数生物和量生物量,回答的是不同的问题。 数量告诉你有多少个个体,生物量告诉你每个营养级有多少生命物质。两者都出现在生态与能量流动中,题目常要求你解释这两张图为什么不同。
数量与生物量有什么不同?
数量金字塔为每个营养级画一条长方形,宽度代表个体数量。它不在乎个体是小还是大,所以形状可能很奇怪。一棵橡树可以养着成千上万条毛虫。
生物量金字塔用每个营养级生命物质的总质量,通常是干质量。由于能量在营养级之间损失,每一级能支持的质量都比下面一级少,所以生物量金字塔通常每上一级就变窄。
总生物量 = 生物数量 × 单个生物的平均质量。 注意单位要一致,并记住 1 kg = 1 000 g。
例题
一条林地食物链(为练习而编的数据):橡树 → 毛虫 → 食虫鸟。
| 营养级 | 生物数量 | 单个的平均干质量 | 总生物量 |
|---|---|---|---|
| 橡树 | 1 | 500 kg | ? |
| 毛虫 | 40 000 | 0.2 g | ? |
| 鸟 | 30 | 20 g | ? |
完成表格,然后说明数量金字塔和生物量金字塔各是什么样子。
第 1 步,橡树: 1 × 500 kg = 500 kg。
第 2 步,毛虫: 40 000 × 0.2 g = 8 000 g。换算:8 000 ÷ 1 000 = 8 kg。
第 3 步,鸟: 30 × 20 g = 600 g = 0.6 kg。
第 4 步,比较: 数量是 1、40 000、30,所以中间一条最宽,不是金字塔。生物量是 500 kg、8 kg、0.6 kg,每一级都变窄,是金字塔。
第 5 步,解释: 数量忽略了大小。树很大,毛虫很小,而每上一级质量都下降,因为能量以热的形式和随废物损失了。
再检查第 2 步:40 000 × 0.2 = 40 000 ÷ 5 = 8 000。检查第 3 步:30 × 20 = 600。
要避开的错误
学生常把生物的数量当成生命物质的多少。
错误答案: “毛虫有 40 000 条,橡树只有 1 棵,所以毛虫的生物量更多。”
学生比较的是数量,忘了每个生物的质量。
纠正方法是先乘以单个生物的质量,再比较。橡树有 500 kg,毛虫只有 8 kg。只要题目写到“生物量”,就先做乘法。
自我检测
1. 一个池塘样本(为练习而编):50 000 个藻类细胞,平均干质量 0.00004 g;400 只水蚤,每只 0.002 g;2 条鱼,每条 0.15 g。求每个营养级的总生物量。
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藻类:50 000 × 0.00004 = 2 g。水蚤:400 × 0.002 = 0.8 g。鱼:2 × 0.15 = 0.3 g。
2. 利用第 1 题,这个池塘有生物量金字塔吗?有数量金字塔吗?
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生物量是 2 g、0.8 g、0.3 g,是金字塔(向上变窄)。数量是 50 000、400、2,同样向上变窄,所以数量金字塔也成立。
3. 测量生物量时,为什么用干质量而不是鲜质量?
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鲜质量包含水分,而含水量因生物不同、也因刚下过雨等情况而变化。干质量衡量的是实际的生命物质,所以比较更公平。
接下来学什么
这一课综合了能量课中的能量损失和抽样估算中的按比例放大。用综合练习测试整个单元。
如果你想得到反馈,看看自己怎样用自己的话解释这个区别,线上一对一生物补习正是为此设计的。