第5章 生态系统及其稳定性 生态系统是当今最受人们重视的研究领域之一，全球所面临的资源与环境问题的解决，都有赖于对生态系统的结构与功能、多样性与稳定性等诸多方面的研究。

第1节 生态系统的结构 如何理解生态系统的整体性？ 生态系统有哪些主要组成成分？它们是 如何构成生态系统的？ 生态系统具有怎样的营养结构？

生态系统的概念： 生物圈的概念： 由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体叫做生态系统。 地球上的全部生物及其无机环境的总和，是地球上最大的生态系统。

生态系统的范围 森林生态系统 海洋生态系统 草原生态系统 湖泊生态系统 城市生态系统 农田生态系统

生态系统 海洋生态系统 水域生态系统 淡水生态系统 自然生态系统 森林生态系统 草原生态系统 陆地生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统 农田生态系统 人工林生态系统 人工生态系统 果园生态系统 城市生态系统 池塘生态系统

哪个生态系统最不容易受破坏，即最稳定？ 森林生态系统 哪个生态系统生物种类最丰富？ 森林生态系统 哪个生态系统最容易受破坏，稳定性最差？ 农田生态系统 哪个生态系统占有的空间最大？ 海洋生态系统 哪个生态系统人的作用突出？ 农田生态系统 城市生态系统 人类的食物主要来自哪个生态系统？ 农田生态系统 人类的水源主要来自哪个生态系统？ 湿地生态系统 人类呼吸的新鲜空气来自哪个生态系统？ 森林生态系统

（一）生态系统的成分 观察与思考 1、池塘中除了生物之外还有哪些成分？ 2、自养型生物有哪些？ 3、异养型生物有哪些？ 池塘生态系统图解 4、动植物的尸体、粪便、残枝败叶最终到哪里去了？

非生物的物质和能量 生态系统的成分 生产者(是生态系统的主要成分) 消费者 分解者(是生态系统的必要成分) 阳光、热能、水、空气、无机盐等 自养生物，例如绿色植物、蓝藻、化能自养型细菌 消费者 寄生性植物、大部分的动物、寄生细菌 分解者(是生态系统的必要成分) 主要是细菌和真菌，某些动物，如蚯蚓

分析: 生态系统各成分间的关系 生产者 非生物物质和能量 消费者 分解者

尝试建构生态模型：

C A C 1.下列生物中，属于消费者的是？ A.蓝藻 B. 蚯蚓 C. 兔子 D. 硝化细菌 2.下列哪种现象能反映出消费者与生产者间的关系？ A. 羊吃草 B. 羊饮水 C. 蛇吃鼠 D. 狐吃兔 3. 连接生物界和无机自然界的两个重要环节是？ A. 生产者和消费者 B. 消费者和非生物成分 C. 生产者和分解者 D. 生产者和非生物成分 A C

（二）食物链和食物网 食物链:生物之间由于食物关系而形成的一种联系，是吃与被吃的关系。 营养级:食物链上的每一个环节 青草 蝗虫 青蛙 蛇 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 青草 蝗虫 青蛙 蛇 第一级 第二级 第三级 第四级

食物网 许多食物链相互交错连结的复杂营养关系

注意事项: 每条食物链的起点总是生产者，终点是不被 其他动物所食的动物。 2. 生产者总是为第一营养级。 3. 各种生物所处的营养级并不是一成不变的。 4. 食物链上一般不会超过5个营养级

总结: 1、生态系统的结构： （1）组成成分：非生物的物质和能量、生产 2、对营养结构的再认识: 者、消费者、分解者 （2）营养结构：食物链和食物网 2、对营养结构的再认识: 食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越大。

19 3 思考图5-5回答下列问题： 1.该生态系统食物网中有___条食物链. 2.鹰有__种营养级,分别为_______. 3.青蛙和螳螂的种间关系为_________. 19 3 第3、4、5、营养级 捕食和竞争

学以致用 下面两句话所体现的是否是完整的食物链？为什么? 1.“螳螂捕蝉，黄雀在后” 2.大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴 答案：树叶 蝉 螳螂 黄雀 2.大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴 答案：藻类 虾米 小鱼 大鱼

Ｂ 1、兔子吃草，红狐吃兔，狼吃红狐构成的食物链中，红狐所处的消费者级别和营养级别依次是（ ） A．次级消费者、第二营养级 1、兔子吃草，红狐吃兔，狼吃红狐构成的食物链中，红狐所处的消费者级别和营养级别依次是（　　 ） Ｂ A．次级消费者、第二营养级 B．次级消费者、第三营养级 C．三级消费者、第二营养级 D．三级消费者、第三营养级

2、从生态系统的组成成分看，硝化细菌和蚯蚓属于 （ ） A.生产者和分解者 B.生产者和消费者 C.消费者和分解者 D.分解者和消费者 A

3、根据右图所示的食物网回答问题： 4 鹰 减少 （1）该生态系统中有____条食物链。 （2）图中的次级消费者是__________。 （3）图中占有两个不同营养级的生物是__________。 （4）如果由于灾害使得植物大减，则鹰的数量将会_________。 狐、蛇、鹰 鹰 减少

家庭摆设： 水晶球样的生态系统 该球密封，内装有水，两三条鱼(虾)，生长着水藻，底部有珊瑚和泥沙 1.生物成分是否齐全？ 2.它应放在什么地方？ 3.水藻和小鱼能生存的原因是什么？

思考： 为什么食物链上一般不会超过5个营养级？ 为什么老虎、老鹰这些处在高营养级的动物数量不多？

第2节 生态系统的能量流动 怎样研究生态系统的能量流动？ 生态系统中的能量流动有什么特点？ 什么是能量金字塔？

一、能量流动的概念： 能量流动的分析： 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 种群 能量输入 能量储存 能量散失

二、能量流动的过程： 流经生态系统的能量总量＝被固定的太阳能总量 地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。 进入生态系统中生物体的能量是生产者光合作用吸收的能量。这些能量固定到生产者所制造的有机物中。 进入生态系统中的太阳能约占太阳向地球输送能量的1%。 流经生态系统的能量总量＝被固定的太阳能总量

… ... 能量流经第二营养级示意图 粪便 初级消费者 摄入 呼吸 分解者利用 遗体 残骸 散失 呼吸 散失 初级消费者 同化 用于生长 发育和繁殖 散失 呼吸 次级消费者 摄入 散失 ...

生态系统的能量流动图解: … 思考: 定律？为什么？ 2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统 中来？ 呼吸 呼吸 呼吸 呼吸 生产者 三级消费者 (肉食动物) … 初级消费者 (植食动物) 次级消费者 (肉食动物) (植物) 分 解 者 呼吸 思考: 1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒 定律？为什么？ 2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统 中来？

三、能量流动的特点： “未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量

A B C D 三、能量流动的特点： 营养级 流入能量 流出能量 （输入后一个营养级） 出入比 生产者 植食性动物 肉食性动物   分解者 464.6 62.8 13.52％ 62.8 12.6 20.06％ 12.6 14.6 第一、能量流动不是循环的而是单向的：食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。 第二、能量流动是逐级递减的：由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为10％～20％，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。

引申 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？ 为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方 米却有百万昆虫? 人增加一千克，要消耗多少克的植物？ (从不同食物链考虑) 生物富集作用?

四、研究能量流动的实践意义： 生态系统是一个开放系统，它们不断地与周围的环境进行着各种形式能量的交换，通过光合同化，引入能量；通过呼吸作用，把能量转出环境，以维持系统的有序性。 人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。

四、研究能量流动的实践意义： 森林应在什么时候开采利用是最合算的? 如何确定一个草场的载畜量，以防止由于过度 放牧而使草场退化？ 在农业生态系统中怎样使能量更多的流向对人 类有益的地方？ 纤维素是地球上十分丰富的有机物之一，然而 人类不能消化纤维素，如何利用纤维素呢? 海洋、湖泊和河流中有大量的浮游植物和动 物，人类目前还无法直接获取或利用，那该如 何办呢？

佛山地区的桑基鱼塘

桑树 蚕 蚕沙 塘泥 池塘

C 1. 流经生态系统的总能量是指（ ） A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上 的全部太阳能 B. 射进该系统的全部太阳能 1. 流经生态系统的总能量是指（ ） A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上 的全部太阳能 B. 射进该系统的全部太阳能 C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量 D. 生产者传递给消费者的全部能量 C

A 2. 假设你流落在不毛的荒岛上，只有少量的 玉米和鸡可以食用，那么使自己活的最长 的办法是（ ） A. 先吃鸡，然后吃玉米 的办法是（　　） A. 先吃鸡，然后吃玉米　　　　 B. 先吃玉米，然后吃鸡 C. 用玉米喂鸡，然后吃鸡 D. 用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡 A

C 3. 下面有关生态系统能量流动的表述，不正 确的是（ ） A .能量流动是单向流动，逐级递减的 B.食物链越短，可供消费者的能量越多 确的是（　　） A .能量流动是单向流动，逐级递减的 B.食物链越短，可供消费者的能量越多 C .初级消费者越多，次级消费者获得的能 量越少 D .营养级越多，散失的能量越多 C

4. 假设一个生态系统的总能量为100％， 按最高传递效率计算，第三营养级和三 级消费者所获得的能量应为（ ） A. 4％和4％　　 B. 0.8％和0.8％ C. 4％和4％　　　 D. 10％和4％ C

第3节 生态系统的物质循环

①生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动。 ②生物地球化循环：生物圈是地球上最大的生态系统，其中的物质循环带有全球性，这种物质循环又叫生物地球化学循环。 ③生态系统的物质循环反复出现，循环流动，不会消失，生物可反复利用。(物质守恒定律)

碳循环

温室效应 生活中我们可见的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室，是让阳光直接照射进温室，加热室内空气；而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让市内的热空气向外散发，使市内的温度保持高于外界的状态，以提供有利于植物快速生长的条件。 温室有两个特点：温度较室外高、不散热。 由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会使地球上的病虫害增加，土地干旱，沙漠化面积增大，海平面上升，气候异常，海洋风暴增多。 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2-4摄氏度，南北极地冰川将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括纽约、上海、东京和悉尼几个国际大城市。

能量流动和物质循环的关系 能量流动和物质循环的相互关系 形式 能量流动 物质循环 特点 主要以有机物形式流动 组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间反复循环 范围 单向流动，逐级递减 反复循环，维持生态平衡，具全球性 联系 能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相成，是不可分割的统一整体

大气中二氧化碳 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 燃烧 微生物的分解作用      植物 动物 化石燃料 动植物残骸

 右图是自然界碳循环的简图， 图中的甲、乙、丙各代表： A. 生产者，分解者，消费者 B. 消费者，分解者，生产者 C. 分解者，生产者，消费者 D. 生产者，消费者，分解者 丙 乙 甲 大气中CO2 

 生物地化循环是指：组成生物的基本元素： A. 在陆地生态系统中的物质循环和能量流 动的复杂过程 B. 在能量流经生态系统各营养级时逐级递 减的全过程 C. 在组成生态系统的生物群落生物体内的 反复循环运动 D. 在生物圈的生物群落与无机环境之间的 

 在生态系统碳循环中，既能使CO2进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是： A. 分解者 B. 植食性动物 C. 肉食性动物 D. 绿色植物 

 与自然界中的碳循环关系最为密切的两种细胞器是： A. 内质网和高尔基体 B. 叶绿体和线粒体 C. 核糖体和叶绿体 D. 核糖体和高尔基体 

生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是： A. 光合作用 B. 呼吸作用 C. 蒸腾作用 D. 微生物的分解作用 

 与自然界中的碳循环关系最为密切的两种细胞器是： A. 内质网和高尔基体 B. 叶绿体和线粒体 C. 核糖体和叶绿体 D. 核糖体和高尔基体 

 如果自然界中的各种菌类不存在，那么： A. 生物尸体极难腐烂 B. 草木繁盛，动物大量繁殖 C. 人类将免于患病 D. 植物的营养来源发生困难 

第4节 生态系统的信息传递

什么是信息？ 一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息（information）

生命系统的信息观 细胞生命系统（细胞内部信息流） 例：DNA→mRNA→蛋白质

生命系统的信息观 细胞生命系统 （接受外界信息） 个体生命系统 例：神经调节中的电信号、化学信号 激素调节中的激素 免疫调节中的抗原信号等

第5节 生态系统的稳定性

家庭摆设： 水晶球样的生态系统

生态系统的稳定性 概念：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 原理：生态系统内部具有一定的___________，生态 系统自我调节能力的基础是_________。大小取 决于自身的净化能力和完善的营养结构。 自我调节能力 生态系统的稳定性 负反馈调节 抵抗力稳定性：抵抗干扰，保持原状 表现： 恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状 生态系统抵抗力稳定性较高，则恢复力稳定性较_____。 较低 两稳定性表现之间 的关系：反相关 生态系统抵抗力稳定性较低，则恢复力稳定性较_____。 较高 提高生态系统稳定性

兔与植物的关系 兔的数量增加 兔吃大量植物 兔因饥饿死亡 兔吃少量植物 植物减少 兔的食物增加 植物增加

思考 草原中生活着野兔和狼，由于狼的捕食，野兔的数量减少，分析草、野兔、狼的种群数量是如何逐步达到稳定的？ 为什么森林中害虫的数量不会大幅度增大？ 适度捕捞后，池塘中鱼的种群数量为什么不会减少？ 森林局部大火过后，为什么植株能较快生长？ 以上的例子说明了什么？

抵抗力稳定性 组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越___，抵抗力稳定性越___。 强 高 组分越少，食物网越简单，自我调节能力越___，抵抗力稳定性越___。 弱 低

生物圈2号 1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。

人类四大愚蠢事件 农业的自作聪明：黑白双风暴 生态建设的自作聪明：坍塌的“绿色长城” 大型工程的自作聪明：给人添堵 一败涂地的“生物圈二号”实验

有效措施 保护好生物多样性 提升生态系统中营养结构的复杂程度

 生物系统的稳定性是指： A. 所具有的保持自身结构和功能相对稳定的 能力 B. 所具有的维持自身结构和功能相对稳定的 C. 生态系统所具有的自我调节能力 D. 所具有的保持或恢复自身结构和功能相对 稳定的能力 

 某山区，砍伐了一定量的树木，但并没有破坏森林生态系统，根本原因是： A. 森林生态系统具有一定的自我调节能力 B. 森林中剩下的树能进行光合作用 C. 森林生态系统中有物质和能量的流动 D. 森林生态系统的恢复力稳定性高 

 森林生态系统能长期维持相对稳定状态的原因是：  生物多样性是自我调节能力的基础  其抵抗力稳定性高  其恢复力稳定性高  有比较复杂的营养结构  太阳能是维持生态系统正常运转的动力  生产者和分解者构成生物圈中无机物和有机物的 循环回路  一种生物大量减少后，其位置可由同一营养级的 多种生物取代  能量可随季节的变动而处于稳定状态 A.  B.  C.  D.  

当河流受到轻度污染时，很快消除污染的方式是： A. 物理沉降 B. 化学分解 C. 微生物分解 D.物理沉降、化学分解、微生物分解 

 在一个生态系统中的“甲、乙、丙、丁”四种生物，由于食物关系相互形成以下几种类型的结构，其中最稳定的是： 丙  A. 甲 乙 丙 丁 B. 甲  丁  乙 丁 丁   C. 甲  乙  丙 D. 甲  乙  丙 

埃及的阿斯旺大坝建成后，尽管改善了电力和灌溉条件，取得了明显的经济效益，但巨大的水库沿岸水草丛生，使血吸虫发病率高达80％～100％，尼罗河下游农田失去了肥源等，说明该工程： A. 经济效益和生态效益良好 B. 在一定程度上破坏了生态系统的自我调节 能力 C. 维持了原来的生态系统的自我调节能力 D. 使生态系统的结构变得复杂 

生态群落K到N包含数字1到8代表物种，每个物种的密度不同。下表中给出了这些物种的密度（个/m2）。当受到大规模害虫的袭击（危害程度逐步增加）时，这些群落中受影响最小的是： A. K B. L C. M D. N 群落 种1 种2 种3 种4 种5 种6 种7 种8 K 50 25 10 L 90 5 1 2 M 80 4 N 24 20 