精讲册第20章　生态系统及其稳定性

第20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结构生态系统的概念在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。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。知识归纳(1)生态系统组成成分的关系

生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。(2)食物链(网)中生物数量变化的分析与判断①食物链的第一营养级生物减少,相关生物都减少。②“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量的增加种内竞争加剧,种群数量减少,

直到趋于稳定。③“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:

小表达(1)[2020山东,24(1)]某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统,其判断依据是

。(2)[2021浙江1月选考,26(2)]加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落,它

们之间建立起以

关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于

不同的环节,其原因是

。

土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体营养该种鸟的取食对象处于不同的营养级真题选改判即练即清1.(2021广东,2)“葛(葛藤)之覃兮,施与中谷(山谷),维叶萋萋。黄鸟于飞,集于灌木,其鸣

喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个自然生态系统。

(

)2.(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,属于消费者,浮游动物摄食有机碎屑,属于分解者。

3.(2023全国甲,5)作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级。

(

)解析作为次级消费者的肉食性动物属于第三营养级。

√××4.(2022浙江6月选考,20)归类各食物链中处于相同环节的所有物种,可构建相应的营养

级。(

)5.(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。(

)√√从真题到教材6.在一定空间内,由

与它的

相互作用而形成的统一整体,

叫作生态系统(2024北京,16)。生物群落非生物环境7.生态系统的组成成分及相互关系:生态系统的组成成分包括

。在生态系统中,

将非生物环境中的物质和能量带入生物群落,是生态系统的基石。

能够加快生态系统的物质循环,此外其对于

等具有重要作用。

能将动植物遗体和动物的排遗物分解为无机物返回非生物环境中(选必2P50)(2023广东,13)(2024湖南,20)。

非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者生产者消费者植物的传粉和种子的传播分解者

8.错综复杂的食物网是使生态系统保持

的重要条件。如果一条食物链的某

种动物减少或消失,它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。一般认为,食物网

越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就

。生态系统的物质循环和能量流动是

沿着

(填渠道)进行的。相对稳定越强食物链和食物网第2节生态系统的能量流动提升一、生态系统的能量流动过程、特点及传递效率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、食物网转化主要转化形式: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能量流动过程第一营养级

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)计算方法:能量传递效率=(某一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。(2)一般来说,相邻两个营养级的能量传递效率为10%~20%错(1)与自然生态系统相比,人工生态系统的能量来源一般有两个:一是生产者固定的太阳能;二是人工输入的有机物中的化学能。(2)能量传递效率和能量利用率①能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值,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。(3)输入某级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断方法:看该消费者是否有“→”

指向粪便,若存在“→”指向粪便,则代表摄入量,若无,则代表同化量。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二、生态金字塔及研究能量流动的意义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

特点通常不可倒置,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小表达泥鳅可以利用残饵、蟹粪为食,与“稻—蟹”农田模式相比,“稻—蟹—泥鳅”

农田模式具有更高的经济效益,从能量流动的角度分析其原因是

。

泥鳅以残饵、蟹粪为食,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率真题选改判即练即清1.(2024安徽,6)磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。

(

)2.(2024山东,12)流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能

量。(

)3.(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。

(

)解析蜜蜂采食花蜜过程中,植物同化的有机物中的部分化学能被蜜蜂同化,发生了能量流动。

4.(2023全国甲,5)能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动。

(

)5.(2022湖南,8)稻—蟹共作种养模式可实现物质和能量的循环利用。

(

)解析能量不能循环利用。

√√√√×从真题到教材6.地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自

。输入第一营养级的能量,

一部分在生产者的呼吸作用中以

的形式散失了,另外一部分用于生产者的

等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量一般有三个去向:随残枝败叶等被

利用、被

摄入和未利用

(选必2P55)。太阳热能生长、发育和繁殖分解者初级消费者7.能量流动具有

的特点(选必2P56)。8.农田生态系统中的间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产

方式都充分地利用了

,获得了更大的收益(2021山东,24)。沼气池中的

沼渣还可以作为肥料还田,这样就实现了对能量的

,从而大大提高

。研究生态系统的能量流动,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流

动关系,使能量

(选必2P58)。单向流动和逐级递减空间和资源多级利用

能量的利用率持续高效地流向对人类最有益的部分关于能量流动的分析与计算问题1.模型法分析能量流动过程

2.含“摄入量”“粪便量”情况下的能量流动分析

3.能量流动的相关计算问题(1)同化量=摄入量-粪便量,粪便中的能量属于上一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。典例

(2024届深圳二模,8)如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图,序号表

示该部分的能量。下列叙述正确的是

(

)A.①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量B.散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率C.生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者D.减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率

C解析

初级消费者同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量,则②指用于

生长、发育和繁殖的能量,A错误;生态系统中的能量流动具有单向流动的特点,不能循

环利用,B错误;初级消费者粪便中的能量属于生产者的同化量,则生产者的一部分能量

经由初级消费者粪便流入分解者,C正确;减少该生态系统的营养级可以有效减少能量

的散失,但不能提高能量的传递效率,D错误。变式

(同考法不同情境)(流入生态系统的能量来源不同)(2023山东,13,2分)某浅水泉

微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地

的植物残体为食。下列说法正确的是

(

)

生产者固定来自陆地的植物残体初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者呼吸消耗能量[105J/(m2·a)]90428413.53A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a)B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2·a)D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者C解析

根据题意,流经该生态系统的总能量除了生产者固定的能量,还有陆地的植物残体中的

能量,A错误;初级消费者的同化量包括生产者固定的能量和陆地的植物残体中的能量,

所以根据表中数据无法准确计算生产者的能量流入下一营养级的比例,B错误;初级消

费者用于生长、发育和繁殖的能量=初级消费者同化的能量-初级消费者呼吸消耗的

能量=13.5×105-3×105=10.5×105[J/(m2·a)],C正确;初级消费者粪便量=初级消费者摄入量

-初级消费者同化量=84×105-13.5×105=70.5×105[J/(m2·a)],但初级消费者粪便中的能量属

于生产者固定的能量和来自陆地的植物残体中的能量的一部分,属于生产者和来自陆

地的植物残体流向分解者的能量,D错误。第3节生态系统的物质循环

和信息传递提升一、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从境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象特点食物链顶端的生物积累最多,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)物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返知识拓展碳中和、碳达峰(1)“碳中和”指的是在一定时期内,人类活动产生的CO2排放量与全球人为CO2吸收量

达到平衡,即实现二氧化碳相对“零排放”,此时二氧化碳的排放等于二氧化碳的吸

收。(2)“碳达峰”指的是在某一时间点,二氧化碳的排放量不再增长,即达到峰值。此时二

氧化碳的排放大于二氧化碳的吸收。小表达(1)[2021河北,22(4)改编]碳循环具有全球性的主要原因:

。(2)(选必2P67改编)同碳元素一样,氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。

但在生产实践中仍要往农田中不断地施加氮肥的原因是

。

碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,CO2能够随大气环流在全球范围内流动

农田是人工生态系统,农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,且农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤二、生态系统的信息传递1.信息的种类及判断

2.信息的传递

(1)范围:一般在生物与生物之间或生物与非生物环境之间(不包括细胞内、细胞间的传递)。(2)特点:①往往是双向的;②生物可通过一种或者多种信息类型进行交流

(1)提高农畜产品的产量;(2)对有害动物进行控制错利用植物生长调节剂对果树进行疏花疏果,属于生物体内信息传递的应用,不属于生态系统某著名企业息传递的应用。真题选改判即练即清1.(2024河北,17)水中投放能降解有机污染物的有益微生物可促进物质循环。

(

)2.(2024安徽,6)人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率。

(

)3.(2023河北,11)幼年蜜蜂向成年蜜蜂学习采蜜技巧,依赖生态系统中的信息传递。

(

)4.(2023辽宁,17)水中磷(P)沿食物链在生物体内聚集,最终积累在食物链顶端。

(

)

5.(2022湖南,8)采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递。

(

)解析人类施用磷肥等农业生产活动加快了磷进入生物群落的速度,改变了磷循环速率。解析P参与形成的磷酸盐等不是难以降解的化合物,不会出现生物富集。

√√√××从真题到教材6.物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都不断在

和

之间循环往复的过程(选必2P63)(2021广东,17)。碳在生物群落中主要

以

的形式传递,碳在非生物环境与生物群落之间主要以

的形式

循环(选必2P62)。物质循环具有全球性,碳循环具有全球性的主要原因是

(选必2P62)。碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素中循环速度最慢的是

,因为它一般不进行气体循环。非生物环境生物群落含碳有机物CO2

碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,CO2能够随大气环流在全球范围内流动磷7.生物富集是指生物体从境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在

机体内浓度

环境浓度的现象,具有生物富集现象的物质在生物体内的浓度会随

营养级的升高而

(2022江苏,12)(2024山东,12)。

超过升高8.生态系统的基本功能是

、

和

(选修2P79)(2023辽

宁,23)。物质循环能量流动信息传递第4节生态系统的稳定性提升一、生态平衡和生态系统的稳定性生态平衡概念生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态特征结构平衡、功能平衡、收支平衡生态系统的稳定性概念生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力(强调生态系统维持生态平衡的能力)形成原因生态系统具有自我调节能力调节基础负反馈调节生态系统的稳定性生态系统稳定性的表现类型抵抗力稳定性恢复力稳定性实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与功能相对稳定核心抵抗干扰,保持原状遭到破坏,恢复原状特点一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其抵抗力稳定性就越高生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是不一样的联系(1)一般情况下,两种稳定性往往呈负相关;(2)对于某些生态系统而言,如北极冻原,由于其物种组分单一,营养结构简单,其生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低提高措施(1)控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利用生态系统;(2)对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统结构与功能的协调小表达[2023全国乙,31(3)]从生态系统稳定性的角度来看,一般来说,森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统,原因是

。

森林生态系