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第三章 生态系统
第四节
生态系统中的物质能被循环利
用
学习目标
1.说出水循环的过程。
2.概述碳循环的主要形式及过程。
3.概述氮循环的过程。
4.举例说明物质循环原理在生产实践中的应用。
知识梳理
一、生物在水循环中起的作用很小
1.水循环方式
______和______是水循环的两种方式。
2.水循环途径
大气中的水汽以雨、雪、冰雹等形式落到地面或海洋，而地面上和海洋中
的水又通过蒸发进入大气中。地球表面的蒸发量和降水量基本持平，但陆
地的降水量______蒸发量，海洋的降水量______蒸发量。海洋亏损的水分
通过陆地江河的汇集流入海洋而得以弥补，从而维持地球的水循环。
3.水循环动力
水循环是由________推动的。
降水
蒸发
大于
小于
太阳能
4.水循环意义
（1）在水循环中，各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一
个______________，这对补充某些生态系统的营养物质非常有利。
（2）因水从高处往低处流动，往往造成高处营养物质流失而土壤贫瘠，
低处营养物质汇集而土壤肥沃。
新的生态系统
5.水的分布特点
（1）地球上水的总量约 ，以固态、液态、气态三种形态
存在于冰川、海洋、湖泊、沼泽、河流、雪山、土壤、地层、大气以及生
物体中，其中海洋约占______，陆地上、大气和生物体中的水只占很少的
一部分。
（2）地球上的淡水大约占地球总水量的，其中 又被冻结在两极的
冰盖和冰川中。
（3）虽然地球的全年降水量多达 ，但分配__________。
极不均匀
【易错判断】
（1）生物在全球水循环中具有主导性作用。( )
×
提示：生物在全球水循环中起的作用很小。
（2）水从高处往低处流动，带动了各处的营养物质均匀分布。( )
×
提示：水从高处往低处流动，会造成高处营养物质流失而土壤贫瘠，低处
营养物质汇集而土壤肥沃。
二、二氧化碳是碳循环的主要形式
1.碳的存在形式
（1）非生物环境：_____和碳酸盐、化石燃料。
（2）生物群落：____________。
2.碳循环过程
含碳有机物
（1）大气圈中的 经生产者的①__________进入生物群落。部分碳通
过生物的 ②__________ 回归大气圈。
（2）动、植物残体内的碳和动物的排泄物等通过分解者的③__________
回到大气圈，也可能慢慢形成泥炭、煤和石油等。人类通过 ④_________
_______将这些碳释放到大气中。
（3）海洋的碳含量约为大气圈的50倍，海洋对于调节大气圈中的碳含量
起着非常重要的作用。
3.碳循环的平衡
二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过__________而互相交换着，从而维
持碳循环的平衡。
光合作用
呼吸作用
分解作用
化石燃料
的使用
扩散作用
【易错判断】
（1）碳在生物体内、大气、水圈中均以二氧化碳的形式存在。( )
×
提示：碳在生物体内主要以有机物的形式存在；碳在非生物环境中主要以
二氧化碳的形式存在于大气中和溶解于水中。
（2）从生态系统的生物成分角度看，参与碳循环的生理过程包括动、植
物的呼吸作用和植物的光合作用。( )
×
提示：参与碳循环的生理过程还包括微生物的分解作用等。
（3）过度砍伐森林、树林，可能会影响生态系统的碳循环。( )
√
（4）陆地对调节大气圈中碳含量的作用比海洋大。( )
×
提示：海洋对调节大气圈中碳含量的作用更大。
三、固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
1.氮的存在形式
主要以氮气形式储存在________。
2.氮循环过程
（1）固氮。
固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮，其中__________是最
重要的固氮途径。
（2）氨化作用。
生物体内的有机氮尿素和尿酸等产物 氨
大气圈
生物固氮
（3）硝化作用。
氨和铵盐被硝化细菌氧化为__________________的过程。
（4）反硝化作用。
硝酸盐等含氮化合物在____________的作用下转化为、和 的过程。
3.氮平衡的维持
在自然生态系统中，一方面通过各种______作用使氮可以被生物所利用，
另一方面又通过________作用使氮不断重返大气，从而使氮的循环处于一
种平衡状态。
亚硝酸盐和硝酸盐
反硝化细菌
固氮
反硝化
【易错判断】
（1）固氮菌是唯一能够把氮气转变为植物可利用的氮的生物。( )
×
提示：把氮气转变为植物可利用的氮的生物还有蓝藻等。
（2）氮循环过程中，氮元素由生物群落到非生物环境的主要过程是硝化
细菌将氧化成为 的过程。( )
×
提示：氮元素由生物群落到非生物环境的主要过程是氨化细菌将含氮有机
物分解成 的过程。
四、人类运用生态系统的物质循环规律，在生产实践中实现资源多层次利用
1.应用原理
运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的________________
_____，使物质中的能量更多地流向____________的方向。
2.举例
（1）农作物秸秆“过腹还田”。既减少了田间焚烧秸秆给环境带来的污染，
又增加了产值。
（2）“蔬菜-鸡、猪-沼气”系统以及“桑基鱼塘”生态工程。
（3）城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理。
物质循环和能量
流动
对人类有益
3.意义
人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产实践，就可以
实现资源的________利用或______利用，使人和自然环境共同受益。
多层次
循环
【易错判断】
（1）农业生态工程可以实现物质和能量的多层次、循环利用。( )
×
提示：物质是循环的，能量不能循环。
（2）由于物质是循环的，故农田生态系统不需要施肥。( )
×
提示：物质循环具有全球性，是指在生物圈内进行的循环，而农田是一个
较小的生态系统，不断有粮食等作物的输出，即物质的输出大于物质的自
然输入，因此要不断施肥。
任务突破
任务1 概述碳循环的主要形式及过程
1.阅读教材相关内容，列表归纳碳循环相关知识。
项目 进入生物群落 生物群落内部 返回非生物环境
形式 _____ ____________ _____
方式 ______________ __________ 通过食物链或食 物网 ①生产者和消费者的________
___；
②分解者的__________；
③化石燃料的______
方向 在______________单向，在__________________________双向
含碳有机物
光合作用和化能
合成作用
呼吸作用
分解作用
燃烧
生物群落内部
生物群落与非生物环境之间
2.阅读教材相关内容，结合教材，在画线处填入生态系统的组成成分，将
碳循环的过程补充完整。
迁移应用
1.（七彩阳光新高考研究联盟返校联考）如图表示某自然生态系统的部分
碳循环过程，甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的生物成分，据图判断下
列叙述错误的是( )
A
A.甲是生产者，不全是植物
B.丙在碳循环中的作用不可缺少
C.甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式
流动
D.图中应添加从“大气 ”到“丁”的箭头
解析：根据题图中围绕丙的箭头“多进一出”可判断丙为分解者，甲和乙
都有从其他生物成分“进入”的箭头，可判断甲、乙为消费者，故丁为生
产者。题图中丁代表生产者，不全是植物，也可代表硝化细菌等具有化能
合成作用的自养型生物；丙作为分解者在生态系统中不可缺少，若缺少分
解者，则生态系统的遗体将要堆积如山，物质循环将不能正常进行；题图
中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者，
它们构成该生态系统的生物群落，碳在它们之间是以含碳有机物的形式流
动的；题图中缺少的生理过程是从“大气 ”到“丁”的箭头，表示光
合作用或化能合成作用。
2.（杭州月考）下列关于全球碳循环的叙述，错误的是( )
D
A.生物群落能够反复利用生物地化循环中的碳
B.二氧化碳浓度在生物圈中的持续增高可引起温室效应增强
C.工业化加速了碳排放，不利于生物圈中碳循环的平衡
D.植物光合作用固定碳的速率远大于生物圈中释放碳的速率
解析：生态系统的物质是循环运动的，因此非生物环境中的碳可以被生物
群落反复利用；温室效应增强是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断
增加，导致地球平均气温上升的现象；随着现代工业的迅速发展，过度的
碳排放打破了生物圈中碳循环的平衡，可引起全球变暖；正常情况下，大
气中二氧化碳含量相对稳定，说明在自然生态系统中，植物通过光合作用
从大气中摄取碳的速率与生物通过呼吸作用（细胞呼吸）把碳释放到大气
中的速率大致相同。
任务2 概述氮循环的过程
阅读教材相关内容，结合下列自然界中氮循环示意图，分析回答相关问题：
（1）大气中的氮主要通过__________进入生物群
落，其次通过__________和__________等途径也
可少量供给植物氮素。
生物固氮
高能固氮
工业固氮
（2）图中A物质来自动植物，它代表的是______
_______等含氮物质，以及动、植物遗体中的含氮
尿素
和尿酸
氨
硝化细菌
硝酸盐
（3）将B物质转化成 物质的细菌，其新陈代谢的类型属于____________。
自养需氧型
物质。它们被土壤微生物分解后形成B物质即____，B物质经过土壤中
__________的作用，最终转化成 物质即________和亚硝酸盐。
迁移应用
3.（杭州、宁波等4地高三二模）下列是氮循环中的各种反应，属于反硝
化作用的是( )
D
A.将氮气还原为氨
B.将尿素和尿酸转变为氨
C.将氨和铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐
D.将硝酸盐等含氮化合物转化为氮气等
解析：反硝化作用是硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为
、和 的过程。
4.由于大气成分的 是氮气，所以氮最重要的储存库就是大气圈。但是，
大多数生物不能直接利用氮气。大气中的氮只有被固定为无机氮化合物
（主要是硝酸盐和氨）以后，才能被生物所利用。下列关于氮循环的相关
叙述正确的是( )
C
A.固氮菌和蓝藻通过光合作用进行生物固氮
B.通过硝化作用氨和铵盐被还原为硝酸盐
C.放线菌把尿素和尿酸等转变为氨的过程属于氨化作用
D.氮循环处于平衡状态离不开固氮作用和硝化作用
解析：光合作用是把二氧化碳和水合成为有机物并产生氧气的过程，没有
固氮过程；通过硝化作用氨和铵盐被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐；尿素和尿
酸等通过土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌的代谢活动，转变为
无机化合物（氨）并把它释放出来，这个过程就称为氨化作用；在自然生
态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮可以被生物所利用，另一方面又
通过反硝化作用使氮不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。
课堂小结第四节　生态系统中的物质能被循环利用
素养测练
对点达标练
题组一　生态系统的物质循环
1.下列关于水循环的说法错误的是(　C　)
A.降水和蒸发是水循环的两种方式
B.水循环的动力主要来自太阳能
C.陆地的降水量小于蒸发量,海洋的降水量大于蒸发量
D.生物在全球水循环过程中所起的作用很小
解析:地球表面的蒸发量和降水量基本持平,但陆地的降水量大于蒸发量,海洋的降水量小于蒸发量。
2.关于物质循环,下列相关叙述错误的是(　C　)
A.水循环均以分子形式完成在生物群落与非生物环境间的循环
B.水循环具有全球性
C.植物主要通过光合作用和蒸腾作用影响生物圈的水循环
D.如果人类过多干扰物质循环的某个环节,就会造成环境污染甚至生态失衡
解析:水以水分子的形式在生物群落和非生物环境之间循环;水循环是具有全球性的;植物主要通过蒸腾作用向非生物环境中释放水分子,植物的光合作用基本上不影响水循环;
人类过多干扰物质循环的某个环节,会使循环难以继续正常进行导致环境污染甚至生态失衡。
3.碳是构成生命有机体的重要元素之一。下图表示碳循环的部分过程,下列有关分析错误的是(　C　)
A.生态系统的物质循环具有全球性和循环往复性
B.能实现②过程的生理作用不一定是光合作用
C.生物群落内部的生物通过捕食的方式完成碳的循环
D.化石燃料的大量燃烧会使大气中CO2浓度升高,导致全球变暖
解析:碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式通过捕食关系单向传递的,不能完成循环。
4.下图是自然界碳循环的简图,据图分析,下列叙述错误的是(　D　)
A.甲为分解者,乙为消费者,丙为生产者
B.②③表示CO2通过丙、乙的呼吸作用进入大气中
C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落
D.碳以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
解析:根据丙和大气中的CO2库间存在双向箭头,可判断丙为生产者,根据围绕甲的箭头“多进一出”可判断甲为分解者,则乙为消费者;②③表示生产者和消费者的呼吸作用将碳以CO2的形式释放到大气中;大气中CO2进入生物群落的主要方式是光合作用;碳以含碳有机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动。
5.(绍兴高二期末)生态系统中的物质循环包括水循环、碳循环和氮循环等类型,下列有关叙述正确的是(　A　)
A.生产者固定的CO2多于其呼吸作用释放的CO2,是碳循环持续进行的保证
B.碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式双向传递
C.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
D.生物成分在三类物质循环中的作用都很大
解析:生产者固定的CO2多于其呼吸作用释放的CO2,有利于生产者的正常生长,是碳循环持续进行的保证;碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式单向传递;生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都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,氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程;生产者和分解者是连接生物群落和无机环境之间物质循环的重要成分,在物质循环中的作用较大。
6.下图为氮循环示意图,下列有关叙述不正确的是(　B　)
A.①过程中通过生物固定氮素是最重要的固氮途径
B.进行②过程的生物的代谢类型为异养需氧型
C.进行③和④过程的生物分别主要是生产者和消费者
D.⑤过程能增加土壤的肥力,有利于农业生产
解析:①为固氮过程,②为硝化过程,③为合成有机物的过程,④为有机物分解过程,⑤为氨化过程,⑥为反硝化过程。进行②过程的生物是硝化细菌,是自养需氧型生物。
题组二　生态系统的物质循环规律的应用
7.南方地区普遍采用在荔枝园内养鸡的生产模式,总收益约是普通荔枝园的2倍。如图为该模式的结构与功能示意图。下列说法正确的是(　C　)
A.该模式实现了对物质和能量的循环利用
B.鸡粪中所含的能量流入果树,促进果树的生长
C.与普通荔枝园相比,该模式提高了能量的利用率
D.荔枝树固定的太阳能是输入该系统的全部能量
解析:能量不能循环利用;鸡粪中所含的能量流入分解者,不能流向果树,但分解者分解有机物产生的无机盐促进了果树的生长;与普通荔枝园相比,该模式提高了能量的利用率;输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,其中包括荔枝树固定的太阳能。
8.全球作物所需的氮主要来自氮素化肥和生物固氮。根瘤菌是生活在豆科植物根部的固氮菌,它通过生物固氮为豆科植物提供氮,而豆科植物为根瘤菌提供有机物。请分析回答下列问题。
(1)生物固氮生成的　　　　　 　,要通过　　　 　作用才能被生物利用。
(2)氮素化肥来自工业固氮,工业固氮是在高温、　　 　　和催化剂的作用下进行的。随着工业固氮产量的不断提高,对生态系统中　　　　循环产生了重要的影响。
(3)农业生产上,常在秋季播种豆科植物苜蓿。种植的苜蓿可饲养家畜,再将家畜的粪便
还田;也可直接耕埋或堆沤后施用到农田中,以提高农田中氮的含量。分析农民采取这种措施的优点: 　 。
解析:(1)生物固氮生成无机氮(氨或铵盐)后,一般来说,氨和铵盐难以被直接利用,必须通过硝化作用转化为硝酸盐后,才能被生物利用。
(2)工业固氮是在高温、高压、催化剂的作用下,将氮气还原为氨气。工业固氮产量的不断提高,对生态系统中氮的循环产生了重要的影响。
(3)种植的苜蓿饲养家畜,再将家畜的粪便还田;也可以直接耕埋或堆沤后施用到农田中,以提高农田中氮的含量。这样做的优点是提高土壤中氮含量,增加农作物产量。
答案:(1)无机氮　硝化
(2)高压　氮
(3)提高土壤中氮含量,增加农作物产量
综合提升练
9.(湖州高二期末)下图是某生态系统碳循环的过程示意图。下列叙述正确的是(　D　)
A.a、b、c、e均通过生物的呼吸作用将含碳有机物分解成CO2
B.a→b过程通过生物富集作用使得b体内有机物含量大于a
C.将d的含义改为“热能”后,该图表示能量流动的过程
D.该生态系统稳定时,①的量大于②的量
解析:a是生产者,b是消费者,c是分解者,d是大气中二氧化碳库,e是化石燃料,a、b、c均通过生物的呼吸作用将含碳有机物分解成CO2;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称作生物富集,并不能使b体内有机物含量大于a;将 d的含义改为“热能”后,该图不能表示能量流动的过程,因为能量只能单向流动,不可能出现双向箭头;该生态系统稳定时,光合作用速率大于呼吸作用速率,净光合大于零,即①的量大于②的量。
10.如图是生态系统中碳循环示意图,箭头表示碳的流动方向,下列说法正确的是(　C　)
A.图中表示呼吸作用的仅有B、D、E指向C的箭头
B.该生态系统中食物链可表示为A→D→E→B
C.碳循环进行的同时一定伴随着能量流动
D.碳是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间及生物群落内部往复循环,这种循环带有全球性
解析:由题图可知,图中A(生产者)、B(分解者)、C(大气中的CO2库)、D/E(消费者),表示呼吸作用的有A、B、D、E指向C的箭头;该生态系统中的一条食物链可表示为A→D→E,不包括B(分解者);碳循环进行的同时一定伴随着能量流动;碳循环具有全球性,碳是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间往复循环,碳是以有机物的形式在生物群落内部单向传递。
11.(宁波十校高三联考)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,稻田养鸭将种植业和养殖业有机结合,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田,稻田养鸭不仅可使水稻产量增加,农民同时还可以通过养殖产品增加收入。
(1)引入鸭群后使稻田群落的物种丰富度　　 　　(填“增加”“减小”或“不变”)。若该稻田与普通稻田的其他影响因素相同,下列说法正确的是　 　　　。
A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量利用率低
(2)鸭群在稻田生态系统中至少占　　　个营养级,鸭属于生态系统组成成分中的　　　。若研究鸭和某水生小动物的生态位,需要分别调查两者的　
　(答出2条即可)。
鸭群的活动可以加速氮元素从无机环境进入生物群落,主要途径有

　(答出两点)。
(3)稻田养鸭能减少病虫害的发生和杂草的数量,从能量流动角度分析水稻产量增加的
原因是 　 。
(4)稻鸭种养过程中,需要给予相应的物质投入,也要考虑所放养雏鸭的数量,从而保证水稻和鸭群之间的合适比例,这样做的目的是 　 。
解析:(1)由题干可知,由于鸭的捕食作用,增加了稻田生态系统中营养结构的复杂性,该生态系统稳定性进一步提高,同时物种丰富度增加。该稻田生态系统的营养结构更复杂,其水稻产量显著高于普通稻田,而运行过程中不投放鸭饲料,因此与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料,有利于植物进行光合作用;鸭取食害虫和杂草等,可以减少农药的使用;该稻田增加了鸭子使得群落的物种组成不同,因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同;该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益,与普通稻田相比,该稻田的能量利用率高。
(2)由“鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等”可知,鸭取食水稻叶片和杂草,属于第二营养级,鸭取食害虫,属于第三营养级,因此,鸭至少占2个营养级。鸭属于生态系统中的消费者。调查鸭和某水生小动物的生态位要调查其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。鸭群游动使水体中溶氧量增加,促进植物根细胞呼吸作用,有利于水稻对无机盐(如氮元素)的吸收,另一方面也可以加快水中好氧型微生物的呼吸速率,有利于其繁殖及对氮元素的吸收。
(3)稻田养鸭能减少病虫害的发生和杂草的数量,即调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的方向。
(4)稻鸭种养过程中,需要给予相应的物质投入,也要考虑所放养雏鸭的数量,从而保证水稻和鸭群之间的合适比例,这样做可以保证生态系统内部结构与功能的协调,维持稻田生态系统的稳定性,保证两种种养产品的高产。
答案:(1)增加　A
(2)2　消费者　栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等　鸭群游动使水体中溶氧量增加,促进植物根细胞呼吸作用,有利于水稻对无机盐(如氮元素)的吸收,另一方面也可以加快水中好氧型微生物的呼吸速率,有利于其繁殖及对氮元素的吸收
(3)调整了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有益的方向
(4)保证生态系统内部结构与功能的协调,维持稻田生态系统的稳定性,保证两种种养产品的高产
12.(丽水期末)“青田稻鱼共生系统”被联合国粮农组织列为首批全球重要农业文化遗产保护试点项目,农民将水稻、田鱼种养结合,形成了一个良性循环的农业生态系统,示意图如下。回答下列问题。
(1)稻鱼共生系统中,水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成　　　　　　;分解者生产的有机物称为　　　　　 　;一年四季中该系统的组成和外貌会出现较大差异,体现了　　　 　　　结构。
(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等同化的太阳能外,还包括　　　　　　　　。为了使能量朝着有利于人类的方向流动,请写出该系统让能量更大限度地得到利用的措施:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　(写出一项即可)。
(3)田鱼在稻鱼共生系统中属于第　　　营养级;田鱼的养殖能减少农药的使用,这是人们合理利用生物的种间关系,进行　　　　　的结果。
(4)稻鱼共生系统运用生态系统的　　　　规律,实现资源多层次利用,但在种植水稻时仍要适量向农田中施加氮肥等肥料,其原因是　

　。
解析:(1)群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体,稻鱼共生系统中,水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成生物群落。分解者生产的有机物为次级生产量。不同时间生态系统的组成和外貌等出现一定差异,体现了群落的时间结构。
(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等生产者同化的太阳能外,还包括鱼苗、种子、菜叶、鱼食等人工投入的能量。让能量得到多级利用,是使能量朝着对人类有益的方向流动的主要措施,如把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量。
(3)田鱼在稻鱼共生系统中捕食植物(生产者)和一些浮游动物及虫(初级消费者),属于第二、第三营养级;利用田鱼捕食田间害虫进行生物防治,可达到减少农药使用的目的。
(4)稻鱼共生系统充分运用生态系统的物质循环功能,鱼的粪便肥田,田中生产者为其提供有机物,但该系统有农产品不断地输出,使部分元素不能返回农田生态系统,所以需向该系统中补充一定的肥料,保证农田生态系统正常运转。
答案:(1)生物群落　次级生产量　群落的时间
(2)鱼苗、种子、菜叶、鱼食中的能量　把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量
(3)二、第三　生物防治
(4)物质循环　农产品不断地输出使部分元素不能返回农田生态系统第四节　生态系统中的物质能被循环利用
学习目标
1.说出水循环的过程。
2.概述碳循环的主要形式及过程。
3.概述氮循环的过程。
4.举例说明物质循环原理在生产实践中的应用。
一、生物在水循环中起的作用很小
1.水循环方式
降水和蒸发是水循环的两种方式。
2.水循环途径
大气中的水汽以雨、雪、冰雹等形式落到地面或海洋,而地面上和海洋中的水又通过蒸发进入大气中。地球表面的蒸发量和降水量基本持平,但陆地的降水量大于蒸发量,海洋的降水量小于蒸发量。海洋亏损的水分通过陆地江河的汇集流入海洋而得以弥补,从而维持地球的水循环。
3.水循环动力
水循环是由太阳能推动的。
4.水循环意义
(1)在水循环中,各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一个新的生态系统,这对补充某些生态系统的营养物质非常有利。
(2)因水从高处往低处流动,往往造成高处营养物质流失而土壤贫瘠,低处营养物质汇集而土壤肥沃。
5.水的分布特点
(1)地球上水的总量约1.4×1010 km3,以固态、液态、气态三种形态存在于冰川、海洋、湖泊、沼泽、河流、雪山、土壤、地层、大气以及生物体中,其中海洋约占97%,陆地上、大气和生物体中的水只占很少的一部分。
(2)地球上的淡水大约占地球总水量的3%,其中3/4又被冻结在两极的冰盖和冰川中。
(3)虽然地球的全年降水量多达5.2×108 km3,但分配极不均匀。
【易错判断】
(1)生物在全球水循环中具有主导性作用。(　×　)
提示:生物在全球水循环中起的作用很小。
(2)水从高处往低处流动,带动了各处的营养物质均匀分布。(　×　)
提示:水从高处往低处流动,会造成高处营养物质流失而土壤贫瘠,低处营养物质汇集而土壤肥沃。
二、二氧化碳是碳循环的主要形式
1.碳的存在形式
(1)非生物环境:CO2和碳酸盐、化石燃料。
(2)生物群落:含碳有机物。
2.碳循环过程
(1)大气圈中的CO2经生产者的①光合作用进入生物群落。部分碳通过生物的 ②呼吸作用 回归大气圈。
(2)动、植物残体内的碳和动物的排泄物等通过分解者的③分解作用回到大气圈,也可能慢慢形成泥炭、煤和石油等。人类通过 ④化石燃料的使用将这些碳释放到大气中。
(3)海洋的碳含量约为大气圈的50倍,海洋对于调节大气圈中的碳含量起着非常重要的作用。
3.碳循环的平衡
二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用而互相交换着,从而维持碳循环的平衡。
【易错判断】
(1)碳在生物体内、大气、水圈中均以二氧化碳的形式存在。(　×　)
提示:碳在生物体内主要以有机物的形式存在;碳在非生物环境中主要以二氧化碳的形式存在于大气中和溶解于水中。
(2)从生态系统的生物成分角度看,参与碳循环的生理过程包括动、植物的呼吸作用和植物的光合作用。(　×　)
提示:参与碳循环的生理过程还包括微生物的分解作用等。
(3)过度砍伐森林、树林,可能会影响生态系统的碳循环。(　√　)
(4)陆地对调节大气圈中碳含量的作用比海洋大。(　×　)
提示:海洋对调节大气圈中碳含量的作用更大。
三、固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
1.氮的存在形式
主要以氮气形式储存在大气圈。
2.氮循环过程
(1)固氮。
固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮,其中生物固氮是最重要的固氮途径。
(2)氨化作用。
生物体内的有机氮尿素和尿酸等产物氨
(3)硝化作用。
氨和铵盐被硝化细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。
(4)反硝化作用。
硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为N2、NO和N2O的过程。
3.氮平衡的维持
在自然生态系统中,一方面通过各种固氮作用使氮可以被生物所利用,另一方面又通过反硝化作用使氮不断重返大气,从而使氮的循环处于一种平衡状态。
【易错判断】
(1)固氮菌是唯一能够把氮气转变为植物可利用的氮的生物。(　×　)
提示:把氮气转变为植物可利用的氮的生物还有蓝藻等。
(2)氮循环过程中,氮元素由生物群落到非生物环境的主要过程是硝化细菌将NH3氧化成为HNO3的过程。(　×　)
提示:氮元素由生物群落到非生物环境的主要过程是氨化细菌将含氮有机物分解成NH3的过程。
四、人类运用生态系统的物质循环规律,在生产实践中实现资源多层次利用
1.应用原理
运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动,使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。
2.举例
(1)农作物秸秆“过腹还田”。既减少了田间焚烧秸秆给环境带来的污染,又增加了产值。
(2)“蔬菜鸡、猪沼气”系统以及“桑基鱼塘”生态工程。
(3)城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理。
3.意义
人们根据生态学的原理,用系统工程的方法和技术指导生产实践,就可以实现资源的多层次利用或循环利用,使人和自然环境共同受益。
【易错判断】
(1)农业生态工程可以实现物质和能量的多层次、循环利用。(　×　)
提示:物质是循环的,能量不能循环。
(2)由于物质是循环的,故农田生态系统不需要施肥。(　×　)
提示:物质循环具有全球性,是指在生物圈内进行的循环,而农田是一个较小的生态系统,不断有粮食等作物的输出,即物质的输出大于物质的自然输入,因此要不断施肥。
任务1　概述碳循环的主要形式及过程
1.阅读教材相关内容,列表归纳碳循环相关知识。
项目 进入生物群落 生物群落内部 返回非生物环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用和化能合成作用 通过食物链或食物网 ①生产者和消费者的呼 吸作用; ②分解者的分解作用; ③化石燃料 的燃烧
方向 在生物群落内部单向,在生物群落与非生物环境之间双向
2.阅读教材相关内容,结合教材,在画线处填入生态系统的组成成分,将碳循环的过程补充完整。
迁移应用
1.(七彩阳光新高考研究联盟返校联考)如图表示某自然生态系统的部分碳循环过程,甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的生物成分,据图判断下列叙述错误的是(　A　)
A.甲是生产者,不全是植物
B.丙在碳循环中的作用不可缺少
C.甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式流动
D.图中应添加从“大气CO2”到“丁”的箭头
解析:根据题图中围绕丙的箭头“多进一出”可判断丙为分解者,甲和乙都有从其他生物成分“进入”的箭头,可判断甲、乙为消费者,故丁为生产者。题图中丁代表生产者,不全是植物,也可代表硝化细菌等具有化能合成作用的自养型生物;丙作为分解者在生态系统中不可缺少,若缺少分解者,则生态系统的遗体将要堆积如山,物质循环将不能正常进行;题图中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者,它们构成该生态系统的生物群落,碳在它们之间是以含碳有机物的形式流动的;题图中缺少的生理过程是从“大气CO2”到“丁”的箭头,表示光合作用或化能合成作用。
2.(杭州月考)下列关于全球碳循环的叙述,错误的是(　D　)
A.生物群落能够反复利用生物地化循环中的碳
B.二氧化碳浓度在生物圈中的持续增高可引起温室效应增强
C.工业化加速了碳排放,不利于生物圈中碳循环的平衡
D.植物光合作用固定碳的速率远大于生物圈中释放碳的速率
解析:生态系统的物质是循环运动的,因此非生物环境中的碳可以被生物群落反复利用;温室效应增强是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加,导致地球平均气温上升的现象;随着现代工业的迅速发展,过度的碳排放打破了生物圈中碳循环的平衡,可引起全球变暖;正常情况下,大气中二氧化碳含量相对稳定,说明在自然生态系统中,植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率与生物通过呼吸作用(细胞呼吸)把碳释放到大气中的速率大致相同。
任务2　概述氮循环的过程
　阅读教材相关内容,结合下列自然界中氮循环示意图,分析回答相关问题:
(1)大气中的氮主要通过生物固氮进入生物群落,其次通过高能固氮和工业固氮等途径也可少量供给植物氮素。
(2)图中A物质来自动植物,它代表的是尿素和尿酸等含氮物质,以及动、植物遗体中的含氮物质。它们被土壤微生物分解后形成B物质即氨,B物质经过土壤中硝化细菌的作用,最终转化成C物质即硝酸盐和亚硝酸盐。
(3)将B物质转化成C物质的细菌,其新陈代谢的类型属于自养需氧型。
迁移应用
3.(杭州、宁波等4地高三二模)下列是氮循环中的各种反应,属于反硝化作用的是(　D　)
A.将氮气还原为氨
B.将尿素和尿酸转变为氨
C.将氨和铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐
D.将硝酸盐等含氮化合物转化为氮气等
解析:反硝化作用是硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为N2、NO和N2O的过程。
4.由于大气成分的78%是氮气,所以氮最重要的储存库就是大气圈。但是,大多数生物不能直接利用氮气。大气中的氮只有被固定为无机氮化合物(主要是硝酸盐和氨)以后,才能被生物所利用。下列关于氮循环的相关叙述正确的是(　C　)
A.固氮菌和蓝藻通过光合作用进行生物固氮
B.通过硝化作用氨和铵盐被还原为硝酸盐
C.放线菌把尿素和尿酸等转变为氨的过程属于氨化作用
D.氮循环处于平衡状态离不开固氮作用和硝化作用
解析:光合作用是把二氧化碳和水合成为有机物并产生氧气的过程,没有固氮过程;通过硝化作用氨和铵盐被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐;尿素和尿酸等通过土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌的代谢活动,转变为无机化合物(氨)并把它释放出来,这个过程就称为氨化作用;在自然生态系统中,一方面通过各种固氮作用使氮可以被生物所利用,另一方面又通过反硝化作用使氮不断重返大气,从而使氮的循环处于一种平衡状态。
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　生态系统的物质循环
1.下列关于水循环的说法错误的是(　C　)
A.降水和蒸发是水循环的两种方式
B.水循环的动力主要来自太阳能
C.陆地的降水量小于蒸发量,海洋的降水量大于蒸发量
D.生物在全球水循环过程中所起的作用很小
解析:地球表面的蒸发量和降水量基本持平,但陆地的降水量大于蒸发量,海洋的降水量小于蒸发量。
2.关于物质循环,下列相关叙述错误的是(　C　)
A.水循环均以分子形式完成在生物群落与非生物环境间的循环
B.水循环具有全球性
C.植物主要通过光合作用和蒸腾作用影响生物圈的水循环
D.如果人类过多干扰物质循环的某个环节,就会造成环境污染甚至生态失衡
解析:水以水分子的形式在生物群落和非生物环境之间循环;水循环是具有全球性的;植物主要通过蒸腾作用向非生物环境中释放水分子,植物的光合作用基本上不影响水循环;
人类过多干扰物质循环的某个环节,会使循环难以继续正常进行导致环境污染甚至生态失衡。
3.碳是构成生命有机体的重要元素之一。下图表示碳循环的部分过程,下列有关分析错误的是(　C　)
A.生态系统的物质循环具有全球性和循环往复性
B.能实现②过程的生理作用不一定是光合作用
C.生物群落内部的生物通过捕食的方式完成碳的循环
D.化石燃料的大量燃烧会使大气中CO2浓度升高,导致全球变暖
解析:碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式通过捕食关系单向传递的,不能完成循环。
4.下图是自然界碳循环的简图,据图分析,下列叙述错误的是(　D　)
A.甲为分解者,乙为消费者,丙为生产者
B.②③表示CO2通过丙、乙的呼吸作用进入大气中
C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落
D.碳以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
解析:根据丙和大气中的CO2库间存在双向箭头,可判断丙为生产者,根据围绕甲的箭头“多进一出”可判断甲为分解者,则乙为消费者;②③表示生产者和消费者的呼吸作用将碳以CO2的形式释放到大气中;大气中CO2进入生物群落的主要方式是光合作用;碳以含碳有机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动。
5.(绍兴高二期末)生态系统中的物质循环包括水循环、碳循环和氮循环等类型,下列有关叙述正确的是(　A　)
A.生产者固定的CO2多于其呼吸作用释放的CO2,是碳循环持续进行的保证
B.碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式双向传递
C.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
D.生物成分在三类物质循环中的作用都很大
解析:生产者固定的CO2多于其呼吸作用释放的CO2,有利于生产者的正常生长,是碳循环持续进行的保证;碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式单向传递;生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都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,氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程;生产者和分解者是连接生物群落和无机环境之间物质循环的重要成分,在物质循环中的作用较大。
6.下图为氮循环示意图,下列有关叙述不正确的是(　B　)
A.①过程中通过生物固定氮素是最重要的固氮途径
B.进行②过程的生物的代谢类型为异养需氧型
C.进行③和④过程的生物分别主要是生产者和消费者
D.⑤过程能增加土壤的肥力,有利于农业生产
解析:①为固氮过程,②为硝化过程,③为合成有机物的过程,④为有机物分解过程,⑤为氨化过程,⑥为反硝化过程。进行②过程的生物是硝化细菌,是自养需氧型生物。
题组二　生态系统的物质循环规律的应用
7.南方地区普遍采用在荔枝园内养鸡的生产模式,总收益约是普通荔枝园的2倍。如图为该模式的结构与功能示意图。下列说法正确的是(　C　)
A.该模式实现了对物质和能量的循环利用
B.鸡粪中所含的能量流入果树,促进果树的生长
C.与普通荔枝园相比,该模式提高了能量的利用率
D.荔枝树固定的太阳能是输入该系统的全部能量
解析:能量不能循环利用;鸡粪中所含的能量流入分解者,不能流向果树,但分解者分解有机物产生的无机盐促进了果树的生长;与普通荔枝园相比,该模式提高了能量的利用率;输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,其中包括荔枝树固定的太阳能。
8.全球作物所需的氮主要来自氮素化肥和生物固氮。根瘤菌是生活在豆科植物根部的固氮菌,它通过生物固氮为豆科植物提供氮,而豆科植物为根瘤菌提供有机物。请分析回答下列问题。
(1)生物固氮生成的　　　　　 　,要通过　　　 　作用才能被生物利用。
(2)氮素化肥来自工业固氮,工业固氮是在高温、　　 　　和催化剂的作用下进行的。随着工业固氮产量的不断提高,对生态系统中　　　　循环产生了重要的影响。
(3)农业生产上,常在秋季播种豆科植物苜蓿。种植的苜蓿可饲养家畜,再将家畜的粪便
还田;也可直接耕埋或堆沤后施用到农田中,以提高农田中氮的含量。分析农民采取这种措施的优点: 　 。
解析:(1)生物固氮生成无机氮(氨或铵盐)后,一般来说,氨和铵盐难以被直接利用,必须通过硝化作用转化为硝酸盐后,才能被生物利用。
(2)工业固氮是在高温、高压、催化剂的作用下,将氮气还原为氨气。工业固氮产量的不断提高,对生态系统中氮的循环产生了重要的影响。
(3)种植的苜蓿饲养家畜,再将家畜的粪便还田;也可以直接耕埋或堆沤后施用到农田中,以提高农田中氮的含量。这样做的优点是提高土壤中氮含量,增加农作物产量。
答案:(1)无机氮　硝化
(2)高压　氮
(3)提高土壤中氮含量,增加农作物产量
综合提升练
9.(湖州高二期末)下图是某生态系统碳循环的过程示意图。下列叙述正确的是(　D　)
A.a、b、c、e均通过生物的呼吸作用将含碳有机物分解成CO2
B.a→b过程通过生物富集作用使得b体内有机物含量大于a
C.将d的含义改为“热能”后,该图表示能量流动的过程
D.该生态系统稳定时,①的量大于②的量
解析:a是生产者,b是消费者,c是分解者,d是大气中二氧化碳库,e是化石燃料,a、b、c均通过生物的呼吸作用将含碳有机物分解成CO2;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称作生物富集,并不能使b体内有机物含量大于a;将 d的含义改为“热能”后,该图不能表示能量流动的过程,因为能量只能单向流动,不可能出现双向箭头;该生态系统稳定时,光合作用速率大于呼吸作用速率,净光合大于零,即①的量大于②的量。
10.如图是生态系统中碳循环示意图,箭头表示碳的流动方向,下列说法正确的是(　C　)
A.图中表示呼吸作用的仅有B、D、E指向C的箭头
B.该生态系统中食物链可表示为A→D→E→B
C.碳循环进行的同时一定伴随着能量流动
D.碳是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间及生物群落内部往复循环,这种循环带有全球性
解析:由题图可知,图中A(生产者)、B(分解者)、C(大气中的CO2库)、D/E(消费者),表示呼吸作用的有A、B、D、E指向C的箭头;该生态系统中的一条食物链可表示为A→D→E,不包括B(分解者);碳循环进行的同时一定伴随着能量流动;碳循环具有全球性,碳是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间往复循环,碳是以有机物的形式在生物群落内部单向传递。
11.(宁波十校高三联考)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,稻田养鸭将种植业和养殖业有机结合,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田,稻田养鸭不仅可使水稻产量增加,农民同时还可以通过养殖产品增加收入。
(1)引入鸭群后使稻田群落的物种丰富度　　 　　(填“增加”“减小”或“不变”)。若该稻田与普通稻田的其他影响因素相同,下列说法正确的是　 　　　。
A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量利用率低
(2)鸭群在稻田生态系统中至少占　　　个营养级,鸭属于生态系统组成成分中的　　　。若研究鸭和某水生小动物的生态位,需要分别调查两者的　
　(答出2条即可)。
鸭群的活动可以加速氮元素从无机环境进入生物群落,主要途径有

　(答出两点)。
(3)稻田养鸭能减少病虫害的发生和杂草的数量,从能量流动角度分析水稻产量增加的
原因是 　 。
(4)稻鸭种养过程中,需要给予相应的物质投入,也要考虑所放养雏鸭的数量,从而保证水稻和鸭群之间的合适比例,这样做的目的是 　 。
解析:(1)由题干可知,由于鸭的捕食作用,增加了稻田生态系统中营养结构的复杂性,该生态系统稳定性进一步提高,同时物种丰富度增加。该稻田生态系统的营养结构更复杂,其水稻产量显著高于普通稻田,而运行过程中不投放鸭饲料,因此与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料,有利于植物进行光合作用;鸭取食害虫和杂草等,可以减少农药的使用;该稻田增加了鸭子使得群落的物种组成不同,因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同;该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益,与普通稻田相比,该稻田的能量利用率高。
(2)由“鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等”可知,鸭取食水稻叶片和杂草,属于第二营养级,鸭取食害虫,属于第三营养级,因此,鸭至少占2个营养级。鸭属于生态系统中的消费者。调查鸭和某水生小动物的生态位要调查其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。鸭群游动使水体中溶氧量增加,促进植物根细胞呼吸作用,有利于水稻对无机盐(如氮元素)的吸收,另一方面也可以加快水中好氧型微生物的呼吸速率,有利于其繁殖及对氮元素的吸收。
(3)稻田养鸭能减少病虫害的发生和杂草的数量,即调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的方向。
(4)稻鸭种养过程中,需要给予相应的物质投入,也要考虑所放养雏鸭的数量,从而保证水稻和鸭群之间的合适比例,这样做可以保证生态系统内部结构与功能的协调,维持稻田生态系统的稳定性,保证两种种养产品的高产。
答案:(1)增加　A
(2)2　消费者　栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等　鸭群游动使水体中溶氧量增加,促进植物根细胞呼吸作用,有利于水稻对无机盐(如氮元素)的吸收,另一方面也可以加快水中好氧型微生物的呼吸速率,有利于其繁殖及对氮元素的吸收
(3)调整了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有益的方向
(4)保证生态系统内部结构与功能的协调,维持稻田生态系统的稳定性,保证两种种养产品的高产
12.(丽水期末)“青田稻鱼共生系统”被联合国粮农组织列为首批全球重要农业文化遗产保护试点项目,农民将水稻、田鱼种养结合,形成了一个良性循环的农业生态系统,示意图如下。回答下列问题。
(1)稻鱼共生系统中,水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成　　　　　　;分解者生产的有机物称为　　　　　 　;一年四季中该系统的组成和外貌会出现较大差异,体现了　　　 　　　结构。
(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等同化的太阳能外,还包括　　　　　　　　。为了使能量朝着有利于人类的方向流动,请写出该系统让能量更大限度地得到利用的措施:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　(写出一项即可)。
(3)田鱼在稻鱼共生系统中属于第　　　营养级;田鱼的养殖能减少农药的使用,这是人们合理利用生物的种间关系,进行　　　　　的结果。
(4)稻鱼共生系统运用生态系统的　　　　规律,实现资源多层次利用,但在种植水稻时仍要适量向农田中施加氮肥等肥料,其原因是　

　。
解析:(1)群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体,稻鱼共生系统中,水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成生物群落。分解者生产的有机物为次级生产量。不同时间生态系统的组成和外貌等出现一定差异,体现了群落的时间结构。
(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等生产者同化的太阳能外,还包括鱼苗、种子、菜叶、鱼食等人工投入的能量。让能量得到多级利用,是使能量朝着对人类有益的方向流动的主要措施,如把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量。
(3)田鱼在稻鱼共生系统中捕食植物(生产者)和一些浮游动物及虫(初级消费者),属于第二、第三营养级;利用田鱼捕食田间害虫进行生物防治,可达到减少农药使用的目的。
(4)稻鱼共生系统充分运用生态系统的物质循环功能,鱼的粪便肥田,田中生产者为其提供有机物,但该系统有农产品不断地输出,使部分元素不能返回农田生态系统,所以需向该系统中补充一定的肥料,保证农田生态系统正常运转。
答案:(1)生物群落　次级生产量　群落的时间
(2)鱼苗、种子、菜叶、鱼食中的能量　把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量
(3)二、第三　生物防治
(4)物质循环　农产品不断地输出使部分元素不能返回农田生态系统

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