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生态系统的结构和功能 1.生态系统的范围
（2）范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。 （3）结构：由组成成分和营养结构（食物链和食物网）构成。 （4）功能：进行物质循环、能量流动、信息传递。 注意：不要误认为生态系统的“结构”就是生态系统的四种成分。生态系统的结构包括两个方面：一是组成成分，包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者；二是营养结构，包括食物链和食物网。 2.生态系统的成分 （1）非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。 （2）生物群落
（2）生态系统中各成分之间的关系
注意：（1）非生物的物质和能量不包括温度。 （2）四种成分中除消费者外其余三种都是必备成分。 （3）自养一定是生产者，“自养型”一定为生产者；分解者一定为“腐生”型，“腐生”型一定为分解者；消费者一定异养，异养不一定是消费者，也可能是分解者。 （4）生产者未必都是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物未必都是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)；消费者未必都是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物未必都是消费者(如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)；分解者未必都是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物未必都是分解者(如硝化细菌、蓝藻等)。 （5）一种生物可能属于生态系统中的两个成分，如猪笼草既是生产者又是消费者。 （6）联系生物群落和无机环境之间的两大桥梁是生产者和分解者。 （7）生态系统的基础是非生物的物质和能量，因为非生物的物质和能量是生态系中生物群落的物质和能量的最终来源。基石是生产者。 （8）生态系统的成分常见误区归纳
（9）生态系统中各成分的快速判断
3.营养结构——食物链和食物网 （1）食物链 ①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。 ②实例
③特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。只包含生产者和消费者，且消费级别＝营养级别－1。 （2）食物网 ①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。 ②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。 ③功能：是生态系统能量流动和物质循环的渠道。 ④特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。 注意：（1）食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。 （2）不要误认为食物网中“某营养级”的生物都是一个种群。某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。食物网越复杂生态系统越稳定的原因正是处于同一营养级的物种种类多，当一种生物灭亡时，其功能可由处于同一营养级的其他生物所取代。 （3）食物网中某种生物可能占有几个营养级。食物网中两种生物之间最常见的是捕食关系，但也可能出现竞争关系。 （4）食物网越复杂，生态系统抵抗外来干扰的能力越强。 （5）食物链包括三种类型：捕食链、寄生链和腐生链。高中生物所涉及的食物链，实际上是捕食链，是由消费者和生产者之间通过食物关系形成的。食物链中不存在非生物的物质和能量以及分解者。也不能将寄生生物和分解者列入食物链或计算营养级。 （6）构建食物链的一般方法 ①依据曲线图构建食物链(网)
解读：分析曲线走势，先上升先下降者为被捕食者或以各营养级数量为依据，一般地，营养级越低时，数量越多(看起点)，即C→B→A。 ②依据柱形图或饼状图构建食物链(网)
③依据生态系统物质循环模型图构建食物链(网) 解读：上图表示的是生态系统的物质循环图解，其中D是生产者、A是消费者、B是分解者、C是无机环境，包含的食物链是D→A。 ④依据表格数据(能量值)直接构建食物链(网)
解读：根据能量多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。 ⑤依据表格数据(重金属、DDT等浓度)间接构建食物链(网)
解读：注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在“生物富集”现象，即随着营养级的增加，汞
浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如右图。 （7）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，举例如下：
若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。 4.生态系统的能量流动 (1)概念理解
注意：流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。能量的来源：①生产者的能量主要来自太阳能。②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。③人工生态系统还可来自于外界输入的能量。 (2)第一营养级的能量流动
注意：分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。
注意：最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。 ①从上述图解可以得到：摄入量＝同化量＋粪便量。 ②在各营养级中，能量的几个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；被下一营养级生物利用；被分解者利用；未被利用。 注意：（1）能量去向 ①呼吸作用消耗以热能形式散失；②流入下一营养级；③流入分解者；④暂时未被利用。 （2）关系式 ①摄入量＝同化量＋粪便量。 ②同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸量。 ③用于生长、发育和繁殖的能量＝分解者利用量＋下一营养级同化量＋未利用量＝同化量－呼吸消耗量。 （3）对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。 （4）某一营养级的能量去向 a.不定时分析（三个去向） ①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除外）；③被分解者分解利用。 b.定时分析（四个去向） ①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除外）；③被分解者分解；④未利用。 （5）不同营养级能量流动示意图比较
（6）构建能量流动模型（表示方法）（重复强调） 方法一：
说明 两个等量关系：同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c） 方法二：
三个去向（不定时分析）：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量（最高营养级除外） 方法三（拼图法）：
四个去向（定时分析）：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外） 未利用（B）包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。 （7）不要混淆“摄入量”、“同化量”、“粪便量”、“尿液中能量” ①摄入量≠同化量：摄入量－粪便量才是同化量，动物的“粪便”量不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。 ②粪便量≠尿液中能量：粪便量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。 (4)能量流动的特点及意义
注意：（1）能量流动特点及原因 a.单向流动的原因 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。 b.逐级递减的原因 ①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。 ②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。 （2）能量多级利用（了解）：是指使生态系统中的物质和能量分层次多级利用，使生产一种产品产生的有机废物，成为另一种产品的投入，使废物资源化，从而提高能量的转化效率。根据生态系统的能量流动规律，要提高能量的利用率，可以在实际生活中借鉴下面的一些措施：①尽量缩短食物链；②充分利用生产者；③充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。 （3）不要混淆能量传递效率与能量利用率 ①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。 ②能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 （3）界定三类生态金字塔
（5）食物链中能量的“最值”计算 设食物链A→B→C→D，分情况讨论（如下表）： ①能量传递效率未知时（按20%即1/5、10%即1/10计算）
②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。 （6）食物网能量的“最值”计算 在解决有关能量传递的计算问题时，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：
（7）具有人工能量输入的能量传递效率计算 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入到第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营养级的能量）×100% 5.生态系统的物质循环 （1）概念理解及与能量流动关系
注意：（1）物质循环指的是元素不是具体化合物。 （2）物质循环又名生物地球化学循环 （2）碳循环过程
解读：①碳的存在形式与循环形式 a.在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。 b.在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。主要沿食物链和食物网。 c.在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。 ②碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。 ③碳返回无机环境的途径 a.生产者、消费者的呼吸作用； b.分解者的分解作用（实质是呼吸作用）； c.化石燃料的燃烧。 注意：（1）如何在不同图解中快速确认碳循环各环节
据图示方法可快速推断各图各环节： ①大气CO2库——甲中b、乙中c、丙中a、丁中4； ②生产者——甲中a、乙中a、丙中e、丁中1； ③分解者——甲中d、乙中e、丙中c、丁中3； ④判定上述三环节后，消费者无论具有几个营养级都将迎刃而解。 （2）实现碳循环的关键因素是生产者和分解者。 （3）腐殖质是落叶等与土壤的混合物,含有大量的未完全分解的动植物的残体。 （3）温室效应 ①形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。 ②影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 ③缓解措施：植树造林，增加绿地面积；减少化石燃料的燃烧；开发清洁能源。 6.生态系统的信息传递 （1）信息的种类、特点、来源及实例（连线）
（2）信息传递的作用
（3）信息传递在农业生产中的应用 ①提高农产品或畜产品的产量 ②对有害动物进行控制 注意：（1）“信息”可来自生物或无机环境。 （2）生态系统的信息传递不是只发生于生物与生物之间，在生物与生物之间以及生物与环境之间都能发生信息传递。 （3）生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。 （4）巧判生态系统信息传递的类型 ①涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息,则判断为物理信息。 ②若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。 ③凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。如孔雀开屏。 ④若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。 ⑤若在噪音嘈杂的环境(如瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”信息进行交流。 （5）比较化学防治、机械防治和生物防治
7.生态系统三大功能的区别与联系
生态系统的稳定性和生态环境的保护1. 生态系统的稳定性 1.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。 注意：注意：稳定性表现 （1）结构相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈周期性变化。 （2）功能相对稳定：生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。 （3）生态系统稳定性是一种相对稳定，不是恒定不变的，总是在一定范围内波动。 2.形成原因 生态系统内部具有一定的自我调节能力。 注意：自我调节能力大小与生态系统的物种组成、营养结构有关。 3.自我调节能力 （1）基础：负反馈调节。 （2）特点：具有一定的限度。当外界干扰因素的强度超过自我调节能力时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。 （3）方式：物理沉降、化学分解和微生物分解。
正反馈调节则使生态系统远离平衡状态。 如：水体的富营养化 血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等过程也是正反馈调节。 4.类型
注意：（1）稳定性前提条件：只有当生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全，能量的输入保持稳定，物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。 （2）在一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往呈负相关。然而，在某些特殊的生态系统如北极冻原生态系统、荒漠生态系统中，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较差，而且，若受到“同等强度”(而不是破坏性)干扰时，抵抗力稳定性强者，恢复力稳定性也强。 （3）（了解）比较恢复力稳定性时，除了考虑营养结构的复杂程度外，生态系统所处的环境条件也是一个重要的因素。恢复力稳定性高的生态系统特征： ①各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。 ②生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。 （4）某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遇到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。 （5）生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。 （6）生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。 （7）强调“生态系统稳定性高低”时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，因为二者一般呈负相关。 5.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
6.提高生态系统稳定性的措施 （1）控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，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，应实施相应的物质和能量投入。 7.生态缸 （1）设计并制作生态缸的要求
（2）生态缸稳定性观察与分析 ①观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。 ②由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 8.人口增长对生态环境的影响
9.全球性的环境问题 （1）生态环境问题的类型及主要成因
（2）生态环境问题的特点及影响
注意（1）：人类活动超出了环境的承受能力，这是环境问题产生的根本原因。 （2）水污染类型的判断技巧 根据污染成因判断 ①若水中富含N、P等营养元素引起的污染，则为无机污染。 ②若水中富含有机物引起的污染，则为有机污染。 ③若重金属、农药进入食物链引起的污染，则为重金属、农药污染。 根据危害结果判断 ①若水体出现“水华”或“赤潮”，则为无机污染。 ②若异养生物大量繁殖，使河水变黑发臭，则为有机污染。 ③若较高营养级生物的体内重金属、农药浓度高，则为重金属、农药污染。 （3）水体富营养化及产生机制： 富营养化发生在海洋和湖泊中的具体表现不同，发生在海洋中称为赤潮，发生在湖泊等淡水流域中称为水华。②解决水污染最有效的办法就是减少排放。对不可避免产生的污水，要集中到处理厂进行净化。常用的方法有物理沉降过滤、化学反应分解等，最符合生态学原理的是利用生物分解的办法降解。
10.生物多样性 （1）生物多样性的内容
（2）生物多样性的三大价值
注意：1.生物多样性的成因 （1）从分子水平上看
（2）从进化角度看 物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。 2.生物多样性的价值 非实用意义的直接价值与间接价值 （1）旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值属于直接价值。 （2）间接价值主要是指通过影响生态环境“间接为我所用”，如森林和草原保持水土、湿地蓄洪防旱和调节气候等作用。生物多样性的间接价值明显大于其直接价值。 3.生物多样性应包含三个层面内容即 ①同种生物(无生殖隔离)不同个体(或种群)间存在“遗传多样性”或“基因多样性”； ②不同生物(具生殖隔离)即不同物种间存在“物种多样性”； ③不同生态系统(生物群落＋无机环境)间存在“生态系统多样性”。 由此可见，生物多样性并不仅仅局限于“生物”范畴。 11.生物多样性的保护 （1）措施 （2）关键：协调好人与生态环境的关系。 （3）实质：反对盲目地、掠夺式地开发利用，提倡“合理利用就是最好的保护”。 12.可持续发展——人类的必然选择 （1）内涵：追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。 （2） 注意：（1）外来物种入侵 ①概念 某物种从它的原产地，通过自然或人为的途径迁移到新的生态环境的过程。 ②危害 如果迁入地环境条件适宜，入侵种由于缺少天敌的控制，一旦传入，能迅速传播蔓延开来，在短时间内呈现种群的“J”型增长，从而破坏迁入地生态系统的稳定性或生态平衡；使迁入地生态系统的生物多样性受到严重威胁，即引发生态危机。 （2）注意区分就地保护与易地保护 保护的对象不同：就地保护除了保护区域内的物种，还应保护相应的生态环境，而在物种生存的环境遭到破坏，不再适于物种生存后，就只能实行易地保护。 （3）保护生物多样性并非就是禁止开发和利用。保护生物多样性只是反对盲目、掠夺式的开发和利用。 |
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（1）概念：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整体。如下图所示：
解读：图1和图2都是以每个营养级中有机物的多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙。 
