生态系统及其稳定性--复习课资料

1.生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一2.生态系统也有一定的时间和空间范围，空间范围有大有小。地球上的全部生物及其无机环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈3.生态系统的种类地球上生态系统类型众多，一般可分为自然生态系统和人工生态系统（1）自然生态系统有：海洋生态系统、淡水生态系统、森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等。（2）人工生态系统有：农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。4.生态系统的功能生态系统是各成分之间通过能量流动和物质循环而相互作用的自然系统，是一个具有自动调节能力的统一整体。5.生态系统与种群、群落的关系三者的关系是上下位关系，范围不断扩大，关系图如下：①同一空间的同种生物的所有个体=②同一时间同一空间中所有的种群集合=群落③群落与无机环境相互作用=下列组合中，依次属于种群、群落、生态系统的一组是（①一块稻田中所有三化螟幼虫、蛹和成虫②崇明岛东滩的全部生物③东方绿洲的全部生物及无机环境④九段沙湿地的A.①②③B.C.③④①D.①是同一空间同种生物的所有个体，属于种群范畴。②是一定区域内所有的生物，属于群落范畴。③包括了全部的生物和其生存的环境，属于生态系统范畴。A二、生态系统的结构1.（1）生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。2）非生物的物质和能量：物质是水、空气和无机盐等。能量是热能和阳光（3）生产者：自养生物，主要是绿色植物。其次是光合细菌和化能合成细菌等，如蓝藻、硝化细菌（4）消费者：异养生物，主要是直接或间接以绿色植物为食的生物，包括绝大部分动物（5）分解者：异养生物，主要是指营腐生生活的细菌和真菌。此外，还包括蚯蚓、蜣螂等一些腐生性动物。（1①绿色植物是生产者最主要的组成成分。生态系统中流动的能量基本上来源于绿色植物固定的太阳能。其次是光合细菌和化能合成细菌等，如蓝藻、硝化细菌。它能通过光合作用或化能合成作用将无机物转变成有机物，把光能或无机物中的能量转化为稳定的化学能储存在有机物中，是生态系统的基石，②绿色植物决定一个生态系统的形态结构，植物的结构越③绿色植物是沟通生物群落和无机环境的桥梁，是生态系统中物质循环（2①从物质和能量流动的完整性角度看，它是可有可无的，不②从它在生态系统中与其他生物类群的关系看，它有着自身的作用。是生态系统中任何成分都无法替代的。它能加快生态系统物质循环，对于植物的传粉、受精、种子的传播等方面有重要的作用。（3能通过自身的分解作用将有机物转变成无机物，归还到无机环境中去。如果没有分解者，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃。所以，它和生产者一起实现物（4）非生物成分的物质和能量无机环境中，光能是所有动植物生命活动的最终能量来源。a.所有的植物不一定都是生产者，如菟丝子是寄生，属于消b.动物不都是消费者，如腐生性动物秃鹫、蚯蚓、蜣螂等c.细菌不全是分解者，腐生性细菌才属于分解者，寄生性细菌属于消费者，光合细菌、硝化细菌属于生产者。微生物中的病毒是消费者。1.生态系统各成分的地位及作用2.相互关系下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（）A.B.动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级C.D.细菌都属于分解者A选项，每种生物可能与多种生物具有食物关系，在不同的食物链上可能处于不同的营养级。B选项，动物大部分是消费者，但也有一部分如蚯蚓、秃鹫、蜣螂等属于分解者。C选项，能进行光合作用的植物和化能合成作用的硝化细菌都C生态系统的营养结构1.食物链（1（2①每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的②由于能量流动是逐级递减的，一般来说，一条食物链上营养级一般不会超过52.食物网（1）形成原因：生态系统中生物之间的食性关系是复杂的，一种生物可以捕食多种生物，同时可以被多种生物所捕食。一般来说，（2）意义：物质循环和能量流动就是顺着食物链和食物网渠道a.b.食物网中种间关系除了捕食，还可能存在竞争。如：农田生态系统中的青蛙和蜘蛛既有捕食关系又有竞争关系。c.在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其捕食者的下一营养级数量增多。d.食物网的复杂程度取决于有食物关系的生物种类而不是数量。e.分解者不进入食物链、不占营养级。3.食物网中生物变化的分析（1）口诀：“食物网，食物链，生物变动好判断，首先你（2）常见的情况分析具体情况一：一级生物若减少，其他生物跟着跑。具体情况二：如果天敌患了病，先增后减再稳定。（3）复杂食物网的分析一个复杂的食物网中，当某种群生物因某种原因而发生变化时，对另一种群生物数量的影响，沿不同的线路分析，结果不同时，应遵循以下规律：①生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不用考虑生产者数量的增加或减小。②处于最高营养级的种群且其食物有多种来源时，若其中一条食物链中断，则该种群的数量不会发生较大变化。（2012·海南）某生态系统的食物网示意图如下,回答下列问题。(1)在该食物网中，共有条食物链，最高营养级属于第营养级。(2)乙和丙的种间关系是。(3)为了调查该生态系统中乙种群数量，某研究小组捕获了100只乙，经标记后放回。一段时间后，重新捕获100只，其中有10只带有标记。在该生态系统中，乙的种群数量大约为只。（1）由图示可看出，该食物网中共有甲→乙→丙→戊、甲→乙→丁→戊、甲→丙→戊3条食物链。（2）由图示可看出，乙和丙都以甲为食，同时丙还会捕食乙，因此两者间既有竞争关系，也有捕食关系。（3）按照标志重捕法的原理：，若假设乙种群有x个个体，则得，则x＝1000。1212标记标记＝数量数量10010100x＝（1）3四（2）竞争和捕食（3）1000一、能量流动1.含义：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2.能量流动的过程（1）输入：地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，而不是照射到这个生态系统中所有生产者上的太阳能。（2）传递能量的去向（以能量在第一营养级的变化为例）：①在生产者的呼吸作用中以热能②用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存③随残枝败叶等被分解者④被初级消费者摄入体内，流入第二营养级a.动物粪便的能量不属于该营养级动物所同化的能量，但属于上一个营养级生物所同化的能量。粪便中能量最终被b.动物尿液中能量（如尿素中所含的能量）属经过动物吸收营养物质并经过细胞转化的，因此，尿液中的能量应归于动物所同化的能量的一部分。动物的同化量和摄入量的关系同化量是指被消费者消化吸收物质所含有的能量；未同化量是指被消费者摄入但未被消化吸收物质（食物残渣、粪便）所含的能量。因此，真正流入下一个营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量。该动物排出的粪便中的能量没有被动物同化，应属于上一个营养级，即同化量=摄入量－（3）转化太阳能化学能热能（4）散失呼吸方式以热能散失二、能量流动的特点及研究意义1.（1）生态系统中能量流动是单向的。①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。（2）能量在流动过程中逐级递减。相邻两个营养级之间的传递效率大约为10%～20%，但该值只是一个大体上的数值，反映各类生态系统能量流动的一般规律。不同的生态系统因食物链（网）不同而存在差异。（2）传递效率=能量流动的过程分析1.能量流动的意义（1）生物个体的生命活动无时无刻不在消耗能量，能量是推（2）由生物群落和无机环境组成的生态系统的存在和发展离不开能量供应。就是说：能量必须不断地从无机环境输入生物群落，并沿食物链（网）传递，才能维持生态系统中各种生物正常的生命2.（1）帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到（2）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。不能说提高了能量的传递效率只能说提高了能量的转化或利用率！！！能量传递效率的计算设食物链为ABCD现实问题思路求解D营养级净增重M至少需要A营养级多少M/(20%)3=N最多需要A营养级多少M/(10%)³=NA营养级净增重ND营养级最多增重多少N×(20%)3=MD营养级至少增重多少N×(10%)3=M能量流动有关分析计算（1）若一食物网中，已知最高营养级增重为N①求最多需要第一营养级多少能量时，按最长食物链、最②求至少消耗第一营养级多少能量时，按最短食物链、最（2）若一食物网中，已知第一营养级重量为M①求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链、②求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链、（3如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，l/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物重量为（A.80gB.900gC.800gD.600g依图中食物关系分析，猫头鹰处于第三、四营养级。猫头鹰属第三营养级的食物链，可以简化为一条，即植物→鼠(兔)→猫头鹰，最少消耗植物20g×4/5÷20%÷20％=400g。另一食物链植物→鼠→蛇→猫头鹰中，猫头鹰属第四营养级，最少消耗植物20g×1/5÷20％÷20％÷20％=500g，所以最少需要消耗植物900gB三、物质循环1.对生态系统中物质循环概念的理解（1）物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素。（2）循环：在生态系统的生物群落与无机环境（3）范围：这里所说的生态系统指的是生物圈，因此物质循环又叫生物地球化学循环。2.物质循环的特点（1）物质循环具有全球性（2）物质可以在生物群落和无机环境之间反复循环利用。富集作用：沿着食物链，营养级别越高，所含有毒物质越高。2.碳循环过程（1①碳在无机环境中的存在形式是二氧化碳和碳酸盐。②碳在生物群落中的存在形式主要是含碳有机物。（2①碳由无机环境进入生物群落：②碳由生物群落进入无机环境：第一，动植物的呼吸作用第二，分解者的分解作用a.b.碳在生物群落和无机环境之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的。四、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，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。2.物质作为能量流动的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为物质循环的动力，使物质能够不断地在生下图是测定某湖泊的能量流动情况图解(单位：J·cm-2·a-1)，则由图可知（A.流经该生态系统的总能量为464.6＋12.5＋293＋96.3=866.4JB.从第一到第二、从第二到第三营养级能量传递率依次为13.5%、20%C.由于生物不能在代谢中再利用热能，因此能量流动具有多向D.若从生态因素考虑，存在于无机环境中的有毒物质经食物链逐级浓缩，因此营养级越高，生物个数越多，受害越小A项流经生态系统的总能量就是生产者固定的总太阳能，应为464.6J，B项第一营养级和第二营养级之间的传递效率是62.8/464.6=13.5%，第二营养级至第三营养级的传递效率是12.6/62.8=20%；C项能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，D项有毒物质在生物体内浓缩，随着营养级越高，体内的有毒物B3.物质循环和能量流动的关系（1（24.温室效应（1）形成原因：随着现代工业的发展，化学燃料的大量燃烧，大气中二氧化碳的含量迅速增加。二氧化碳能吸收太阳辐射的红外线。当太阳照射到地球表面时，使地球变暖，这种热能又以红外线的形式向太空辐射，再次被二氧化碳吸收，从而使大气层变成地球（2）温室效应的危害：加快冰川的融化，导致海平面上升，（3）缓解措施：①植树造林，增加绿化面积；②减少化石燃如图表示生物圈中碳元素的循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分，下列有关叙述正确的是（）A.③B.A、BC.⑦D.与大气中CO2有双向关系的为生产者（B），而B、C共同指向的A为分解者，C为消费者；③为植物呼吸作用产生CO2返回大气的过程；⑥过程为化学燃料燃烧