2020版生物新导学大一轮苏教讲义：第九单元　生物与环境第32讲

第32讲　生态系统的结构与能量流动
[考纲要求]　1.生态系统的结构(B)。2.生态系统中的能量流动的基本规律及其应用(C)。
考点一　生态系统的结构

1．生态因子
(1)概念：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的因子。
(2)分类
(3)耐受性定律
生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个最适区。
2．生态系统
(1)概念：在一定空间中的生物群落与无机环境相互作用而形成的统一体。
(2)生态系统的组成成分
成分
范畴
作用
非生物成分
光、水、空气、无机盐及非生物的有机物等
生物群落中物质和能量的根本来源
生产者
自养生物，主要是绿色植物
把无机物制造成有机物，把光能转化为有机物中的化学能，从而可以被生物所利用
消费者
主要指动物等异养型生物
加快生态系统的物质循环；对植物的传粉、种子传播等具有重要作用
分解者
主要是营腐生生活的细菌和真菌
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，返回到无机环境中，供生产者重新利用

深化拓展　生态系统各成分间的关系

3．食物链和食物网
(1)食物链

①食物链的起点一定是生产者，后面的都是消费者，不含分解者和非生物成分。
②营养级一般不超过5个，这是因为能量沿食物链是逐级递减的。
③食物链中体现的种间关系只有捕食。
④某一营养级生物的含义是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。
(2)食物网
①概念：生态系统中许多食物链相互交错形成更为复杂的网状营养结构。
②形成原因：在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级；食物网中，两种生物之间的种间关系除了捕食，还有竞争。
(3)食物链和食物网的功能：是生态系统能量流动和物质循环的渠道。
4．生物圈
它是指地球上的全部生物及其无机环境的总和，它包括岩石圈上层、水圈和大气圈下层。

1．有关生态系统成分的判断
(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境(　×　)
(2)生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者营异养生活，但未必都是动物(　√　)
(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌(　×　)
(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石(　√　)
(5)理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分(　√　)
2．有关食物链与食物网的判断
(1)在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物(　√　)
(2)自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级(　√　)
(3)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上(　×　)
(4)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(　×　)
(5)食物网中两种生物间只能有一种种间关系(　×　)
(6)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量(　×　)
(7)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件(　√　)

某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析：

(1)该食物网中，共有多少条食物链？
提示　6条。
(2)说出鹰与鼬的种间关系。
提示　捕食和竞争。
(3)此食物网没有表示出的生态系统成分是什么？
提示　非生物成分、分解者。
(4)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响与鼬对鼠种群数量的影响，哪种影响大一些？
提示　后者影响大些。

1．生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分
①“自养型生物”＝“生产者”， 包括光能自养生物(如绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。
②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”， 其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物” ＝“分解者”， 其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。
(2)根据结构图判断生态系统的组成成分
如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物成分”和“生产者”，则A、B为“消费者”和“分解者”；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的C为“非生物成分”；最后根据D→A→B确定A为“消费者”、B为“分解者”。

2．构建食物链(网)的方法

(1)根据图1构建食物链
①信息：营养级越低，生物数量往往越多；营养级较低者，先出现波峰。
②食物链：丁→乙→丙→甲。
(2)根据图2构建食物网
①信息：能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。
②食物网如图所示：
(3)根据重金属、农药的含量构建食物网
某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种群
甲
乙
丙
丁
戊
重金属含量
(μg/kg鲜重)
0.003 7
0.003 6
0.035
0.036
0.34

①信息：重金属(农药、一些难于降解的物质)随着食物链富集，营养级越高，含量越高，甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。
②食物网如图所示：。

命题点一　生态系统组成成分的判定及相互关系的分析
1．(2019·南通二中高三模拟)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物成分。下列关于生态系统组成成分的叙述，不正确的是(多选)(　　)
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
答案　ABD
解析　在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者，A错误；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者，B错误；生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分，C正确；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者，D错误。
2.如图表示某生态系统各成分(丁为非生物环境)之间的关系，有关分析错误的是(　　)

A．光能通过甲输入生态系统
B．参与构成食物链的成分有甲和乙
C．碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递
D．丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌
答案　C
解析　依据题意和图示分析可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A项正确；参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B项正确；碳元素在乙和丙之间以含碳有机物的形式传递，C项错误；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D项正确。
命题点二　食物链(网)的有关图文分析
3．下图为某农田生态系统中的食物网简图，下列相关叙述错误的是(　　)

A．图中共有3条食物链
B．生物体内DDT浓度可沿食物链不断增加
C．图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向
D．当麻雀数量减少时，蛇捕食青蛙的量增加，这属于正反馈调节
答案　D
解析　食物链是生产者、消费者以捕食与被捕食的关系形成的链状结构，以生产者为起点，以最高营养级结束。由图可知，图中的食物网有3条食物链，分别是水稻→昆虫→青蛙→蛇、水稻→昆虫→麻雀→蛇、水稻→麻雀→蛇，A项正确；一些有毒物质(如DDT)在生物体内是难以分解、无法排出的，所以会沿食物链流动并逐级富集，营养级越低，有毒物质积累越少，营养级越高，有毒物质积累越多，B项正确；生态系统的能量流动就是沿着食物链和食物网的渠道进行的，所以图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向，C项正确；当麻雀数量减少时，蛇捕食青蛙的数量增加，这不属于反馈调节，D项错误。
4．右图所示为某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是(　　)

A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
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
答案　A
解析　鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降最后趋于稳定，相应地浮游植物总量先锐减后急升最后趋于稳定；能量流动是沿食物链逐级递减的，A项正确。
科学思维　食物链(网)中生物数量变动的分析方法
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物数量都会减少，简单记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，其数量会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路：
①生产者数量相对稳定原则，即消费者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。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。
③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
考点二　生态系统的能量流动

1．能量流动的概念理解
—
　⇓
—
　⇓
—太阳能→有机物中的化学能→热能
　⇓
—
2．能量流动的过程

(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲．生产者，乙．初级消费者，丙．次级消费者，丁．呼吸作用，戊．分解者。
(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向
①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。
②被下一营养级同化。
③残枝败叶等被分解者分解。
④未被利用。
3．能量流动的特点及意义
(1)能量传递效率：指相邻两个营养级之间同化量的比值。
(2)能量流动的特点：单向流动、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般约为10%～20%)。
(3)研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
②帮助人们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最有益的部分。

1．有关能量流动过程的判断
(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程(　×　)
(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(　×　)
(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量(　×　)
(4)生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落(　√　)
(5)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量(　√　)
2．有关能量流动特点、意义的判断
(1)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%(　×　)
(2)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象(　×　)
(3)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(　√　)
(4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率(　×　)

如图是某人工鱼塘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：

(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
提示　一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？
提示　肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2·y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2·y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·y)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留一位有效数字)
提示　生产者→植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%≈12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%≈15.6%。
(4)假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？
提示　肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为100÷15.6%÷12.7%≈5 047(kg)。

1．能量流动概念模型解读
(1)第二营养级能量流动的分析

①初级消费者摄入能量(a)＝初级消费者同化的能量(b)＋粪便中的能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。
②初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
③生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
(2)各营养级能量流动分析
①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的形式被储存起来的能量。
②一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。
③动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。
④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．能量流动的特点及原因
(1)单向流动的原因
①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
(2)逐级递减的原因
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。
3．生态金字塔的类型及特点
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状



每一阶
含义
每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级生物的有机物总量
象征
含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点
一般生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
分析
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减
成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：

浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量：



命题点一　能量流动的过程分析
1．(2015·海南，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　)
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
答案　D
解析　生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动，A项正确；分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，动物和植物构成食物链和食物网，所以分解者所需的能量可来自各营养级生物储存的能量，B项正确；地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来源于太阳能，通过生产者的固定使能量流入生态系统，经过食物链和食物网能量逐渐散失，不能重复利用，所以需要不断得到来自系统外的能量，C项正确；生产者固定的能量，去向有自身的呼吸消耗、流入下一营养级、流向分解者和未被利用的部分，D项错误。
2．(2018·安徽皖江名校联考)如图所示为某自然生态系统中能量流动图解，其中a、b、c、d为相应营养级同化的能量，e、f、g、h为流向分解者的能量(单位略)。下列相关叙述，正确的是(　　)

A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(b＋e)/a×100%
B．该图示可反映出生态系统的能量流动特点和物质循环特点
C．生产者都属于同一个营养级，有的消费者可属于不同营养级
D．消费者同化的能量都有一部分通过下一级消费者的粪便流向分解者
答案　C
解析　第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率＝第二营养级的同化量/第一营养级的同化量×100%＝b/a×100%，A错误；该图示只能反映出生态系统的能量流动的特点，即单向流动和逐级递减，但不能体现出物质循环的特点，B错误；生产者属于第一营养级，有的消费者为杂食性动物，可属于不同营养级，C正确；最高营养级没有下一级消费者，因而其同化的能量就不可能通过下一级消费者的粪便流向分解者，D错误。
3．(2019·苏州联考)下列关于能量流动的叙述，错误的是(　　)
A．各营养级同化的能量一般都会分为两部分流向分解者
B．各营养级呼吸作用散失的能量都不能被其他生物所同化
C．消费者粪便中的能量应属于上一营养级同化的能量
D．每种肉食性消费者同化的能量都来自不同营养级
答案　D
解析　各营养级同化的能量中流向分解者的能量常常分为两部分，即一部分形成尸体、残骸等，另一部分被下一营养级摄入后形成粪便，A正确；各营养级呼吸作用释放的能量一部分用于满足自身生命活动，一部分以热能的形式散失，其中散失的能量不能被其他生物所同化利用，B正确；消费者粪便中的能量由于没有被消费者同化，所以应属于上一营养级同化的能量，C正确；在特定的生态系统中，部分肉食性消费者同化的能量可能只来源于同一个营养级，D错误。
命题点二　能量流动的特点及应用分析
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是(　　)
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案　C
解析　鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少，螳螂的数量增加，蝉的数量减少等系列变化，A项错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B项错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。
5．(2018·镇江一中高三期中考试)下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是(　　)
A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少
B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的
C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递效率
D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
答案　C
解析　在生态系统中，能量流动是逐级递减的，营养级越高的生物所同化的能量就越少，A项正确；由于捕食关系是长期进化的结果，是不可逆转的，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的，由于散失的热能不能被各营养级重新利用，所以生态系统的能量流动是逐级递减的，B项正确；充分利用作物秸秆可提高能量利用率，但不能提高相邻两个营养级间的能量传递效率，C项错误；能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网，D项正确。
6．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　)

A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
答案　C
解析　能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1 250(kJ)，A项正确；从乙到丙的能量传递效率＝×100%＝15%，B项正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C项错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D项正确。

矫正易错　强记长句

1．生态系统结构分析的3个易错点
(1)并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，所以非生物成分、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。
(2)同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。
2．最高营养级能量去路只有3个，没有传递给下一营养级这一去路。
3．分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。
4．流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。
5．“相邻两营养级”的能量传递效率≠“相邻两个生物个体”间的能量传递效率。如“一只狼”捕获“一只狐”时，狼应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量的10%～20%。

1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
2．生态系统的组成成分包括非生物成分、生产者、消费者和分解者。
3．[2016·全国Ⅲ，T31(2)]与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是低温下，分解者的分解作用弱。
4．[2016·全国Ⅲ，T31(3)]通常，生态系统的食物链不会很长，原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。
5．生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
6．生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。
7．生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
8．从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：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最有益的部分。
重温高考　演练模拟
1．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是(　　)

A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案　D
解析　鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气有利于水体中分解者的呼吸作用，促进残骸分解为无机物，C正确；藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。
2．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是(　　)
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
答案　B
解析　生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的，二者均具有各自的规律，A项正确。生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B项错误。“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C项正确。人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D项正确。
3.(2019·南通、泰州一模)右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。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B．次级消费者、三级消费者分别属于第二、第三营养级
C．能量c可代表生产者呼吸释放的热能及流向分解者的能量
D．在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
答案　C
解析　图中各营养级都可能有许多种生物，可以组成多条食物链，A错误；次级消费者、三级消费者分别属于第三、第四营养级，B错误；a代表生产者的同化量，b表示第二营养级的同化量，c可代表生产者呼吸释放的热能及流向分解者的能量，C正确；能量传递效率一般为10%～20%，也有可能在这个范围以外，因此b的值有可能超过d的10倍，D错误。
4．(2018·江苏，28)某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向)，图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题：


(1)图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是____________________。
(2)图1所示食物网中，次级消费者是______________，丁与丙之间的种间关系是________________。
(3)根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有_______________
___________________________。
(4)结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率________(在“大于”“小于”或“等于”中选择)7.6%。
(5)经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是________。
(6)从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是__________________________
______________________。
答案　(1)水草→甲→丁　(2)丙和丁　捕食和竞争　(3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失　(4)大于 (5)丁　(6)河流生态系统自我调节(自我修复)能力有限
解析　(1)根据题中信息可知，甲不摄食藻类，水草是第一营养级，甲是第二营养级，丁是第三、第四营养级，甲和丁未体现出食物联系，所以还可能有的一条食物链是水草→甲→丁。(2)图1中丙、丁都可以作为第三营养级即次级消费者。丁捕食丙，且丙、丁都捕食乙，所以丁与丙之间的种间关系是捕食和竞争。(3)图1中乙可以被丙和丁捕食，所以乙的能量去向除了流向分解者和丁之外，还可以传递给丙以及通过自身呼吸作用以热能形式散失。(4)根据图2可知，第一营养级到乙的能量传递效率是1 900/25 000×100%＝7.6%，但是因为第二营养级包括甲和乙，再加上甲的能量，第一营养级到第二营养级的能量传递效率大于7.6%。
(5)有些农药不易被分散，营养级级别越高的生物，其体内积累的农药越多，因此体内农药含量最高的物种是丁。(6)生态系统的自我调节能力是有一定限度的，如果污染物排放超过该限度，生态系统的稳态就会遭到破坏。

一、单项选择题
1．生态系统是由生产者、消费者、分解者和非生物成分组成的统一整体。下列说法中错误的是(　　)
A．非生物成分为生物的生存提供了必备条件
B．生产者除绿色植物外，还包括黑藻、蓝藻、硝化细菌等原核生物
C．消费者和分解者都是异养生物，但它们获取营养的方式有区别
D．生态系统的组成成分在物质循环、能量流动和信息传递方面紧密联系
答案　B
解析　非生物成分，太阳能是植物光合作用的能量来源，植物的生长需要从无机环境中吸收无机物质，A项正确；黑藻属于真核生物，B项错误；消费者从活的生物体中获取营养物质，分解者从动植物遗体中获取营养物质，C项正确；生态系统的四种成分通过物质循环、能量流动和信息传递组成一个统一的整体，D项正确。
2．(2019·徐州质检)右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是(　　)

A．a＞b＞c B．c＞b＞a
C．c＝b＞a D．a＞c＝b
答案　A
解析　从图中分析，落叶供给量大，土壤有机物的含量少，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度快；反之，落叶供给量小，土壤中有机物含量高，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度慢。图中所示a、b、c三地区森林土壤中有机物的含量a＜b＜c，落叶供给量a>b>c，所以分解者的作用强弱依次是a＞b＞c。
3．下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是(　　)
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例/%
86
12
1.1
0.9

A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用
D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物
答案　D
解析　根据生态系统的能量传递效率约为10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6～17.2之间，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2～2.4之间，第三营养级有丙、丁，食物链至少两条，A项正确；若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8～19.6之间，而丙、丁的同化量只有2.0，故甲、乙不可能处于同一营养级，B项正确；第一营养级同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，还有一部分不能被下一营养级利用，第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C项正确；若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，则乙、丙同化量的10%～20%是1.31～2.62，与表中丁不符，故D项不可能。
4.如图表示某湖泊生态系统的部分生物所组成的食物网，相关叙述正确的是(　　)

A．丙和丁、乙和丁都存在竞争关系
B．若该湖泊受到DDT污染，则甲体内DDT浓度最高
C．丁每获得1 kJ能量，至少需要甲固定10 kJ太阳能
D．若丙的数量下降，则该生态系统稳定性将下降
答案　A
解析　甲为生产者，丙和丁都以乙为食物，乙和丁都以甲为食物，A项正确；若该湖泊受到DDT污染，则丁为最高营养级，由于生物富集效应，丁体内DDT浓度最高，B项错误；若求丁获得1 kJ能量，至少需要生产者固定多少能量，应选食物链最短且能量传递效率按最高计算，因此只考虑甲→丁这条食物链，能量传递效率按20%计算，则甲至少固定的太阳能是5 kJ，C项错误；若丙的数量下降，生态系统通过自我调节将维持稳定，D项错误。
5．(2018·武汉华大联盟高三质检)下列关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是(　　)
A．生产者固定的能量是光能或化学能
B．自然生态系统中，生物数量金字塔存在倒置情形，能量金字塔则不存在
C．与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率
D．在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
答案　C
解析　生产者是自养型生物，包括能通过光合作用固定光能的绿色植物，能利用无机物氧化释放的化学能进行化能合成作用的微生物(如硝化细菌)，A正确；自然生态系统中，生物数量金字塔可存在倒置情形(即生物数量随营养级数的增加而增加)，因能量流动逐级递减，所以能量金字塔不存在倒置情形，B正确；与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率，C错误；在农田中除草、捉虫，是人为地调整能量流动的关系，可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，D正确。
6．(2018·淮阴高三期中考试)下图是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是100万千焦)。有关叙述正确的有(　　)

a．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
b．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6950万千焦
c．不同营养级之间能量以有机物形式流动
d．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20%
A．b和c B．c和d C．b、c、d D．a、b、c、d
答案　B
解析　三个种群同化的能量由大到小依次是Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，结合能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，a错误；种群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被种群Ⅰ同化的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量，而由于题中没有给出种群Ⅱ流向分解者的能量，因此种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量无法求出，b错误；不同营养级之间能量以有机物形式流动，c正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝3.0÷15.0×100%＝20%，d正确。
7．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是(　　)
项目
摄取量
粪便量
呼吸作用散失量
能量[J/(hm2·a)]
1.05×1010
3.50×109
4.55×109

A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010 J/(hm2·a)
答案　D
解析　田鼠同化的能量中用于其生长发育和繁殖的比例为(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A项正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B项正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C项正确；田鼠同化量为1.05×1010－3.5×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%＝3.5×1010 J/(hm2·a)，D项错误。
8．(2018·宝鸡高三质检)如图所示是能量在生态系统中的变化形式，据所学知识判断下列说法错误的是(　　)

A．真核生物中过程①首先发生的场所是叶绿体类囊体膜，将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系
B．图中过程①是生产者的光合作用，它是流入生态系统总能量的主要来源
C．过程②主要通过各种生物的呼吸作用实现，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余少部分以热能的形式散失
D．图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点
答案　C
解析　真核生物中，过程①是光合作用，包括光反应和暗反应两个阶段，在真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体膜上进行的，所发生的能量变化是将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系，A正确；过程①是生产者的光合作用，流入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，B正确；过程②主要是通过各种生物的呼吸作用实现的，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余大部分以热能的形式散失，C错误；图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要是通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点，D正确。
二、多项选择题
9．(2018·扬州高三模拟)生态学家林德曼在研究赛达伯格湖时发现，某种鱼因年龄不同而食性不同：幼年鱼主要以浮游生物为食，成年鱼主要以小鱼(包括其幼年鱼)、小虾为食。下列说法错误的是(　　)
A．该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间不存在竞争关系
B．该生态系统中生产者固定的能量大于所有消费者的同化量之和
C．该鱼的成年鱼和幼年鱼因食物来源不同而分布在不同水层，属于垂直结构
D．若大量增加湖中养殖物种的种类和数量，一定可以提高该生态系统的抵抗力稳定性
答案　ACD
10．(2019·苏州一模)下图表示某养殖塘中各生物间的部分能量流动关系，有关数值用有机物干物质量表示(单位：J·km－2·a－1)。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　)

A．某些浮游动物既是消费者又是分解者
B．小型鱼虾类同化的能量都来自浮游动物
C．捕捞强度过大，易导致该湖泊生态系统的抵抗力稳定性下降
D．有机碎屑能被浮游动物利用，说明生态系统中的能量可以循环利用
答案　AC
解析　浮游动物以植物为食时是消费者，以有机碎屑为食时是分解者，A正确；食鱼性鱼类从小型鱼虾类得到的能量是3 571 J·km－2·a－1，说明小型鱼虾类同化的能量应该大于3 571 J·km－2·a－1，而小型鱼虾类从浮游动物中只得到2 948 J·km－2·a－1，说明小型鱼虾类同化的能量除了来自浮游动物，还有其他来源，B错误；捕捞强度过大，使生物数量和种类减少，易导致该生态系统的抵抗力稳定性下降，C正确；生态系统中能量单向流动，不能循环利用，D错误。
三、非选择题
11．如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。请回答下列问题：

(1)图中丙属于该生态系统组成成分中的__________。图中鹰处于第________营养级。
(2)若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化________kJ的能量。
(3)发生火灾后的草原通过群落演替能够再次形成草原，这体现了生态系统具有__________稳定性。
(4)下表所示为该草原生态系统某年中流经鹰种群的能量分配情况：
项目
摄入的能量
呼吸消耗的能量
用于生长发育和繁殖的能量
能量(×103 kJ)
32
12
8

这一年中鹰种群的同化量为____________，其中用于生长发育和繁殖的能量可以流向__________，也可以________________。
答案　(1)分解者　三、四　(2)75　(3)恢复力　 (4)2×104 kJ　分解者　暂时不被利用
解析　(1)根据图中箭头的指向可以判断，甲是生产者，乙是无机环境，丙是分解者。从食物网来判断，鹰处于第三、四营养级。(2)鹰的捕食对象有鼠和蛇，若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化的能量为1×1/2÷20%÷20%＋1×1/2÷20%÷20%÷20%＝75(kJ)。(3)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫做恢复力稳定性。(4)同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长发育和繁殖的能量＝12×103＋8×103＝2×104(kJ)。一年中鹰种群用于生长发育和繁殖的能量可以流向分解者，也可以暂时不被利用。
12．(2017·江苏，26)某地因采矿导致地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园，一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳定的生物群落。下图是该公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题：

(1)该公园生物群落的变化属于________演替。
(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有_____________________________。
(3)在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种________信息求偶；雌蛙通常在近岸水深10～30 cm的草丛间产卵，可采用________法了解该蛙卵块的密度。
(4)因该水域有些渗漏，补水时曾不慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡。水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速增殖的是____________________。
(5)图中既含有初级消费者，又含有次级消费者的生物类群有________________________。若蛙类与猛禽之间还存在1 个营养级，请写出该营养级中2 类不同纲的生物：_____________
___________________________________。
答案　(1)次生　(2)捕食和竞争　(3)物理　等距取样
(4)浮游生物类　(5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类　蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)
解析　(1)建立于已有部分物种的“矿区”基础上的演替应属于“次生演替”。(2)图示信息表明，昆虫一方面被杂食性鱼类捕食，另一方面又与杂食性鱼类共同争夺“水草”，故昆虫与杂食性鱼类存在着捕食与竞争关系。(3)“叫声”依赖“声音”传递信息，应属于物理信息，沿岸边调查“卵块”密度，宜采用样方法中的等距取样法。(4)水草腐烂将为浮游生物类腾出更广阔的生存空间，故可引发后者快速增殖。(5)图中杂食性鱼类若以水草为食应为初级消费者，若以昆虫为食，则属于次级消费者，而底栖动物和滤食性鱼类以“浮游生物”为食，若所食浮游生物为植物，则底栖动物和滤食性鱼类为初级消费者，若所食浮游生物为动物，则底栖动物和滤食性鱼类为次级消费者；自然界中以蛙为食且又可被猛禽捕食的生物有多种，如蛇、肉食性鱼类、鼠等(注意所列举生物应为“不同纲”)。