生态系统及其稳定性

（一）生态系统的结构

1．  成分及结构模型

    讨论一个典型的生态系统的组成成分（投影），按照不同生物的营养方式和在生态系统中的作用对生物进行归类。

生产者：自养，如绿色植物（光合作用）和某些细菌（化能合成作用），是生态系统的基础成分。

消费者：异养，如绝大多数动物和其他寄生生物，能加快生态系统的物质循环，是生态系统的重要成分。

分解者：异养，如腐生微生物和某些具分解作用的无脊椎动物（屎壳郎等）等，能将动植物遗体等中的有 

        机物分解为无机物，返还到无机环境中去，是生态系统不可或缺的成分。

非生物物质和能量：光、热、水、气、肥等。

注意：高中教学不必去争议“蚯蚓、秃鹫是分解者还是消费者”等类似问题，对之完全可以回避，只讨论

      生物在三大功能类群中的典型归属即可。

练习：构建结构模型（示例：P90图5-3），反应各成分的相互关系。

2．  营养结构：食物链和食物网（物质循环和能量流动的渠道）

食物链包括捕食链、寄生链和腐生链三种类型，高中教材一般只讨论典型的捕食链。

注意：

1）一个完整的食物链要从最低营养级生产者开始，到最高营养级结束。

2）营养级和消费级的对应关系

3）某种生物在食物网中所处的营养级固定不变吗？（示例：P91图5-5 某陆地生态系统的食物网）

4）食物网中一种生物锐减或剧增对其他生物的影响？（当按照不同环节分析所得结果相互矛盾时，以环节少的分析结果为准，因为环节越少，能量在传递中的损耗越少。）

(二)生态系统的功能

1。能量流动:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

    怎样分析生态系统的能量流动？

投影兔子吃草的图片，分析回答：

a.草的能量是怎样获得的？

b.草的能量何去何从？全被兔子利用吗？

c.兔子是如何利用草的能量的？兔子的能量又到哪里去了？

阅读观察教材P94文字和插图，回答：

a.生态系统中能流的起点是什么？

b.生态系统中能量是如何输入的？

c.能量在沿食物链传递过程中，是如何传递和散失的？

d.流经一个生态系统的总能量是多少？

总结：

1.流经生态系统的总能量:生产者所固定的全部太阳能。

2.传递途径：食物链和食物网。

3.传递效率：10%~20%。

4.传递特点：单向流动、逐级递减。

5.能量转化：光能→ATP→（CH2O）→ATP→热（不可再利用）

思考：

1.生态系统能量流动逐级递减的规律为什么不违背能量守恒定律？

2.什么是能量金字塔？有无例外？数量金字塔呢？

3.人们常说“一山不能容二虎”有无道理？

4.从生态学角度解释为什么“肉比粮食贵”？

5.举例说明研究能量流动的实践意义:

   a.科学规划设计人工生态系统，实现对能量的多级利用，提高对能量的利用率；

   b.合理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。

2.物质循环：组成生物体的各种化学元素，不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到五级环境的循环过程。

   1) 以碳循环为例。用文字、箭头等画出碳循环示意图，指出相关生理作用。

   2)相关知识：

    a.循环范围：生物圈  （思考：为什么农田要不断施加氮肥？）

    b.循环主体：碳元素

    c.循环形式：CO2和含碳有机物等

    d.循环特点：无机环境中的物质可以被生物群落反复利用。（能量流动则是单向递减的)

    e.相关作用：光合作用、呼吸作用、微生物分解作用、动物的碳同化作用等。

    f.和能量流动的关系：二者不可分割、相互依存。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无机环境之间循环往返。生态系统中的各种组分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。

   3)举例说明碳循环与温室效应等的关能量流系，提出缓解温室效应的一些对策。

3.信息传递

1)信息种类:物理、化学、行为和营养信息等。

注意：物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。

（鸟鸣是物理信息还是行为信息？分析：行为信息，教材是这样说的：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。可见行为信息有两个要素：一是动物所有；二是行为特殊；三是能传递信息。）

2)信息作用：有利于生物的个体生存、种族繁衍；可调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。

3)实践应用：一是提高农产品或蓄产品的产量；二是对有害动物进行控制。

 

  人们常说的“生态平衡”和“生态系统的稳定性”是什么关系？

（三）信息传递 

 举例说明生态系统的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定的原因是什么呢？这是因为——

1。生态系统的自我调节能力：基础是生态系统中普遍存在的负反馈调节。有一定限度。

      1）实例：河流受到轻微污染后通过物理沉降、化学分解和微生物分解等，很快消除污染。

      2）用文字、箭头构建一个群落内部中食虫鸟与害虫种群之间负反馈调节的概念模型。

      3）生物群落和无机环境之间也存在负反馈调节。例如：……

2。抵抗力稳定性和恢复力稳定性

     1）抵抗力稳定性：抵抗干扰，保持稳定

     2）恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状

     3）不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差异。一般说来，生态系统的组分越多，食物往越复杂，其自我调节能力就越强，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。

3。提高生态系统的稳定性

  1）控制对生态系统的干扰程度，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，保证生态系统内部结构与功能的协调。