第3章 生态系统及其稳定性 知识清单2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 1. 生态系统 在一定空间内，由 与它的 相互作用而形成的统一整体。 2. 生态系统的结构 (1)组成成分 成分 各成分的组成 作用 地位 非生物的物质和能量 光、水、空气、无机盐等 物质和能量的根本来源 必需成分 者(自养) 主要是绿色植物 无机物→有机物 者(异养) 动物及营寄生生活的生物 能够加快生态系统的 ；有利于植物传粉和传播种子 最活跃的成分 者(异养) 主要是细菌、真菌、蜣螂等 将动植物 和动物的 分解成 物质循环中的关键成分 练习：生态系统中各种组成成分的关系(字母表示生态系统成分，数字表示生理过程) 生产者为： ； 光合作用或化能合成作用为： ； 消费者为： ； 呼吸作用为： ； 分解者为： ； 分解作用为： ； 非生物的物质和能量为： 。 (2)营养结构——食物链和食物网 ①食物链：生态系统中，各种生物之间因 关系而形成的一种联系。 食物链中只有 和 两种成分的。起点为生产者，终点为不被动物所食的动物。营养级别和消费者级别相差 级，即：营养级别＝消费者级别＋ 。 在食物链中，箭头相连的两种生物种间关系是 。食物链中箭头表示物质和能量流动的方向，即后一个营养级以前一个营养级为食。 各种动物所处营养级不是固定不变的。上述食物链中，若鹰直接捕食青蛙，则属于第 营养级。一条食物链上一般不会超过 个营养级。 ②食物网：生态系统中，许多 彼此相互交错，连接成复杂的食物网。 一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就 。 ③食物链和食物网是生态系统 和 的渠道。 第2节 生态系统的能量流动 1. 含义：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2. 具体过程 (1)生产者能量流动分析 流经生态系统的总能量是 固定的能量，人工生态系统可能还包括饲料、化肥等中的能量。 (2)生产者能量流动分析 ①粪便中的能量未被此营养级同化，里面的能量属于上一营养级的同化量。 ②本营养级流入分解者的能量：遗体残骸中的能量和下一营养级 中的能量(最高营养级除外)。 ③摄入量= 量＋ 量 ④消费者同化量= 量＋用于生长、发育和繁殖的能量 ⑤未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以及以化石燃料等形式被储存起来的能量。 (3)在营养级之间的传递 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 遗体 遗体 遗体 枯枝败叶 (起点) 未固定 …… 呼吸作用 呼吸作用 太阳能 生产者 (植物) 初级消费者 (植食动物) 次级消费者 (肉食动物) 三级消费者 (肉食动物) 分解者(细菌、 真菌等微生物) 生态系统能量流动示意图（不定时分析） 3. 赛达伯格湖的能量流动分析(定时分析) (1)生产者固定的总能量为 ，W1＝ 。 (2)初级消费者同化的能量为 ，D1＝ 。 (3)呼吸作用以热能形式散失的能量为 ，未被利用的能量为 ，流向分解者的能量(或分解者利用的能量)为 ，流向下一营养级的能量为 。 (4)由生产者到初级消费者的能量传递效率＝＝ 。 6. 能量流动的特点 (1) 。原因：能量只能从上一营养级流入下一营养级，不可逆转，也不能循环流动。食物链中各营养级的顺序是 (可/不可)逆转的，这是长期自然选择的结果。 (2) 。 原因：①各营养级生物通过呼吸作用作用以 形式散失大部分能量，这些能量无法再利用。 ②各营养级的生物中有一部分能量未被下一营养级的生物利用，即未利用部分。 ③少部分能量被分解者分解利用。 7. 能量传递效率 一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 。 公式： 能量传递效率在生态系统中是相对固定的，主要受到生物代谢和热力学定律的限制，因此 提高。 8. 能量利用率 一般指流入最高营养级的能量占 固定总能量的比值。 通过优化生态系统结构(如 (延长/缩短)食物链、引入分解者参与能量多级利用)和调整能量流动方向(如桑基鱼塘模式)，实现生物质能的高效转化，因此 提高。 9. 生态金字塔 类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 数量关系 营养级与能量 营养级与生物个体数量 营养级与有机物总量 形状 特点 金字塔形 一般为 金字塔形，有时会出现 金字塔形 一般为 金字塔形 象征含义 能量在沿食物链流动过程 中具有逐级递减的特性 生物个体数目在食物链中 随营养级升高而逐级递减 生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链逐级递减 每一阶含义 每一营养级所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总量 特殊形状 无 倒金字塔：如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系 倒金字塔：如人工养殖的鱼塘，生产者的生物量可以小于消费者的生物量 10. 能量流动的相关计算规律(重在理解) (1)正推型：知低营养级(A营养级净重M)，求高营养级(D营养级增重多少) D营养级最多增重：选最 (长/短)食物链，能量传递效率按 计算。 D营养级最少增重：选最 (长/短)食物链，能量传递效率按 计算。 (2)逆推型：知高营养级(D营养级增重N)，求低营养级(消耗A营养级多少) 最多消耗A营养级：选最 (长/短)食物链，能量传递效率按 计算。 最少消耗A营养级：选最 (长/短)食物链，能量传递效率按 计算。 练习：下图为某生态系统食物网的一部分图解，据图分析回答： (1)图中共有 条食物链。 (2)若猫头鹰的体重增加0.5 kg，至少消耗绿色植物 kg，最多消耗绿色植物 kg。 (3)若绿色植物有1000 kg，则鹰最多增重 kg，最少增重 kg。 注：若是人工生态系统，需要注意人工输入的能量。 11. 研究能量流动的意义 (1)帮助人们科学规划，设计人工生态系统，实现对能量的 ，从而提高能量的 。 (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 。 第3节 生态系统的物质循环 1. 生态系统的物质循环 (1)概念：组成生物体的 ，不断地在生物群落和非生物环境之间循环流动的过程。 (2)特点： 、 。 2. 碳循环 (1)碳的存在形式 ①无机环境中：主要以 和 的形式存在。 ②生物群落中：以含碳 的形式存在。 (2)循环过程图解(填图) 碳进入生物群落的方式为：光合作用或化能合成作用，为途径 。 碳返回非生物环境的方式：生产者和消费者的呼吸作用，为途径 ；微生物的分解作用为途径 ；化石燃料的燃烧，为途径 。 碳元素在生物群落与无机环境间主要以 的形式进行循环；在生物群落内主要以以含碳有机物的形式进行，渠道为 。 3. 温室效应 (1)形成原因 主要是 短时间内大量燃烧，使大气中 含量迅速增加，打破了生物圈的平衡。 (2)危害 升高，加快极地冰川和高山冰川的融化，导致 上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 (3)减缓温室效应的措施 ①开发 ，减少化石燃料的燃烧； ②大力 ，增加绿地面积，从而增加对CO2的吸收； ③提倡 ，提高农田碳储量。 4. 能量流动和物质循环的关系 (1)联系——同时进行、相互依存、不可分割 物质是能量流动的 、能量是物质循环的 。 (2)区别 能量流动 物质循环(以碳循环为例) 形式 一般为太阳能→化学能→热能 无机物 ⇄有机物 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境与生物群落间循环往返 5.【探究】探究土壤微生物对落叶的分解作用 (1)实验原理 ①土壤中存在种类、数目繁多的真菌、细菌等微生物，它们在生态系统中的成分为 。 ②分解者的作用是将环境中的有机物分解为 ，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。 (2)变量分析及自变量的控制 自变量为的 有无，因变量为落叶的腐烂程度。 组土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中1 h灭菌，以尽可能 土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。 组土壤不做处理。 6. 富营养化 (1)概念：指水体中N、P等植物必需的矿质元素 ，导致藻类植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。 (2)原因分析 工业废水、生活污水等的排放，使水体中N、P等矿质元素增多，导致水体中藻类植物和浮游动物大量繁殖，通过 呼吸大量消耗水中溶解氧，它们死后的残渣遗体又被好氧微生物分解，进一步使水体中的 含量降低，导致鱼虾等水生生物死亡，尸体被 微生物分解，释放出H2S、CH4等有毒物质，进一步使水质恶化，造成更多水生生物死亡。在淡水中引起的叫 ，海水中引起的叫 。 (3)拯救措施 如清除淤泥(含N、P等)、种植水生植物、投放有益微生物、减少或禁止污水排放等。 生态题中提到的生态浮床，对水质的净化主要利用植物根系来吸收水中的N、P等营养物质。浮床植物根系上吸附的大量微生物(多为分解者)，能将有机物分解为无机物。 7. 生物富集 (1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其机体内浓度 环境浓度的现象。 (2)特点：沿食物链积累，营养级越 ，有害物质浓度越大；具有 性。 (3)发生富集的物质：有害、难降解的物质。eg：铅、镉、汞、DDT、六六六等 8. 利用能量流动特点及生物富集特点确定食物链(网) (1)据能量流动逐级递减特点：能量含量越多，其营养级别越 ；能量含量越少，其营养级别越 。 (2)据能量传递效率为10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5～10倍，若能量相差不多，则应列为同一营养级。 (3)有害、难降解的物质含量越高，其营养级别越 。 第4节 生态系统的信息传递 1. 生态系统信息的种类 种类 概念 举例 物理信息 通过物理过程传递的信息，如光、声、温度、湿度、磁场等 蜘蛛网的振动、萤火虫发光、电磁波、蝙蝠的“回声定位”、昆虫发出的声音、鲜艳的花朵、飞蛾的趋光性等 化学信息 在生命过程中产生的一些可以传递信息的 物质 植物的生物碱、有机酸等化学物质，动物的性外激素 行为信息 通过动物的特殊行为传递的信息 蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”(孔雀开屏)、鸟类的报警行为(如危险时急速煽动翅膀) 2. 信息传递在生态系统中的作用 层次 作用 举例 个体 的正常进行，离不开信息的作用 蝙蝠的“回声定位” 种群 生物种群的 ，离不开信息的传递 光调节植物开花；性外激素介导昆虫交尾 生物群落 和生态系统 调节生物的 ，以维持生态系统的 狼根据兔留下的气味去猎捕，兔根据狼的气味或行为特征去躲避 3.信息传递的过程和方向 (1)过程：信息源→信道→信息受体 (2)方向：往往是 的 4. 信息传递在农业生产中的应用 (1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的 ，就可以提高果树的传粉率和结实率。 (2)对 进行防治。 实例：人工捕捉、捕鼠笼等① 防治 特点：不会污染环境，但费时费力 实例：喷施化学农药② 防治 特点：防治效果较好，污染环境，易伤害天敌和人类 实例：利用种间关系投放天敌或寄生生物；利用光照、声音、昆虫信息素等信息防治③ 防治 特点：防治效果较好且持久，不污染环境 注意： 生态系统中的信息传递的范围不包括个体体内细胞之间的传递(如植物激素或动物激素调节生命活动)，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。 利用信息素诱捕雄性害虫属于化学信息的应用，但属于生物防治。 第5节 生态系统的稳定性 1. 生态平衡 (1)概念：生态系统所具有的 和 处于相对稳定的一种状态。 (2)特点——动态平衡 ①结构平衡：生态系统的各 保持相对稳定。 ②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程 。 ③收支平衡： 与 的输入和输出相对平衡。 2. 生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统 或 自身结构与功能处于相对平衡状态的能力 (2)原因：生态系统具有一定的 能力。 (3)调节基础： 调节。 (4)表现 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区别 实质 自身结构和功能稳定 自身结构和功能稳定 核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状 影响因素 生态系统中物种丰富度越 ，营养结构越 ，抵抗力稳定性越强 一般，生态系统中物种丰富度越 ，营养结构越 ，恢复力稳定性越强 联系 一般来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关 二者相互作用，共同维持生态系统的稳定 抵抗力稳定性和恢复力稳定性不一定都呈负相关，还受到环境因素的影响。 热带雨林动植物种类繁多，营养结构非常复杂，两种稳定性都相对较 ，冻原、沙漠等生态系统动植物种类稀少，营养结构简单，两种稳定性都相对较 。 3. 提高生态系统稳定性的措施 (1)要控制对生态系统的 强度， 地利用生态系统。 (2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的 、 的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 (3)提高生态系统(抵抗力)稳定性的主要措施是增加该生态系统内各营养级生物的种类。在生物种类相同的情况下，生物的 也会影响生态系统的稳定性。避免盲目引入 ，使原有物种的生存受到威胁。 4. 生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)受到干扰前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自 我调节能力。 (2)受到相同干扰时， 值越大说明抵抗力稳定性越低； 值 越大，说明恢复力稳定性越低。 (3)TS值越大，生态系统的总稳定性越低。 5.【制作】设计并制作生态缸，观察其稳定性 (1)实验原理 ①在有限空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建人工微生态系统。 ②要使人工微生态系统正常运转，设计时要注意系统内不同营养级生物之间的合适比例。 ③生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。 ④观察生态缸中生物的生存状况和存活时间，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。 设计要求 目的 ①生态缸一般是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 ②生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 ③生态缸的材料必须透明 为绿色植物光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察 ④生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气 ⑤生态缸放置于室内通风、光线良好的地方。采光用较强的散射光，避免强光直射 光照过强会使生态瓶的温度升高，不利于生物的生存；光照过低，不足以满足瓶中生物的能量需求 ⑥选择的动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气生产量小于消耗量 (2)生态缸的设计要求及分析 第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 1. 生态系统 在一定空间内，由 生物群落 与它的 无机环境 相互作用而形成的统一整体。 2. 生态系统的结构 (1)组成成分 成分 各成分的组成 作用 地位 非生物的物质和能量 光、水、空气、无机盐等 物质和能量的根本来源 必需成分 生产 者(自养) 主要是绿色植物 无机物→有机物 基石 消费 者(异养) 动物及营寄生生活的生物 能够加快生态系统的 物质循环 ；有利于植物传粉和传播种子 最活跃的成分 分解 者(异养) 主要是细菌、真菌、蜣螂等 将动植物 遗体 和动物的 排遗物 分解成 无机物 物质循环中的关键成分 练习：生态系统中各种组成成分的关系(字母表示生态系统成分，数字表示生理过程) 生产者为： A ； 光合作用或化能合成作用为： ① ； 消费者为： B ； 呼吸作用为： ②③ ； 分解者为： C ； 分解作用为： ④ ； 非生物的物质和能量为： D 。 (2)营养结构——食物链和食物网 ①食物链：生态系统中，各种生物之间因 关系而形成的一种联系。 食物链中只有 生产者 和 消费者 两种成分的。起点为生产者，终点为不被动物所食的动物。营养级别和消费者级别相差 1 级，即：营养级别＝消费者级别＋ 1 。 在食物链中，箭头相连的两种生物种间关系是 捕食 。食物链中箭头表示物质和能量流动的方向，即后一个营养级以前一个营养级为食。 各种动物所处营养级不是固定不变的。上述食物链中，若鹰直接捕食青蛙，则属于第 营养级。一条食物链上一般不会超过 5 个营养级。 ②食物网：生态系统中，许多 食物链 彼此相互交错，连接成复杂的食物网。 一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就 越强 。 ③食物链和食物网是生态系统 物质循环 和 能量流动 的渠道。 第2节 生态系统的能量流动 1. 含义：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2. 具体过程 (1)生产者能量流动分析 流经生态系统的总能量是 生产者 固定的能量，人工生态系统可能还包括饲料、化肥等中的能量。 (2)生产者能量流动分析 ①粪便中的能量未被此营养级同化，里面的能量属于上一营养级的同化量。 ②本营养级流入分解者的能量：遗体残骸中的能量和下一营养级 粪便 中的能量(最高营养级除外)。 ③摄入量= 同化 量＋ 粪便 量 ④消费者同化量= 呼吸消耗 量＋用于生长、发育和繁殖的能量 ⑤未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以及以化石燃料等形式被储存起来的能量。 (3)在营养级之间的传递 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 遗体 遗体 遗体 枯枝败叶 (起点) 未固定 …… 呼吸作用 呼吸作用 太阳能 生产者 (植物) 初级消费者 (植食动物) 次级消费者 (肉食动物) 三级消费者 (肉食动物) 分解者(细菌、 真菌等微生物) 生态系统能量流动示意图（不定时分析） 3. 赛达伯格湖的能量流动分析(定时分析)热能 呼吸 最高营养级 下一营养级 分解者 未被利用 (1)生产者固定的总能量为 W1 ，W1＝ A1＋B1＋C1＋D1 。 (2)初级消费者同化的能量为 D1 ，D1＝ A2＋B2＋C2＋D2 。 (3)呼吸作用以热能形式散失的能量为 A ，未被利用的能量为 B ，流向分解者的能量(或分解者利用的能量)为 C ，流向下一营养级的能量为 D 。A2＋B2＋C2＋D2 (4)由生产者到初级消费者的能量传递效率＝＝ 。A1＋B1＋C1＋D1 6. 能量流动的特点 (1) 单向流动 。原因：能量只能从上一营养级流入下一营养级，不可逆转，也不能循环流动。食物链中各营养级的顺序是 不可 (可/不可)逆转的，这是长期自然选择的结果。 (2) 逐级递减 。 原因：①各营养级生物通过呼吸作用作用以 热能 形式散失大部分能量，这些能量无法再利用。 ②各营养级的生物中有一部分能量未被下一营养级的生物利用，即未利用部分。 ③少部分能量被分解者分解利用。 7. 能量传递效率 一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 10%-20% 。 公式： 能量传递效率在生态系统中是相对固定的，主要受到生物代谢和热力学定律的限制，因此 不可 提高。 10. 能量利用率 一般指流入最高营养级的能量占 生产者 固定总能量的比值。 通过优化生态系统结构(如 缩短 (延长/缩短)食物链、引入分解者参与能量多级利用)和调整能量流动方向(如桑基鱼塘模式)，实现生物质能的高效转化，因此 可以 提高。 11. 生态金字塔 类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 数量关系 营养级与能量 营养级与生物个体数量 营养级与有机物总量 形状 特点 正 金字塔形 一般为 正金字塔形，有时会出现 倒 金字塔形 一般为 正 金字塔形 象征含义 能量在沿食物链流动过程 中具有逐级递减的特性 生物个体数目在食物链中 随营养级升高而逐级递减 生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链逐级递减 每一阶含义 每一营养级所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总量 特殊形状 无 倒金字塔：如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系 倒金字塔：如人工养殖的鱼塘，生产者的生物量可以小于消费者的生物量 10. 能量流动的相关计算规律(重在理解) (1)正推型：知低营养级(A营养级净重M)，求高营养级(D营养级增重多少) D营养级最多增重：选最 短 (长/短)食物链，能量传递效率按 20% 计算。 D营养级最少增重：选最 长 (长/短)食物链，能量传递效率按 10% 计算。 (2)逆推型：知高营养级(D营养级增重N)，求低营养级(消耗A营养级多少) 最多消耗A营养级：选最 长 (长/短)食物链，能量传递效率按 10% 计算。 最少消耗A营养级：选最 短 (长/短)食物链，能量传递效率按 20% 计算。 练习：下图为某生态系统食物网的一部分图解，据图分析回答： (1)图中共有 4 条食物链。 (2)若猫头鹰的体重增加0.5 kg，至少消耗绿色植物 12.5 kg，最多消耗绿色植物 5000 kg。 (3)若绿色植物有1000 kg，则鹰最多增重 40 kg，最少增重 0.1 kg。 注：若是人工生态系统，需要注意人工输入的能量。 11. 研究能量流动的意义 (1)帮助人们科学规划，设计人工生态系统，实现对能量的 多级利用 ，从而提高能量的 利用率 。 (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 。 第3节 生态系统的物质循环 1. 生态系统的物质循环 (1)概念：组成生物体的 化学元素 ，不断地在生物群落和非生物环境之间循环流动的过程。 (2)特点： 全球性 、 循环往复运动 。 2. 碳循环 (1)碳的存在形式 ①无机环境中：主要以 CO2 和 碳酸盐 的形式存在。 ②生物群落中：以含碳 有机物 的形式存在。 (2)循环过程图解(填图) 碳进入生物群落的方式为：光合作用或化能合成作用，为途径 ① 。 碳返回非生物环境的方式：生产者和消费者的呼吸作用，为途径 ②③ ；微生物的分解作用为途径 ④ ；化石燃料的燃烧，为途径 ⑤ 。 碳元素在生物群落与无机环境间主要以 CO2 的形式进行循环；在生物群落内主要以以含碳有机物的形式进行，渠道为 食物链、食物网 。 3. 温室效应 (1)形成原因 主要是 化石燃料 短时间内大量燃烧，使大气中 CO2 含量迅速增加，打破了生物圈的平衡。 (2)危害 气温 升高，加快极地冰川和高山冰川的融化，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)减缓温室效应的措施 ①开发 清洁能源 ，减少化石燃料的燃烧； ②大力 植树造林 ，增加绿地面积，从而增加对CO2的吸收； ③提倡 秸秆还田 ，提高农田碳储量。 4. 能量流动和物质循环的关系 (1)联系——同时进行、相互依存、不可分割 物质是能量流动的 载体 、能量是物质循环的 动力 。 (2)区别 能量流动 物质循环(以碳循环为例) 形式 一般为太阳能→化学能→热能 无机物 ⇄有机物 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境与生物群落间循环往返 5.【探究】探究土壤微生物对落叶的分解作用 (1)实验原理 ①土壤中存在种类、数目繁多的真菌、细菌等微生物，它们在生态系统中的成分为 分解者 。 ②分解者的作用是将环境中的有机物分解为 无机物 ，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。 (2)变量分析及自变量的控制 自变量为的 微生物 有无，因变量为落叶的腐烂程度。 实验组 组土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中1 h灭菌，以尽可能 排除 土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。 对照组 组土壤不做处理。 6. 富营养化 (1)概念：指水体中N、P等植物必需的矿质元素 增多 ，导致藻类植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。 (2)原因分析 工业废水、生活污水等的排放，使水体中N、P等矿质元素增多，导致水体中藻类植物和浮游动物大量繁殖，通过 有氧 呼吸大量消耗水中溶解氧，它们死后的残渣遗体又被好氧微生物分解，进一步使水体中的 溶解氧 含量降低，导致鱼虾等水生生物死亡，尸体被 厌氧 微生物分解，释放出H2S、CH4等有毒物质，进一步使水质恶化，造成更多水生生物死亡。在淡水中引起的叫 水华 ，海水中引起的叫 赤潮 。 (3)拯救措施 如清除淤泥(含N、P等)、种植水生植物、投放有益微生物、减少或禁止污水排放等。 生态题中提到的生态浮床，对水质的净化主要利用植物根系来吸收水中的N、P等营养物质。浮床植物根系上吸附的大量微生物(多为分解者)，能将有机物分解为无机物。 7. 生物富集 (1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其机体内浓度 超过 环境浓度的现象。 (2)特点：沿食物链积累，营养级越 高 ，有害物质浓度越大；具有 全球 性。 (3)发生富集的物质：有害、难降解的物质。eg：铅、镉、汞、DDT、六六六等 8. 利用能量流动特点及生物富集特点确定食物链(网) (1)据能量流动逐级递减特点：能量含量越多，其营养级别越 低 ；能量含量越少，其营养级别越 高 。 (2)据能量传递效率为10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5～10倍，若能量相差不多，则应列为同一营养级。 (3)有害、难降解的物质含量越高，其营养级别越 高 。 第4节 生态系统的信息传递 1. 生态系统信息的种类 种类 概念 举例 物理信息 通过物理过程传递的信息，如光、声、温度、湿度、磁场等 蜘蛛网的振动、萤火虫发光、电磁波、蝙蝠的“回声定位”、昆虫发出的声音、鲜艳的花朵、飞蛾的趋光性等 化学信息 在生命过程中产生的一些可以传递信息的 化学 物质 植物的生物碱、有机酸等化学物质，动物的性外激素 行为信息 通过动物的特殊行为传递的信息 蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”(孔雀开屏)、鸟类的报警行为(如危险时急速煽动翅膀) 2. 信息传递在生态系统中的作用 层次 作用 举例 个体 生命活动 的正常进行，离不开信息的作用 蝙蝠的“回声定位” 种群 生物种群的 繁衍 ，离不开信息的传递 光调节植物开花；性外激素介导昆虫交尾 生物群落 和生态系统 调节生物的 种间关系 ，以维持生态系统的 平衡与稳定 狼根据兔留下的气味去猎捕，兔根据狼的气味或行为特征去躲避 3.信息传递的过程和方向 (1)过程：信息源→信道→信息受体 (2)方向：往往是 双向 的 4. 信息传递在农业生产中的应用 (1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的 传粉动物 ，就可以提高果树的传粉率和结实率。 (2)对 有害动物 进行防治。 实例：人工捕捉、捕鼠笼等① 物理 防治 特点：不会污染环境，但费时费力 实例：喷施化学农药② 化学 防治 特点：防治效果较好，污染环境，易伤害天敌和人类 实例：利用种间关系投放天敌或寄生生物；利用光照、声音、昆虫信息素等信息防治③ 生物 防治 特点：防治效果较好且持久，不污染环境 注意： 生态系统中的信息传递的范围不包括个体体内细胞之间的传递(如植物激素或动物激素调节生命活动)，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。 利用信息素诱捕雄性害虫属于化学信息的应用，但属于生物防治。 第5节 生态系统的稳定性 1. 生态平衡 (1)概念：生态系统所具有的 结构 和 功能 处于相对稳定的一种状态。 (2)特点——动态平衡 ①结构平衡：生态系统的各 组分 保持相对稳定。 ②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程 正常进行 。 ③收支平衡： 物质 与 能量 的输入和输出相对平衡。 2. 生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统 维持 或 恢复 自身结构与功能处于相对平衡状态的能力 (2)原因：生态系统具有一定的 自我调节 能力。 (3)调节基础： 负反馈 调节。 (4)表现 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区别 实质 保持 自身结构和功能稳定 恢复 自身结构和功能稳定 核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状 影响因素 生态系统中物种丰富度越 大 ，营养结构越 复杂 ，抵抗力稳定性越强 一般，生态系统中物种丰富度越 小 ，营养结构越 简单 ，恢复力稳定性越强 联系 一般来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关 二者相互作用，共同维持生态系统的稳定 抵抗力稳定性和恢复力稳定性不一定都呈负相关，还受到环境因素的影响。 热带雨林动植物种类繁多，营养结构非常复杂，两种稳定性都相对较 高 ，冻原、沙漠等生态系统动植物种类稀少，营养结构简单，两种稳定性都相对较 低 。 3. 提高生态系统稳定性的措施 (1)要控制对生态系统的 干扰 强度， 合理适度 地利用生态系统。 (2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的 物质 、 能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 (3)提高生态系统(抵抗力)稳定性的主要措施是增加该生态系统内各营养级生物的种类。在生物种类相同的情况下，生物的 数量 也会影响生态系统的稳定性。避免盲目引入 外来物种 ，使原有物种的生存受到威胁。 4. 生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)受到干扰前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自 我调节能力。 (2)受到相同干扰时， y 值越大说明抵抗力稳定性越低； x 值 越大，说明恢复力稳定性越低。 (3)TS值越大，生态系统的总稳定性越低。 5.【制作】设计并制作生态缸，观察其稳定性 (1)实验原理 ①在有限空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建人工微生态系统。 ②要使人工微生态系统正常运转，设计时要注意系统内不同营养级生物之间的合适比例。 ③生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。 ④观察生态缸中生物的生存状况和存活时间，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。 设计要求 目的 ①生态缸一般是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 ②生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 ③生态缸的材料必须透明 为绿色植物光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察 ④生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气 ⑤生态缸放置于室内通风、光线良好的地方。采光用较强的散射光，避免强光直射 光照过强会使生态瓶的温度升高，不利于生物的生存；光照过低，不足以满足瓶中生物的能量需求 ⑥选择的动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气生产量小于消耗量 (2)生态缸的设计要求及分析 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $