第五章生态系统及其稳定性

第五章：生态系统及其稳定性晨背一、生态系统的结构1、概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。

最大的生态系统是生物圈2、结构：组成成分和营养结构(食物链和食物网)。

二、生态系统的组成成分1、非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐和有机物等。

是生态系统的基础营养方式：自养型（光能自养和化能自养型）作用：无机物转化为有机物，光能转化为化学能；；②为消费者提供食物和栖息场所2、生产者地位：生态系统的基石，也是必备成分生物种类：(1)绿色植物（主要）；(2)光合细菌和蓝藻；(3)化能合成细菌，如硝化细菌、铁细菌营养方式：异养型作用：①加快物质循环；②利于植物传粉和种子传播3、消费者地位：生态系统最活跃的部分生物类型：(1)绝大多数动物；(2)营寄生生活的植物(如菟丝子)细菌和病毒：（3）食虫植物营养方式：异养型作用：将有机物分解为无机物，供生产者重新利用4、分解者地位：生态系统的关键成分生物种类：(1)营腐生生活的细菌、真菌；(2)腐生动物，如蜣螂、蚯蚓等（注：(1)植物≠生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。

(2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、蜣螂等腐生动物属于分解者。

(3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者）5、生态系统中四种成分的联系(1)根据双向箭头“”确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。

(2)根据箭头指向判断各成分①有三个指出，应为生产者；②有三个指入，为非生物的物质和能量；③一个指入为消费者，两个指入的为分解者晚背三、生态系统的营养结构：食物链和食物网1、食物链草鼠蛇鹰生产者初级消费者次级消费者三级消费者第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级(1)起点：一定是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物(2)某一营养级生物：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不是单个生物个体，也不一定是某种群。

(3)食物链的不可逆性：食物链中的捕食关系不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。

(4)不参与食物链组成的成分：分解者和非生物的物质和能量（5）第一营养级一定是生产者：营养级＝消费者级别＋1（6）一条食物链一般不超过五个营养级2、食物网①食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而非取决于生物数量。

②同一消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼在该食物网中分别位于第三、第四营养级。

③在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。

④食物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，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。

(3)“中间”营养级生物减少的情况：从减少的生物开始分析其他生物数量的变化3、食物链和食物网的功能：食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。

晨背四、能量流动、1、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程， (1)起点：从生产者固定太阳能开始(输入能量)。

(2)总能量：流经生态系统的总能量＝生产者所固定的太阳能总量。

(3)渠道：沿食物链和食物网传递(传递能量)。

2．生产者固定的太阳能的三个去向(1)呼吸作用消耗； (2)下一营养级同化；(3)分解者分解。

①消费者摄入能量＝消费者同化能量＋粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。

②消费者同化能量＝呼吸消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量。

③生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一营养级同化的能量＋未被利用的能量。

3、能量流动的两个特点：单向流动、逐级递减。

4、．能量传递效率相邻两个营养级的传递效率＝下一营养级同化量上一营养级同化量×100%。

一般能量传递效率为10%～20%。

5、有关能量传递的计算问题首先需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑①知低营养级求高营养级⎩⎨⎧ 获得能量最多⎩⎪⎨⎪⎧ 选最短食物链按×20%计算获得能量最少⎩⎪⎨⎪⎧选最长食物链按×10%计算②知高营养级求低营养级⎩⎨⎧需最少能量⎩⎪⎨⎪⎧ 选最短食物链按÷20%计算需最多能量⎩⎪⎨⎪⎧ 选最长食物链按÷10%计算6．研究意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

(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。

晚背五、物质循环1、概念：组成生物体的各种元素在生物群落与无机环境之间不断地循环的过程。

①循环的对象：化学元素。

②循环的范围：无机环境和生物群落。

③循环的特点：具有全球性；往复循环利用2．碳循环(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。

碳在生物群落中的存在形式：有机物(2)碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：CO2(主要)。

(3)循环过程：碳从无机环境进入生物群落途径：光合作用、化能合成作用；（4）从生物群落返回无机环境的途径：动植物呼吸作用和分解者的分解作用。

（5）碳在生物群落中的传递形式：含碳有机物；（6）碳在生物群落中的传递渠道：食物链（网）（7）联系生物群落和无机环境的两个重要的生理过程是：光合作用和呼吸作用（8）与之有关的环境问题：温室效应①形成原因：a、化石燃料的大量燃烧，产生了大量CO2；b、植被破坏，降低了对大气CO2的调节能力②影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类3、能量流动和物质循环的两个关系(1)物质是能量流动的载体。

(2)能量是物质循环的动力。

二者同时进行，相互依存，不可分割。

4、意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。

5、碳循环示意图中生态系统成分的判断方法：（1）图--1先根据双向箭头确定A和B应为生产者或大气CO2库：除双箭头外生产者只有出发的箭头，分解者只有接受的箭头，因此A为生产者B为大气CO2库(不能写“无机环境”)最后根据A→D，C→D，确定D为分解者，剩下的C为消费者。

(2)图2——根据A与C之间的双向箭头及C有多个单向箭头判断：A和C分别是生产者和大气CO2库。

根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。

(3)图3——首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气CO2库。

又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气CO2库，E为生产者。

然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。

晨背六、信息传递1、生态系统中的三类信息(1)物理信息：包括声、光、颜色等。

(2)化学信息：生物依靠自身代谢产生的化学物质，如生物碱、有机酸、性外激素等。

(3)行为信息：如孔雀开屏、蜜蜂跳舞等。

2、生态系统信息传递的方向和范围(1)方向：双向传递。

(2)范围：个体与个体之间、种群之间、生物与无机环境之间。

3、信息传递在生态系统中的作用：①：生命活动的正常进行，离不开信息的传递；生物种群的繁衍，也离不信息的传递②：信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定信息传递在农业生产中的应用：①提高农产品和畜产品的产量；②对有害动物进行控制七、生态系统的稳定性1、生态系统的稳定性：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。

生态系统具有自我调节能力，但是自我调节能力是有限的。

抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力2、生态系统的稳定性恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越差3．抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较3①控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统的内部结构和功能的协调晚背4、生态环境问题是全球性的问题全球环境问题：a.全球气候变化 b.水资源短缺 c.臭氧层破坏 d.酸雨e.土地荒漠化f.海洋污染g.生物多样性锐减5、生物多样性：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性6、生物多样性包括：物种多样性、基因多样性、生态系统多样性7、保护生物多样性的措施：就地保护（自然保护区）、易地保护（动物园）潜在价值：目前人类不清楚的价值8、物多样间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能，如涵养水源，保持水土）性的价值直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。

9、可持续发展①定义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，它是追求自然、经济、社会的持久而协调发展。

②措施：a.保护生物多样性b.保护环境和资源c.建立人口、环境、科技和资源消费之间的协调和平衡。