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专题21 生态系统和生态环境的保护
一.生态系统的结构
1.生态系统:由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是生物圈 。
2.生态系统的结构包括两方面的内容:生态系统的成分;食物链和食物网。
3.生态系统一般都包括以下四种成分:
非生物的物质和能量:包括阳光、热能、空气、水和无机盐等;
生产者 :自养生物(主要是绿色植物 );
动物:动物,包括植食性动物、 肉食性动物、杂食性动物、寄生性动物:
分解者:能将动植物遗体残骸中的有机物分解为无机物,主要是营腐生和 细菌、真菌。
4.生态系统中各成分的地位和作用:生产者是生态系统的基石。消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环。此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。如果没有分解者,动植物的遗体 和动物的排遗物会堆积如山,生态系统就会崩溃。因此生产者、消费者 和分解者是紧密联系,缺一不可的。
5.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 ,就是食物网。
6.生产者——绿色植物属于第一营养级;直接以植物为食的昆虫是初级消费者,属于第二营养级;次级消费者——青蛙属于第三营养级;三级消费者——蛇属于第四营养级;四级消费者——鹰属于
第五营养级。
7.食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强 。食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的能量流动和物质循环就是沿着这种渠道进行的。
二.生态系统的能量流动
(一)概念:生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程,称为生态系统的能量流动。
(二)能量流动的过程
1.地球上几乎所有的生态系统所需要的能量大都来自太阳能 ,这些能量中大约只有1%以可见光 的形式,被生态系统的生产者 通过光合作用 转化为化学能 ,固定在有机物中。 2.起点:生产者固定太阳能 3、途径:食物链和食物网
3.能量形式的变化:太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能
4.能量在食物链中流动的形式:化学能
5.能量散失的主要途径:呼吸作用 ;主要形式是热能
(三)能量流动的特点
1.单向流动 ,能量只能从前一营养级流向后一营养级,而不能反向流动;
2.逐级递减 ,传递效率为10-20% 。
3.将单位时间各个营养级的能量数值,由低到高绘制成图,这样就形成了一个金字塔图形,就叫作能量金字塔 。从中可以看出,在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多 。生态系统中的能量流动一般不超过四~五 个营养级。
4.研究生态系统中能量流动,可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。人们研究生态系统中能量流动的主要目的,就是设法调整生态系统的能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分。
三.生态系统的物质循环
(一)生态系统的物质循环:在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、S 等元素,都不断进行着从无机环境 到生物群落,又从生物群落 回到无机环境 的循环过程。这里说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈 ,其中的物质循环带有全球性,所以又叫生物地球化学循环。
(二)碳循环:
1.碳在无机环境与生物群落之间是以CO2 的形式进行循环的。
2.特点:在物质循环过程中,无机环境中的物质可以被生物群落反复利用;能量流动则不同,能量在流经生态系统各营养级时,是逐级递减的,而且是单方向的流动,而不是循环 。
3.生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环。这两者既有联系,又有区别,是相辅相承,密不可分的统一整体。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 无机环境 与生物群落之间循环往返。
四.生态系统的信息传递
1.信息的种类:物理信息、华夏信息、行为信息等。
2.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,称为物理信息。
其来源可以是无机环境,也可以是生物。
3.生物在生命活动过程中,产生一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。如昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质——信息素。
4.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。如雄鸟在求偶是会进行复杂的“求偶炫耀”。
5.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信息的传递还能调节生物的种间关系,以维持 的稳定。
6.信息传递在农业生产中的作用有两个方面:
⑴一是提高农产品或畜产品的产量
⑵而是对有害动物进行控制
7.目前控制生物危害的技术大致有化学防治,生物防治,机械