B正确；第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的遗体残骸中的有机物流入分解者，流入生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能总量，消费者通过捕食生产者获取能量，故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量，C正确；该生态系统是稳定的生态系统，第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量，D错误。]
2．D　[B的同化量为16＋2＝18×103 kJ·m-2·y-1，传递给D的能量为3×103 kJ·m-2·y-1，因此B→D的能量传递效率约为3÷18×100%≈16.7%，A错误；由图可知，流经该生态系统的总能量大于46×103 kJ·m-2·y-1，B错误；B为初级消费者，D为次级消费者，由于能量流动具有单向传递的特点，所以将消费者的粪便作为有机肥还田，不能为A(生产者)提供能量，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此为了维持生态系统的稳定，任何生态系统都需要不断得到来自系统外能量的补充，D正确。]
3．B　[该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制，A错误；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系，B正确；由“草→田鼠→鼬”可知，鼬只能从田鼠获得能量，C错误；田鼠的摄入量等于同化量加上粪便中的能量，D错误。]
4．B　[生态系统中能量金字塔总是呈上窄下宽的正金字塔形，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物可以属于不同食物链，B错误；某些生态系统，如海洋生态系统在某一季节会短暂出现第二营养级的生物量大于第一营养级的情况，C正确；有毒物质难以分解，不易排出，沿食物链不断富集形成有毒物质富集金字塔，D正确。]
考点2
达成学科素养
提示：(1)流入分解者的能量；黄色菜粉蝶幼虫遗体残骸和龟纹瓢虫粪便中
(2)6.5；20%
(3)26.5×103 kJ/(m2·a)
(4)调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
评价迁移应用
1．D　[流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量，以及人工投入的有机碎屑中的能量，A错误；营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量是营养级Ⅲ同化量的一部分，属于营养级Ⅲ自身流入分解者的能量，B错误；所有营养级产生的有机碎屑流向营养级Ⅱ，其中只有一部分能量可以转化为营养级Ⅱ的同化量，C错误；营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率为4.964÷58.22×100%≈8.53%，营养级Ⅲ、Ⅳ之间的能量传递效率为58.22÷427.4×100%≈13.62%，所以营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小，D正确。]
2．A　[在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物，而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物进而通过同化作用得到能量，A错误；根据图示可知，b1是初级消费者摄入的能量，生产者用于生长、发育和繁殖的能量值是b1＋c1＋d1，所以生产者用于生长、发育和繁殖的能量值中一定包含了b1，B正确；b1为初级消费者摄入量，包括初级消费者的同化量和粪便量，所以生产者到初级消费者的能量传递效率为(b1－粪便量)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C正确；生物富集的渠道与能量流动渠道相同，都是沿着食物链和食物网进行的，D正确。]
3．D　[生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量有一部分会流向下一营养级，有一部分会流向分解者，还有一部分未被利用。据图可知，X表示流向分解者的能量，因此，生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量为95.0＋20.0＋5.0＝120.0 J·cm-2·a-1，A错误。植食性动物排泄物中的能量属于生产者的能量，B错误。据图可知，第二营养级的同化量为生产者传递的能量与人工投放的有机物中的能量之和：5.0＋20.0＝25.0 J·cm-2·a-1；第二营养级传递给第三营养级的能量为3.0 J·cm-2·a-1，因此，第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是3.0/25.0×100%＝12%，C错误。肉食性动物传给下一营养级的能量为11.0＋3.0－6.5－0.5－6.3＝0.7 J·cm-2·a-1，D正确。]
4．D　[能量是单向流动、逐级递减的，所以该生态系统能量金字塔为正置的金字塔，A正确；第一营养级的能量包括通过呼吸作用消耗、流入下一营养级、被分解者分解利用和未被利用的能量，表中“甲”代表流向分解者的能量，A＝434＋96－126－44－282＝78，B＝78＋34－32－13－9＝58，B正确；能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为78/(434＋96)×100%≈14.7%，C正确；呼吸作用产生的能量一部分以热能的形式散失，一部分合成ATP，用于自身的生长、发育和繁殖，D错误。]
体验真题
1．C　[该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90＋42＝132×105 J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算出该生态系统生产者到初级消费者的能量传递效率，B错误；初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗的能量为3×105 J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝10.5×105 J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量＝初级消费者摄入量－初级消费者同化量＝84－13.5＝70.5×105 J/(m2·a)，该能量由第一营养级流向分解者，D错误。]
2．A　[能量传递效率一般为10%～20%，且逐渐递减。甲含能量最多，乙和丙所含能量差不多，处于同一营养级，丁所含能量最少，因此，这四种生物之间的食物关系最可能如图所示：甲乙丁丙，A符合题意。]
3．A　[生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物可以属于不同食物链，B错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔形，但也有倒金字塔形，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，并非生产量，D错误。 ]
4．(1)水鸟的同化量　水鸟通过呼吸作用以热能形式散失的能量　流向分解者的能量　(2)不破坏水鸟的生存环境(或远距离观赏)
1 / 13课时数智作业(四十七)　生态系统的能量流动
1．(2024·广东惠州实验中学月考)一切生命活动都伴随着能量的变化。下面有关生态系统的能量流动的表述，错误的是(　　)
A．只有生产者能将太阳能输入生态系统中
B．能量只能沿食物链单向流动，不可逆转
C．生态系统中初级消费者的个体数量一定大于次级消费者
D．不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别
2．(2024·湖南长沙模拟)下图表示生态系统中某一营养级生物在一段时间内同化的能量的去向，相关叙述不正确的是(　　)
d．未被利用的 a．呼吸作用以热能形式散失的
b．流入下一营养级
c．流向分解者
A．a代表同化的能量中用于主动运输、合成蛋白质等生命活动的能量
B．c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便中的能量
C．b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量
D．若该营养级代表圈养的肉牛，圈养使流入下一营养级的能量增加
3．(2024·广东茂名一模)养殖对虾后期，对虾淡化高产虾池的水体会发生严重的富营养化现象。研究人员对对虾的淡化高产养殖水体生态系统进行研究。下图表示对虾淡化高产虾池中的主要能量流动过程。下列叙述正确的是(　　)
A．对虾能量的主要来源是藻类固定的太阳能和食料
B．高产虾池中投入的食料对藻类的生长几乎没影响
C．浮游动物与对虾存在一定竞争应尽可能将其清除
D．高产虾池投入的食料中大部分能量没有流入对虾
4．(2024·广东深圳二模)如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，序号表示该部分的能量。下列叙述正确的是(　　)
A．①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量
B．散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率
C．生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者
D．减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率
5．(2024·辽宁沈阳一模)如图是一种沼气生态型果园的模式图，该生态模式能形成完整的循环体系，生产多种无公害食品，是一种切实可行的人工生态系统。在该生态系统中(　　)
A．猪处于食物网中的第二和第三营养级
B．猪、蔬菜、苹果树可从沼渣(液)中获取物质和能量
C．沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染
D．生态果园提高了能量传递效率，使更多太阳能被有效利用
6．(2024·安徽合肥期中)如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a～d代表能量值。下列叙述错误的是(　　)
A．图中的能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量
B．该金字塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量
C．一般来说，能量金字塔和生物数量金字塔一样，会出现倒置的现象
D．上一营养级的能量只有少部分流向下一营养级
7．(2024·福建泉州模拟)下图是某池塘生态系统局部能量流动简图，以及能量在食物链“草→虾→罗汉鱼”中的流动和其传递效率的部分数据。下列叙述错误的是(　　)
A．草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量
B．虾的粪便量包含在草的同化量813 J·cm-2·a-1中
C．罗汉鱼同化量中约3 J·cm-2·a-1属于同化饲料2所得
D．虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量
8．(2024·湖北智学联盟联考)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中正确的是(　　)
A．生产者固定的总能量可表示为W1或(D1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．第二营养级的能量可表示为(A2＋B2＋C2＋D2)
C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率可表示为D2/D1
D．能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，能量在两个营养级之间的传递效率一定是10%～20%
9．(2024·山东烟台一模)某城市为了解决城市生活污水问题，建立了一处湿地公园。下图是该生态系统中部分能量流动的示意图，数值表示能量[单位是10 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是(　　)
A．流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能
B．B代表初级消费者同化的能量及用于生命活动的能量
C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为13.73%
D．该湿地公园可以很好地解决城市各种污水的处理问题
10．(2025·云南适应性考试)许多生态现象可以用下图模型表示，下列说法错误的是(　　)
A．若为某高山不同海拔的群落，Ⅲ为阔叶林，则Ⅱ可为针叶林
B．若为能量金字塔，则Ⅲ流向Ⅱ的能量大于Ⅱ流向Ⅰ的能量
C．若为某难降解化合物在生物体内的富集程度，则Ⅲ为最高营养级
D．若为种群增长型年龄结构，则Ⅰ为幼年个体数，Ⅲ为老年个体数
11．(2022·山东卷)某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是(　　)
A．与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B．与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C．该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D．该稻田比普通稻田的能量的利用率低
12．(12分)(2024·山东临沂二模)稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式，操作简单易行、经济效益显著，符合人与自然和谐共生的发展要求。图1是稻蟹共生稻田生态系统的部分结构，图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，图中数值表示能量[单位：10 kJ/(m2·a)]。
(1)连续高温的气候使稻田中某种杂草种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于__________制约因素。该稻田生态系统的______________________是沿着食物链和食物网进行的。
(2)据图1可知，输入该生态系统的能量形式有____________________________。在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和________的粪便流向分解者。
(3)图2中，C代表____________________________________________________；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是________%(保留小数点后一位)。
(4)与传统的稻田生态系统相比，该农业模式明显提高水稻产量，从种间关系的角度分析，可能的原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_______________________________________________________(答出两点即可)。
运用稻蟹综合种养的生态农业模式，体现了研究能量流动的意义是___________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
课时数智作业(四十七)
1．C　[生态系统中只有生产者可以通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中，将太阳能输入生态系统中，A正确；由于食物链中捕食者与被捕食者的关系不可逆转，所以能量只能沿食物链单向流动，不可逆转，B正确；生态系统中初级消费者的个体数量不一定大于次级消费者，C错误；生产者的能量主要来自太阳能，消费者的能量来自上一营养级同化的能量，不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别，D正确。]
2．A　[用于主动运输合成蛋白质的能量主要是ATP，而不是热能，A错误；c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便(属于上一营养级的能量)中的能量，B正确；b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；若该营养级代表圈养的肉牛，其呼吸作用以热能形式散失的能量要少一些，因此流入下一营养级的能量增加，D正确。]
3．D　[从主要的能量流动图可以看出对虾并没有从藻类获得能量，所以对虾几乎不食用藻类，A错误；投入的食料会被微生物分解成无机盐，对藻类生长产生重要影响，题干信息也明确虾池后期富营养化严重，B错误；虾池的富营养化是由于水体中N、P增加，藻类大量繁殖，浮游动物以藻类为食可以一定程度上缓解富营养化，C错误；对虾食用食料，同化效率较低，大部分食料成为水体的有机物，然后被细菌利用，所以食料中大部分能量没有流入对虾，D正确。]
4．C　[①和②分别指初级消费者同化的能量和用于自身生长、发育和繁殖的能量，A错误；散失的能量不可以再被利用，B错误；初级消费者粪便中的能量属于生产者的同化量，所以生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者，C正确；减少该生态系统的营养级可以有效减少能量的散失，但不能提高能量的传递效率，D错误。]
5．C　[猪吃饲料草和粮食处于食物网中的第二营养级，A错误；猪可从沼渣(液)中获取物质和能量，蔬菜、苹果树不能从沼渣(液)中获取能量，只能获取其中的无机物，B错误；沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染，实现了对能量的多级利用，C正确；生态果园提高了能量利用率，实现了物质和能量的多级利用，但不能提高能量传递效率，D错误。]
6．C　[由图可知：能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量，A正确；能量流动从生产者将能量固定在体内开始，生产者处于第一营养级，所以该金字塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量，B正确；生态系统中的能量流动是单向的，逐级递减的，所以能量金字塔不会出现倒置的现象，但生物数量金字塔会出现倒置的现象，C错误；能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，上一营养级的能量只有少部分流向下一营养级，D正确。]
7．B　[草同化量一部分用于呼吸作用，一部分用于生长、发育和繁殖，因此草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量，A正确；虾的粪便量包含在草的同化量和饲料1中，B错误；罗汉鱼同化量中来自虾的有151.6×15.1%≈22.89 J·cm-2·a-1，故罗汉鱼同化量中约25.9－22.89≈3 J·cm-2·a-1来自饲料2，C正确；虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量，还有一部分来自饲料1，D正确。]
8．B　[生产者固定的总能量可表示为W1或(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用散失的能量，B1表示未被利用的能量，C1表示流向分解者的能量，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2是流入下一营养级(初级消费者)的能量，故生产者固定的总能量也可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)，A错误；流向第二营养级的能量为D1或(A2＋B2＋C2＋D2)，B正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1×100%，C错误；能量在两个营养级之间的传递效率一般为10%～20%，D错误。]
9．C　[流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能和生产者固定的太阳能，A错误；B表示的是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B错误；次级消费者(第三营养级)同化的能量＝次级消费者的摄入量－粪便量＝219－35＝184×10 kJ/(m2·a)，初级消费者(第二营养级)同化的量＝呼吸作用消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量＝423＋917＝1 340×10 kJ/(m2·a)，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为184÷1 340×100%≈13.73%，C正确；生态系统的自我调节能力是有一定限度的，故该湿地公园并不可以很好地解决城市各种污水的处理问题，D错误。]
10．D
11．A　[根据题意可知，与普通稻田相比，该稻田从农田中收获的产品类型和产量更多，为保持土壤肥力，需要施加更多的肥料，A正确；鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B错误；在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等，该稻田与普通稻田的群落中生物种群及分布有所不同，二者的空间结构并不完全相同，C错误；与普通稻田相比，该稻田的能量利用率更高，D错误。]
12．(除标注外，每空2分，共12分)(1)非密度(1分)　物质循环和能量流动(1分)　(2)太阳能和饵料有机物中的化学能(1分)　河蟹(1分)　(3)初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量　17.6　(4)杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、二氧化碳和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量　可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量
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