16.32生态系统的功能
生态系统的组成与功能
生态系统的组成与功能生态系统是由生物体和非生物体相互作用而形成的一个生物群落。
它包括了生物群落、生物多样性、生态位、生态圈等多个要素。
生态系统的组成与功能是生物学领域中一个重要的研究课题，它涉及到生物的生存、繁衍和演化等方面。
一、生态系统的组成生态系统的组成主要包括生物体、生物群落和非生物体。
1. 生物体：生物体是生态系统中最基本的组成单元，它可以是一个个体、一个种群或者一个物种。
生物体通过与其他生物体和非生物体的相互作用，共同构成了一个完整的生态系统。
2. 生物群落：生物群落是由不同物种组成的一个生态群落。
它包括了生态位、种间关系和物种多样性等要素。
生物群落中的不同物种之间相互依存、相互作用，形成了一个相对稳定的生态系统。
3. 非生物体：非生物体包括了环境因子、物理因子和化学因子等。
它们对生物体和生物群落的生存和繁衍起着重要的作用。
例如，气候、土壤、水质等环境因子可以影响生物体的生长和分布。
二、生态系统的功能生态系统的功能主要包括物质循环、能量流动和生态服务等。
1. 物质循环：生态系统通过物质循环的方式维持着生物体和生物群落的生存。
例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳，并释放氧气，维持了大气中的氧气含量。
同时，植物也通过吸收土壤中的养分，将其转化为生物体所需的有机物质。
2. 能量流动：生态系统中的能量流动是生物体和生物群落生存的基础。
能量通过食物链的方式从一个物种转移到另一个物种。
例如，植物通过光合作用获得能量，被食草动物摄食后，能量转移到了食草动物体内。
然后，食肉动物又通过捕食食草动物获得能量。
3. 生态服务：生态系统为人类提供了许多重要的生态服务。
例如，森林可以保持水源的稳定性，减少洪涝灾害的发生；湿地可以净化水质，保护生物多样性；海洋可以调节气候，提供食物资源等。
这些生态服务对于人类的生存和发展具有重要的意义。
三、生态系统的保护与管理为了保护和管理生态系统，我们需要采取一系列的措施。
1. 生态保护：保护生物体和生物群落的多样性是保护生态系统的关键。
生态系统具有的基本功能
生态系统具有的基本功能
生态系统是一个开放系统，具有自我调节功能。
一般来说，成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统自我调节能力强；反之，结构与成分单一的生态系统自我调节能力就相对更弱。
表现为：负反馈调节、、正反馈调节、抵抗力稳定性、恢复力稳定性四个方面。
基本结构
时间结构。
生态系统随其时间的变动结构也发生变化。
通常存有3个时间长度量，一就是长时间度量，以生态系统演化为主要内容；二就是中等时间度量，以群落蓝绿藻为主要内容；三就是短时间度量。
营养结构。
生态系统各要素之间最本质的联系是通过营养来实现的`，食物链和食物网构成了物种间的营养关系。
生态系统的结构和功能
生态系统的结构和功能生态系统是指由生物体和其所处的环境之间相互作用所形成的一个稳定的生物群落。
它是地球上生物多样性和生态平衡的基础，对人类的生存和发展具有重要意义。
生态系统的结构和功能是生态学研究的重要内容之一，本文将从不同角度探讨生态系统的结构和功能。
一、生态系统的结构生态系统的结构主要包括生物组成和非生物组成两个方面。
1. 生物组成生态系统的生物组成是指生态系统中的各种生物体，包括植物、动物、微生物等。
它们之间相互依存、相互作用，形成了复杂的食物链和食物网。
植物是生态系统的基础，通过光合作用将太阳能转化为化学能，为其他生物提供能量和有机物质。
动物则通过食物链和食物网与植物相互联系，形成了一个复杂的生态系统。
2. 非生物组成生态系统的非生物组成主要包括土壤、水、空气等。
土壤是植物生长的基质，其中含有丰富的营养物质和微生物。
水是生态系统中重要的介质，植物和动物都需要水来维持生命活动。
空气中的氧气和二氧化碳对生物体的呼吸和光合作用至关重要。
这些非生物组成与生物组成相互作用，共同构成了一个完整的生态系统。
二、生态系统的功能生态系统的功能主要包括能量流动、物质循环和生物多样性维持三个方面。
1. 能量流动生态系统中的能量主要来自太阳，通过植物的光合作用转化为化学能，再通过食物链和食物网传递给其他生物体。
能量在生物体间的转移过程中逐渐损失，最终以热能的形式散失到环境中。
能量流动是维持生态系统稳定的重要因素，它决定了生物体的数量和分布。
2. 物质循环生态系统中的物质循环主要包括碳循环、氮循环、水循环等。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为有机物质，通过呼吸释放氧气。
动物通过摄食植物或其他动物，将有机物质转化为自身的生物质和能量，并通过排泄将废物中的营养物质回归到环境中。
微生物在分解有机物质的过程中起到重要作用，促进物质循环的进行。
3. 生物多样性维持生态系统中的生物多样性是指生态系统中不同物种的数量和种类。
高中生物教案：生态系统的结构和功能
高中生物教案：生态系统的结构和功能生态系统的结构和功能一、生态系统的定义和概念生态系统是由生物群落和其非生物环境相互作用而形成的一种自然单位。
它具有明确定义的边界，并且在这个边界内，能够进行能量流和物质循环。
二、生态系统的组成生态系统包括生物和非生物因素两个组成部分。
生物因素主要指的是生物群落，即由不同物种组成的一个生态集合体。
非生物因素则包括气候、土壤、水体等环境因素。
1. 生物因素生物因素是指在一个生态系统中生活的各种生物体，它们与环境相互作用，维持着生态系统的平衡。
生物因素包括：植物、动物、微生物等。
植物是生态系统中的主要生物因素，可以通过光合作用将太阳能转化为化学能，为整个生态系统提供能量。
动物是生态系统中的消费者，它们通过摄食植物或其他动物获取能量，同时将有机物代谢产生的废物排放到环境中。
微生物是生态系统中的分解者，能够分解有机物质，并将其转化为无机物质，为植物的生长提供营养。
2. 非生物因素非生物因素是生态系统中除生物因素外的所有环境要素。
它们对生物的生存和繁衍起着重要作用。
气候是非生物因素中起决定性作用的因素之一，它包括温度、湿度、气压、降水等。
气候条件对不同生物有不同的影响。
土壤是生态系统中的重要非生物因素之一，它提供了植物生长所需的养分和水分。
不同类型的土壤适合不同类型的植物生长。
水体也是生态系统中的重要非生物因素之一，它为生物提供了生存所需的水分，并且是物质循环的重要媒介之一。
三、生态系统的功能生态系统具有许多重要的功能，它们维持着地球生物多样性的平衡，保持着物质和能量的循环。
1. 能量流动生态系统中存在着能量的流动过程。
光合作用是生态系统中能量的入口，它将太阳能转化为化学能。
而动物的摄食、呼吸等代谢过程则将能量从一个物种传递给另一个物种，并最终以热能的形式散失出去。
2. 物质循环生态系统中的物质循环包括水循环、碳循环、氮循环等。
它们使得生态系统中的物质得以循环利用，维持着整个生态系统的平衡。
生态系统的功能(二)及生态环境的保护
生态系统的功能（二）及生态环境的保护一、知识概述1、生态系统的物质循环：物质循环的概念、碳循环、氮循环；2、生态系统中的信息传递；3、生态系统的稳定性；4、人类活动对环境的影响；5、环境保护与可持续发展。
二、重点知识归纳及讲解生态系统的功能包括：能量流动、物质循环、信息传递。
（一）物质循环的概念（生物地球化学循环）1、物质循环的概念指生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
（1）这里的“生态系统”指的地球上最大的生态系统，即生物圈。
（2）这里的“物质”，是指组成生物体的基本化学元素。
特点：带有全球性，反复循环利用。
2、碳循环（1）碳的存在形式（2）循环形式：CO2。
（3）循环过程：无机环境（CO2）生物群落（有机物）（4）碳循环平衡的破坏及后果①碳循环平衡遭破坏的原因：随着工业的迅速发展，人类大量燃烧煤炭和石油等化石燃料，使地层中经千百万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量持续迅速增加。
②影响：大气中二氧化碳的增加，形成温室效应，导致气温升高。
温室效应可加快极地冰川的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。
3、氮循环（1）氮循环过程（2）氮循环中的几个重要代谢过程比较 基本过程 相关微生物 代谢类型 在生态系统中的地位生物固氮 N 2→NH 3 根瘤菌、 圆褐固氮菌、 蓝藻 异养需氧 异养需氧自养需氧消费者分解者 生产者 硝化作用 NH 3、NH 4＋→NO 3－ 硝化细菌 自养需氧生产者 氨化作用 含N 有机物→NH 3、NH 4＋腐生细菌、 真菌 异养需氧分解者反硝化作用 NO 3－→N 2 反硝化细菌 异养厌氧 分解者4、能量流动和物质循环的关系能量流动物质循环 形式 以有机物形式流动 以无机物形式循环过程 沿食物链(食物网)流动 在无机环境和生物群落间往复循环范围 生态系统各营养级间 生物群落与无机环境间特点 单向流动、逐级递减 往复循环、全球性联系 ①同时进行、相互依存②物质是能量流动的载体③能量是物质反复循环的动力（二）生态系统中的信息传递1、生态系统中的信息的种类（1）物理信息：以物理过程为传递形式的信息。
生态系统的功能7.ppt
（一）能量流动
能量来源
太阳能
能量流动渠道
食物链和食物网
用于植物的
初级生产量： 总初级生产量
净初级生产量 生长、发育、 繁殖
次级生产量： 总次级生产量
呼吸量
用于植食动物 净次级生产量 生长、发育、
繁殖
单方向，不循环；
能量流动规律 逐级递减；
传递效率10~20%
能量流动的计算规律
在食物链“草
的大量秸秆。请填空回答：
1. 秸秆在燃烧时，放出的热能最终来源于 太阳能 。
秸秆中的能量是作物通过 光合作用 过程贮存起来的。
2. 秸秆燃烧后只留下少量的灰分，这些灰分是作物在生
长过程中从 土壤
中吸收的 矿质元素 。
3.除了灰分以外，构成秸秆的其它物质，在燃烧过程中
以 二氧化碳 、 水蒸气 、 氮氧化物 等气体形式
A.初级消费者 B.次级消费者 C.三级消费者 D.分解者
2.生态系统中，全部初级消费者消耗的能量比全部次级消费者消耗的能量
A.少
BB..多多
C.相等
D.大约相等
3.在生态系统的碳循环过程中，能够把二氧化碳释放到大气中的过程是
A.同化作用 B.呼吸作用 C.蒸腾作用
D.光合作用
4.在生态系统的物质循环过程中，对物质转化不可缺少的是 A.微生物 B.动物和微生物 C.化能自养生物 DD..绿绿色色植植物物和和微微生生物物
散失到 大气
中。
请你思考：
假如把各营养级的生物数 量关系，用绘制能量金字塔的 方式表示出来，是否也一定如 右图所示的“金字塔”的形状 呢？有没有例外？
鸟
虫
树
4、假如要使鹰增加2公斤体重，最多要耗草 200 公斤。
生态系统的功能及其保护
生态系统的功能及其保护生态系统是指在一定地域内，由各种生物和非生物因素相互作用而构成的一个复杂的系统。
生态系统是地球上自然界的基本组成部分，也是维持和发展人类社会的重要基础。
保护生态系统就是保护人类自己，因为我们的生存和发展都依赖于生态系统的正常运行。
生态系统的功能包括以下几个方面：1. 保持水循环生态系统通过植被的蒸腾、蒸发等生物和地理现象，使地球能够保持水的循环，防止水资源的紧缺和饮用水的短缺。
当水循环稳定时，土地得到了水分滋润，植被生长得更好，呼吸作用也更正常。
2. 保护土壤生态系统的作用还包括保护土壤。
土壤是植物生长的媒介，也是农业和林业资源的重要基础。
保持土壤的蓬勃发展，可以防止土壤的侵蚀，稳定土壤质量，减少土壤的流失，保持土壤的肥力。
3. 维持生物多样性生态系统的另一个功能是维持生物多样性。
生态系统中有各种不同的生物，包括植物、动物、微生物等等。
如果生态系统中某一个物种过度繁殖或者消失，都会对生态系统造成很大的破坏。
因此，维持生物多样性是保持生态系统健康运行的必要条件。
4. 保持环境平衡生态系统还起到了保持环境平衡的作用。
生态系统中的各种生物和非生物因素相互作用，不断地调节着环境中的物质和能量的分配和流动。
如果生态系统中的某一环节出现了问题，就会对整个生态系统造成很大的冲击，从而导致环境的不平衡。
为了保护生态系统的功能，我们应该采取以下几个措施：1. 加强环境保护保护生态系统，首先要加强环境保护。
在经济发展过程中，不能无限制地破坏环境。
政府应该制定环境保护法律法规，对环境保护进行严格监管。
同时，企业和个人也有责任保护环境，减少对生态系统的损害。
2. 推进生态农业和林业生态农业和林业是保护生态系统的重要手段。
推行有机农业，减少使用农药和化肥，避免化学物质对土壤和水源的污染。
在国家贫困地区，应该推广生态林业，修复荒山、荒地，保护水源。
同时，在城市和农村的公共区域，种植各种绿色植物，改善环境。
生态系统的功能
2、物质 3、范围 4、特点
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化学元素 生物圈 循环性、全球性。
大气中的CO2
微 生 物 的 分 解 作 用
呼 吸 作 用
呼 吸 作 用
摄食
光 合 作 用
燃
烧
动物
植物
动植物的遗体和排出物
泥炭、煤、石油
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碳的循环过程
（1）碳循环的形式：CO2 （2）碳在自然界中的主要存在形式：CO
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信息传递在生态系统中的作用
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
2.生物种群的繁衍，离不开信息的传递。 3.调节生物的种间关系，以维生态系统的稳定。
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（初级消费者）
用于生产者 生长、发育、 繁殖的能量
（未被利用）
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能量流经第二营养级示意图
粪便
初级消费者 摄入
1.初级消费者粪便中的能量属于 初级消费者同化的能量中吗？
同化量=摄入量-粪便量
初级消费者 同化
分 解 者 利 用
遗体
残骸
呼 吸 散 失
粪便量属于上一营养级同 化量的一部分 2. 初级消费者同化 的能量有哪几个去向？
以有机物形式流动 单向流动、逐级递减 生物群落各营养级之间
以无机物形式循环
全球性、循环性
生物圈
联系
（1）同时进行、相互依存 （2）物质作为能量流动的载体，使能量沿着食物链流动 （3）能量是物质反复循环的动力，使物质能够不断地在 生物群落和无机环境之间循环往返。
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生态系统的信息传递
物理信息 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递 的信息。 化学信息 生物产生一些可以传递信息的化学物质---信息素，如植物的生 物碱、有机酸、性外激素等。 行为信息 动物的特殊行为，向同种或异种生物传递特定的信息。
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(1)这个食物网由 4 条食物
链构成。
(2)此草原中的所有生物及其
生活环境共同构成 生态系统
。
(3)对猫头鹰而言，能量消耗
最少的食物链是
。
草 鼠 猫头鹰
(4)猫头鹰体内的有机物最终是来源于 草 进行的 光合 作用。
(5)如果当地有人开办工厂，导致该生态系统发生 了重金属污染，则图中 猫头鹰 内的重金属
生物圈2号结构图
生物圈2号中的农田
生态系统的稳定性
生态系统中各种生物的数量保持 着一中动态的平衡。
生态系统具有一定的自我调节 能力。
生态系统的自我调节能力有限
生物圈2号给我们的警示
人类在茫茫宇宙中只有地球这一处 家园，逃离和束手待毙都是与事无补的 。地球不是实验室，我们输不起，只有 善待和保护生物圈才是我们真正的出路 。
以地球上碳的循环为例，讨论物质循环特点
课本70页图14－26 碳是地球上储量最丰富的元素之一。
碳在无机自然环境中存在的形式即以CO2和碳酸盐 （石灰岩、珊瑚礁）的形式存在。
糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生物体的基本 物质，在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大 约占生物体干重的49％，是有机化合物的“骨 架”，没有碳就没有生命。
1、 在草原中，羊吃草、狼吃羊…形成了复杂的 食物关系，下列有关说法正确的是（ ）
A．除动、植物外，要构成一个完整的生态系统， 还必须有非生物部分和分解者
B．狼的数量增减只与羊的多少有关，与草的数量 无关
C．草原生态系统中的一条食物链可写成：阳光→ 草→兔→狼
D．在各种各样的生态系统中，草原生态系统的自 动调节能力最强
小结
生态系统中不断进行物质循环和能量流动 物质循环具有全球性的。 能量流动是一个单向且递减的过程。 生态系统有一定的自我调节能力。 生态系统中有害物质会累积。
拓展练习
1、施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积
的一小部分，可是在远离施药地区的南极动物体
内也发现了DDT，这种现象说明了
含量最高。
（ B）
A．影响生物的生态因素包括非生物因素和生 物因素
B．草原上所有的生物共同组成草原生态系统
C．麦田中的小麦和杂草之间是竞争关系
D．生态系统的主要功能是物质循环和能量流 动
4、玉米是我市主要粮食作物之一，
在农村广泛种植．玉米农田中（ D）
A．没有消费者和分解者 B．无法完成物质循环和能量流动 C．生物成分少，自动调节能力弱 D．病虫害是影响其动态平衡的主要 原因
【资料分析】地球上碳的循环
大气中的二氧化碳
绿色植物
微生物
动物
化石燃料
【观察】地球上碳素的流动
大气中的二氧化碳
分 解
微生物
光合作用
绿色植物
捕食 食物
链
动物
呼燃Leabharlann 吸烧作用
化石燃料
生态系统中的物质循环
构成生物体的基本元素都 是在生态系统的生物与非生物 环境之间反复循环的，而且物 质的循环具有全球性。
B
A、DDT是挥发性物质
B、DDT已加入了全球性的物质地化循环
C、考察队将DDT带到了南极
D、南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
2、春天来了，烟台市境内的昆嵛山、 磁山、艾山、招虎山、罗山等吸引
了众多游客，它们属于（ A ）
A．森林生态系统 B．草原生态系统 C．湿地生态系统 D．城市生态系统
3、下列关于生态系统的叙述中，不正确的是
草 牛 牛奶
植物 小麦 面包
人
谷物 鸡
鸡蛋
生态系统中能量流动
生态系统中能量的输入、传递、 转换和输出的过程。
能量流动是单向的，逐级递减。
生态系统中的物质循环和能量流动
生产者通过光合作用把光能转 化为化学能，然后通过食物链（网） 传递给消费者、分解者，在这个过 程中进行中物质循环和能量流动。
复习
生 态 组成成分 系 统 的 结 构 营养结构
非生物环境 生产者 消费者 分解者
食物链 食物网
生态系统的功能
生物圈二号全景
生物圈2号结构图
1991年9月26日
生物为维持生命每天都要消耗大量的 物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物质， 为什么这些物质亿万年来没有被生命活动 所耗尽？