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第23章
生态系统及其稳定性
1．生态系统的概念：在一定自然区域内，所有生物及其生活的环境共同构成的统一整体。如一块农田、一片草原等。生物圈是地球上最大的生态系统。
2．生态系统的结构　　　
非生物的物质和能量
生态系统的成分
生产者
生态系统
　　　生物
消费者
的结构
食物链和食物网
分解者
（1）．生态系统的成分
一个生态系统是由生物和非生物环境组成的。
A：非生物物质和能量：空气、水、矿物质、阳光和热能等。作用：为生物提供必要的物质和能量。
B：生产者：a.特点：属自养型生物（包括绿色植物及自养型微生物：硝化细菌等化能细菌及光合细菌）
b.作用：把无机物制造成有机物；把光能转换为化学能。制造有机物为其它生物提供物质和能量
c.地位：是生态系统的最主要生物，必备成分
C：消费者：a.特点：属异养型生物（动物、人及寄生性微生物）。
b.级别：初级消费者→次级消费者→三级消费者
c．作用：可加快生态系统的物质循环和能量流动
D：分解者：a.特点：主要是异养型.营腐生生活的微生物（另外还有少量腐生动物）
b.作用：将动、植物遗体、排出物.残落物中的有机物分解成无机物返回无机环境，再度被生产者利用
c.地位：也是生态系统的必备成分
（2）.食物链和食物网
形成：生态系统中，各种生物因食物关系而形成的联系
食物链
基本模式：生产者+不同级别的消费者
书写原则：植物（起点）→植食性动物→小型→中型→大型肉食动物
第一营养级
第二营养级
三
四
五
分类：捕食链.寄生链.腐生链
环节：一般不超过5个环节
形成
一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物
食物网
一种植食性动物既可吃多种植物，也可被多种肉食动物所食
功能：生态系统物质循环和能量流动的渠道
A．食物链：生态系统中，生产者与消费者之间、消费者与消费者之间通过吃与被吃的关系形成的链条式的联系。
注意：食物链的起始点是生产者。用箭头表示“吃与被吃”的关系，箭头的方向从生产者指向消费者。如：草→虫→青蛙→蛇
食物链
B．食物网：在一个生态系统中，许多条食物链彼此交错形成的网状联系。
食物链和食物网反映了生物之间因食物关系而形成的复杂关系，是生态系统的营养结构基础。
生态系统中的物质和能量就是通过食物链在生物之间进行运输和传递的。食物链和食物网中的各种生物之间存在着相互依赖、相互制约的关系。其中任一环节出了问题，都会影响整个生态系统。正是由于物质流、能量流和信息流的存在，使各种生物与环境成为一个统一的整体。
4．功能：能量流动和物质循环是生态系统的两大功能，它们是随着食物链和食物网在生物之间进行运
输和传递的。太阳能是所有生物生命活动的最终能量来源。
A．能量流动.
1．能量流动的过程：以有机物形式沿食物链向下一营养级传递。
2．能量流动的总值：生产者固定的太阳能的总量是流动的总能量。
3.
能量流入某一营养级后的四个去向：①呼吸散失；②自身储存；③残落物遗体；④流入下一营养级。
4．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的。
5．能量流动的特点：
A：单向流动；由于生物与生物之间捕食与被捕食的关系是一定的，能量只能由被捕食者流向捕食者。
B：逐级递减；传递效率10%～20%（形象地用能量金字塔表示；又因能量储存在有机物中，故也存在生物量金字塔）。愈向食物链的后端，生物体的数量愈少，储存的能量也愈少，就形成了金字塔形的生物体数量与能量的关系。
由于能量在通过各营养级时会急剧地减少，所以食物链就不可能太长，生态系统中的营养级
一般只有四五级，很少有超过六级的。食物链太长，流向最高营养级的能量就越少，这是一山不容二虎的原因。
农业生产上除草和杀虫的目的：合理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。
6．研究能量流动意义：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。
生态农业的建立就是实现能量的多级利用和物质循环的再生，提高能量的利用率。
如：
沼气
→
燃料
农作物秸杆→饲料→牲畜粪便→发酵
B．物质循环：
1．概念：组成生物体的物质在生物与无机环境之间的往返循环。如碳在生物群落与无机环境主要是以二氧化碳的形式循环。　　　　　　　　　　　　　
2．特点：全球性.循环性
3．实例：碳循环
（1）碳循环的主要形式：CO2。在生物群落与无机环境间以CO2形式循环，在生物群内部是以含碳有机物的形式流动
（2）碳在自然界中的存在形式：CO2.含碳有机物.碳酸盐.煤.石油.
天然气等
（3）碳在生物体内的存在形式：含碳有机物
（4）碳进入生物体的途径：绿色植物的光合作用
（5）碳在生物体之间传递途径：食物链
（6）碳进入大气的途径：①生物的呼吸作用②分解者的分
解作用③化石燃料的燃烧
4．与能量流动的关系
A：区别：物质是循环的，而能量流动是单向的.逐级递减的
B：联系：物质作为能量载体，使能量沿食物链流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
5．生态系统的稳定性
概念：生态系统经过长期的发展过程，逐步形成了生物与非生物物质、能量之间、生物与生物之间相对稳定平衡的状态。（即它的结构和功能能够保持相对稳定）
（1）生态系统能在一定的时间里保持相对稳定和平衡状态的原因是：生态系统具有一定的自我调节能力。当生态系统发生一定的变化或受到外来干扰因素的影响，可通过生态系统内部的自我调节，克服了系统内部的变化及外界的干扰，维持相对稳定和平衡的状态。
生态系统的自我调节能力
（2）生态系统的自动调节能力是有限度的，当外界的干扰因素超过这个限度，生态系统就会失去自我调节的能力，导致稳定状态被破坏。生态系统的调节能力有大有小，这主要取决于它自身的结构特点。生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越大。反之，生态系统的生物种类越少，营养结构越简单，自我调节能力就越小。人们在发展经济的同时，应该根据当地生态系统的结构特点、自我调节能力的大小，采取相应的对策，保持生态系统的相对稳定，以达到人与自然协调发展的目的。
生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的。
破坏生态系统稳定性的因素有：自然因素和人为因素（主要）（对自然资源不合理的开发和利用，
引种不合理也是一个因素）。
生物圈是目前人类生存的唯一家园，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我
们要保护并提高生态系统的稳定性。
生物富集现象：某些有害物质进入生物体以后，不易排出，通过食物链不断积累，在最高级消费
者的体内积累的浓度最高。
水体富营养化：是指湖泊、河流、水库等水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染
现象。由于水体中氮、磷等植物营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，使水体溶解氧
含量下降，造成水生生物大量死亡。浮游生物的大量繁殖，在淡水中称为“水华”，在海洋中称为“赤潮”。
关于小生态瓶的制作
制作设计小生态瓶的要求。
①在制作完成的小生态瓶中所形成的生态系统，必须是封闭的。
②小生态瓶中的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。
③小生态瓶必须是透明的，既让里面的植物见光，又便于学生进行观察。
④小生态瓶中投放的生物，必须有很强的生活力。投放的动物数量不宜过多，以免破坏食物链。
⑤生态瓶宜小不宜大。如果设计的是模拟微型池塘生态系统，则瓶中的水量应为容器的4／5。
⑥小生态瓶制作完毕后，应该贴上标签，写上制作者的姓名与日期，然后将小生态瓶放在有较
强散射光的地方。要注意不能将小生态瓶放在阳光能够直接照射到的地方，否则会导致水温过
高，而使生物死亡。另外，在整个实验过程中，不要随意移动小生态瓶的位置。
生态瓶原料可因材制作，如废弃灯泡、透明的小饮料瓶、大试管等都可以。
环境污染：
①酸雨：酸雨的pH值小于5.6，
“空中死神”（二氧化硫）
危害：1）酸雨使土壤中养分发生变化，从而不能被植物吸收；
2）使得河流、湖泊的水酸化，使鱼虾等水生生物的
生长发育受到影响，严重时造成死亡；
3）危害人类健康、农作物、建筑等；
②温室效应：是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，
导致地球平均气温不断上升的现象；
危害：1）使冰川加速融化，海平面逐渐上升；
2）造成世界各地农作物的减产和多种生物的灭绝；
③重金属污染：含汞、银、镉的固体废弃物和工业废水；
日本的“水俣病”（由汞引起的）
控制废电池危害的根本措施是禁止生产和销售危害性大的
电池，特别是含汞和镉的电池，大力开发无公害的环保型电池。
④臭氧层：作用是能够有效地滤去太阳辐射中对生物有强烈的破坏作用的紫外线；
由于氟利昂的排放遭到破坏。
第23章概念图
生态系统各成分的关系
二氧化碳
土壤和水中的矿物质、水
生产者
消费者
水
二氧化碳
分解者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
次级消费者
草原生态系统的食物网
沼渣
→
肥料
呼吸
生态系统的能量流动
分解者
太阳能
消费者
消费者
消费者
生产者
能量金字塔
生
产
者
初级消费者
次级消费者
泥炭
煤
石油
厂房、汽车等
动植物的遗体和排出物
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
大气中的CO2库
时间
鼠类（消费者）
食鼠动物
草原植被（生产者）
生物数量
它是一个自我平衡的生态系统，在一定时间内能够保持动态平衡的原因有：
①有稳定的能量来源（太阳光）
②各类生物数量相对稳定
③植物的光合作用能为动物的生活提供氧气和养料
④动物生长活动过程中产生的CO2能够供植物进行光合作用合成有机物
⑤微生物能利用和转化动物粪便和动植物残体，为植物生活提供营养
臭氧层
温室效应
水污染
噪声污染
土壤污染
农药污染
酸雨
环境问题

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