一、能量流动的几种“最值”计算 由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是1020。故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10，最高效率为20。所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。
1. 以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算 例1. 下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为，B生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（ ） A. B. C. D. 解析由图可知D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件，即一是能量来源途径最少；
二是能量传递效率最低（按10算）；
三是食物链要最长。故从理论上讲，与A贮存的总能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。
为此，E的能量在传递给A的途径中，只有确保①E在传递给B时用去的能量最多；
②E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低；
③C在传递给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A贮存的总能量最少为 故答案选B项。
2. 以生物的积累量为标准的“最值”计算 例2. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（ ） A. 200kJB. 40kJC. 50kJD. 10kJ 解析本题具有较大的迷惑性，极易错选A项。由于该营养级的能量95通过呼吸作用以热能的形式散失，故积累的能量只有5，因而其最多也只有5（即51000＝50kJ）的能量传递给下一营养级。因此答案选C项。
二、能量值的几种不同表示方式及相关计算 “能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外，在许多生物资料中，其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示，因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵，但是不管用何种单位形式表示，通常情况下能量的传递效率都遵循“1020”的规律，下面结合一些例子分别加以阐述。
1. 能量（单位）表示法及计算 以能量（单位）“焦耳”表示能量值的多少是“能量流动”知识中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中，各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形，不可能出现倒置。
1.1 以生物体同化量的总量为特征的计算 如例1 1.2 以ATP为特征的计算 这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的，它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。
例3在能量金字塔中，如果生产者在光合作用过程中产生240mol的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，则其释放并贮存在ATP中的能量最多有（ ）可被三级消费者捕获 A. B. C. D. 解析依据有氧呼吸反应式，可知240mol的氧气能分解40mol的葡萄糖，又由于每摩尔葡萄糖彻底氧化分解产生的能量有1161kJ转移到ATP中，故初级消费者产生的ATP中的能量最多有“”被三级消费者捕获。
答案选C项。
2. 生物量（质量单位）表示法及计算 例4如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（ ） A. 10千克B. 28千克C. 100千克D. 280千克 解析解答本题时，首先应画出食物网，然后依据食物网和题干信息来解答。①通过“植物→人”这条链计算出消耗植物的量为0.510＝5千克；
②通过“植物→植食动物→小型肉食动物→人”这条链计算出消耗植物的量为0.25101010＝250千克；
③通过“植物→羊→人”这条链计算出植物的量为0.251010＝25千克。故要消耗植物的总量为280千克。
答案选D项。
3. 数量（生物体数目）表示法及计算 例5在一片草原上，假如一年中，至少有70000只昆虫生活才可养活一只食虫鸟，而食虫鸟若按10的能量传递率将能量传给鹰，则理论上每年大约需要3000只食虫鸟才能维持一只鹰的生存，那么如果鹰只靠捕食食虫鸟来生活，则每年至少需要（ ）只昆虫才能保证一只鹰的生存 A. B. C. D. 无法统计 解析生物体的数量通常能够反映出生物体能量的多少，一般情况下其间成正相关，故常可用生物体的数量来表示能量的多少。由题意可知，昆虫与食虫鸟之间、食虫鸟与鹰之间的能量传递效率只有保证为20，才能实现“至少”维持一只鹰生存所需的能量供应。故维持一只鹰生存至少需要食虫鸟1500只，由此可计算出维持一只鹰生存至少需要昆虫的量为150070000＝1.05108只。答案选C项。
需要说明的是在以生物体数目表示的能量流动关系中，有时会出现“金字塔”倒置的现象。如下例。
例6. 一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小）（ ） 解析在树林中，由于树具有较大的体积（包括其地上的树冠、茎和地下的根系），因而尽管树的量少，但其仍具有较多的能量。故一棵树上可生活着许多昆虫和食虫鸟，又由于食虫鸟以昆虫为食，故按能量流动的特点，其总能量必将小于昆虫的总能量。
答案选C项。
4. 面积（单位）表示法及计算 例7. 在“棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰”这条食物链中，如果食蚜蝇要有5m2的生活空间才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是（ ） A. B. C. D. 解析本题以生物的生活范围来反映所具能量的大小。由题意可知鹰处于最高营养级，按能量最高传递效率可求出一只鹰至少所需的生活空间为（1202020）5m2＝54m2。
答案选D项。
5. 体积（单位）表示法及计算 例8具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（ ） A. 1020B. 14 C. 0.11D. 110 解析具有三个营养级的能量金字塔，若用体积表示能量值的大小，则能量按最低传递效率传递时，最上层体积应为1010＝1，按最高传递效率传递时，最上层体积应为2020＝4。故答案选B项。
三、能量流动与生态系统的稳定性 能量流动效率能直接反映生态系统的稳定性，能量在传递过程中，若超过一定的限度，则容易引起种群的生长、繁殖或再生等的障碍，从而导致生态系统稳定性的破坏，故在研究生态系统的稳定性时必须时刻关注能量流动效率。
例9某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（ ） A. W110W2B. W15W2C. W110W2D. W15W2 解析一般情况下，生态系统的能量在两个相邻营养级之间传递效率大约是1020。小于或等于20则不会导致其稳定性的破坏，而大于20则有可能引起某些营养级生物量的大起大落或生态环境的改变，导致生态系统抵抗力稳定性被破坏。纵观本题的四个选项，A选项反映的能量传递效率小于10，B选项反映的能量传递效率小于20，C选项反映的能量传递效率大于10（但不一定大于20），只有D选项反映的能量传递效率大于20。
故本题答案选D项。
例10某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的吨数为（ ） A. 3000B. 1650C. 1500D. 不超过3000 解析生态系统的稳定性是生物与无机环境长期相互作用形成的，要不影响可持续发展，又要能够获得最大的捕捞量，则必须注意在维持生态系统稳定性的前提下进行捕捞。
故答案选D项。
用心 爱心 专心