ある草原の生態系で、生産者と一次消費者の 1 年間の物質収支を調べた。数値はいずれも、 あたりの 1 年間の有機物の量(g)である。
生産者
| 総生産量 | 呼吸量 | 被食量 | 枯死量 |
|---|---|---|---|
| 900 | 450 | 120 | 230 |
一次消費者
| 摂食量 | 不消化排出量 | 同化量 |
|---|---|---|
| ア | 50 | イ |
一次消費者は、この生産者だけを食べるものとする。表のイに入る一次消費者の同化量は何 g か。
摂食量・不消化排出量・同化量・呼吸量・生産量・被食量・死亡量・成長量の関係(同化量 摂食量 不消化排出量 など)と、下の栄養段階の被食量 上の栄養段階の摂食量であることから、表の空欄の値を求められる
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右端(太枠)がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
消費者(動物)が食べた有機物が、からだの中でどう使われ、どこへ行くのかを、量の関係として整理する技能です。摂食量・不消化排出量・同化量・呼吸量・生産量・被食量・死亡量・成長量のあいだの引き算の関係を使うと、生態系の物質収支の表で空欄になっている値を求められます。さらに、ある栄養段階の被食量がそのすぐ上の栄養段階の摂食量になることを使えば、栄養段階をまたいだ計算もできます。
生産者では、光合成でつくった有機物(総生産量)から、自分の呼吸で使った分(呼吸量)を引いた残りが純生産量で、そこから食べられた分(被食量)と枯れた分(枯死量)を引いた残りが成長量でした。消費者も同じ考え方で整理できます。ただし消費者は自分で有機物をつくらず、食べることで有機物を取り込みます。食べた量(摂食量)のうち、消化・吸収されずにふんとして出ていく分(不消化排出量)はからだに取り込まれていないので、実際にからだに取り込んだ量は です。この同化量が、生産者の総生産量にあたります。
ここから先は生産者と同じ形です。同化量のうち呼吸で分解して使った分を引いた残りが で、生産者の純生産量にあたります。生産量のうち、さらに上の消費者に食べられた分(被食量)と、死んで遺体になった分(死亡量)を引いた残りが、からだに蓄えられて増えた分 です。どれも「入ってきた量 = 出ていった量 + 残った量」という、物質の出入りの帳じりを書いているだけです。
また、ある栄養段階が「食べられた量(被食量)」は、そのすぐ上の栄養段階から見れば「食べた量(摂食量)」そのものです。たとえば生産者の被食量 一次消費者の摂食量、一次消費者の被食量 二次消費者の摂食量です。これで栄養段階どうしの表がつながります。
表を見て、求めたい栄養段階の摂食量がわかっているか確かめる。わからなければ、すぐ下の栄養段階の被食量を摂食量として使う(下の段階の被食量 上の段階の摂食量)
同化量を求める:
生産量を求める:
成長量を求める:
空欄が式の途中にあるときは、わかっている値を式に代入して、空欄について解く(例:成長量・被食量・死亡量がわかれば )
ある草原の生態系で、1 年間の物質の量(単位は )を調べたところ、次の表のようになった。生産者を食べるのは一次消費者だけであるとする。
| 栄養段階 | 摂食量 | 不消化排出量 | 呼吸量 | 被食量 | 死亡量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 生産者 | - | - | - | 120 | - |
| 一次消費者 | (空欄) | 30 | 50 | 15 | 10 |
一次消費者の成長量は何 か求めよ。
手順 1:一次消費者の摂食量は表で空欄なので、すぐ下の栄養段階である生産者の被食量を使う。生産者を食べるのは一次消費者だけなので、一次消費者の摂食量 。
手順 2:同化量 摂食量 不消化排出量 。
手順 3:生産量 同化量 呼吸量 。
手順 4:成長量 生産量 (被食量 死亡量)。
よって一次消費者の成長量は 。
答え:
摂食量をそのまま同化量としてしまう誤り。ふんとして出ていく不消化排出量はからだに取り込まれていないので、正しくは (例題なら で、 ではない)。
成長量を求めるとき、同化量から被食量と死亡量だけを引いて呼吸量を引き忘れる誤り(例題なら としてしまう)。正しくは先に呼吸量を引いて生産量を出し、。
上の栄養段階の摂食量を、下の栄養段階の生産量(純生産量)や同化量としてしまう誤り。上の段階が実際に食べたのは下の段階の被食量だけなので、正しくは (例題なら )。
不消化排出量を、その消費者自身の死亡量や、上の段階に渡る量と混同する誤り。不消化排出量は食べたのに吸収されなかった分で、もともとは下の段階の有機物である。正しくは同化量を出すときに摂食量から引くだけで、生産量・成長量の計算には入れない()。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
ある草原の生態系で、生産者(草本植物)と一次消費者(草食動物)について、1 年間のエネルギーの収支を調べたところ、次の表のようになった。数値の単位はすべて である。
| 栄養段階 | 項目 | 値 |
|---|---|---|
| 生産者 | 総生産量 | |
| 生産者 | 呼吸量 | |
| 生産者 | 枯死量 | |
| 生産者 | 被食量 | |
| 一次消費者 | 不消化排出量 | |
| 一次消費者 | 呼吸量 | |
| 一次消費者 | 死亡量 | |
| 一次消費者 | 被食量(二次消費者に食べられた量) |
一次消費者はこの生態系の生産者だけを食べており、一次消費者の摂食量は生産者の被食量に等しいものとする。
また、各量の関係は次のように定める。
このとき、一次消費者の成長量は、生産者の成長量の何 % か。
ある草原の生態系で、生産者・一次消費者・二次消費者の 3 つの栄養段階について、1 年間のエネルギー収支を調べた。この生態系では、一次消費者は生産者だけを食べ、二次消費者は一次消費者だけを食べる。また、各栄養段階の被食量は、すべて 1 つ上の栄養段階の摂食量になる。調べた結果を次の表に示す(単位はすべて 、「—」は測定していないことを表す)。
| 項目 | 生産者 | 一次消費者 |
|---|---|---|
| 総生産量 | 24000 | — |
| 呼吸量 | 13500 | 同化量の 60 % |
| 成長量 | 2700 | 240 |
| 枯死量・死滅量 | 5400 | 120 |
| 不消化排出量 | — | 960 |
さらに、二次消費者の同化量は、二次消費者の摂食量の 80 % であった。
ある栄養段階のエネルギー効率 [%] を
と定義する(生産者の同化量は総生産量とする)。二次消費者のエネルギー効率は何 % か。
ある草原の生態系で、一次消費者(植物を食べる動物)と二次消費者(一次消費者を食べる動物)について、1 年間のエネルギー量を調べた。結果を次の表に示す。単位はすべて である。表の「—」は測定していない項目を表す。
| 項目 | 一次消費者 | 二次消費者 |
|---|---|---|
| 摂食量 | 2400 | — |
| 不消化排出量 | 900 | 120 |
| 呼吸量 | 950 | — |
| 死滅量 | 120 | — |
| 成長量 | 130 | — |
この生態系では、一次消費者を食べるのは二次消費者だけであり、二次消費者が食べるのは一次消費者だけである。したがって、一次消費者の被食量は二次消費者の摂食量に等しい。
また、消費者について次の関係が成り立つものとする。
さらに、消費者のエネルギー効率を
と定める。
二次消費者のエネルギー効率は何 % か。
ある草原の生態系で、1 年間のエネルギーの収支を栄養段階ごとに調べ、次の表の結果を得た。単位はすべて である。
| 栄養段階 | 調べた項目と値 |
|---|---|
| 生産者 | 総生産量 、呼吸量 、成長量 、枯死量 |
| 一次消費者 | 不消化排出量 |
| 二次消費者 | 成長量 、呼吸量 、死亡量 、被食量(三次消費者に食べられた量) |
この生態系では、生産者の被食量はすべて一次消費者に食べられ、一次消費者の摂食量は生産者の被食量に等しいものとする。また、各栄養段階について次の関係が成り立つものとする。
ある栄養段階のエネルギー効率〔%〕を
で定義する(生産者の同化量は総生産量とする)。このとき、二次消費者のエネルギー効率は何 % か。