精讲册第17章　生态系统及其稳定性

第4部分生物与环境第17章生态系统及其稳定性目录第1节生态系统的结构

考点清单

即练即清第2节生态系统的能量流动

考点清单

即练即清

考法清单第3节生态系统的物质循环和信息传递

考点清单

即练即清

第4节生态系统的稳定性

考点清单

即练即清

提升第1节生态系统的结构生态系统的概念一定空间和一定时间内,由群落和非生物环境所构成的一个生态学功能系统。生物圈是地球上最大的生态系统生态系统的结构组成成分

营养结构

错

生态系统组成成分的辨析(1)细菌不都是分解者:硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于特殊的消费者。(2)动物不都是消费者:以动植物遗体、动物粪便、土壤或水体中的有机碎屑等为食的

动物属于分解者。(3)生产者不都是绿色植物:蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者。(4)植物不都是生产者:菟丝子营寄生生活,属于消费者。1.(2022浙江6月选考,20)调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系,可构建食物

链。

(

)√即练即清真题选改判2.(2020浙江7月选考,11)营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。(

)✕解析

营养级是指处于食物链某一环节上的全部生物的总和,而非同种生物的总和。3.(2023广东,13)浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑,属于消费者。

(

)✕解析

浮游动物摄食藻类时,属于消费者,摄食有机碎屑时,属于分解者。

第2节生态系统的能量流动提升一、初级生产量和次级生产量初级生产量概念绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质,单位为J/(m2·a)或g/(m2·a)关系式总初级生产量(GP)-呼吸消耗量(R)=净初级生产量(NP)。净初级生产量用于植物的生长和繁殖特点(1)不同生态系统的净初级生产量差异大,如海洋生态系统的年净初级生产总量仅约为陆地的一半。(2)陆地生态系统的初级生产量有垂直变化特征,如在森林中,乔木>灌木>草本植物。(3)初级生产量还随群落的演替而逐渐增加。当群落演替到顶极时,呼吸消耗量达到最大值并几乎与总初级生产量相等,因此净生产量反而最小次级生产量概念异养生物(包括消费者与分解者,又称次级生产者)利用现成有机物生产出来的有机物或固定的能量关系式总次级生产量-呼吸消耗量=净次级生产量,净次级生产量用于生长和繁殖特点海洋生态系统的净次级生产总量相当于陆地的净次级生产总量的3倍多。原因是海洋植食动物利用藻类的效率远高于陆地动物利用植物的效率错

(1)生物量≠生产量:生产量含有速率的概念,其为单位时间内的有机物质的总量,而生物量实际是净生产量在某一调查时刻前的积累量,常以干重表示。(2)顶极群落的生物量保持稳定是由于其总初级生产量与呼吸消耗量基本相等。能量流动过程概念理解输入源头:生产者固定的太阳能。注意:流经生态系统的总能量可能还包括人工投入的能量(如饵料、有机肥中的能量)、其他非光合自养生物所固定的能量(如硝化细菌固定的化学能)传递(1)形式:有机物中的化学能。(2)途径:食物链、食物网转化转化形式:太阳能→有机物中的化学能→热能散失(1)主要途径:各种生物的呼吸作用。(2)形式:最终以热能形式散失第一营养级

二、生态系统的能量流动能量流动过程中间营养级

最高营养级与中间营养级相似,但无流向下一营养级的能量要点提炼(1)同化量=摄入量-粪便量,粪便中的能量不属于该营养级生物的同化量。(2)同化量=呼吸作用散失的能量+流入下一营养级的能量(最高营养级除外)+流入分解者的能量+暂时未利用的能量。(3)未利用:指在一定的研究时间内,未被自身呼吸作用消耗,也未被下一营养级和分解者利用的能量。比如:生物每年的积累量、动植物残体以及以化石燃料等形式被储存起来的能量。(4)某营养级流向分解者的能量=该营养级遗体残骸中的能量+下一营养级粪便中的能量续表能量流动的特点(1)单向流动,其原因是生物之间的捕食关系一般不可逆转。(2)逐级递减,其原因有①各营养级生物的呼吸消耗;②各营养级同化的能量会有一部分流入分解者,也会有未被下一营养级利用的部分能量传递效率(1)一般用林德曼效率计算,计算方法:林德曼效率=

×100%。(2)一般来说,相邻两个营养级的能量传递效率在陆生生态系统中约为10%,在海洋生态系统中大于10%生态金字塔类型能量金字塔数量金字塔生物量金字塔一般形式

特点不可倒置,呈正金字塔形一般为正金字塔形,可能倒置,如大树与生活在大树上的植食性昆虫的数量金字塔一般为正金字塔形,可能倒置,如某一时间段浮游动物与浮游植物的生物量金字塔续表研究能量流动的意义(1)可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量,如间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗等立体农业。(2)帮助人们科学地规划和统,实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,如用秸秆饲养牲畜,牲畜粪便用于生产沼气,沼渣作为肥料还田等。(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,如农业中除掉害虫,减少农作物流向害虫的能量续表错

能量传递效率和能量利用率(1)能量传递效率是指营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比,一般不能

改变。(2)能量利用率:一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值,在人工生态系统中可通过对能量的多级利用,提高能量利用率。小表达

如果在一个较长的时间内阻断对一个生态系统的能量输入,生态系统会消亡吗?为什么?

。会。能量流动是单向且逐级递减的,任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充1.(2020浙江7月选考,11)营养级的位置越高,归属于这个营养级的能量通常越多。(

)✕即练即清真题选改判解析

生态系统的能量流动逐级递减,营养级的位置越高,归属于该营养级的能量通常越少。2.(2020浙江1月选考,22)呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越多。(

)√解析

同化量=呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量,因此呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越多。

3.(2024黑、吉、辽,16)植物自身呼吸消耗的能量属于未被利用的能量。

(

)✕4.(2023河北,11)蜜蜂采食花蜜过程中发生了生态系统的能量流动。

(

)√能量流动的计算1.能量流动模型分析(1)不定时分析:流入某一营养级的能量在足够长的时间内的去路有三条:①自身呼吸消

耗;②流入下一个营养级(最高营养级除外);③被分解者分解利用。(2)定时分析:流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有四条:①自身呼吸

消耗;②流入下一个营养级(最高营养级除外);③被分解者分解利用;④未利用,即未被自

身呼吸消耗,也未被下一个营养级和分解者利用。2.“拼图法”分析能量流动过程W1、D1指相应营养级的同化量,该部分能量在相应营养级被分为两部分:一部分在呼吸

作用中以热能的形式散失(A1或A2),另一部分则用于其生长、发育和繁殖(B1+C1+D1或B2

+C2+D2)。后一部分能量中包括未利用的能量(B1或B2)、流向分解者的能量(C1或C2)、

流向下一个营养级的能量(D1或D2)(最高营养级除外)。据图可得关系式:知识拓展

计算有人为的能量输入生态系统时的能量流动,要注意输入能量的正确处理。如对某生态系统的第二营养级人工补充能量,则计算第一营养级到第二营养级能量传递效率时,不能考虑人工补充能量;计算第二营养级到第三营养级能量传递效率时,需考虑人工补充能量,因为第二营养级同化的能量由来自第一营养级和人工补充的能量两部分组成,这两部分能量都参与传向第三营养级的能量流动过程。典例

能量传递效率的计算

(2024模,13)某人工湖生态系统中部分能量流动

的过程如图所示,其中字母表示同化的能量值。下列叙述正确的是

(

)A.冬季浮游植物生长缓慢,此时b大于aB.c+e-d表示从甲种鱼流入分解者的能量C.乙种鱼产生的粪便中的能量来自d、fD.甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为

×100%D解析

图中a表示浮游植物的同化量,b表示浮游动物的同化量,只要浮游植物能生长,b就小于a,A错误;c+e-d-甲种鱼呼吸作用消耗的能量表示从甲种鱼流入分解者的能量,B错误;d、f分别表示乙种鱼来自甲种鱼和有机物输入的同化量,而乙种鱼产生的粪便中的能量不属于其同化量,C错误;甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为乙种鱼的同化量/甲种鱼的同化量×100%=d/(c+e)×100%,D正确。变式

同方法不同情境能量传递效率、能量去向的计算

(2021山东,24节选)海水

立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底

层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量

流动示意图如下,M、N表示营养级。

(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为

kJ/(m2·a)。由M到N的能量传

递效率为

%(保留一位小数),该生态系统中的能量

(填:

“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。24886.3不能解析

图中M从生产者和遗体残骸中同化的能量为3281+2826=6107[kJ/(m2·a)],M呼吸作用散失的能量为3619kJ/(m2·a),则M用于生长、发育和繁殖的能量为6107-3619=2488[kJ/(m2·a)]。由M到N的能量传递效率为386÷(3281+2826)×100%≈6.3%。生态系统的能量具有单向流动的特点,该生态系统中的能量不能在M和遗体残骸间循环流动。第3节生态系统的物质循环

和信息传递一、生态系统的物质循环概念(1)物质:组成生物体的元素,如碳、氢、氧、氮、磷、硫等;(2)范围:非生物环境和生物群落之间;(3)特点:具有全球性、循环往复运动碳循环过程图解

循环/传递形式碳在生物群落和非生物环境中主要以CO2形式循环,在生物群落主要以含碳有机物形式传递循环途径(1)碳进入生物群落的途径:光合作用(和化能合成作用)。(2)生物群落中的碳返回非生物环境的途径:①生产者、消费者的呼吸作用;②分解者的分解作用;③化石燃料的燃烧生物富集概念生物体由于对环境中某种元素或难以分解的化合物的积累,使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象吸收方式直接从环境中摄取(靠体表直接吸收、靠根系吸收);通过食物链摄取(即从食物中吸收)特点食物中处于高位营养级的生物体内浓度高于处于低位营养级的生物,生物富集具有全球性能量流动和物质循环的关系(1)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,它们同时进行,彼此相互依存,不可分割;(2)物质是能量沿食物链(网)流动的载体,能量是物质在生态系统中循环往返的动力续表二、生态系统的信息传递信息的种类及判断方式

信息传递范围和特点(1)范围:一般在生物与生物之间或生物与非生物环境之间。(2)特点:往往是双向的作用

应用(1)提高农畜产品的产量;(2)对有害动物进行控制1.(2022浙江6月选考,18)“过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的利用。

(

)即练即清真题选改判√2.(2024新课标,4)采用稻田养蟹的生态农业模式既可提高水稻产量又可收获螃蟹,该模

式中碳循环在无机环境和生物间进行。

(

)√3.(2021江苏,9)在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫属于行为信息。

(

)✕解析

鸟类的鸣叫声属于物理信息,鸟类求偶的舞蹈属于行为信息。

4.(2019江苏,6)两只雄孔雀为了吸引异性争相开屏,说明行为信息能够影响种间关系。

(

)✕解析

两只雄孔雀属于同种生物,它们的行为信息影响了种内关系,并非种间关系。

第4节生态系统的稳定性生态系统的稳定性概念生态