生態系統及其穩定性

（一）生態系統的結構

1．  成分及結構模型

    討論一個典型的生態系統的組成成分（投影），按照不同生物的營養方式和在生態系統中的作用對生物進行歸類。

生產者：自養，如綠色植物（光合作用）和某些細菌（化能合成作用），是生態系統的基礎成分。

消費者：異養，如絕大多數動物和其他寄生生物，能加快生態系統的物質循環，是生態系統的重要成分。

分解者：異養，如腐生微生物和某些具分解作用的無脊椎動物（屎殼郎等）等，能將動植物遺體等中的有 

        機物分解為無機物，返還到無機環境中去，是生態系統不可或缺的成分。

非生物物質和能量：光、熱、水、氣、肥等。

注意：高中教學不必去爭議“蚯蚓、禿鷲是分解者還是消費者”等類似問題，對之完全可以回避，只討論

      生物在三大功能類群中的典型歸屬即可。

練習：構建結構模型（示例：P90圖5-3），反應各成分的相互關系。

2．  營養結構：食物鏈和食物網（物質循環和能量流動的渠道）

食物鏈包括捕食鏈、寄生鏈和腐生鏈三種類型，高中教材一般只討論典型的捕食鏈。

注意：

1）一個完整的食物鏈要從最低營養級生產者開始，到最高營養級結束。

2）營養級和消費級的對應關系

3）某種生物在食物網中所處的營養級固定不變嗎？（示例：P91圖5-5 某陸地生態系統的食物網）

4）食物網中一種生物銳減或劇增對其他生物的影響？（當按照不同環節分析所得結果相互矛盾時，以環節少的分析結果為準，因為環節越少，能量在傳遞中的損耗越少。）

(二)生態系統的功能

1。能量流動:生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。

    怎樣分析生態系統的能量流動？

投影兔子吃草的圖片，分析回答：

a.草的能量是怎樣獲得的？

b.草的能量何去何從？全被兔子利用嗎？

c.兔子是如何利用草的能量的？兔子的能量又到哪里去了？

閱讀觀察教材P94文字和插圖，回答：

a.生態系統中能流的起點是什么？

b.生態系統中能量是如何輸入的？

c.能量在沿食物鏈傳遞過程中，是如何傳遞和散失的？

d.流經一個生態系統的總能量是多少？

總結：

1.流經生態系統的總能量:生產者所固定的全部太陽能。

2.傳遞途徑：食物鏈和食物網。

3.傳遞效率：10%~20%。

4.傳遞特點：單向流動、逐級遞減。

5.能量轉化：光能→ATP→（CH2O）→ATP→熱（不可再利用）

思考：

1.生態系統能量流動逐級遞減的規律為什么不違背能量守恒定律？

2.什么是能量金字塔？有無例外？數量金字塔呢？

3.人們常說“一山不能容二虎”有無道理？

4.從生態學角度解釋為什么“肉比糧食貴”？

5.舉例說明研究能量流動的實踐意義:

   a.科學規劃設計人工生態系統，實現對能量的多級利用，提高對能量的利用率；

   b.合理調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。

2.物質循環：組成生物體的各種化學元素，不斷地進行著從無機環境到生物群落，又從生物群落到五級環境的循環過程。

   1) 以碳循環為例。用文字、箭頭等畫出碳循環示意圖，指出相關生理作用。

   2)相關知識：

    a.循環范圍：生物圈  （思考：為什么農田要不斷施加氮肥？）

    b.循環主體：碳元素

    c.循環形式：CO2和含碳有機物等

    d.循環特點：無機環境中的物質可以被生物群落反復利用。（能量流動則是單向遞減的)

    e.相關作用：光合作用、呼吸作用、微生物分解作用、動物的碳同化作用等。

    f.和能量流動的關系：二者不可分割、相互依存。物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環境之間循環往返。生態系統中的各種組分，正是通過能量流動和物質循環，才能夠緊密地聯系在一起，形成一個統一的整體。

   3)舉例說明碳循環與溫室效應等的關能量流系，提出緩解溫室效應的一些對策。

3.信息傳遞

1)信息種類:物理、化學、行為和營養信息等。

注意：物理信息的來源可以是無機環境，也可以是生物。

（鳥鳴是物理信息還是行為信息？分析：行為信息，教材是這樣說的：動物的特殊行為，對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息，即生物的行為特征可以體現為行為信息。可見行為信息有兩個要素：一是動物所有；二是行為特殊；三是能傳遞信息。）

2)信息作用：有利于生物的個體生存、種族繁衍；可調節生物種間關系，以維持生態系統的穩定。

3)實踐應用：一是提高農產品或蓄產品的產量；二是對有害動物進行控制。

  人們常說的“生態平衡”和“生態系統的穩定性”是什么關系？

（三）信息傳遞 

 舉例說明生態系統的穩定性。生態系統之所以能維持相對穩定的原因是什么呢？這是因為——

1。生態系統的自我調節能力：基礎是生態系統中普遍存在的負反饋調節。有一定限度。

      1）實例：河流受到輕微污染后通過物理沉降、化學分解和微生物分解等，很快消除污染。

      2）用文字、箭頭構建一個群落內部中食蟲鳥與害蟲種群之間負反饋調節的概念模型。

      3）生物群落和無機環境之間也存在負反饋調節。例如：……

2。抵抗力穩定性和恢復力穩定性

     1）抵抗力穩定性：抵抗干擾，保持穩定

     2）恢復力穩定性：遭到破壞，恢復原狀

     3）不同生態系統在這兩種穩定性的表現上有著一定的差異。一般說來，生態系統的組分越多，食物往越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高。生態系統在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復速度與恢復時間是不一樣的。

3。提高生態系統的穩定性

  1）控制對生態系統的干擾程度，對生態系統的利用應該適度，不應超過生態系統的自我調節能力；

  2）對人類利用強度較大的生態系統，應實施相應的物質、能量投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。