能量去哪了

周偉

縱觀近幾年的高考試題，生態系統的知識大多以圖形、圖表或文字材料為載體進行考查，命題以應用層次為主，強調運用生命觀念和理性思維解決實際問題的能力。下面對生態系統相關的命題熱點進行歸類例析，從中揭示高考命題的意圖和解題的一般規律。

一、以碳循環圖為背景，考查生態系統成分的判斷及其作用

例1 （高考改編題）某紅樹林生態系統的碳循環如圖1所示。圖中A是一種氣體，B、C、D、E和F表示生物成分，箭頭表示碳流動的方向。下列敘述錯誤的是（ ）

A.圖中生物成分A表示生產者，生物成分F表示分解者

B.煤是“高碳”能源，通過燃燒，碳主要以CO2的形式進入大氣圈

C.若因環境污染造成生產者銳減，則C、B的數量將減少

D.圖中包含的食物鏈為：E→C→B→D

【解析】雙向箭頭兩端分別為生產者和大氣中CO2庫（無機環境），分析圖1所示可知，A表示大氣中的CO2，E表示生產者，F表示分解者，C表示初級消費者，B表示次級消費者，D表示三級消費者，A選項錯誤，D選項正確。碳在生物群落中以含碳有機物的形式進行流動，化石燃料的燃燒過程中碳主要以CO2的形式進入大氣圈，B選項正確。如果因環境污染造成生產者銳減，則消費者的數量都會降低，C選項正確。

【答案】A

【技法點撥】

（1）生態系統各成分的判斷關鍵

①判斷生產者時，若判斷的對象為自養型生物，則為生產者。

②判斷消費者時要特別注意異養型、非腐生等關鍵詞，植物、微生物都有可能成為消費者。

③判斷分解者的主要依據是看能否把動植物的遺體、殘枝敗葉等轉變成無機物，即營腐生生活，如蚯蚓。

（2）“三看法”判斷碳循環的各環節

二、以食物網為背景，考查生態系統能量流動的分析及計算

例2 （高考改編題）圖2為某人工魚塘食物網及其能量傳遞示意圖（圖中數字為能量數值，單位是J·m-2·a-1）。下列敘述正確的是（ ）

A.該食物網中最高營養級為第六營養級

B.該食物網中第一到第二營養級的能量傳遞效率為25%

C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357 J·m-2·a-1

D.鱸魚排出的糞便中的能量是其同化量的一部分

【解析】該食物網中最長的食物鏈為：浮游植物→浮游動物→幽蚊幼蟲→太陽魚→鱸魚，食物網中最高營養級鱸魚屬于第五營養級，A選項錯誤。第二營養級包括浮游動物和搖蚊幼蟲，二者共有的能量為：3780+4200=7980（J·m-2·a-1）。因此從第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率為：7980÷31920×100%=25%，B選項正確。一個營養級所含有的能量，一部分流入下一個營養級，還有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，題目中的1357是1483（太陽魚總同化量）減去126（下一營養級同化量）得到的，因此太陽魚呼吸作用消耗的能量比1357 J·m-2·a-1要少，C選項錯誤。鱸魚的同化量等于攝入量減去糞便量，故鱸魚排出的糞便中的能量是太陽魚同化量的一部分，D選項錯誤。

【答案】B

【技法點撥】

（1）能量流動的兩種分流模型分析

①定量不定時模型（如圖3所示）。流入某一營養級的一定量的能量在足夠長的時間內的去路可有三條：a.自身呼吸散失；b.流入下一營養級（最高營養級除外）；c.被分解者分解利用。

②定量定時模型（如圖4所示）。流入某一營養級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條：a.自身呼吸散失；b.流入下一營養級（最高營養級除外）；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一營養級和分解者利用，如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。

（2）能量流動的相關計算方法

①相鄰兩個營養級的傳遞效率=下一營養級同化量/上一營養級同化量×100%，一般能量傳遞效率為：10%—20%。

②在食物網中求某一營養級能量的最值，要視情況而定：a.若相關營養級生物（生產者或最高營養級）提供能量的比例或獲取能量的比例未知時，則需要選取具體的食物鏈，即選食物網中最長的食物鏈或最短的食物鏈來求得能量的最值；b.若相關營養級生物（生產者或最高營養級）提供能量的比例或獲取能量的比例已知時，則需要用乘法或除法計算每一條食物鏈的能量值，然后求和。

三、以生產實踐為背景，考查生態學知識和觀念的綜合運用

例3 （名校聯考題）人工濕地是為了處理污水而人為設計建造的、工程化的濕地生態系統，如圖5所示。對該人工濕地作用效果進行檢測，結果如表1所示。其中化學耗氧量（COD）表示在強酸性條件下重鉻酸鉀氧化1L污水中有機物所需的氧氣量；生化耗氧量（BOD）表示微生物分解水體中有機物所需的氧氣量。調查結果顯示此人工濕地生態系統中（ ）

A. COD、BOD值越高，表明污染程度越低

B.植物的吸收作用可降低水體富營養化程度

C.流入該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能

D.由于生態系統具有自我調節能力，故該濕地可以處理大量的污水

【解析】COD、BOD值越高，表明水體中有機物越多，污染程度越高，A選項錯誤。水生植物能吸收水體中N、P等元素，使之減少，從而降低水體富營養化程度，B選項正確。流入該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能及生活污水中的化學能，C選項錯誤。生態系統的自我調節能力有限，若排入的污水超過其調節能力范圍，則該濕地不能進行處理，D選項錯誤。

【答案】B

【技法點撥】

（1）有關生態系統的概念圖構建

如圖6所示。

（2）有關生態系統的幾個生命觀念

①平衡觀：當生態系統發展到一定階段，它的生產者、消費者和分解者之間能夠較長時間地保持一種動態平衡，即生態系統中的能量流動和物質循環能夠較長時間地保持著一種動態的平衡。生態系統能夠維持平衡狀態，是因為生態系統具有自我調節能力。

②能量觀：食物鏈和食物網中，由于生物之間的捕食與被捕食的關系，必然會造成生物體內能量的變化。能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，若以“營養級”為單位，能量在相鄰兩個營養級之間的傳遞效率約為：10%—20%。endprint