第46讲 生态系统的能量流动
课标要求 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.举例说明如何利用能量流动规律，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生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。4.活动：调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动情况。
考情分析 1.生态系统的能量流动 2024·江西卷，9；2023·新课标卷，33；2023·全国甲卷，5；2022·北京卷，19；2022·河北卷，18；2022·湖北卷，20；2022·辽宁卷，19；2022·天津卷，13
2.能量流动相关的计算 2024·黑吉辽卷，16；2023·山东卷，13；2022·山东卷，11；2022·湖南卷，8；2022·湖北卷，20
考点一 生态系统的能量流动
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1.能量流动的概念理解
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2.第一营养级能量流动
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①图中第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累的能量。
②未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
3.第二营养级及其后营养级能量流动
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(1)由上图分析可知：
①摄入量＝同化量＋ 。
②输入该营养级的总能量是指图中的 (填字母)。
③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。
④初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)＋ 。
⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝ ＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
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①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，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。
②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
(2)总结：摄入量＝同化量＋ 。
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其中最高营养级无 (填字母)。
4.能量流动的特点
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INCLUDEPICTURE"+18A-B.tif" INCLUDEPICTURE "../../+18A-B.tif" \* MERGEFORMAT
5.生态金字塔的类型及特点
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6.研究能量流动
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INCLUDEPICTURE"考点速览.tif" INCLUDEPICTURE "../../考点速览.tif" \* MERGEFORMAT
(1)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。(2022·江苏卷，12D)( )
(2)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)( )
(3)生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，其中的每个营养级的生物均属于同一食物链。(2021·浙江6月选考，7AB)( )
(4)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。(2021·北京卷，11B)( )
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考向1 围绕生态金字塔，考查生命观念
1.(2024·九省联考贵州卷，14)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( )
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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
考向2 围绕能量流动的过程，考查科学思维
2.(2024·山东卷，12)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于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
3.(2025·山东烟台调研)如图表示草原生态系统中，植物被植食性动物利用过程中能量流动的部分示意图。下列说法错误的是( )
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A.第一营养级到第二营养级的能量传递效率是③/(①＋⑤)×100%
B.④中的能量用于植食性动物自身的生长、发育和繁殖，其中一部分被分解者利用
C.⑤⑥⑦的能量未流入第二营养级，导致第一营养级到第二营养级的能量流动是递减的
D.若该植食性动物为经济动物，采取适当的措施提高③/②、④/③的值可提高经济效益
考点二 能量流动相关的计算
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1.能量传递效率的计算公式
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2.理解常考的两种能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
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(2)“拼图法”分析能量流动过程
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考向1 围绕能量流动模型，考查科学思维
1.(2025·湖北省部分学校开学考)养殖淡水石斑鱼能获得较高的经济效益。如图所示为养殖石斑鱼的某湖泊生态系统能量流动的部分图解和部分能量数据，字母表示能量值(单位：kJ)。下列相关分析正确的是( )
INCLUDEPICTURE"SW635.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW635.tif" \* MERGEFORMAT
A.流经该湖泊的总能量是a＋e
B.草鱼粪便中的能量属于植物的同化量
C.草鱼到石斑鱼的能量传递效率为e/b×100%
D.图中c代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量
2.(2025·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
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A.①是指由草流入兔的能量
B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率
C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分
D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的
考向2 围绕能量流动相关的计算，考查科学思维
3.(2023·山东卷，13)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[105J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(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10.5×105J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
4.(2025·山东日照调研)为了尽快恢复遭受外来物种入侵破坏后的某生态系统，人们向该生态系统的植食性动物、肉食性动物分别补偿输入了2.3×103 kJ、3.7×103 kJ的能量。该生态系统中各营养级能量流动如表所示(单位：×103 kJ)。
食物链 植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 8.7
未被利用 328 41.3 9.1
分解者分解 19 5.4 2.9
(1)植物用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ，表中的X等于 kJ，Y等于 kJ。
(2)由植食性动物流入分解者的能量包括_______________________________
_________________________________________________________________。
(3)第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 ，第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为 。
(4)各营养级同化量都存在的去向是 、分解者分解及未被利用，最高营养级的生物不存在传递给下一营养级的能量。
INCLUDEPICTURE"关键真题必刷.tif" INCLUDEPICTURE "../../关键真题必刷.tif" \* MERGEFORMAT 1.(2024·江西卷，9)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链，研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表，表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是( )
物种 流经生物的能量/kJ 生物体内镉浓度/(μg·g－1) 生物承受的捕食压力指数(一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大)
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B.④②①③
C.①③②④ D.④①②③
2.(2023·新课标卷，33)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，①、②、③表示生物的生命活动过程，其中①是 ；②是 ；③是 。
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(2)要研究湖区该种水鸟的生态位，需要研究的方面有
_______________________________________________________________(答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是
_________________________________________________________________。
(3)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1点即可)。
3.(2024·江苏卷，21)某保护区地势较为平坦，植被类型属于热带稀树灌丛草原，生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题：
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图1
(1)坡鹿为珍稀保护动物，主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型称为 。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究，结果如图1，形成该结果的原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是 。为了研究火烧法对植被的影响，科研人员采用样方法进行调查，群落结构越复杂，样方面积应越 。
(3)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响，科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后，常选用 溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，这体现了生物多样性的 价值。
(4)研究保护区内动物的食物结构，常用的方法有直接观察法、胃容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性，在上述方法中优先选用 。对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是_________________________________________________________________。
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图2
(5)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网，部分结构如图2所示。相关叙述错误的有 (填序号)。
①该图没有显示的生态系统成分是分解者
②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度
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科研人员对北方某人工林区生物群落的季节动态进行调查研究，并对该林区一个由甲、乙、丙3个物种组成的食物链进行能量流动分析，结果如表所示。表中GP表示生物体同化量，NP表示生物体用于自身生长、发育和繁殖的能量，R表示呼吸消耗的能量(单位：kJ·m－2·a－1)。
物种 未利用 GP NP R 人工输入
甲 1×1011 a 2×1011 b 0
乙 2×105 7.36×108 2.5×107 7.11×108 1.7×107
丙 c 3.3×106 2.47×107 4.8×106
(1)该人工林区生物群落的季节性体现在群落的 发生了规律性变化，其影响因素主要有 (答出两点即可)等。
(2)据表分析，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为 。由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 (保留小数点后两位)，若这个数值不在10%～20%也是合理的，理由是_______________________________________
__________________________________________________________________。
(3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%，则甲营养级的GP为 kJ·m－2·a－1。
(4)在生态系统中，能量单向流动、不循环的原因是：
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
第46讲 生态系统的能量流动
考点一
核心要点·再研
1.食物链和食物网 热能
2.热能 生长 发育和繁殖 分解者
3.(1)①粪便量 ②b ③不属于 上一个 分解者 ④用于生长、发育和繁殖的能量(e) ⑤分解者利用的能量(f－c) (2)粪便量 i
4.低 高 10%～20% 同化量 呼吸消耗 分解者
6.人工生态系统 能量流动关系 对人类最有益
考点速览
(1)× 提示 人为操纵生态系统的营养结构可调整能量流动方向，但不能改变能量传递效率。
(2)√
(3)× 提示 生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，但其中同一营养级的生物可能属于不同的食物链。
(4)× 提示 能量不能循环利用。
典型例题·深研
1.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。]
2.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；依据生物富集导致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；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，且没有有机物的输入与输出，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。]
3.A [能量传递效率是某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%，图中①＋⑤不是第一营养级的同化量，是第一营养级用于自身呼吸作用消耗后剩余的能量，A错误。]
考点二
典型例题·深研
1.B [流经该湖泊的总能量是a＋石斑鱼同化的鱼粉中的能量，A错误；能量传递效率是两个营养级同化量的比值，而b是草鱼摄入量，e是石斑鱼的摄入量，C错误；图中c代表草鱼同化的能量，D错误。]
2.C [①是指兔的摄入量，③是指兔子粪便中的能量，没有被兔同化，属于草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A错误，C正确；图中②/①代表狐的摄入量与兔的摄入量的比值，B错误；生物之间的信息传递往往是双向的，D错误。]
3.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＝132×105J/(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，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者的同化量为13.5×105J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗的能量为3×105J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量为84－13.5＝70.5×
105 J/(m2·a)，初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者流向分解者的能量，D错误。]
4.(1)446×103 101.3×103 20.7×103 (2)植食性动物遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量 (3)17.1% 16.8% (4)呼吸作用散失
解析 (1)植物的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生长、发育和繁殖，因此植物用于生长、发育和繁殖的能量为579×103－133×103＝446×103(kJ)；X是植食性动物同化的能量，应该包括植物传递的能量和人为补偿的能量两部分，由第一营养级传递的能量：(579－133－328－19)×103＝99×103(kJ)，人工输入的能量是2.3×103 kJ，因此共有101.3×103 kJ；Y是肉食性动物同化的能量，Y＝(101.3－37.6－41.3－5.4)×103＋3.7×103＝20.7×103(kJ)。(2)分解者分解粪便(粪便中的能量属于上一个营养级的能量)和动植物的遗体残骸，因此由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量。(3)第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于第二营养级的同化量除以第一营养级的同化量。分析题表中的数据，结合(1)的计算结果可以计算如下：99÷579×100%≈17.1%；第二营养级到第三营养级的能量传递效率：17÷101.3×100%≈16.8%。(4)除最高营养级外，各营养级生物同化量都存在的去向为呼吸作用散失、流向分解者、流入下一营养级以及未被利用四个方面，最高营养级生物同化的能量去向只有三个方面，不包括传递给下一营养级这一部分。
关键·真题必刷
1.A [根据表格数据分析可知，由于食物链对重金属(镉)有富集作用，营养级越高，重金属含量越多，所以物种②的营养级大于物种①，B错误；能量在食物链传递过程中是逐级递减的，营养级越高，能量越低，所以物种③的营养级大于物种④，C错误；物种③存在捕食压力，说明③不是最高营养级，D错误；因此这4种生物在食物链中正确的排序为④③①②，A正确。]
2.(1)水鸟同化 呼吸作用 分解者的分解作用 (2)栖息地、食物、与其他物种的关系 有利于不同生物充分利用环境资源 (3)避免干扰水鸟在稻田中的觅食行为
解析 (1)结合题图可知，从能量流动的角度看，①是水鸟的同化量，②是呼吸作用以热能形式散失的能量，③是遗体残骸以及动物粪便中被分解者利用的能量，故①②③对应的生命活动分别是水鸟同化、呼吸作用以及分解者的分解作用。
(2)一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位，水鸟属于动物，研究其生态位，需要研究的方面有：它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源。
(3)观赏水鸟时，游客一定不能逮捕水鸟，也不能大声喧哗，影响水鸟的活动，不能随意投喂，以免水鸟食后不适。因此，游客在观赏水鸟时应注意避免干扰其正在进行的行为。
3.(1)次生演替 坡鹿在火烧地采食次数多，是因为火烧地为坡鹿提供草本植物的嫩叶，而在非火烧地休息次数多，是因为灌木和稀少的树木能提供很好的隐蔽保护 (2)镶嵌性分布 大 (3)体积分数为70%的乙醇 直接 (4)胃容物分析法 15N随着食物链营养级的升高而不断富集，即生物的营养级越高，体内15N相对含量越高 (5)①②④
解析 (1)次生演替是指原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部分消失后所发生的演替。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型是次生演替。分析图1，坡鹿在火烧地的采食行为比非火烧地更频繁，而休息行为比非火烧地更少，形成该结果的原因是火烧地的植物更嫩，草本植物的生长更加繁盛，因此坡鹿在火烧地的采食活动更频繁，而非火烧地提供遮蔽，坡鹿休息次数较多。(2)群落的水平结构是由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同等，常呈镶嵌性分布。保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是镶嵌性分布。群落结构越复杂，样方面积需要越大以获得有代表性的样本数据。(3)用吸虫器采集土壤样方中的动物后，采集的小动物可以放入体积分数为70%的乙醇溶液中，以固定杀死小动物并保存。生物多样性的直接价值是指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值。例如，药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值等。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，体现了生物多样性的直接价值。(4)湖泊下层鱼类的胃内容物分析可以直接反映其食性，所以调查湖泊下层鱼类的食性，优先选用胃容物分析法。生物富集是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大。所以对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是15N 含量随营养级升高而增加(生物富集)。(5)生态系统的组成部分为非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。该图没有显示的生态系统成分是非生物的物质和能量和分解者，①错误；动植物之间的营养关系主要包括捕食、寄生和原始合作等，②错误；有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级，③正确；标志重捕法是估算种群密度的方法，所以调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映，所以采用标记重捕法并不能精确掌握保护区坡鹿的种群密度，④错误。故选①②④。
情境·探究·长句
(1)外貌和结构 阳光、温度和水分 (2)甲→乙→丙 3.15% 乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递效率不一定在10%～20% (3)2.50×1011 (4)捕食关系是单向的，能量只能由被捕食者流向捕食者；生态系统的能量主要以光能形式输入，以热能形式散失，热能不能再被利用
解析 (1)群落的季节性是指群落的外貌和结构随阳光、温度、水分等的季节性变化而发生的规律性变化。(2)能量流动具有逐级递减的特点，营养级越高，能量越少，再结合题表可知，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为甲→乙→丙。由第二营养级流向第三营养级的能量为3.3×106＋2.47×107－4.8×106＝2.32×107(kJ·m－2·a－1)，能量传递效率为(2.32×107)/(7.36×108)×100%≈3.15%。能量传递效率＝某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%，而乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递效率不一定在10%～20%，因此这个数值不在10%～20%也是合理的。(3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%，即甲营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量占其同化量的80%，因此甲营养级的GP为2×1011÷80%＝2.50×1011(kJ·m－2·a－1)。(4)食物链和食物网是能量流动的渠道，而捕食关系是单向的，能量只能由被捕食者流向捕食者，故能量单向流动；生态系统的能量主要通过光合作用以光能形式输入，以热能形式散失，热能不能再被利用，故能量不循环。(共56张PPT)
生态系统的能量流动
第 46 讲
课标要求 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.举例说明如何利用能量流动规律，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生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 4.活动：调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动情况。
考情分析 1.生态系统的能量流动 2024·江西卷，9；2023·新课标卷，33；2023·全国甲卷，5；2022·北京卷，19；2022·河北卷，18；2022·湖北卷，20；2022·辽宁卷，19；2022·天津卷，13
2.能量流动相关的计算 2024·黑吉辽卷，16；2023·山东卷，13；2022·山东卷，11；2022·湖南卷，8；2022·湖北卷，20
1
目 录
生态系统的能量流动
2
4
能量流动相关的计算
关键 · 真题必刷
3
情境 · 探究 · 长句
考点一
生态系统的能量流动
核心要点·再研
典型例题·深研
1.能量流动的概念理解
食物链和食物网
热能
2.第一营养级能量流动
热
能
生长
发育和繁殖
分解者
①图中第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累的能量。
②未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
3.第二营养级及其后营养级能量流动
(1)由上图分析可知：
①摄入量＝同化量＋________。
②输入该营养级的总能量是指图中的____ (填字母)。
③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。
④初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)＋__________________________________。
⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝____________________________＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
粪便量
b
不属于
上一个
分解者
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
分解者利用的能量(f－c)
①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，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。
②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
(2)总结：摄入量＝同化量＋________。
粪便量
其中最高营养级无____ (填字母)。
i
4.能量流动的特点
低
高
10%～20%
同
化量
呼吸消耗
分解者
5.生态金字塔的类型及特点
6.研究能量流动
人工生态系统
能量流动关系
对人类最有益
(1)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。(2022·江苏卷，12D)( )
提示 人为操纵生态系统的营养结构可调整能量流动方向，但不能改变能量传递效率。
(2)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)( )
×
√
(3)生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，其中的每个营养级的生物均属于同一食物链。(2021·浙江6月选考，7AB)( )
提示 生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，但其中同一营养级的生物可能属于不同的食物链。
(4)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。(2021·北京卷，11B)( )
提示 能量不能循环利用。
×
×
考向1 围绕生态金字塔，考查生命观念
1.(2024·九省联考贵州卷，14)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( )
B
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
解析 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。
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
考向2 围绕能量流动的过程，考查科学思维
2.(2024·山东卷，12)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于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
解析 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；
依据生物富集导致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；
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，且没有有机物的输入与输出，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。
3.(2025·山东烟台调研)如图表示草原生态系统中，植物被植食性动物利用过程中能量流动的部分示意图。下列说法错误的是( )
A
A.第一营养级到第二营养级的能量传递
效率是③/(①＋⑤)×100%
B.④中的能量用于植食性动物自身的生长、
发育和繁殖，其中一部分被分解者利用
C.⑤⑥⑦的能量未流入第二营养级，导致
第一营养级到第二营养级的能量流动是递减的
D.若该植食性动物为经济动物，采取适当的
措施提高③/②、④/③的值可提高经济效益
解析 能量传递效率是某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%，图中①＋⑤不是第一营养级的同化量，是第一营养级用于自身呼吸作用消耗后剩余的能量，A错误。
A.第一营养级到第二营养级的能量传递效率是③/(①＋⑤)×100%
B.④中的能量用于植食性动物自身的生长、发育和繁殖，其中一部分被分解者利用
C.⑤⑥⑦的能量未流入第二营养级，导致第一营养级到第二营养级的能量流动是递减的
D.若该植食性动物为经济动物，采取适当的措施提高③/②、④/③的值可提高经济效益
考点二
能量流动相关的计算
核心要点·再研
典型例题·深研
1.能量传递效率的计算公式
2.理解常考的两种能量流动模型
(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
考向1 围绕能量流动模型，考查科学思维
1.(2025·湖北省部分学校开学考)养殖淡水石斑鱼能获得较高的经济效益。如图所示为养殖石斑鱼的某湖泊生态系统能量流动的部分图解和部分能量数据，字母表示能量值(单位：kJ)。下列相关分析正确的是( )
B
A.流经该湖泊的总能量是a＋e
B.草鱼粪便中的能量属于植物的同化量
C.草鱼到石斑鱼的能量传递效率为e/b×100%
D.图中c代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量
解析 流经该湖泊的总能量是a＋石斑鱼同化的鱼粉中的能量，A错误；
能量传递效率是两个营养级同化量的比值，而b是草鱼摄入量，e是石斑鱼的摄入量，C错误；
图中c代表草鱼同化的能量，D错误。
A.流经该湖泊的总能量是a＋e
B.草鱼粪便中的能量属于植物的同化量
C.草鱼到石斑鱼的能量传递效率为e/b×100%
D.图中c代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量
2.(2025·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
C
A.①是指由草流入兔的能量
B.图中②/①的比代表草到兔
的能量传递效率
C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分
D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的
解析 ①是指兔的摄入量，③是指兔子粪便中的能量，没有被兔同化，属于草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A错误，C正确；
图中②/①代表狐的摄入量与兔的摄入量的比值，B错误；
生物之间的信息传递往往是双向的，D错误。
考向2 围绕能量流动相关的计算，考查科学思维
3.(2023·山东卷，13)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( )
C
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[105J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(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10.5×105J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
解析 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＝132×105J/(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，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；
初级消费者的同化量为13.5×105J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗的能量为3×105J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C正确；
初级消费者粪便中的能量为84－13.5＝70.5×105 J/(m2·a)，初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者流向分解者的能量，D错误。
4.(2025·山东日照调研)为了尽快恢复遭受外来物种入侵破坏后的某生态系统，人们向该生态系统的植食性动物、肉食性动物分别补偿输入了2.3×103 kJ、3.7×103 kJ的能量。该生态系统中各营养级能量流动如表所示(单位：×103 kJ)。
食物链 植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 579 X Y
呼吸作用散失 133 37.6 8.7
未被利用 328 41.3 9.1
分解者分解 19 5.4 2.9
(1)植物用于生长、发育和繁殖的能量为________ kJ，表中的X等于________ kJ，Y等于________ kJ。
(2)由植食性动物流入分解者的能量包括_________________________________
____________________________。
(3)第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为________，第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为________。
(4)各营养级同化量都存在的去向是________________________、分解者分解及未被利用，最高营养级的生物不存在传递给下一营养级的能量。
446×103
101.3×103
20.7×103
植食性动物遗体残骸和肉食性
动物粪便中的能量
17.1%
16.8%
呼吸作用散失
解析 (1)植物的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生长、发育和繁殖，因此植物用于生长、发育和繁殖的能量为579×103－133×103＝446×103(kJ)；X是植食性动物同化的能量，应该包括植物传递的能量和人为补偿的能量两部分，由第一营养级传递的能量：(579－133－328－19)×103＝99×103(kJ)，人工输入的能量是2.3×103 kJ，因此共有101.3×103 kJ；Y是肉食性动物同化的能量，Y＝(101.3－37.6－41.3－5.4)×103＋3.7×103＝20.7×103(kJ)。
(2)分解者分解粪便(粪便中的能量属于上一个营养级的能量)和动植物的遗体残骸，因此由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量。
(3)第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于第二营养级的同化量除以第一营养级的同化量。分析题表中的数据，结合(1)的计算结果可以计算如下：99÷579×100%≈17.1%；第二营养级到第三营养级的能量传递效率：17÷101.3×100%≈16.8%。
(4)除最高营养级外，各营养级生物同化量都存在的去向为呼吸作用散失、流向分解者、流入下一营养级以及未被利用四个方面，最高营养级生物同化的能量去向只有三个方面，不包括传递给下一营养级这一部分。
关键 · 真题必刷
1.(2024·江西卷，9)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链，研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表，表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是( )
A
物种 流经生物的能量/kJ 生物体内镉浓度/(μg·g－1) 生物承受的捕食压力指数(一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大)
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B.④②①③ C.①③②④ D.④①②③
解析 根据表格数据分析可知，由于食物链对重金属(镉)有富集作用，营养级越高，重金属含量越多，所以物种②的营养级大于物种①，B错误；
能量在食物链传递过程中是逐级递减的，营养级越高，能量越低，所以物种③的营养级大于物种④，C错误；
物种③存在捕食压力，说明③不是最高营养级，D错误；
因此这4种生物在食物链中正确的排序为④③①②，A正确。
2.(2023·新课标卷，33)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，①、②、③表示生物的生命活动过程，其中①是____________；②是____________；③是_________________。
水鸟同化
呼吸作用
分解者的分解作用
(2)要研究湖区该种水鸟的生态位，需要研究的方面有_____________________________________________________________________(答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是_____________________________________________________________。
(3)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1点即可)。
栖息地、食物、与其他物种的关系
有利于不同生物充分利用环境资源
避免干扰水鸟在稻田中的觅食行为
解析 (1)结合题图可知，从能量流动的角度看，①是水鸟的同化量，②是呼吸作用以热能形式散失的能量，③是遗体残骸以及动物粪便中被分解者利用的能量，故①②③对应的生命活动分别是水鸟同化、呼吸作用以及分解者的分解作用。
(2)一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位，水鸟属于动物，研究其生态位，需要研究的方面有：它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源。
(3)观赏水鸟时，游客一定不能逮捕水鸟，也不能大声喧哗，影响水鸟的活动，不能随意投喂，以免水鸟食后不适。因此，游客在观赏水鸟时应注意避免干扰其正在进行的行为。
3.(2024·江苏卷，21)某保护区地势较为平坦，植被类型属于热带稀树灌丛草原，生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题：
(1)坡鹿为珍稀保护动物，主要以草本植物的嫩叶为食。
保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型称为________。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究，结果如图1，形成该结果的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
图1
次生演替
坡鹿在火烧地采食次数多，是因为火烧地为坡鹿提供草本植物的嫩叶，而在非火烧地休息次数多，是因为灌木和稀少的树木能提供很好的隐蔽保护
(2)保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是____________________。为了研究火烧法对植被的影响，科研人员采用样方法进行调查，群落结构越复杂，样方面积应越________。
(3)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响，科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后，常选用______________________溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，这体现了生物多样性的_______价值。
镶嵌性分布
大
体积分数为70%的乙醇
直接
(4)研究保护区内动物的食物结构，常用的方法有直接观察法、胃容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性，在上述方法中优先选用____________________。对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是_________________________________________________
______________________________________________。
胃容物分析法
15N随着食物链营养级的升高而不断富集，即生物的营养级越高，体内15N相对含量越高
(5)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网，部分结构如图2所示。相关叙述错误的有__________(填序号)。
①该图没有显示的生态系统成分是分解者
②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度
图2
①②④
解析 (1)次生演替是指原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部分消失后所发生的演替。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型是次生演替。分析图1，坡鹿在火烧地的采食行为比非火烧地更频繁，而休息行为比非火烧地更少，形成该结果的原因是火烧地的植物更嫩，草本植物的生长更加繁盛，因此坡鹿在火烧地的采食活动更频繁，而非火烧地提供遮蔽，坡鹿休息次数较多。
(2)群落的水平结构是由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同等，常呈镶嵌性分布。保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是镶嵌性分布。群落结构越复杂，样方面积需要越大以获得有代表性的样本数据。
(3)用吸虫器采集土壤样方中的动物后，采集的小动物可以放入体积分数为70%的乙醇溶液中，以固定杀死小动物并保存。生物多样性的直接价值是指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值。例如，药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值等。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，体现了生物多样性的直接价值。
(4)湖泊下层鱼类的胃内容物分析可以直接反映其食性，所以调查湖泊下层鱼类的食性，优先选用胃容物分析法。生物富集是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大。所以对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是15N 含量随营养级升高而增加（生物富集）。
(5)生态系统的组成部分为非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。该图没有显示的生态系统成分是非生物的物质和能量和分解者，①错误；动植物之间的营养关系主要包括捕食、寄生和原始合作等，②错误；有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级，③正确；标志重捕法是估算种群密度的方法，所以调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映，所以采用标记重捕法并不能精确掌握保护区坡鹿的种群密度，④错误。故选①②④。
情境 · 探究 · 长句
科研人员对北方某人工林区生物群落的季节动态进行调查研究，并对该林区一个由甲、乙、丙3个物种组成的食物链进行能量流动分析，结果如表所示。表中GP表示生物体同化量，NP表示生物体用于自身生长、发育和繁殖的能量，R表示呼吸消耗的能量(单位：kJ·m－2·a－1)。
物种 未利用 GP NP R 人工输入
甲 1×1011 a 2×1011 b 0
乙 2×105 7.36×108 2.5×107 7.11×108 1.7×107
丙 c 3.3×106 2.47×107 4.8×106
(1)该人工林区生物群落的季节性体现在群落的____________发生了规律性变化，其影响因素主要有____________________(答出两点即可)等。
(2)据表分析，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为____________。由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________(保留小数点后两位)，若这个数值不在10%～20%也是合理的，理由是________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%，则甲营养级的GP为________ kJ·m－2·a－1。
外貌和结构
阳光、温度和水分
甲→乙→丙
3.15%
乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递效率不一定在10%～20%
2.50×1011
(4)在生态系统中，能量单向流动、不循环的原因是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
捕食关系是单向的，能量只能由被捕食者流向捕食者；生态系统的能量主要以光能形式输入，以热能形式散失，热能不能再被利用
解析 (1)群落的季节性是指群落的外貌和结构随阳光、温度、水分等的季节性变化而发生的规律性变化。
(2)能量流动具有逐级递减的特点，营养级越高，能量越少，再结合题表可知，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为甲→乙→丙。由第二营养级流向第三营养级的能量为3.3×106＋2.47×107－4.8×106＝2.32×107(kJ·m－2·a－1)，能量传递效率为(2.32×107)/(7.36×108)×100%≈3.15%。能量传递效率＝某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%，而乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递效率不一定在10%～20%，因此这个数值不在10%～20%也是合理的。
(3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%，即甲营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量占其同化量的80%，因此甲营养级的GP为2×1011÷80%＝2.50×1011(kJ·m－2·a－1)。
(4)食物链和食物网是能量流动的渠道，而捕食关系是单向的，能量只能由被捕食者流向捕食者，故能量单向流动；生态系统的能量主要通过光合作用以光能形式输入，以热能形式散失，热能不能再被利用，故能量不循环。限时练46 生态系统的能量流动
(时间：30分钟 分值：40分)
选择题1～7小题，每小题2分，共14分。
【对点强化】
考点一 生态系统的能量流动
1.(2024·江苏卷，4改编)为了防治莲藕食根金花虫，研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝，并开展相关研究，结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式 莲藕食根金花虫防治率/% 藕增产率/%
单独套养泥鳅 81.3 8.2
单独套养黄鳝 75.7 3.6
混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9
A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系
D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向，提高了经济效益和生态效益
2.(2025·山西太原调研)如图为某生态系统的能量金字塔示意图，下列叙述错误的是( )
INCLUDEPICTURE"SW636.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW636.tif" \* MERGEFORMAT
A.该图中由植食性动物到肉食性动物可存在多条食物链
B.由图可知，人类食物中植物类食物所占的比例越高，获取能量的成本越低
C.初级消费者的消化吸收率影响能量从第一营养级到第二营养级的传递效率
D.能量在流动过程中逐级递减的主要原因是每一营养级的大部分能量均以热能的形式散失
3.(2025·山西康杰中学质检)研究发现，从食物网的角度看，在温暖的海水条件下，浮游植物的同化量将会增加，但是温暖的海水条件下伴随着代谢消耗的提高，各级动物对食物的需求量更大。下列叙述错误的是( )
A.伴随浮游植物同化量的增加，流经该生态系统的总能量增加
B.温暖的海水条件下伴随着代谢消耗的提高，则各营养级的呼吸消耗量增加
C.温暖的海水条件不会影响该生态系统中各营养级间的能量传递效率
D.该条件下可能会造成食肉动物，如大型食肉鱼类的食物短缺
考点二 能量流动相关的计算
4.(2025·江西新余调研)如图为某湖泊中的食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是( )
INCLUDEPICTURE"SW637.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW637.tif" \* MERGEFORMAT
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.输入该湖泊的总能量为3 066 000 J·m－2·a－1
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m－2·a－1
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为25%
5.(2025·广东惠州联考)生态学家研究了某国家湿地公园生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析错误的是( )
INCLUDEPICTURE"SW638.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW638.tif" \* MERGEFORMAT
A.生产者用于生长、发育和繁殖的能量是C1＋D1＋E1
B.地下存储的石油、煤炭所含能量属于D1、D2
C.B1是生产者呼吸散失的能量，初级消费者粪便中的能量属于E2
D.第二、三营养级间的能量传递效率为C2/C1×100%
6.(2025·河南名校联盟)如图为某生态系统中的能量流动情况。图中箭头表示能量流动的方向，能量单位为kJ/(m2·a)。下列说法错误的是( )
INCLUDEPICTURE"SW639.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW639.tif" \* MERGEFORMAT
A.此生态系统中的分解者可利用A中的所有能量
B.每一营养级固定的能量大部分用于自身呼吸和被分解者利用
C.该生态系统各营养级间的平均能量传递效率约为13.7%
D.食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
【综合提升】
7.(2024·九省联考安徽卷，5)研究人员对某森林生态系统一年内的能量流动进行了研究，结果如下表[单位：(J·m－2·a－1)]。根据表中信息，下列有关该生态系统的叙述正确的是( )
生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
流入能量 9.8×108 1.5×108 2.1×107 —
呼吸作用 6.1×108 8.1×107 1.6×107 1.7×108
A.肉食性动物处在食物链的第三营养级
B.相邻营养级间的能量传递效率都相同
C.初级消费者摄入的总能量是1.5×108(J·m－2·a－1)
D.该生态系统未利用的能量约1.03×108(J·m－2·a－1)
8.(14分)(2024·九省联考河南卷，33)湿地被誉为“地球之肾”，具有巨大的生态价值。在黄河下游，两岸有宽阔的湿地，部分被开垦为农田。因水淹等原因，有些农田无法耕种而又恢复为湿地(恢复地)。为了解农田、恢复地和自然湿地三种生态系统的差异，选择合适的时间和样地进行调查研究，三种样地的调查面积相近。回答下列问题。
(1)(4分)调查各种植物的种群密度时，通常采用的方法是________。该研究区域中的生物群落有________________________(答出2点即可)。
(2)(4分)调查结果如下表所示。据此分析，湿地恢复的生态效益体现在_____________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
调查指标 农田 恢复地 自然湿地
植物种类/种 8 19 25
植物盖度/% 80 85 85
土壤碳含量/kg 11.15 13.74 15.32
注：盖度即植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。植物种类的数量、土壤碳含量在三种样地之间均存在显著差异。
(3)(6分)恢复地上发生的群落演替类型是________。随着演替的进行，生态系统的营养结构也在发生变化。一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有________%的能量能够流到下一个营养级，未流到下一个营养级的能量包括___________________________________________________________________。
9.(12分)(2025·武汉二中质检)图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
INCLUDEPICTURE"SW640.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW640.tif" \* MERGEFORMAT
(1)(4分)图1中，m2表示的能量形式为________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量远远少于Ⅲ，主要原因是
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)(4分)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________，C表示____________________。
(3)(2分)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过__________________________实现的。
INCLUDEPICTURE"SW641.tif" INCLUDEPICTURE "../../SW641.tif" \* MERGEFORMAT
(4)(2分)甲、乙、丙三种生物构成的食物关系如图3所示。其中，甲同化的能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙同化的能量增加N kJ，至少需要消耗甲同化的能量为________________(用含所给字母的表达式表示)kJ。
限时练46 生态系统的能量流动
1.B [由题表可知，混合套养泥鳅和黄鳝对莲藕食根金花虫的防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝对莲藕食根金花虫的防治率，同时，混合套养泥鳅和黄鳝的藕增产率也高于单独套养泥鳅或黄鳝的藕增产率，因此混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率，A正确；虽然生物防治可以优化能量流动方向，但表格中的数据并没有直接显示能量传递效率的变化，不能反映出能量传递效率是否提高，B错误；泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食，可能会在资源获取上产生竞争，因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系，C正确；生物防治通过利用天敌等来控制害虫，优化了生态系统的能量流动方向，这有助于提高经济效益和生态效益，D正确。]
2.A [食物链的起点必须是生产者，植食性动物(初级消费者)不能作为食物链的起点，A错误；由图可知，所处营养级越低，生物本身所含的能量越高，所以人类食物中植物类食物所占的比例越高，获取能量的成本越低，B正确；能量传递效率是某个营养级的同化量与上一个营养级的同化量之比，初级消费者的消化吸收率影响初级消费者(第二营养级)本身的同化量，所以其会影响能量从第一营养级到第二营养级的传递效率，C正确；能量不能循环利用，每一营养级的大部分能量都以热能的形式散失，所以能量在从低营养级到高营养级的传递过程中逐级递减，D正确。]
3.C [浮游植物为该生态系统的主要生产者，因此伴随浮游植物同化量的增加，流经该生态系统的总能量增加，A正确；由题干信息可知，温暖的海水条件下伴随着代谢消耗的提高，说明各营养级的呼吸消耗量增加，B正确；由于温暖的海水条件会影响各营养级生物的同化量，且影响各营养级生物的呼吸消耗量，因此可能会影响该生态系统中各营养级间的能量传递效率，C错误；由题干信息“各级动物对食物的需求量更大”可推知，该条件下可能会造成食肉动物，如大型食肉鱼类的食物短缺，D正确。]
4.D [该食物网中最长的食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，最高营养级为第五营养级，A错误；浮游植物固定的能量为31 920 J·m－2·
a－1，即输入该湖泊的总能量为31 920 J·m－2·a－1，B错误；太阳鱼同化的总能量为1 483 J·m－2·a－1，流向鲈鱼的能量为126 J·m－2·a－1，还有流向分解者和未被利用的能量，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量小于1 483－126＝1 357(J·m－2·a－1)，C错误；第一营养级同化的能量为31 920 J·m－2·a－1，第二营养级同化的能量为3 780＋4 200＝7 980(J·m－2·a－1)，故第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为
7 980÷31 920×100%＝25%，D正确。]
5.C [分析题图可知，B1、B2分别是生产者呼吸散失的能量、初级消费者呼吸散失的能量，生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是A1－B1＝C1＋D1＋E1，A正确；地下存储的石油、煤炭所含能量属于D1(生产者未利用的能量)和D2(初级消费者未利用的能量)，B正确；粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，故初级消费者粪便中的能量属于E1，C错误；能量传递效率为相邻两个营养级同化能量的比值，第二、三营养级间的能量传递效率为C2/C1×100%，D正确。]
6.A [A中有一部分能量进入非生物环境，不会被分解者全部利用，A错误；由图可知，每个营养级固定的能量大部分用于自身的呼吸及被分解者利用，小部分进入下一个营养级，B正确；图中各营养级之间的能量传递效率分别为1 800÷
16 000×100%＝11.25%、250÷1 800×100%≈13.9%、40÷250×100%＝16%，平均值约为13.7%，C正确；在生态系统中，食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，即单向流动，D正确。]
7.D [肉食性动物不一定捕食植食性动物，也可能捕食肉食性动物，因此肉食性动物不一定处在食物链的第三营养级，A错误；相邻营养级间的能量传递效率一般在10%～20%，相邻营养级间的能量传递效率不一定都相同，如植食性动物由于分解纤维素的能力低，导致第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率低，B错误；流入植食性动物的能量为初级消费者的同化量，摄入量＝同化量＋粪便量，因此初级消费者摄入的总能量应大于1.5×108 J·m－2·a－1，C错误；该生态系统未利用的能量＝生产者同化的能量－所有生物呼吸散失的能量＝9.8×108－6.1×108－8.1×107－1.6×107－1.7×108＝1.03×108(J·m－2·a－1)，D正确。]
8.(1)样方法 农田生物群落、湿地生物群落 (2)蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地等 (3)次生演替 10%～20 未利用的能量、该营养级生物呼吸消耗的能量、被分解者利用的能量
解析 (1)调查各种植物的种群密度时，通常采用的方法是样方法；根据题干信息可知，研究区域是农田、恢复地和自然湿地三种生态系统，该研究区域中的生物群落有农田生物群落(人工生物群落)、湿地生物群落(自然生物群落)。(2)由题表可知，恢复地植物种类数、植物盖度、土壤碳含量等均高于农田生态系统，可见湿地恢复具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地等生态效益。(3)群落演替类型分为初生演替和次生演替，恢复地上发生的群落演替类型是次生演替；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，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级，未流到下一个营养级的能量包括未利用的能量、该营养级生物呼吸消耗的能量、被分解者利用的能量。
9.(1)热能(或通过呼吸作用散失的能量) 在食物链中能量流动逐级递减，Ⅳ的营养级高于Ⅲ，可利用的能量少，生物个体数量少 (2)Ⅱ同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的呼吸作用 (4)25N/(1＋4x)
解析 (1)m1是输入到生态系统中的能量，m2是该生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失，能量逐级递减，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的能量，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)由图2可知，生态系统某一营养级中能量散失的途径有两条：
①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物(分解者)的呼吸作用散失。(4)设至少需要消耗甲同化的能量为m kJ，则m(1－x)×20%×20%＋mx×20%＝N，即m＝25N/(1＋4x)(kJ)。(共25张PPT)
生态系统的能量流动
限时练46
(时间：30分钟 分值：40分)
考点一 生态系统的能量流动
1.(2024·江苏卷，4改编)为了防治莲藕食根金花虫，研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝，并开展相关研究，结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
B
套养方式 莲藕食根金花虫防治率/% 藕增产率/%
单独套养泥鳅 81.3 8.2
单独套养黄鳝 75.7 3.6
混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9
A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系
D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向，提高了经济效益和生态效益
解析 由题表可知，混合套养泥鳅和黄鳝对莲藕食根金花虫的防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝对莲藕食根金花虫的防治率，同时，混合套养泥鳅和黄鳝的藕增产率也高于单独套养泥鳅或黄鳝的藕增产率，因此混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率，A正确；
虽然生物防治可以优化能量流动方向，但表格中的数据并没有直接显示能量传递效率的变化，不能反映出能量传递效率是否提高，B错误；
泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食，可能会在资源获取上产生竞争，因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系，C正确；
生物防治通过利用天敌等来控制害虫，优化了生态系统的能量流动方向，这有助于提高经济效益和生态效益，D正确。
2.(2025·山西太原调研)如图为某生态系统的能量金字塔示意图，下列叙述错误的是( )
A
A.该图中由植食性动物到肉食性动物可存在多条食物链
B.由图可知，人类食物中植物类食物所占的比例越高，
获取能量的成本越低
C.初级消费者的消化吸收率影响能量从第一营养级到第
二营养级的传递效率
D.能量在流动过程中逐级递减的主要原因是每一营养级的大部分能量均以热能的形式散失
解析 食物链的起点必须是生产者，植食性动物(初级消费者)不能作为食物链的起点，A错误；
由图可知，所处营养级越低，生物本身所含的能量越高，所以人类食物中植物类食物所占的比例越高，获取能量的成本越低，B正确；
能量传递效率是某个营养级的同化量与上一个营养级的同化量之比，初级消费者的消化吸收率影响初级消费者(第二营养级)本身的同化量，所以其会影响能量从第一营养级到第二营养级的传递效率，C正确；
能量不能循环利用，每一营养级的大部分能量都以热能的形式散失，所以能量在从低营养级到高营养级的传递过程中逐级递减，D正确。
A.该图中由植食性动物到肉食性动物可存在多条食物链
B.由图可知，人类食物中植物类食物所占的比例越高，获取能量的成本越低
C.初级消费者的消化吸收率影响能量从第一营养级到第二营养级的传递效率
D.能量在流动过程中逐级递减的主要原因是每一营养级的大部分能量均以热能的形式散失
3.(2025·山西康杰中学质检)研究发现，从食物网的角度看，在温暖的海水条件下，浮游植物的同化量将会增加，但是温暖的海水条件下伴随着代谢消耗的提高，各级动物对食物的需求量更大。下列叙述错误的是( )
A.伴随浮游植物同化量的增加，流经该生态系统的总能量增加
B.温暖的海水条件下伴随着代谢消耗的提高，则各营养级的呼吸消耗量增加
C.温暖的海水条件不会影响该生态系统中各营养级间的能量传递效率
D.该条件下可能会造成食肉动物，如大型食肉鱼类的食物短缺
C
解析 浮游植物为该生态系统的主要生产者，因此伴随浮游植物同化量的增加，流经该生态系统的总能量增加，A正确；
由题干信息可知，温暖的海水条件下伴随着代谢消耗的提高，说明各营养级的呼吸消耗量增加，B正确；
由于温暖的海水条件会影响各营养级生物的同化量，且影响各营养级生物的呼吸消耗量，因此可能会影响该生态系统中各营养级间的能量传递效率，C错误；
由题干信息“各级动物对食物的需求量更大”可推知，该条件下可能会造成食肉动物，如大型食肉鱼类的食物短缺，D正确。
考点二 能量流动相关的计算
4.(2025·江西新余调研)如图为某湖泊中的食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是( )
D
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.输入该湖泊的总能量为3 066 000 J·m－2·a－1
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m－2·a－1
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为25%
解析 该食物网中最长的食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，最高营养级为第五营养级，A错误；
浮游植物固定的能量为31 920 J·m－2·a－1，即输入该湖泊的总能量为31 920 J·m－2·a－1，B错误；
太阳鱼同化的总能量为1 483 J·m－2·a－1，流向鲈鱼的能量为126 J·m－2·a－1，还有流向分解者和未被利用的能量，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量小于1 483－126＝1 357(J·m－2·a－1)，C错误；
第一营养级同化的能量为31 920 J·m－2·a－1，第二营养级同化的能量为3 780＋4 200＝
7 980(J·m－2·a－1)，故第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为7 980÷
31 920×100%＝25%，D正确。
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.输入该湖泊的总能量为3 066 000 J·m－2·a－1
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为
1 357 J·m－2·a－1
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为25%
5.(2025·广东惠州联考)生态学家研究了某国家湿地公园生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析错误的是( )
C
A.生产者用于生长、发育和繁殖的能量是C1＋D1＋E1
B.地下存储的石油、煤炭所含能量属于D1、D2
C.B1是生产者呼吸散失的能量，初级消费者粪便中的能量属于E2
D.第二、三营养级间的能量传递效率为C2/C1×100%
解析 分析题图可知，B1、B2分别是生产者呼吸散失的能量、初级消费者呼吸散失的能量，生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是A1－B1＝C1＋D1＋E1，A正确；
地下存储的石油、煤炭所含能量属于D1(生产者未利用的能量)和D2(初级消费者未利用的能量)，B正确；
粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，故初级消费者粪便中的能量属于E1，C错误；
能量传递效率为相邻两个营养级同化能量的比值，第二、三营养级间的能量传递效率为C2/C1×100%，D正确。
A.生产者用于生长、发育和繁殖的能量是C1＋D1＋E1
B.地下存储的石油、煤炭所含能量属于D1、D2
C.B1是生产者呼吸散失的能量，初级消费者粪便中的能量属于E2
D.第二、三营养级间的能量传递效率为C2/C1×100%
6.(2025·河南名校联盟)如图为某生态系统中的能量流动情况。图中箭头表示能量流动的方向，能量单位为kJ/(m2·a)。下列说法错误的是( )
A
A.此生态系统中的分解者可利用A中的所有能量
B.每一营养级固定的能量大部分用于自身呼吸和被分解者利用
C.该生态系统各营养级间的平均能量传递效率约为13.7%
D.食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
解析 A中有一部分能量进入非生物环境，不会被分解者全部利用，A错误；
由图可知，每个营养级固定的能量大部分用于自身的呼吸及被分解者利用，小部分进入下一个营养级，B正确；
图中各营养级之间的能量传递效率分别为1 800÷16 000×100%＝11.25%、250÷l 800×100%≈13.9%、40÷250×100%＝16%，平均值约为13.7%，C正确；
在生态系统中，食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，即单向流动，D正确。
A.此生态系统中的分解者可利用A中的所有能量
B.每一营养级固定的能量大部分用于自身呼吸和被分解者利用
C.该生态系统各营养级间的平均能量传递效率约为13.7%
D.食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
7.(2024·九省联考安徽卷，5)研究人员对某森林生态系统一年内的能量流动进行了研究，结果如下表[单位：(J·m－2·a－1)]。根据表中信息，下列有关该生态系统的叙述正确的是( )
D
生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
流入能量 9.8×108 1.5×108 2.1×107 —
呼吸作用 6.1×108 8.1×107 1.6×107 1.7×108
A.肉食性动物处在食物链的第三营养级
B.相邻营养级间的能量传递效率都相同
C.初级消费者摄入的总能量是1.5×108(J·m－2·a－1)
D.该生态系统未利用的能量约1.03×108(J·m－2·a－1)
解析 肉食性动物不一定捕食植食性动物，也可能捕食肉食性动物，因此肉食性动物不一定处在食物链的第三营养级，A错误；
相邻营养级间的能量传递效率一般在10%～20%，相邻营养级间的能量传递效率不一定都相同，如植食性动物由于分解纤维素的能力低，导致第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率低，B错误；
流入植食性动物的能量为初级消费者的同化量，摄入量＝同化量＋粪便量，因此初级消费者摄入的总能量应大于1.5×108 J·m－2·a－1，C错误；
该生态系统未利用的能量＝生产者同化的能量－所有生物呼吸散失的能量＝9.8×108－6.1×108－8.1×107－1.6×107－1.7×108＝1.03×108(J·m－2·a－1)，D正确。
8.(2024·九省联考河南卷，33)湿地被誉为“地球之肾”，具有巨大的生态价值。在黄河下游，两岸有宽阔的湿地，部分被开垦为农田。因水淹等原因，有些农田无法耕种而又恢复为湿地(恢复地)。为了解农田、恢复地和自然湿地三种生态系统的差异，选择合适的时间和样地进行调查研究，三种样地的调查面积相近。回答下列问题。
(1)调查各种植物的种群密度时，通常采用的方法是________。该研究区域中的生物群落有________________________________(答出2点即可)。
样方法
农田生物群落、湿地生物群落
(2)调查结果如下表所示。据此分析，湿地恢复的生态效益体现在____________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
调查指标 农田 恢复地 自然湿地
植物种类/种 8 19 25
植物盖度/% 80 85 85
土壤碳含量/kg 11.15 13.74 15.32
注：盖度即植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。植物种类的数量、土壤碳含量在三种样地之间均存在显著差异。
蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地等
(3)恢复地上发生的群落演替类型是__________。随着演替的进行，生态系统的营养结构也在发生变化。一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有________%的能量能够流到下一个营养级，未流到下一个营养级的能量包括____________________________________________________________________。
次生演替
10%～20
未利用的能量、该营养级生物呼吸消耗的能量、被分解者利用的能量
解析 (1)调查各种植物的种群密度时，通常采用的方法是样方法；根据题干信息可知，研究区域是农田、恢复地和自然湿地三种生态系统，该研究区域中的生物群落有农田生物群落(人工生物群落)、湿地生物群落(自然生物群落)。
(2)由题表可知，恢复地植物种类数、植物盖度、土壤碳含量等均高于农田生态系统，可见湿地恢复具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地等生态效益。
(3)群落演替类型分为初生演替和次生演替，恢复地上发生的群落演替类型是次生演替；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，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级，未流到下一个营养级的能量包括未利用的能量、该营养级生物呼吸消耗的能量、被分解者利用的能量。
9.(2025·武汉二中质检)图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，m2表示的能量形式为________________________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量远远少于Ⅲ，主要原因是___________________________________________________________________________________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________，C表示________________________________。
热能(或通过呼吸作用散失的能量)
在食物链中能量流动逐级递减，Ⅳ的营养级高于Ⅲ，可利用的能量少，生物个体数量少
Ⅱ同化的能量
Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量
(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过______________________________实现的。
(4)甲、乙、丙三种生物构成的食物关系如图3所示。其中，甲同化的能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙同化的能量增加N kJ，至少需要消耗甲同化的能量为________________(用含所给字母的表达式表示)kJ。
分解者的呼吸作用
25N/(1＋4x)
解析 (1)m1是输入到生态系统中的能量，m2是该生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失，能量逐级递减，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的能量，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。
(3)由图2可知，生态系统某一营养级中能量散失的途径有两条：①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物(分解者)的呼吸作用散失。
(4)设至少需要消耗甲同化的能量为m kJ，则m(1－x)×20%×20%＋mx×20%＝N，即m＝25N/(1＋4x)(kJ)。
