ある森林の生産者(植物)について、1 年間の物質生産を調べたところ、次の表のようになった。数値はいずれも、 あたりの 1 年間の有機物の量(g)である。
| 総生産量 | 呼吸量 | 被食量 | 枯死量 | 成長量 |
|---|---|---|---|---|
| 1200 | 700 | 40 | 260 | ア |
表のアに入る成長量は何 g か。
総生産量・呼吸量・純生産量・成長量・被食量・枯死量の関係(純生産量 総生産量 呼吸量、成長量 純生産量 (被食量 枯死量))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。
森林や草原の植物(生産者)は、光合成で有機物をつくり出します。そのうちどれだけが自分の呼吸で使われ、どれだけが動物に食べられ、どれだけが落ち葉や枯れ枝になり、最後にどれだけがからだに残って成長分になるのかを、量の関係として整理するのがこの技能です。総生産量・呼吸量・純生産量・成長量・被食量・枯死量の関係を使って、生態系の物質生産の表の空欄を求められるようになります。
生産者が一定の期間(たとえば 1 年)に一定の面積で光合成によってつくった有機物の総量を総生産量といいます。植物も生きているので、つくった有機物の一部を自分の呼吸で分解してエネルギーを取り出します。この分が呼吸量です。総生産量から呼吸量を除いた残りが、植物が実際に手もとに得た有機物で、これを純生産量といいます。
純生産量のすべてが植物のからだとして残るわけではありません。一部は消費者(植物を食べる動物)に食べられ(被食量)、一部は落葉・落枝や枯れた個体として失われます(枯死量)。これらを除いた残りが、その期間に植物のからだの量(現存量)として増えた分で、成長量といいます。
お小遣いにたとえると、もらった総額が総生産量、生活費として必ず出ていく分が呼吸量、残りの自由に使えるお金が純生産量、そこから人にあげた分(被食量)となくした分(枯死量)を引いて貯金として残った分が成長量です。2 つの式をまとめると、 とも書けます。
表から、わかっている量(総生産量・呼吸量・純生産量・被食量・枯死量・成長量)を読み取り、求める量がどれかを確かめる
純生産量がわからなければ求める:
成長量を求める:
ほかの量が空欄のときは、 を変形して求める
ある森林の生産者について、1 年間・1 m² あたりの物質生産を調べたところ、次の表のようになった(単位は g/(m²・年))。
| 総生産量 | 呼吸量 | 被食量 | 枯死量 | 成長量 |
|---|---|---|---|---|
| 2600 | 1500 | 100 | 650 | (ア) |
表の(ア)にあてはまる成長量は何 g/(m²・年) か求めよ。
手順 1:総生産量 2600、呼吸量 1500、被食量 100、枯死量 650 がわかっていて、求めるのは成長量である。
手順 2:純生産量は
手順 3:成長量は
よって、成長量は 350 g/(m²・年) である。(確かめ: で総生産量と一致する。)
答え:
呼吸量を引き忘れて、総生産量から被食量と枯死量だけを引いてしまう誤り。例題で とするのは誤りで、正しくは
純生産量と総生産量をとり違えてしまう誤り。正しくは で、純生産量のほうが小さい(例題では総生産量 、純生産量 )
被食量と枯死量のどちらか一方しか引かない誤り。例題で や とするのは誤りで、正しくは両方を引いて
成長量を「その時点での植物のからだの量(現存量)」としてしまう誤り。正しくは成長量は一定期間に現存量が増えた分で、 の関係になる
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、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。