第3章 生态系统及其稳定性（培优复习任务单）（7机理71核心5大招）生物人教版选择性必修2

一、知识全景地图 二、硬核机理深挖站 机制01：为什么流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射到该系统的全部太阳能？ 机制02：为什么流入某一营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级？ 机制03：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？ 机制04：为什么一般情况下能量金字塔和生物量金字塔都上窄下宽，而数量金字塔有时可以倒置？ 机制05：为什么碳循环具有全球性？ 机制06：为什么铅、DDT 等难降解物质会在食物链顶端积累到很高的浓度？ 机制07：为什么负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础？ 三、教材核心打卡点 考点 1 生态系统的结构 教材黑体字・必会 1、在一定空间内，由 与它的 相互作用而形成的统一整体，叫作 。 2、地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统—— 。 3、生态系统类型众多，一般可分为 和 两大类。 4、 ：自养生物，主要是绿色植物；生产者可以说是生态系统的 。 5、 ：动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等；消费者的存在，能够加快生态系统的 。 6、 ：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。 7、生态系统的组成成分还包括 ：光、热、水、空气、无机盐等。 8、 ：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系；食物链上的每一个环节称为 。 9、食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是 。 教材高频・热考 10、太阳能只有通过 才能输入到生态系统中； 是生态系统中最基本、最关键的生物成分。 11、直接以植物为食的植食性动物是 ，属于第二营养级；以初级消费者为食的肉食性动物是 ，属于第三营养级；以次级消费者为食的肉食性动物是 ，属于第四营养级。 12、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，因此各种动物所处的营养级 。 13、一般认为，食物网越 ，生态系统抵抗外界干扰的能力就越 。 14、食物链上一般不超过 营养级，原因是能量沿食物链流动 ，流到第五营养级时余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群。 15、能量流动和物质循环就是沿着 这种渠道进行的，因此食物链和食物网是生态系统的 。 16、动物园里饲养的各种动物不能构成一个群落，因为不同种动物是分开饲养的， ，不是一个有机的整体，因此动物园不是一个生态系统。 17、某海洋生态系统中，在远洋水域从水深 30 m 处开始随水深增加，生产者固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的非生物因素主要是 ；生活在水深 100 m 以下的生物，从生态系统的组成成分看主要是 。 考点 2 生态系统的能量流动 教材黑体字・必会 1、生态系统中能量的 的过程，称为生态系统的能量流动。 2、能量流经第二营养级时， = − 。 3、生态系统能量流动的两个明显特点是 和 。 4、相邻两个营养级间的能量传递效率一般为 。 5、将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）图形并按营养级次序排列，形成 ；同理可得 和 ，它们统称为 。 教材高频・热考 6、地球上几乎所有生态系统所需的能量都来自 ；输入第一营养级的能量，一部分在生产者 ，另一部分用于生长、发育和繁殖而储存在有机物中。 7、能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各营养级， 。 8、任何生态系统都需要不断得到来自 的能量补充（太阳能或化学能），以维持正常功能；若长期无能量输入，生态系统就会 。 9、美国生态学家 对赛达伯格湖的能量流动进行定量分析，发现能量沿营养级移动逐级递减，后一营养级仅获前一营养级能量约 ，提出"十分之一定律"；该研究 1942 年发表，标志着生态学从 。 10、研究能量流动的实践意义：①帮助人们将生物在 上合理配置，增大流入生态系统的总能量；②帮助科学规划、设计人工生态系统，使能量 ；③帮助合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向 。 11、 直观反映各营养级间的能量关系，因能量逐级递减，通常 ； 大多上窄下宽，但在海洋生态系统中可能出现倒置； 可能倒置，如一棵树上生活着许多昆虫。 12、秸秆作饲料喂养牲畜获得肉蛋奶，粪便进入沼气池产沼气，沼渣还田，实现了能量的 ；合理确定草场的 ，才能使畜产品持续高产。 13、人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长会要求 有更多的能量流入人类所处的营养级，给地球上现有的生态系统带来更大压力。 考点 3 生态系统的物质循环 教材黑体字・必会 1、组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是 。 2、物质循环具有 ，因此又叫 。 3、碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以 的形式进行，因此叫 。 4、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，使其在机体内浓度 的现象，叫作 。 教材高频・热考 5、碳在非生物环境中主要以 形式存在，在生物体内主要以 形式存在。 6、大气中的碳主要通过生产者的 进入生物群落；生产者、消费者的 和分解者的 又把碳送回非生物环境；此外，煤、石油等 的燃烧也向大气中释放 CO₂。 7、海洋对调节 起重要作用：大气 CO₂ 增加，水圈随之增加；大气局部短缺，水圈 CO₂ 及时进入大气。 8、能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者 ；物质作为能量的 ，使能量沿食物链（网）流动；能量作为 ，使物质不断在生物群落和非生物环境间循环往返。 9、非生物环境中的物质可被生物群落 ；能量流动则是 的。 10、铅、镉、汞等重金属以及 DDT、六六六等人工合成有机化合物会参与物质循环，但循环过程与碳、氮等不同，它们可通过大气、水和生物迁移扩散到世界各地，具有 。 11、探究土壤微生物的分解作用时，实验组土壤可用塑料袋包好放 恒温箱处理 ，以尽可能排除微生物的作用；对照组土壤 ；两组除该变量外的其他条件应 。 12、探究土壤微生物对淀粉的分解作用：A 烧杯加 ，B 烧杯加 作对照，室温放置 7 d 后分别用 和 检验，观察颜色变化。 13、农田需要不断地施加氮肥，是因为农田是人工生态系统，农产品源源不断地从农田输出，其中 ，这与物质循环并不矛盾。 14、种养结合（如稻田养鸭养鱼）能促进 ：动物取食消化促进物质循环，粪便中的氮、磷供水稻吸收，呼出的 CO₂ 为光合作用补充原料。 考点 4 生态系统的信息传递 教材黑体字・必会 1、生态系统中的生物种群之间及内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即 。 2、 ：自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。 3、 ：生物在生命活动中产生的可传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，动物的 等。 4、昆虫、鱼类、哺乳类体内存在的传递信息的化学物质，称为 。 5、 ：动物的特殊行为（各种动作）向同种或异种生物传递某种信息。 6、完整的信息传递过程包括 、 和 。 教材高频・热考 7、信息传递既存在于 ，也发生在 。 8、 年，德国科学家布特南特与合作者从 50 万只家蚕中分离鉴定出第一种信息素—— 。 9、生命活动的正常进行离不开 ；生物种群的繁衍也离不开 ；信息还能 ，维持生态系统的平衡与稳定。 10、海豚的捕食、探路、定位、躲避天敌几乎依赖 （>100 kHz 回声定位）；人类舰船、海洋开采、通信工具产生的巨大噪声会 。 11、莴苣、茄、烟草等植物的种子必须接收某种 才能萌发生长；植物开花需要 刺激。 12、信息传递在农业生产中的应用主要有两方面：一是 ，二是 。 13、养鸡时延长 可刺激卵巢发育和雌激素分泌，从而提高产蛋率；利用 诱捕或警示有害动物可降低种群密度；利用特殊化学物质 可使动物的繁殖力下降。 14、与物质循环和能量流动相比，信息传递不依赖于 ，可发生在同一物种内、不同物种间以及 ，且往往是 的，不能 。 考点 5 生态系统的稳定性 教材黑体字・必会 1、生态系统的结构和功能处于 的一种状态，就是 。 2、处于平衡的生态系统特征包括 、 和 。 3、在一个系统中，系统工作的效果反过来又作为信息调节该系统的工作，并使系统工作的效果减弱或受到限制，这就是 ，它是生态系统具备 的基础。 4、生态系统维持或恢复自身结构与功能处于 的能力，叫作 。 5、 ：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能 的能力。 6、 ：生态系统在受到外界干扰因素破坏后 的能力。 教材高频・热考 7、一般来说，生态系统中 ，自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越 。 8、生态系统的自我调节能力是 的；当外界干扰超过一定限度时，生态系统的稳定性会 ，生态平衡遭到严重破坏。 9、提高生态系统稳定性的措施：①控制对生态系统的 ，在自我调节能力范围内合理适度利用；②对人类利用强度较大的生态系统给予相应的 ，保证其内部结构与功能协调。 10、对过度利用的森林和草原应 ，待恢复到较好状态时再 ；我国 工程在防风阻沙、保护草原和农田方面发挥了重要作用。 11、设计提高生态系统稳定性的方案时，应重点提高系统的 和 ，同时兼顾 。 12、设计制作生态缸时，需要有 ，还要有 等非生物因素；生态缸应放在室内 的地方，每周至少观察一次并记录。 13、人工桉树林的问题：结构单一的同龄纯林对环境变化 ，林下植被稀少、 ，有的桉树林甚至 ；当桉树密度由 提高到 时，灌木层和草本层的物种数均减少。 四、思维误区排雷区 （ ）1、"流经神农架国家级自然保护区的总能量是该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量" （ ）2、"生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少" （ ）3、"能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾" （ ）4、"沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用" （ ）5、"生态金字塔都是上窄下宽的正金字塔形" （ ）6、"生物富集与生物放大是同一现象的不同说法" （ ）7、"能量流动和物质循环是两个相对独立的过程" （ ）8、"抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性一定低" 五、大招解题百宝箱 大招01：能量流动"定入—定出—定比"三步法 适用场景：求某营养级的同化量、用于生长、发育和繁殖的能量、流向分解者的能量，或计算能量传递效率与太阳能利用效率 破题三步：Step1 — 定入：该营养级的"流入量"是上一营养级实际流入它的能量（同化量），不等于"摄入量"，更不等于"照射到的太阳能" Step2 — 定出：同化量 = 呼吸作用散失 + 用于生长、发育和繁殖；其中用于生长、发育和繁殖的能量 = 流入下一营养级 + 流向分解者 + 未利用 Step3 — 定比：传递效率 = 下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量 × 100%（一般 10%~20%）；太阳能利用效率 = 生产者固定的太阳能 ÷ 入射到该系统的太阳能总量 × 100% 微型示例：赛达伯格湖（单位 J/(cm²·a)）中生产者同化 464.6，流向植食性动物 62.8，传递效率 = 62.8÷464.6×100% ≈ 13.5%；植食性动物同化 62.8，流入肉食性动物 12.6，传递效率 = 12.6÷62.8×100% ≈ 20.1%，均落在 10%~20% 区间内。玉米田数据：整个生长季节固定太阳能 1.3972×10⁸ kJ，呼吸消耗 3.272×10⁷ kJ（占 23.4%），储存 1.07×10⁸ kJ（占 76.6%），太阳能利用效率 = 1.3972×10⁸ ÷ 8.5×10⁹ ≈ 1.64%。 速记口诀：同化才入账，呼吸先扣光；一零到二零，超过就要想。 大招02：碳循环图解"四步定位"法 适用场景：给出碳循环（或其他物质循环）示意图，标注各成分名称、写出箭头所代表的生理过程 破题三步：Step1 — 找双向箭头：图中只有"生产者 ⇄ 非生物环境（大气 CO₂ 库）"之间存在双向箭头（光合作用与呼吸作用），先据此定出生产者 Step2 — 顺单向箭头定位：所有生物都有箭头指向的、自身只有箭头进入而无箭头进入其他生物的成分是分解者；被生产者指向、又有箭头指向分解者的成分是消费者 Step3 — 查回程箭头：指向大气 CO₂ 库的箭头分别来自生产者的呼吸作用、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用（呼吸作用）以及化石燃料的燃烧；海洋等水圈还能与大气 CO₂ 双向交换 微型示例：图中 A 与"大气中的 CO₂ 库"之间为双向箭头→A 是生产者；B 由 A 指向、又有箭头指向 D 和大气 CO₂ 库→B 是消费者；D 只接受来自 A、B 的箭头而不指向其他生物→D 是分解者；"煤、石油等化石燃料→大气 CO₂"这一箭头表示化石燃料的燃烧。 速记口诀：双向箭头定生产，只进不出是分解；呼吸燃烧回大气，剩下那个消费者。 大招03：生态金字塔类型与倒置速判 适用场景：给出各营养级的能量、生物量或个体数量数据，判断金字塔类型、形状，或分析某种金字塔能否倒置 破题三步：Step1 — 看指标：能量数值→能量金字塔；有机物总干重（生物量）→生物量金字塔；个体数目→数量金字塔 Step2 — 判形状：能量逐级递减→能量金字塔必定上窄下宽；生物量金字塔大多上窄下宽，海洋浮游植物—浮游动物因生产者世代短、周转快，某一时刻可倒置；数量金字塔常可倒置（一棵树上生活许多昆虫） Step3 — 验证与选择：数据若为"某一时刻测得"→生物量或数量金字塔可能倒置；若为"单位时间积累量"→多为正金字塔；比较三种指标，用能量指标表征各营养级关系最客观 微型示例：教材图3-8 生物量金字塔干重（g/m²）为 809 → 37 → 11 → 1.5，逐级递减、上窄下宽；而同一幅图中的数量金字塔为"树 1 棵对应昆虫 809 只"，呈现上宽下窄的倒置形。某一时刻测得某水域浮游植物生物量低于浮游动物时，生物量金字塔也会倒置，但从一年来看浮游植物总生物量仍比浮游动物多。 速记口诀：能量必定正，生物量可翻，数量易倒置；要论地位用能量。 大招04：生物富集"沿食物链推浓度"法 适用场景：给出若干种生物体内某物质（重金属、DDT 等）的浓度数据，推断其营养级、比较体内富集程度 破题三步：Step1 — 看浓度梯度：难降解物质沿食物链逐级递增，浓度最低者营养级最低，最高者营养级最高 Step2 — 定食性：浓度最低者为草食性（第二营养级），居中者为杂食性，最高者为肉食性 Step3 — 交叉验证：同一样品中多种重金属（如 Hg、Pb、Cd）的排序应一致；若不一致，要检查是否为同一水域、同一水层生活的鱼类 微型示例：某库区水域中层的几种鱼体内重金属含量（ng·g⁻¹）——A 鱼（Hg 17.8、Pb 27.3、Cd 8.8）三种重金属含量都最低，为草食性鱼；B 鱼（61.9、34.9、14.1）和 C 鱼（70.4、52.5、10.3）高于 A 但低于 D、E，可能为杂食性鱼；D 鱼（117.0、84.3、21.9）和 E 鱼（112.0、75.8、41.6）远高于其他，可能为肉食性鱼。 速记口诀：毒物沿链往上走，最低草食最高肉；三种金属排序同，排序不齐要复查。 大招05：稳定性分析"先定干扰性质与限度" 适用场景：比较不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，或分析人类干扰、污染治理类问题 破题三步：Step1 — 定指标：抵抗力稳定性看"抵抗干扰、保持原状"的能力；恢复力稳定性看"遭到破坏、恢复原状"的能力；两者一般不同时显现 Step2 — 找结构与条件：生物种类越多、食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高（热带雨林＞温带针阔叶混交林＞北极冻原）；但不能简单认为二者必然相反，必须结合环境条件——环境条件好（如热带雨林）恢复力稳定性也高，环境条件差（如冻原、荒漠）恢复力稳定性低且恢复漫长 Step3 — 比干扰与限度：干扰在自我调节能力限度内→可通过负反馈调节恢复；超过限度→结构与功能被破坏，难以恢复，需人工干预（封育、补充物质和能量、污染治理） 微型示例：某江南水乡河流受到淘米洗菜、洗澡洗衣等轻微污染时水质依然清澈——河水通过物理沉降、化学分解和微生物分解很快消除污染，体现较强的抵抗力稳定性；20 世纪 70 年代大量生活污水和工业废水排入后水质急剧恶化，超过自我调节能力的限度，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都被破坏，即使 90 年代控制工业废水排放并封闭支流，因河道水量减少、流速降低，水质仍较差，说明治理必须同时恢复水量、流速和自净能力。 速记口诀：抗干扰守原状，被打坏能复原；物种越多越抗打，环境越好越好还。 六、主观答题训练场 1、流经某一生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能而不是照射到该系统的全部太阳能，原因是？ 2、流经某生态系统的能量不能再回到该生态系统中来，原因是？ 3、流入某一营养级的能量不能百分之百流到下一个营养级，原因是？ 4、任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，原因是？ 5、研究生态系统能量流动的实践意义是？ 6、农田需要不断施加氮肥，这并不与物质循环相矛盾的原因是？ 7、生物圈是一个在物质上自给自足的系统，原因是 8、信息传递与物质循环、能量流动有哪些差异？ 9、为什么说信息传递能把生态系统的各组分联系成一个统一的整体？ 10、延长光照时间可以提高蛋鸡的产蛋率，其原理是？ 11、为什么说负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础？ 12、某河流受到轻微污染后水质仍能保持清澈，而大量污水排入后水质急剧下降且治理后仍较差，原因是？ 13、人工桉树林稳定性差的原因及提高其稳定性的措施是？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、知识全景地图 二、硬核机理深挖站 机制01：为什么流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射到该系统的全部太阳能？ 太阳每天输送到地球的能量约 1×10¹⁹ kJ，其中绝大部分被大气层吸收、散射和反射，落到水面、裸地和建筑物等无光合作用能力表面的能量也不能被固定，大约只有 1% 以可见光形式被生产者通过光合作用转化为化学能，输入第一营养级[教材p55-56]。能量必须先由生产者固定为有机物中的化学能，才能沿食物链在各营养级之间传递。因此流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能总量，而不是照射到该系统的全部太阳能，也不是各营养级生物体内能量之和——分解者所需的能量本就来自生产者和消费者的遗体与排遗物，已包含在生产者固定的能量之中[教材p60概念检测2答案C；教参p145]。（高考关联：流经生态系统总能量的判断） 机制02：为什么流入某一营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级？ 流入某一营养级的能量主要有以下去向[教参p157-158「思考·讨论2」第3问答案]：一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分未能进入下一营养级（未被捕食，即"未利用"）；此外还有一部分虽被下一营养级取食但未被消化吸收，以粪便形式流向分解者。只有被下一营养级摄入并同化的部分才流入下一营养级，因此传递效率远小于 100%，相邻两个营养级间的能量传递效率一般为 10%~20%[教材p57]。营养级越多，沿途消耗的能量越多，所以生态系统中的能量流动一般不超过 5 个营养级。（高考关联：能量去向分析与传递效率计算） 机制03：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？ 不矛盾[教参p158-159旁栏思考题1答案]。能量守恒定律说的是能量的总量不灭，只能从一种形式转化为另一种形式。生态系统中每个营养级同化的能量都被分为"储存于有机物中"和"呼吸作用以热能散失"两部分，散失的热能不能再被生物利用，所以沿食物链传递的化学能逐级减少——这就是"逐级递减"；而从整个系统看，输入的总能量等于储存在生态系统（生物体有机物）中的能量与各营养级利用后散发至非生物环境中的能量之和，总量仍然守恒。也就是说，"逐级递减"描述的是可用于下一营养级的那部分能量的变化，与总量守恒并不冲突。（高考关联：能量守恒与逐级递减的关系辨析） 机制04：为什么一般情况下能量金字塔和生物量金字塔都上窄下宽，而数量金字塔有时可以倒置？ 相邻营养级间的能量传递效率一般只有 10%~20%，每个营养级获得的能量总是少于上一营养级，因此能量金字塔必定上窄下宽[教材p57；教参p155-156]。生物量是某一特定时刻单位面积上积存的有机物质总量，反映的是能量的"存量"而非"流量"：当生产者的世代周期极短、周转极快（如海洋中的浮游植物个体小、寿命短又不断被浮游动物吃掉）时，某一时刻调查到的浮游植物生物量可能低于浮游动物生物量，生物量金字塔就会出现倒置，但从一年来看浮游植物总的生物量仍比浮游动物多[教参p158-159旁栏思考题3答案]。数量金字塔以个体数目为指标，会过分强调个体较小生物的数量（一棵树上可生活数百只昆虫），因此也可能倒置。教参指出，从能量角度能较客观地反映各种生物在能量转化中的地位和作用。（高考关联：生态金字塔的判读与倒置分析） 机制05：为什么碳循环具有全球性？ 碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行，而二氧化碳随大气环流全球流动，不会停留在某一国界或某一生态系统之内，故碳循环具有全球性[教材p62]。海洋是巨大的碳库，对调节大气碳含量起重要作用：大气 CO₂ 增加时水圈 CO₂ 随之增加，大气局部短缺时水圈 CO₂ 又及时进入大气。此外，物质循环是在"地球上最大的生态系统——生物圈"范围内进行的，不依赖某一条食物链（分解者可利用来自任意地点的动植物遗体），因此碳、氮、磷、硫等元素的循环都具有全球性，所以又叫生物地球化学循环[教材p63；教参p173-175]。（高考关联：物质循环全球性的判断与解释） 机制06：为什么铅、DDT 等难降解物质会在食物链顶端积累到很高的浓度？ 这类物质具备三个条件：容易被生物体吸收、在生物体内难以降解和排出、尚未达到致死剂量[教参p191「生物富集、生物积累与生物放大」]。它们进入生物体后形成稳定化合物，分布于多种组织细胞，不易排出而不断积蓄，使生物体内的浓度超过环境浓度——这就是生物富集[教材p63-64]。又因为高营养级生物以低营养级生物为食，它摄取的是大量低营养级个体体内已累积的总量，而自身几乎不排出，于是体内含量随营养级提高逐步增大——这就是生物放大[教参p191；教参p172特别提示]。生物富集侧重生物与环境之间的浓度差距，生物放大侧重高、低营养级之间的含量对比，教材图3-11同时反映了这两个过程。（高考关联：生物富集与生物放大的区分与应用） 机制07：为什么负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础？ 在一个系统中，系统工作的效果反过来又作为信息调节该系统的工作，并使系统工作的效果减弱或受到限制，这就是负反馈调节[教材p74]。例如草地上兔大量增加时，草被大量啃食、兔间竞争加剧，同时因食物丰富狼的数量增多、捕食更多兔，使兔的数量下降；兔减少后草得以恢复、狼因食物不足而减少，兔的数量又回升[教材p73-74]。教参把它概括为四个要点：调节过程是自我调节（不依靠外部因素）、会在干扰后自动进行（依靠系统内生物的生命活动）、结果是维持各组分的相对稳定、调节能力有限[教参p201]。由于群落中物种间相互制约形成多条反馈回路，任一组分的偏离都会被相应回路抑制而回到相对稳定状态；但回路数量和强度有限，外界干扰超过一定限度（如过度砍伐、重度污染）时系统就难以恢复，这正是稳定性的限度所在。（高考关联：反馈调节过程图的绘制与说明） 三、教材核心打卡点 考点 1 生态系统的结构 教材黑体字・必会 1、在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。 2、地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。 3、生态系统类型众多，一般可分为自然生态系统和人工生态系统两大类。 4、生产者：自养生物，主要是绿色植物；生产者可以说是生态系统的基石。 5、消费者：动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等；消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。 6、分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。 7、生态系统的组成成分还包括非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。 8、食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系；食物链上的每一个环节称为营养级。 9、食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。 教材高频・热考 10、太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中；生产者是生态系统中最基本、最关键的生物成分。 11、直接以植物为食的植食性动物是初级消费者，属于第二营养级；以初级消费者为食的肉食性动物是次级消费者，属于第三营养级；以次级消费者为食的肉食性动物是三级消费者，属于第四营养级。 12、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，因此各种动物所处的营养级并不是一成不变的。 13、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。 14、食物链上一般不超过五个营养级，原因是能量沿食物链流动逐级递减，流到第五营养级时余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群。 15、能量流动和物质循环就是沿着食物链和食物网这种渠道进行的，因此食物链和食物网是生态系统的营养结构。 16、动物园里饲养的各种动物不能构成一个群落，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体，因此动物园不是一个生态系统。 17、某海洋生态系统中，在远洋水域从水深 30 m 处开始随水深增加，生产者固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的非生物因素主要是阳光；生活在水深 100 m 以下的生物，从生态系统的组成成分看主要是消费者、分解者。 考点 2 生态系统的能量流动 教材黑体字・必会 1、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。 2、能量流经第二营养级时，同化量 = 摄入量 − 粪便量。 3、生态系统能量流动的两个明显特点是单向流动和逐级递减。 4、相邻两个营养级间的能量传递效率一般为10%~20%。 5、将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）图形并按营养级次序排列，形成能量金字塔；同理可得生物量金字塔和数量金字塔，它们统称为生态金字塔。 教材高频・热考 6、地球上几乎所有生态系统所需的能量都来自太阳；输入第一营养级的能量，一部分在生产者呼吸作用中以热能散失，另一部分用于生长、发育和繁殖而储存在有机物中。 7、能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各营养级，不可逆转，也不能循环流动。 8、任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充（太阳能或化学能），以维持正常功能；若长期无能量输入，生态系统就会崩溃。 9、美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行定量分析，发现能量沿营养级移动逐级递减，后一营养级仅获前一营养级能量约1/10，提出"十分之一定律"；该研究 1942 年发表，标志着生态学从定性走向定量。 10、研究能量流动的实践意义：①帮助人们将生物在时间、空间上合理配置，增大流入生态系统的总能量；②帮助科学规划、设计人工生态系统，使能量最有效利用；③帮助合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 11、能量金字塔直观反映各营养级间的能量关系，因能量逐级递减，通常上窄下宽；生物量金字塔大多上窄下宽，但在海洋生态系统中可能出现倒置；数量金字塔可能倒置，如一棵树上生活着许多昆虫。 12、秸秆作饲料喂养牲畜获得肉蛋奶，粪便进入沼气池产沼气，沼渣还田，实现了能量的多级利用；合理确定草场的载畜量，才能使畜产品持续高产。 13、人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，给地球上现有的生态系统带来更大压力。 考点 3 生态系统的物质循环 教材黑体字・必会 1、组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。 2、物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。 3、碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行，因此叫碳循环。 4、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，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，叫作生物富集。 教材高频・热考 5、碳在非生物环境中主要以CO₂形式存在，在生物体内主要以有机物形式存在。 6、大气中的碳主要通过生产者的光合作用进入生物群落；生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用又把碳送回非生物环境；此外，煤、石油等化石燃料的燃烧也向大气中释放 CO₂。 7、海洋对调节大气碳含量起重要作用：大气 CO₂ 增加，水圈随之增加；大气局部短缺，水圈 CO₂ 及时进入大气。 8、能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行、彼此依存、不可分割；物质作为能量的载体，使能量沿食物链（网）流动；能量作为动力，使物质不断在生物群落和非生物环境间循环往返。 9、非生物环境中的物质可被生物群落反复利用；能量流动则是单向、逐级递减、不循环的。 10、铅、镉、汞等重金属以及 DDT、六六六等人工合成有机化合物会参与物质循环，但循环过程与碳、氮等不同，它们可通过大气、水和生物迁移扩散到世界各地，具有全球性。 11、探究土壤微生物的分解作用时，实验组土壤可用塑料袋包好放60 ℃恒温箱处理1 h，以尽可能排除微生物的作用；对照组土壤不做处理（自然状态）；两组除该变量外的其他条件应相同。 12、探究土壤微生物对淀粉的分解作用：A 烧杯加土壤浸出液，B 烧杯加蒸馏水作对照，室温放置 7 d 后分别用碘液和斐林试剂并加热检验，观察颜色变化。 13、农田需要不断地施加氮肥，是因为农田是人工生态系统，农产品源源不断地从农田输出，其中氮元素并不能都归还土壤，这与物质循环并不矛盾。 14、种养结合（如稻田养鸭养鱼）能促进物质循环：动物取食消化促进物质循环，粪便中的氮、磷供水稻吸收，呼出的 CO₂ 为光合作用补充原料。 考点 4 生态系统的信息传递 教材黑体字・必会 1、生态系统中的生物种群之间及内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。 2、物理信息：自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。 3、化学信息：生物在生命活动中产生的可传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，动物的性外激素等。 4、昆虫、鱼类、哺乳类体内存在的传递信息的化学物质，称为信息素。 5、行为信息：动物的特殊行为（各种动作）向同种或异种生物传递某种信息。 6、完整的信息传递过程包括信息源、信道和信息受体。 教材高频・热考 7、信息传递既存在于同种生物之间，也发生在不同生物之间。 8、1959年，德国科学家布特南特与合作者从 50 万只家蚕中分离鉴定出第一种信息素——蚕蛾醇。 9、生命活动的正常进行离不开信息的作用；生物种群的繁衍也离不开信息传递；信息还能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。 10、海豚的捕食、探路、定位、躲避天敌几乎依赖超声波（>100 kHz 回声定位）；人类舰船、海洋开采、通信工具产生的巨大噪声会干扰其"定位系统"。 11、莴苣、茄、烟草等植物的种子必须接收某种波长光信息才能萌发生长；植物开花需要光信息刺激。 12、信息传递在农业生产中的应用主要有两方面：一是提高农畜产品的产量，二是对有害动物进行控制。 13、养鸡时延长光照可刺激卵巢发育和雌激素分泌，从而提高产蛋率；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低种群密度；利用特殊化学物质扰乱雌雄交配可使动物的繁殖力下降。 14、与物质循环和能量流动相比，信息传递不依赖于食物链，可发生在同一物种内、不同物种间以及非生物环境与生物体之间，且往往是双向的，不能循环利用。 考点 5 生态系统的稳定性 教材黑体字・必会 1、生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。 2、处于平衡的生态系统特征包括结构平衡、功能平衡和收支平衡。 3、在一个系统中，系统工作的效果反过来又作为信息调节该系统的工作，并使系统工作的效果减弱或受到限制，这就是负反馈调节，它是生态系统具备自我调节能力的基础。 4、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，叫作生态系统的稳定性。 5、抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状（不受损害）的能力。 6、恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素破坏后恢复到原状的能力。 教材高频・热考 7、一般来说，生态系统中生物种类越多、食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高。 8、生态系统的自我调节能力是有限的；当外界干扰超过一定限度时，生态系统的稳定性会急剧下降，生态平衡遭到严重破坏。 9、提高生态系统稳定性的措施：①控制对生态系统的干扰强度，在自我调节能力范围内合理适度利用；②对人类利用强度较大的生态系统给予相应的物质、能量投入，保证其内部结构与功能协调。 10、对过度利用的森林和草原应封育，待恢复到较好状态时再适度利用；我国"三北"防护林工程在防风阻沙、保护草原和农田方面发挥了重要作用。 11、设计提高生态系统稳定性的方案时，应重点提高系统的物种多样性和结构复杂性，同时兼顾经济效益与生态保护的平衡。 12、设计制作生态缸时，需要有生产者、消费者、分解者，还要有水、无机盐、空气、光等非生物因素；生态缸应放在室内通风、光线良好但避免阳光直射的地方，每周至少观察一次并记录。 13、人工桉树林的问题：结构单一的同龄纯林对环境变化抵抗力差，林下植被稀少、水土流失，有的桉树林甚至鸟类绝迹；当桉树密度由750 株/hm²提高到1 000 株/hm²时，灌木层和草本层的物种数均减少。 四、思维误区排雷区 （ ✗ ）1、"流经神农架国家级自然保护区的总能量是该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量" ✗ 陷阱来源：学生把"流经生态系统的总能量"理解为系统内各营养级现有能量之和，甚至把分解者也单列出来相加。 ✓ 正确理解：流经该保护区的总能量是该保护区中生产者所固定的太阳能（教材p60概念检测2答案C）。分解者所需的能量来自生产者和消费者的遗体、排遗物，已包含在生产者固定的能量之中；照射到该保护区的全部太阳能中绝大部分未被固定，也不属于流经该系统的能量。 （ ✗ ）2、"生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少" ✗ 陷阱来源：学生机械套用"逐级递减"，一看到"越多"就本能地配"越少"。 ✓ 正确理解：不正确（教材p60概念检测1(2)答案×）。初级消费者同化的能量是次级消费者的唯一能量来源，初级消费者同化的能量越多，可供次级消费者利用的能量一般也越多。"逐级递减"说的是同一食物链上相邻营养级之间的传递效率只有 10%~20%，而不是说下一营养级的能量会随上一营养级数量增加而减少。 （ ✗ ）3、"能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾" ✗ 陷阱来源：把"可用于下一营养级的能量减少"误读为"能量总量减少"，从而得出"违反守恒定律"的结论。 ✓ 正确理解：不矛盾（教参p158）。逐级递减指的是流入各个营养级的能量；从整个系统看，输入的总能量 = 储存在生态系统（生物体有机物）中的能量 + 被各营养级生物利用、散发至非生物环境中的能量，总量仍然守恒。散失的热能不能再被生物利用，所以沿食物链传递的化学能逐级减少。 （ ✗ ）4、"沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用" ✗ 陷阱来源：学生看到"沼气池—沼渣—农田"构成的闭环，就把物质循环的特点直接套用到能量上。 ✓ 正确理解：不正确（教材p80复习与提高选择题1错误项C）。物质可以在生物群落与非生物环境之间循环利用，但能量流动是单向的、逐级递减的，不循环。沼渣、沼液还田使其中储存的物质和能量被作物再度利用，提高的是能量的利用率（能量多级利用），而不是能量的循环利用。 （ ✗ ）5、"生态金字塔都是上窄下宽的正金字塔形" ✗ 陷阱来源：把"能量逐级递减"直接推广到生物量金字塔和数量金字塔，忽略后两者的指标含义不同。 ✓ 正确理解：能量金字塔因能量逐级递减通常上窄下宽；生物量金字塔大多上窄下宽，但在海洋生态系统中，生产者（浮游植物）个体小、寿命短又不断被浮游动物吃掉，某一时刻调查到的浮游植物生物量可能低于浮游动物的生物量，出现倒置；数量金字塔也可能倒置，如一棵树上生活着大量昆虫（教材p57-58；教参p158-159）。 （ ✗ ）6、"生物富集与生物放大是同一现象的不同说法" ✗ 陷阱来源：把"生物体内浓度超过环境浓度"（富集）与"沿食物链浓度逐级增大"（放大）混为一谈——这是教参特别提示的易混点。 ✓ 正确理解：二者视角不同（教参p191；教参p172特别提示）。生物富集是生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难降解化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，侧重生物与环境之间的浓度差距；生物放大是食物链中某种元素或难分解化合物在生物体内含量随营养级提高逐级增高的现象，侧重高、低营养级之间的含量对比。教材第64页图3-11同时反映了生物富集和生物放大。 （ ✗ ）7、"能量流动和物质循环是两个相对独立的过程" ✗ 陷阱来源：学生记住了二者在"是否循环"上的区别，反过来认为二者互不相干。 ✓ 正确理解：不正确（教材p67概念检测1(2)答案×）。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，同时进行、彼此依存、不可分割：能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解；物质作为能量的载体，使能量沿食物链（网）流动；能量作为动力，使物质不断在生物群落和非生物环境间循环往返。二者共同使生态系统各组分紧密联系成统一整体。 （ ✗ ）8、"抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性一定低" ✗ 陷阱来源：学生只记住了一个简单的"相反关系"，忽略了这个结论成立的前提条件。 ✓ 正确理解：这一看法并不完全合理（教参p209-210）。热带雨林具有很强的抵抗力稳定性，受一定强度的破坏后也能较快恢复；极地冻原物种单一、结构简单，抵抗力稳定性很低，遭受过度干扰后恢复时间也十分漫长。比较两种稳定性必须强调其所处的环境条件——环境条件好，恢复力稳定性较高；环境条件差，恢复力稳定性低。此外还需结合干扰的类型和强度判断，干扰超过自我调节能力的限度时两种稳定性都难以体现。 五、大招解题百宝箱 大招01：能量流动"定入—定出—定比"三步法 适用场景：求某营养级的同化量、用于生长、发育和繁殖的能量、流向分解者的能量，或计算能量传递效率与太阳能利用效率 破题三步：Step1 — 定入：该营养级的"流入量"是上一营养级实际流入它的能量（同化量），不等于"摄入量"，更不等于"照射到的太阳能" Step2 — 定出：同化量 = 呼吸作用散失 + 用于生长、发育和繁殖；其中用于生长、发育和繁殖的能量 = 流入下一营养级 + 流向分解者 + 未利用 Step3 — 定比：传递效率 = 下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量 × 100%（一般 10%~20%）；太阳能利用效率 = 生产者固定的太阳能 ÷ 入射到该系统的太阳能总量 × 100% 微型示例：赛达伯格湖（单位 J/(cm²·a)）中生产者同化 464.6，流向植食性动物 62.8，传递效率 = 62.8÷464.6×100% ≈ 13.5%；植食性动物同化 62.8，流入肉食性动物 12.6，传递效率 = 12.6÷62.8×100% ≈ 20.1%，均落在 10%~20% 区间内。玉米田数据：整个生长季节固定太阳能 1.3972×10⁸ kJ，呼吸消耗 3.272×10⁷ kJ（占 23.4%），储存 1.07×10⁸ kJ（占 76.6%），太阳能利用效率 = 1.3972×10⁸ ÷ 8.5×10⁹ ≈ 1.64%。 速记口诀：同化才入账，呼吸先扣光；一零到二零，超过就要想。 大招02：碳循环图解"四步定位"法 适用场景：给出碳循环（或其他物质循环）示意图，标注各成分名称、写出箭头所代表的生理过程 破题三步：Step1 — 找双向箭头：图中只有"生产者 ⇄ 非生物环境（大气 CO₂ 库）"之间存在双向箭头（光合作用与呼吸作用），先据此定出生产者 Step2 — 顺单向箭头定位：所有生物都有箭头指向的、自身只有箭头进入而无箭头进入其他生物的成分是分解者；被生产者指向、又有箭头指向分解者的成分是消费者 Step3 — 查回程箭头：指向大气 CO₂ 库的箭头分别来自生产者的呼吸作用、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用（呼吸作用）以及化石燃料的燃烧；海洋等水圈还能与大气 CO₂ 双向交换 微型示例：图中 A 与"大气中的 CO₂ 库"之间为双向箭头→A 是生产者；B 由 A 指向、又有箭头指向 D 和大气 CO₂ 库→B 是消费者；D 只接受来自 A、B 的箭头而不指向其他生物→D 是分解者；"煤、石油等化石燃料→大气 CO₂"这一箭头表示化石燃料的燃烧。 速记口诀：双向箭头定生产，只进不出是分解；呼吸燃烧回大气，剩下那个消费者。 大招03：生态金字塔类型与倒置速判 适用场景：给出各营养级的能量、生物量或个体数量数据，判断金字塔类型、形状，或分析某种金字塔能否倒置 破题三步：Step1 — 看指标：能量数值→能量金字塔；有机物总干重（生物量）→生物量金字塔；个体数目→数量金字塔 Step2 — 判形状：能量逐级递减→能量金字塔必定上窄下宽；生物量金字塔大多上窄下宽，海洋浮游植物—浮游动物因生产者世代短、周转快，某一时刻可倒置；数量金字塔常可倒置（一棵树上生活许多昆虫） Step3 — 验证与选择：数据若为"某一时刻测得"→生物量或数量金字塔可能倒置；若为"单位时间积累量"→多为正金字塔；比较三种指标，用能量指标表征各营养级关系最客观 微型示例：教材图3-8 生物量金字塔干重（g/m²）为 809 → 37 → 11 → 1.5，逐级递减、上窄下宽；而同一幅图中的数量金字塔为"树 1 棵对应昆虫 809 只"，呈现上宽下窄的倒置形。某一时刻测得某水域浮游植物生物量低于浮游动物时，生物量金字塔也会倒置，但从一年来看浮游植物总生物量仍比浮游动物多。 速记口诀：能量必定正，生物量可翻，数量易倒置；要论地位用能量。 大招04：生物富集"沿食物链推浓度"法 适用场景：给出若干种生物体内某物质（重金属、DDT 等）的浓度数据，推断其营养级、比较体内富集程度 破题三步：Step1 — 看浓度梯度：难降解物质沿食物链逐级递增，浓度最低者营养级最低，最高者营养级最高 Step2 — 定食性：浓度最低者为草食性（第二营养级），居中者为杂食性，最高者为肉食性 Step3 — 交叉验证：同一样品中多种重金属（如 Hg、Pb、Cd）的排序应一致；若不一致，要检查是否为同一水域、同一水层生活的鱼类 微型示例：某库区水域中层的几种鱼体内重金属含量（ng·g⁻¹）——A 鱼（Hg 17.8、Pb 27.3、Cd 8.8）三种重金属含量都最低，为草食性鱼；B 鱼（61.9、34.9、14.1）和 C 鱼（70.4、52.5、10.3）高于 A 但低于 D、E，可能为杂食性鱼；D 鱼（117.0、84.3、21.9）和 E 鱼（112.0、75.8、41.6）远高于其他，可能为肉食性鱼。 速记口诀：毒物沿链往上走，最低草食最高肉；三种金属排序同，排序不齐要复查。 大招05：稳定性分析"先定干扰性质与限度" 适用场景：比较不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，或分析人类干扰、污染治理类问题 破题三步：Step1 — 定指标：抵抗力稳定性看"抵抗干扰、保持原状"的能力；恢复力稳定性看"遭到破坏、恢复原状"的能力；两者一般不同时显现 Step2 — 找结构与条件：生物种类越多、食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高（热带雨林＞温带针阔叶混交林＞北极冻原）；但不能简单认为二者必然相反，必须结合环境条件——环境条件好（如热带雨林）恢复力稳定性也高，环境条件差（如冻原、荒漠）恢复力稳定性低且恢复漫长 Step3 — 比干扰与限度：干扰在自我调节能力限度内→可通过负反馈调节恢复；超过限度→结构与功能被破坏，难以恢复，需人工干预（封育、补充物质和能量、污染治理） 微型示例：某江南水乡河流受到淘米洗菜、洗澡洗衣等轻微污染时水质依然清澈——河水通过物理沉降、化学分解和微生物分解很快消除污染，体现较强的抵抗力稳定性；20 世纪 70 年代大量生活污水和工业废水排入后水质急剧恶化，超过自我调节能力的限度，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都被破坏，即使 90 年代控制工业废水排放并封闭支流，因河道水量减少、流速降低，水质仍较差，说明治理必须同时恢复水量、流速和自净能力。 速记口诀：抗干扰守原状，被打坏能复原；物种越多越抗打，环境越好越好还。 六、主观答题训练场 1、流经某一生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能而不是照射到该系统的全部太阳能，原因是：太阳辐射到达该系统的能量中，绝大部分被大气层吸收、散射和反射，落到水面、裸地和建筑物等无光合作用能力表面的能量也不能被固定，大约只有 1% 的可见光能被生产者通过光合作用转化为化学能固定下来；未被固定的能量不能沿食物链传递，也无法被生态系统利用，因此流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能总量。 2、流经某生态系统的能量不能再回到该生态系统中来，原因是：能量沿食物链单向流动，只能从第一营养级依次流向后面各营养级，不可逆转、也不能循环流动；各营养级通过呼吸作用散失的热能散发到非生物环境中后，不能再被生物体利用，因此流经生态系统的能量不能回到生态系统中来。 3、流入某一营养级的能量不能百分之百流到下一个营养级，原因是：流入某一营养级的能量有一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分未被捕食（未利用），或被取食但未被消化吸收而以粪便形式流向分解者；只有被下一营养级摄入并同化的那一部分才流入下一营养级，因此能量传递效率远小于 100%，相邻两个营养级间的传递效率一般为 10%~20%。 4、任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，原因是：生态系统中能量沿食物链单向流动并逐级递减，各营养级呼吸作用散失的热能不能再被生物利用，系统内的能量持续减少；只有不断从系统外输入能量（太阳能或化学能），才能维持生态系统的正常功能，如果长期无能量输入，生态系统就会崩溃。 5、研究生态系统能量流动的实践意义是：①帮助人们将生物在时间、空间上合理配置，增大流入生态系统的总能量，如间作套种、蔬菜大棚多层育苗、稻—萍—蛙立体农业；②帮助科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用，如秸秆作饲料喂养牲畜获得肉蛋奶，粪便进入沼气池产沼气，沼渣还田，实现能量的多级利用；③帮助合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，如合理确定草场的载畜量，保持畜产品持续高产。 6、农田需要不断施加氮肥，这并不与物质循环相矛盾的原因是：农田是人工生态系统，其目的是提高农作物产量、使能量更多流向人类。农产品源源不断地从农田输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，加上农田土壤中的氮含量往往不足以使作物高产，因此需要不断施加氮肥来补充氮元素。这与物质在生物群落和非生物环境之间循环往复并不矛盾，只是循环中的部分氮随农产品离开了该系统。 7、生物圈是一个在物质上自给自足的系统，原因是：生物圈是地球上全部生物及其非生物环境的总和，物质在其中不断从非生物环境进入生物群落、又从生物群落返回非生物环境，往复循环、反复利用；除能量需要依赖系统外的输入外，物质并不需要从生物圈之外补充，因此生物圈是一个在物质上自给自足的系统，但不是一个在能量上自给自足的系统。 8、信息传递与物质循环、能量流动有哪些差异？：物质循环和能量流动借助食物链进行；信息传递不依赖于食物链，可在同一物种内、不同物种间以及非生物环境与生物体之间传递。能量流动是单向的，物质可以循环；而信息传递往往是双向的，且不能循环利用。 9、为什么说信息传递能把生态系统的各组分联系成一个统一的整体？：生态系统中的生物种群之间及内部都有信息的产生与交换，信息传递影响生物的生长、发育、繁殖以及取食、居住、社会行为，保证生命活动的正常进行和生物种群的繁衍；在相邻物种之间，信息还能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定；因此信息传递与物质循环、能量流动一起，把生态系统的各组分紧密联系起来，形成统一的整体。 10、延长光照时间可以提高蛋鸡的产蛋率，其原理是：光照作为物理信息被蛋鸡接收后，通过刺激卵巢发育和雌激素的分泌，促进卵的形成与产出，从而提高产蛋率。这是利用生态系统中信息传递的原理提高农畜产品产量的应用。 11、为什么说负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础？：在生态系统中，系统工作的效果会反过来作为信息调节该系统的工作，使工作效果减弱或受到限制。如草地上兔大量增加时，草被大量啃食、兔间竞争加剧，同时食物丰富使狼的数量增多、捕食更多兔，使兔的数量下降；兔减少后草得以恢复、狼因食物不足而减少，兔的数量又回升。群落中物种间相互制约形成多条反馈回路，任一组分的偏离都会被相应回路抑制并回到相对稳定状态，因此负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 12、某河流受到轻微污染后水质仍能保持清澈，而大量污水排入后水质急剧下降且治理后仍较差，原因是：少量生活污水排入时，河流生态系统通过物理沉降、化学分解和微生物分解能很快消除污染，说明其抵抗力稳定性足以维持水质；大量生活污水和工业废水排入后，水体中溶解氧被急速消耗，污染超过了生态系统自我调节能力的限度，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都被破坏，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍不足以消除污染物，因此水质仍然较差。 13、人工桉树林稳定性差的原因及提高其稳定性的措施是：原因：大面积营造结构单一的同龄桉树纯林，物种丰富度低、食物网简单，林下植被稀少造成水土流失，对环境变化的抵抗力差，容易爆发病虫害。措施：引入其他树种营造异龄混交林，适当控制栽种密度，控制采伐方式和强度（如间伐），必要时补充肥料，通过提高物种多样性和结构复杂性增强系统的自我调节能力，同时兼顾经济效益与生态保护的平衡。 学科网（北京）股份有限公司 $