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第三章 生态系统
第六节
生态系统通过自我调节维持稳
态
学习目标
1.举例说明生态系统中的负反馈调节和正反馈调节。
2.阐明生态系统维持稳态的原理。
3.说明生态系统具有抵抗干扰并保持稳态的能力。
4.举例说明生态系统具有恢复稳态的能力。
知识梳理
一、生态系统主要通过反馈调节维持稳态
1.稳态
生态系统内部各成分彼此相互协调，保持__________的状态。
2.反馈调节
（1）负反馈调节。
作用：能够使生态系统达到和保持____________。
结果：____________最初发生的变化。
（2）正反馈调节。
作用：常常使生态系统______平衡状态或稳态。
结果：______最初发生的变化。
相对稳定
平衡或稳态
抑制和减弱
远离
加速
【易错判断】
（1）被污染的水体中鱼类大量死亡，死鱼腐烂后会加重污染，这属于正
反馈调节。( )
√
（2）相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量相对稳定，
这是正反馈调节的结果。( )
×
提示：所述现象是负反馈调节的结果。
二、生态系统具有抵抗干扰保持稳态的能力
1.自我调节能力
生态系统具有抵抗外界干扰,使自身的结构和功能__________的能力。
2.自我调节能力的基础
________调节是自我调节的基础。生态系统自我调节能力的强弱是多种因
素共同作用的结果。生态系统中生物的种类和数量______，食物网______
___，自我调节能力就越强，抵抗外界干扰保持稳态的能力就______，反
之则______。因此，增加生态系统物种的多样性，可以增强内部结构与功
能的协调性，提高生态系统的稳定性。
保持原状
负反馈
越多
越复杂
越强
越弱
三、生态系统在遭到外界干扰因素破坏时具有恢复稳态的能力
1.恢复稳态的能力
当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时,它能够________________自己
的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外来的干扰,保持自身的稳定性。
2.特点
生态系统的自我调节功能是____________的，当外来干扰因素超过一定限
度的时候，生态系统自我调节功能本身就会受到损害，从而引起生态系统
稳态的失调，甚至导致生态危机。
自我调节和维持
有一定限度
3.生态危机
指由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈________________，
从而威胁到人类的生存。
4.生态系统稳态的失调
（1）特点:在______往往不容易被人们觉察,一旦发展到出现生态危机时,
就很难在短期内恢复平衡。
（2）保持稳态的措施:对生态系统的利用或干预需要严格加以控制,不能超
出生态系统的______________。对于利用和干预强度较大的生态系统,应
有相应物质和能量的补充输入,以保证系统内部结构和功能的协调稳定。
结构和功能失衡
初期
自我调节能力
【易错判断】
（1）热带雨林生态系统营养结构复杂，恢复稳态的能力较弱。( )
√
（2）人类活动会降低生态系统的稳定性。( )
×
提示：人类活动不一定降低生态系统的稳定性，也有可能提高生态系统的
稳定性，例如建立自然保护区、治理环境污染、植树造林等。
（3）组分少、营养结构简单的生态系统维持稳态的能力弱，但恢复稳态
的能力一定很强。( )
×
提示：组分越少、营养结构越简单的生态系统，自我调节能力越弱，抵抗
外界干扰保持稳态的能力越弱，但恢复稳态的能力不一定越强，如荒漠、
苔原等生态系统，其保持稳态和恢复稳态的能力都很弱。
四、活动:设计并制作生态瓶,观察其稳定性
1.实验原理
阳光、空气、水、生产者、消费者、分解者等是生态系统的成分。只有这
些成分彼此协调，生态系统的____________________才能正常进行，从而
维持其稳定性。
物质循环和能量流动
2.实验步骤
（1）设计生态瓶中各种______________的方案。
（2）制作生态瓶，并将生态瓶放置在____________________的地方，但
要______阳光直接照射。
（3）定期观察、记录生态瓶中动、植物____________的变化。
成分及其比例
温度适宜和光线良好
避免
种类和数量
任务突破
任务1 举例说明生态系统中的负反馈调节和正反馈调节
图a和图b分别表示农田生态系统和湖泊生态系统中发生的某种调节活动，
据图回答下列问题：
（1）图中两个生态系统中能维持稳态的是图___。
（2）图a属于________调节，是生态系统__________的基础。
（3）图b属于________调节，该实例说明生态系统的自我调节能力是
_____________的。
负反馈
自我调节
正反馈
有一定限度
素养提升
负反馈调节和正反馈调节比较
项目 负反馈调节 正反馈调节
结果 抑制和减弱最初发生的变化 加速最初发生的变化
作用 使生态系统达到和保持平衡或 稳态 使生态系统远离平衡状态
或稳态
项目 负反馈调节 正反馈调节
调节模式 ____________________________________________________ __________________________________________________
续表
项目 负反馈调节 正反馈调节
举例 __________________________________ __________________________________________________________
续表
迁移应用
1.（嘉兴期中）某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁
殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少；后期排入污水，引起部分水蚤死亡，
加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是( )
B
A.早期属于正反馈，后期属于负反馈
B.早期属于负反馈，后期属于正反馈
C.早期、后期均属于负反馈
D.早期、后期均属于正反馈
解析：由题意可知，早期由于藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤因食物充
足而大量繁殖，大量的水蚤捕食大量的藻类，藻类因水蚤数量增加而减少，
藻类减少，水蚤因食物缺乏而减少，这属于负反馈调节；后期水体污染，
引起部分水蚤死亡，水蚤死亡后腐烂的尸体加重了水体污染，导致更多的
水蚤死亡，这属于正反馈调节。
2.生态系统自我调节的基础是负反馈调节。下列不属于负反馈调节的是
( )
D
A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升，使得鼠的增加受到抑制
B.草原被蝗虫采食后，草原植物再生能力增强，减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被，但空地土壤肥沃、光照充足，幸存植物
能迅速萌发生长
D.池塘被倾倒大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差
解析：草原鼠的数量上升，蛇的食物增加引起蛇的数量上升，使得鼠的增
加受到抑制，属于负反馈调节；草原被蝗虫采食后，草原植物再生能力增
强，可以减缓植物种群数量的下降，属于生态系统的自我调节，是负反馈
调节；森林局部着火破坏了部分植被，但形成的空地土壤肥沃、光照充足，
幸存植物能更迅速地萌发生长，属于负反馈调节；池塘被倾倒大量污水后，
水生生物大量死亡，进一步引起水质变差，属于正反馈调节。
任务2 阐明生态系统维持稳态的原理，并说明生态系统具有抵抗
干扰并保持稳态的能力和恢复稳态的能力
1.阅读教材相关内容，比较生态系统保持稳态和恢复稳态的能力，将表格
补充完整
类型 保持稳态的能力 恢复稳态的能力
区别 实质 保持自身结构与功能相对稳定 恢复自身结构与功能相
对稳定
核心 ____________________ ____________________
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
类型 保持稳态的能力 恢复稳态的能力
联系 一般情况下二者呈负相关，___为保持稳态的能力，___ 为恢复稳态的能力 _____________________________________________________________________________________
续表
2.阅读下列资料，分析模式图中生态系统自我调节能力和恢复稳态的能力
相关问题：
（1）图中两条虚线之间的部分表示______________的正常作用范围。
生态系统功能
（2） 表示受到外来干扰时生态系统的功能偏离这一范围的大小，其值
可以作为自我调节能力的定量指标， 值越大，说明自我调节能力______。
例如，草原生态系统与热带雨林生态系统受到相同强度的干扰时，草原生
态系统的值要______热带雨林生态系统的 值。
越低
大于
（3）可以表示生态系统的功能恢复到原状所需的时间， 值越大，表示
其恢复到原状的难度______。
越大
（4） 表示曲线与正常作用范围之间所夹的面积，可作为生态系统的总
稳定性的定量指标，其值越大，即与 越大，说明这个生态系统的总稳
定性______。
越低
素养提升
生态系统稳定性的分析方法
（1）分析生态系统的稳定性时，解题的主要思路：组成成分的多少 营
养结构的复杂程度 自我调节能力的强弱 生态系统稳定性的高低。生
态系统抵抗外界干扰能力强弱判断如下：
（2）分析生态系统稳定性时，不能仅仅从营养结构的角度分析，还要看
它们所处的环境，环境条件良好时，生态系统的稳定性就相对较高。
迁移应用
3.下列关于生态系统稳态的叙述,正确的是( )
A
A.生态系统的自我调节能力是保持稳态的基础
B.生态系统的稳态就是指其中的各种成分稳定不变
C.增加物种多样性有利于提高生态系统恢复稳态的能力
D.减少捕食者和寄生者的数量有利于增强生态系统的稳态
解析：生态系统的稳态是指生态系统内部各成分彼此相互协调,保持相对
稳定的状态；增加物种多样性有利于提高生态系统保持稳态的能力；减少
捕食者和寄生者的数量,生态系统的营养结构变得简单,不利于增强生态系
统的稳态。
课堂小结第六节　生态系统通过自我调节维持稳态
学习目标
1.举例说明生态系统中的负反馈调节和正反馈调节。
2.阐明生态系统维持稳态的原理。
3.说明生态系统具有抵抗干扰并保持稳态的能力。
4.举例说明生态系统具有恢复稳态的能力。
一、生态系统主要通过反馈调节维持稳态
1.稳态
生态系统内部各成分彼此相互协调,保持相对稳定的状态。
2.反馈调节
(1)负反馈调节。
作用:能够使生态系统达到和保持平衡或稳态。
结果:抑制和减弱最初发生的变化。
(2)正反馈调节。
作用:常常使生态系统远离平衡状态或稳态。
结果:加速最初发生的变化。
【易错判断】
(1)被污染的水体中鱼类大量死亡,死鱼腐烂后会加重污染,这属于正反馈调节。(　√　)
(2)相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量相对稳定,这是正反馈调节的结果。(　×　)
提示:所述现象是负反馈调节的结果。
二、生态系统具有抵抗干扰保持稳态的能力
1.自我调节能力
生态系统具有抵抗外界干扰,使自身的结构和功能保持原状的能力。
2.自我调节能力的基础
负反馈调节是自我调节的基础。生态系统自我调节能力的强弱是多种因素共同作用的结果。生态系统中生物的种类和数量越多,食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗外界干扰保持稳态的能力就越强,反之则越弱。因此,增加生态系统物种的多样性,可以增强内部结构与功能的协调性,提高生态系统的稳定性。
三、生态系统在遭到外界干扰因素破坏时具有恢复稳态的能力
1.恢复稳态的能力
当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时,它能够自我调节和维持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外来的干扰,保持自身的稳定性。
2.特点
生态系统的自我调节功能是有一定限度的,当外来干扰因素超过一定限度的时候,生态系统自我调节功能本身就会受到损害,从而引起生态系统稳态的失调,甚至导致生态危机。
3.生态危机
指由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能失衡,从而威胁到人类的生存。
4.生态系统稳态的失调
(1)特点:在初期往往不容易被人们觉察,一旦发展到出现生态危机时,就很难在短期内恢复平衡。
(2)保持稳态的措施:对生态系统的利用或干预需要严格加以控制,不能超出生态系统的自我调节能力。对于利用和干预强度较大的生态系统,应有相应物质和能量的补充输入,以保证系统内部结构和功能的协调稳定。
【易错判断】
(1)热带雨林生态系统营养结构复杂,恢复稳态的能力较弱。(　√　)
(2)人类活动会降低生态系统的稳定性。(　×　)
提示:人类活动不一定降低生态系统的稳定性,也有可能提高生态系统的稳定性,例如建立自然保护区、治理环境污染、植树造林等。
(3)组分少、营养结构简单的生态系统维持稳态的能力弱,但恢复稳态的能力一定很强。(　×　)
提示:组分越少、营养结构越简单的生态系统,自我调节能力越弱,抵抗外界干扰保持稳态的能力越弱,但恢复稳态的能力不一定越强,如荒漠、苔原等生态系统,其保持稳态和恢复稳态的能力都很弱。
四、活动:设计并制作生态瓶,观察其稳定性
1.实验原理
阳光、空气、水、生产者、消费者、分解者等是生态系统的成分。只有这些成分彼此协调,生态系统的物质循环和能量流动才能正常进行,从而维持其稳定性。
2.实验步骤
(1)设计生态瓶中各种成分及其比例的方案。
(2)制作生态瓶,并将生态瓶放置在温度适宜和光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。
(3)定期观察、记录生态瓶中动、植物种类和数量的变化。
任务1　举例说明生态系统中的负反馈调节和正反馈调节
图a和图b分别表示农田生态系统和湖泊生态系统中发生的某种调节活动,据图回答下列问题:
(1)图中两个生态系统中能维持稳态的是图a。
(2)图a属于负反馈调节,是生态系统自我调节的基础。
(3)图b属于正反馈调节,该实例说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
素养提升
　负反馈调节和正反馈调节比较
项目 负反馈调节 正反馈调节
结果 抑制和减弱最初发生的变化 加速最初发生的变化
作用 使生态系统达到和保持平衡或稳态 使生态系统远离平衡状态或稳态
调节 模式
举例
迁移应用
1.(嘉兴期中)某池塘中,早期藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤大量繁殖,藻类减少,接着又引起水蚤减少;后期排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述,正确的是(　B　)
A.早期属于正反馈,后期属于负反馈
B.早期属于负反馈,后期属于正反馈
C.早期、后期均属于负反馈
D.早期、后期均属于正反馈
解析:由题意可知,早期由于藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤因食物充足而大量繁殖,大量的水蚤捕食大量的藻类,藻类因水蚤数量增加而减少,藻类减少,水蚤因食物缺乏而减少,这属于负反馈调节;后期水体污染,引起部分水蚤死亡,水蚤死亡后腐烂的尸体加重了水体污染,导致更多的水蚤死亡,这属于正反馈调节。
2.生态系统自我调节的基础是负反馈调节。下列不属于负反馈调节的是(　D　)
A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制
B.草原被蝗虫采食后,草原植物再生能力增强,减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被,但空地土壤肥沃、光照充足,幸存植物能迅速萌发生长
D.池塘被倾倒大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差
解析:草原鼠的数量上升,蛇的食物增加引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制,属于负反馈调节;草原被蝗虫采食后,草原植物再生能力增强,可以减缓植物种群数量的下降,属于生态系统的自我调节,是负反馈调节;森林局部着火破坏了部分植被,但形成的空地土壤肥沃、光照充足,幸存植物能更迅速地萌发生长,属于负反馈调节;池塘被倾倒大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差,属于正反馈调节。
任务2　阐明生态系统维持稳态的原理,并说明生态系统
具有抵抗干扰并保持稳态的能力和恢复稳态的能力
1.阅读教材相关内容,比较生态系统保持稳态和恢复稳态的能力,将表格补充完整
类型 保持稳态的能力 恢复稳态的能力
区 别 实质 保持自身结构与功能相对稳定 恢复自身结构与功能相对稳定
核心 抵抗干扰,保持原状 遭到破坏,恢复原状
联系 一般情况下二者呈负相关,a为保持稳态的能力,b为恢复稳态的能力
2.阅读下列资料,分析模式图中生态系统自我调节能力和恢复稳态的能力相关问题:
(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。
(2)m表示受到外来干扰时生态系统的功能偏离这一范围的大小,其值可以作为自我调节能力的定量指标,m值越大,说明自我调节能力越低。例如,草原生态系统与热带雨林生态系统受到相同强度的干扰时,草原生态系统的m值要大于热带雨林生态系统的m值。
(3)n可以表示生态系统的功能恢复到原状所需的时间,n值越大,表示其恢复到原状的难度越大。
(4)TS表示曲线与正常作用范围之间所夹的面积,可作为生态系统的总稳定性的定量指标,其值越大,即m与n越大,说明这个生态系统的总稳定性越低。
素养提升
生态系统稳定性的分析方法
(1)分析生态系统的稳定性时,解题的主要思路:组成成分的多少→营养结构的复杂程度→自我调节能力的强弱→生态系统稳定性的高低。生态系统抵抗外界干扰能力强弱判断
如下:
(2)分析生态系统稳定性时,不能仅仅从营养结构的角度分析,还要看它们所处的环境,环境条件良好时,生态系统的稳定性就相对较高。
迁移应用
3.下列关于生态系统稳态的叙述,正确的是(　A　)
A.生态系统的自我调节能力是保持稳态的基础
B.生态系统的稳态就是指其中的各种成分稳定不变
C.增加物种多样性有利于提高生态系统恢复稳态的能力
D.减少捕食者和寄生者的数量有利于增强生态系统的稳态
解析:生态系统的稳态是指生态系统内部各成分彼此相互协调,保持相对稳定的状态;增加物种多样性有利于提高生态系统保持稳态的能力;减少捕食者和寄生者的数量,生态系统的营养结构变得简单,不利于增强生态系统的稳态。
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　生态系统的稳态和反馈调节
1.反馈调节在维持生态系统的稳态中发挥了极其重要的作用。下列叙述错误的是(　C　)
A.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B.正反馈调节通常对生态系统有着极大的破坏作用
C.在生物群落与非生物环境之间不存在负反馈调节
D.捕食者和被捕食者的数量变化能体现群落内的负反馈调节
解析:负反馈调节在生物群落内部、生物群落与非生物环境之间都存在。
2.自然生态系统属于开放系统,反馈调节在生态系统中发挥了极其重要的作用。下列相关叙述错误的是(　C　)
A.负反馈调节机制有利于生态系统保持相对稳定
B.负反馈调节的存在可以协调生态系统内部结构与功能
C.森林火灾后,光照充足使幼苗快速生长,该过程属于正反馈调节
D.动物生命活动的调节过程中也存在负反馈调节,以维持机体的稳态
解析:负反馈调节使系统工作的效果减弱或受到限制,有利于生态系统保持相对稳定;负反馈调节可以协调生态系统内部结构与功能,可以提高生态系统的稳定性;森林火灾后,光照充足使幼苗快速生长,该过程属于负反馈调节;动物生命活动的调节过程中也存在负反馈调节,如甲状腺激素的调节,以维持机体的稳态。
题组二　生态系统具有保持稳态和恢复稳态的能力
3.下列哪种方法能增强生态系统的自我调节功能(　C　)
A.减少捕食者和寄生生物的数量
B.使生产者和消费者在数量上保持平衡
C.合理增加生物的种类
D.减少生物的种类
解析:减少捕食者和寄生生物的数量,使得生态系统自我调节功能减弱;生产者和消费者在数量上保持相对平衡,能够维持生态系统的稳态,使生态系统的自我调节功能维持在较高水平,但不能进一步增强原自我调节功能;合理增加生物的种类,能使营养结构变复杂,生态系统的自我调节功能增强;减少生物的种类,营养结构变简单,生态系统的自我调节功能
减弱。
4.自然条件下,生态系统能够在一段较长的时间内保持动态的平衡。例如森林中的生物群落不会因为气候的干旱而发生太大的变化,其主要原因是(　C　)
A.能量的收支随季节而波动
B.具有复杂的营养结构
C.生态系统具有一定的自我调节功能
D.物质循环和能量流动能反复进行
解析:环境的改变并不引起生态系统太大的变化,原因是生态系统具有一定的自我调节功能,通过复杂的食物网,调节其中的物质循环和能量流动,使生态系统保持相对稳定。
5.在水库的上游,将废弃农田和盐碱地改造成大面积芦苇湿地,通过生物降解、吸收,可以有效解决城市生活污水和农业生产对水源造成的污染问题,使水库水质得到明显改善。下列相关叙述正确的是(　D　)
A.芦苇湿地构成了一个在物质和能量上自给自足的生态系统
B.湿地中生物种类多样,利用正反馈调节维持其结构和功能的相对稳定
C.该生态系统中某营养级生物种类增加,该生态系统的自我调节能力一定增大
D.当外界干扰因素的强度超过一定限度时,该生态系统的自我调节能力会丧失
解析:芦苇湿地生态系统在物质上能自给自足,但是在能量上需要不断吸收太阳能,即在能量上不是自给自足;生态系统的结构和功能的稳定性往往依靠负反馈调节来维持;某营养级生物种类增加时,生态系统的自我调节能力不一定增大,如过度放牧会破坏生态平衡;
生态系统的自我调节能力是有一定限度的,当外界干扰因素的强度超过这个限度时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失。
6.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如图所示,据图不能得出的结论是(　B　)
A.乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高
B.若增大对甲生态系统的干扰强度,则C点左移
C.甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单
D.图中偏离正常运行范围的程度体现了保持稳态能力的大小
解析:在遭遇同等强度的干扰(a)后,甲生态系统偏离正常运行范围的程度大于乙,说明乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高,甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单;增大对甲生态系统的干扰强度,则甲更加偏离正常运行范围,恢复所需时间更长,故C点右移。
题组三　设计并制作生态瓶,观察其稳定性
7.(诸暨5月适应性考试)许多同学都设计制作过生态瓶,评价其设计制作水平的主要标准是(　A　)
A.生态系统维持的时间的长短
B.生态系统营养结构的复杂程度
C.生态系统有机物积累的程度
D.生态系统的成分是否全面
解析:生态瓶的维持时间越长,说明生物种类、数量及非生物成分的搭配越合理,物质循环越持久,制作水平越高。故评价其设计制作水平的主要标准是生态系统维持的时间长短。
8.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面说法合理的是(　C　)
A.应该经常向生态缸中通入氧气,从而保证生态缸中生物的呼吸
B.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量
C.生态缸各种生物之间以及生物与无机环境之间,应能够进行物质循环和能量流动
D.应该向生态缸投放生命力很强的生物,而且投放的动物数量要多一些
解析:生态缸是封闭的,在物质上是自给自足的,不能向其中加入任何物质,包括呼吸作用所需要的氧气;生态缸应该放在有较强散射光的地方,阳光直射可能使生态缸水温过高导致生物死亡;生态缸制作的原理是能够进行物质循环和能量流动,所以生态缸中各种生物之间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;生态缸中投放的生物的数量比例要合适,以维持生态系统的稳定。
综合提升练
9.在一些富营养化的水体中,有些蓝细菌常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,引起沉水植物死亡,之后浮游动物及鱼类等生物也相继死亡,导致生态系统崩溃。下列叙述错误的是(　C　)
A.导致沉水植物死亡的最主要的非生物因素是缺少阳光
B.该实例说明生态系统的自我调节能力具有一定限度
C.更多生物死亡又加重了水体的污染,这属于负反馈调节
D.浮游动物及鱼类死亡的主要原因是水中溶解氧减少
解析:蓝细菌形成的浮沫遮挡阳光,使沉水植物无法进行光合作用而死亡;富营养化导致生态系统崩溃,说明生态系统的自我调节能力具有一定限度;水体富营养化导致生物死亡,生物死亡后腐烂会进一步加重水体污染,属于正反馈调节;浮游动物及鱼类死亡的原因是沉水植物死亡,水体总光合作用减弱,水中溶解氧减少。
10.如图为草原生态系统中a、b、c三种生物的数量变化关系图,其中有一种为草。下列说法错误的是(　A　)
A.a、b、c三者之间的食物链关系是a→b→c
B.a、b、c三者一定不能构成生物群落
C.生态系统存在的基础是c
D.三者数量相互制约,这属于负反馈调节
解析:草的数量增加(减少),引起其他生物数量都增加(减少),据此判断c是草,食物链关系是c→b→a;生物群落包含生产者、分解者、消费者三种成分,a、b、c中没有分解者,故三者一定不能构成生物群落;生态系统存在的基础是生产者(c);三者数量相互制约,维持平衡状态,这属于负反馈调节。
11.如果将某原始森林开发为一个森林公园,为了继续维持森林生态系统的稳定性,应当采取的措施是(　D　)
A.在森林中引入一些珍奇的野生植物,提高生产者固定的能量
B.在森林里引入一些珍奇的野生动物,增加食物网的复杂性
C.定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶,便于游人观赏珍贵树种
D.对森林适量采伐,使该生态系统处于长期相对稳定状态
解析:引进其他物种,而没有引进这个物种的天敌,引进的物种因缺少天敌其数量可能大增,进而影响其他生物的生存,从而影响森林生态系统的平衡;人为定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶,导致土壤中的营养物质匮乏,不利于森林生态系统的稳定性;对森林适量采伐,有利于生态系统中组成成分的更新,有利于该生态系统处于长期相对稳定状态。
12.在某一生态系统中,螟虫、螳螂(以螟虫为食)的种群数量变化如图所示。结合图中所给的信息分析,下列叙述正确的是(　C　)
A.与螟虫、螳螂有关的食物链具有两个营养级
B.螳螂种群数量的波动主要受食物等内源性因素调节
C.长期喷洒DDT,螳螂个体内的DDT浓度往往会高于螟虫
D.螟虫、螳螂种群数量的周期性波动体现了生态系统中的正反馈调节
解析:食物链应当从生产者开始,因此与螟虫、螳螂有关的食物链至少有三个营养级;食物属于影响种群数量波动的外源性因素;食物链有生物富集现象,营养级越高,生物体内DDT浓度越高;负反馈调节维持生态系统的稳定性,螟虫、螳螂种群数量的周期性波动体现了生态系统中的负反馈调节。
13.外来物种入侵指某种生物从原生存地自然传入或人为引种后成为野生状态,损害入侵地生物多样性,造成经济损失和生态灾难的现象,如欧洲兔被带到澳大利亚草原放养,对袋鼠等本地生物造成极大威胁。生态专家先后采用引入狐狸(y1年)和黏液瘤病毒(y2年)等手段进行防治,结果如图所示。下列推断正确的是(　C　)
A.外来物种入侵可增加当地的生态系统的稳态,也可引起群落演替的发生
B.y1年后欧洲兔和袋鼠的数量变化反映狐狸也是袋鼠的被捕食者
C.y2年后欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大与病毒的专性寄生有关
D.y3年草原生态系统整体稳定是负反馈调节、正反馈调节共同作用的结果
解析:据题干信息可知,外来物种入侵会损害入侵地的稳态;引入狐狸后(y1年),欧洲兔与袋鼠的数量均减少,说明欧洲兔与狐狸及袋鼠与狐狸之间均是捕食关系,狐狸是袋鼠的捕食者;y2年引入黏液瘤病毒,欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大,说明病毒专性寄生于欧洲兔;草原生态系统整体稳定是负反馈调节的结果。
14.斑纹小贻贝是一种外来入侵物种,2021年至2023年,它在我国沿海部分城市的分布有所扩大。回答下列问题:
(1)斑纹小贻贝附着生活在潮间带区域,该区域内所有斑纹小贻贝形成的集合称为　　　。调查斑纹小贻贝密度常用的方法是　　 　　。
(2)斑纹小贻贝主要以浮游植物、溶解有机物为食,是生态系统组成成分中的　　　　　　,它与当地贻贝、牡蛎等其他生物竞争食物与空间等资源,极大占据了后者的　　 　　。研究显示,斑纹小贻贝喜栖内湾,特别在污染严重的海区其生物量较大,钴、镍和锌等重金属可通过食物链在斑纹小贻贝体内不断聚集,这种现象称作　　　 　。
(3)若斑纹小贻贝进一步扩散与增长,一旦超过了该海域生态系统的　　　 　能力,生态平衡将很难恢复。目前,我国已采取行动,如通过投放斑纹小贻贝的天敌,及时清理浮游植物等措施,维持海域生态系统的　　 　　。
解析:(1)种群是占有一定空间和时间的同一物种所有个体的集合体,潮间带区域所有斑纹小贻贝形成的集合称为种群;斑纹小贻贝活动能力弱、活动范围小,可用样方法调查其种群密度。
(2)斑纹小贻贝主要以浮游植物为食,是消费者,也可溶解有机物为食,是生态系统组成成分中的分解者;生态位表示一个物种在群落中的地位或作用,它取决于所处栖息地、食物,以及与其他物种的关系等。斑纹小贻贝与当地贻贝、牡蛎等其他生物竞争食物与空间等资源,极大占据了后者的生态位;斑纹小贻贝喜栖内湾,特别在污染严重的海区其生物量较大,钴、镍和锌等重金属可通过食物链在斑纹小贻贝体内不断聚集,这种现象称作生物富集。
(3)生态系统具有一定的自我调节能力,若斑纹小贻贝进一步扩散与增长,一旦超过了该海域生态系统的自我调节能力,生态平衡将很难恢复;通过投放斑纹小贻贝的天敌,及时清理浮游植物等措施,可维持海域生态系统的稳定性。
答案:(1)种群　样方法
(2)消费者、分解者　生态位/空间、资源　生物富集
(3)自我调节　稳定性
章末检测试题(三)　生态系统
一、选择题
1.下列关于生态系统食物链和食物网的叙述中,正确的是(　C　)
A.一种生物只能被另一种生物捕食
B.食物链的营养级数可以是无限的
C.捕食食物链的起点通常是绿色植物
D.食物网上的生物之间都是捕食关系
解析:一种生物可捕食多种生物,也可被多种生物捕食;由于能量流动逐级递减,食物链的营养级数有限,一般不超过 5个;捕食食物链的起点是生产者,而生产者通常是绿色植物;食物网上的生物之间除了捕食关系还有竞争关系。
2.如图为某生态系统的食物网,关于此食物网的叙述,正确的是(　D　)
A.该食物网共有4条食物链
B.蜘蛛、蟾蜍均属于初级消费者
C.蛇在不同食物链上均属于同一营养级
D.若使用农药灭杀食草昆虫,则猫头鹰的数量可能大幅减少
解析:据题图分析可知,该食物网共有3条食物链:农作物→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰,农作物→食草昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰(蛇属于第五个营养级),农作物→食草昆虫→蟾蜍→蛇→猫头鹰(蛇属于第四个营养级);食草昆虫属于初级消费者,蜘蛛属于次级消费者,蟾蜍属于次级消费者和三级消费者;若使用农药灭杀食草昆虫,则蜘蛛、蟾蜍、蛇、食虫鸟、猫头鹰的数量可能大幅减少。
3.下列关于生态金字塔的叙述,正确的是(　A　)
A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
解析:生态金字塔显示了食物链中各营养级之间的数量关系;生态金字塔中每个营养级的生物可能属于不同的食物链;生态金字塔中的能量金字塔各营养级均按其所占的能量数值大小依次排列,其他生态金字塔则不一定;生态金字塔可分别以各营养级的个体数量、生物量和能量为指标绘制。
4.下列关于生态系统的稳定性和调节的叙述,错误的是(　B　)
A.生物种类较多的生态系统,自我调节功能强
B.北极苔原生态系统的抵抗干扰的能力弱但遭到破坏恢复稳态的能力强
C.在“草→蚱蜢→蛙→蛇→鹰”这条食物链中,大量捕杀蛇,导致青蛙数量先升后降属于负反馈调节
D.天气干旱时,草原生态系统中动植物种类和数量一般不会有太大变化,体现了抵抗干扰保持稳态的能力
解析:北极苔原生态系统的抵抗干扰的能力较弱,遭到破坏恢复稳态的能力也较弱。
5.研究发现,环境中存在以蓝细菌为主要宿主的浮游病毒,称为噬藻体。这一发现为湖泊蓝细菌的治理提供了一种新思路。下列叙述正确的是(　C　)
A.噬藻体属于生态系统中的分解者
B.噬藻体的传播速率随蓝细菌密度增加而下降
C.噬藻体是调节蓝细菌数量增长的外源性调节因素
D.蓝细菌裂解后释放的有机碳不再参与碳循环的过程
解析:噬藻体是以蓝细菌为主要宿主的浮游病毒,即营寄生生活,属于生态系统中的消费者;蓝细菌密度越大,寄生病毒传播越快,噬藻体的传播速率随蓝细菌密度增加而上升;种群数量的外源性调节因素有气候、食物、疾病、寄生和捕食等;蓝细菌裂解后释放的有机碳被微生物分解,继续参与碳循环过程。
6.生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　D　)
A.调查生态系统中各物种之间的取食与被取食关系,可构建食物链
B.整合调查所得的全部食物链,可构建营养关系更为复杂的食物网
C.归类各食物链中处于相同环节的所有物种,可构建相应的营养级
D.测算主要食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔
解析:各营养级之间的能量关系组成生态系统的能量金字塔,因此构建生态系统的能量金字塔要测定全部食物链各个营养级的能量值,而不是主要食物链各环节的能量值。
7.下列关于物质循环、能量流动和生物富集的说法,错误的是(　D　)
A.物质是能量流动的载体,能量是物质循环和生物富集的动力
B.生物圈不需要从外界获得任何物质补给,就能长期维持其正常功能
C.食物链和食物网是能量流动、物质循环和生物富集的渠道
D.尿酸、尿素等废物经某些细菌、放线菌等生物的代谢活动转化为氨的过程称为反硝化作用
解析:生态系统中,物质是能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动,能量作为动力,使物质在生物群落与非生物环境之间往复循环,使不易分解的物质沿食物链(网)富集;物质是可循环利用的,生物圈不需要从外界获得任何物质补给,就能长期维持其正常功能;在生态系统中,能量流动、物质循环和生物富集均沿着食物链和食物网进行;反硝化作用是指微生物将硝酸盐等还原为N2、NO和N2O的过程。尿酸、尿素等废物经某些细菌、放线菌等生物的代谢活动转化为氨的过程称为氨化作用。
阅读下列材料,请完成8～10小题。
　　我国古代诗人留下大量描写草原美丽风光的诗句,如“敕勒川,阴山下。天似穹庐,笼盖四野。天苍苍,野茫茫。风吹草低见牛羊”“离离原上草,一岁一枯荣”。在我国北方的原野上,各种草本植物出现四季更替。草原返青时,食草动物先在远处通过识别植物的绿色来搜寻食物,然后在近处通过植物的气味来辨别和摄取食物。
8.组成草原生态系统的各种成分中,能将无机物转化为有机物的是(　A　)
A.生产者 B.消费者
C.分解者 D.非生物成分
解析:在生态系统中能把无机物转变成有机物的是生产者。
9.下列关于北方草原的叙述错误的是(　C　)
A.“一岁一枯荣”体现了草原群落具有时间结构
B.草原上的动物大多具有挖洞或快速奔跑的特点
C.大量放牧或开垦草原变耕地能实现草原可持续发展
D.食草动物用来辨别和摄取食物的植物气味属于化学信息
解析:“离离原上草,一岁一枯荣”,这种草地外貌的季节性变化是由于时间的推移所致,体现了群落的时间结构;草原生态系统多分布在半干旱地区,动物种类较少,动物大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点;过度放牧、开垦草原等都将导致野生生物生存环境破坏,从而使生物多样性面临威胁,不能实现草原可持续发展;食草动物用来辨别和摄取食物的植物气味属于化学信息。
10.下图表示草原生态系统中植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。下列叙述正确的是(　C　)
A.③表示植食动物的净次级生产量
B.流经该生态系统的总能量可表示为①+⑤
C.若植食动物为经济动物,则④/③的值越大越好
D.植物到植食动物的能量传递效率为③/①×100%
解析:被植食动物所同化的总能量再去除呼吸作用消耗的能量,即为该植食动物的净次级生产量,③不能表示植食动物的净次级生产量;输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,一部分用于植物呼吸消耗,一部分用于自身生长、发育和繁殖,因此①+⑤可表示净初级生产量,不能表示输入到该生态系统的总能量;④/③的值越大说明植食动物积累的有机物所占比例越多,所以若植食动物为经济动物,则④/③的值越大越好;由于图中不知道植物固定太阳能的量,③/①×100%不能表示植物到植食动物的能量传递效率。
11.某湿地生态系统中的部分食物网如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A.碳在该食物网中以CO2和有机物的形式流动
B.肉食性鱼在取食鲢鱼时信息是单向流动的
C.若鲢鱼突然减少,则短时间内浮游动物不一定增加
D.根据林德曼效率分析,鳙鱼摄入的能量大约只有10%用于自身的生长发育
解析:碳在该食物网中以含碳有机物的形式流动;肉食性鱼在取食鲢鱼时信息是双向流动的;若鲢鱼突然减少,则短时间内肉食性鱼对鳙鱼和浮游动物的捕食增加,故浮游动物不一定增加;根据林德曼效率分析,鳙鱼同化的能量大约只有10%流入下一营养级。
12.竹子中纤维素含量很高,一般在动物体内很难消化,但大熊猫可依靠肠道中的多种纤维素分解菌将纤维素分解,从而实现对竹子中少部分纤维素的利用。下列说法正确的是(　B　)
A.大熊猫肠道中的多种纤维素分解菌构成一个种群
B.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环
C.大熊猫与其肠道内某种纤维素分解菌的种间关系是寄生
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
解析:大熊猫肠道中的多种纤维素分解菌包括多个物种,因而不能看成是一个种群;纤维素分解菌作为分解者,能将有机物分解成无机物,促进了生态系统中的物质循环;大熊猫依赖肠道中纤维素分解菌消化纤维素,纤维素分解菌则吸收营养物质,因此两者的种间关系为互利共生;能量流动方向是竹子→大熊猫或竹子→纤维素分解菌,纤维素分解菌是以纤维素作为碳源和能源物质的,不是从大熊猫机体获得的能量。
13.稻蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式,常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气,蟹能摄食害虫、虫卵和杂草,其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述错误的是(　C　)
A.该种养模式提高了能量利用率
B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系
D.该种养模式可实现物质的循环利用
解析:稻蟹共作模式提高了能量的利用率;生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁力等,采用灯光诱虫杀虫利用了光,是物理信息的传递;捕食关系是指群落中两个物种之间的关系,硬壳蟹(非蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同一物种,两者之间的摄食关系不属于捕食;题述生态系统中的物质能够循环利用,该种养模式可实现物质的循环利用。
14.为了调整农业产业结构,践行生态理念,各地积极探索“稻虾”“稻鳖”“稻鱼”等“稻+N”综合种养新模式。如稻鳖共生的稻田里不能打农药也不能施化肥,鳖主要以稻田里的虫、草等为食,排泄物又可以增强土壤肥力,因其24小时不间断活动,干扰了害虫的繁殖,有效提升了水稻的品质和产量。下列相关叙述错误的是(　C　)
A.鳖在该生态系统中至少占有2个营养级
B.稻田养鳖,降低了害虫的环境容纳量
C.鳖的排泄物为水稻提供物质和能量
D.稻鳖共生模式能实现高产的原因之一是鳖吃草减少了草与水稻的竞争
解析:鳖主要以稻田里的虫、草等为食,可以为初级消费者,也可以为次级消费者,在生态系统中至少占有2个营养级;稻田养鳖,鳖成为害虫的天敌,降低了害虫的环境容纳量;水稻为生产者,进行光合作用,吸收的是光能,鳖的排泄物能为水稻提供物质,但不能提供能量;鳖能吃草,而草与水稻属于竞争关系,因此稻鳖共生模式能实现高产的原因之一是鳖吃草减少了草与水稻的竞争。
15.高密度水产养殖常会引起池塘水体富营养化,影响养殖。下图为利用稻田生态系统净化鱼塘尾水的示意图,箭头所指为水流方向,下列说法错误的是(　D　)
A.鱼塘大量投饵后,水体常会出现有害的硫化物,这些硫化物最可能是饵料中的蛋白质分解产生的
B.图示系统在实现了水资源循环利用的同时,鱼塘富营养化还为水稻生长提供了一定的N、P元素营养
C.为调查图中稻田害虫的发生状况,可采用五点取样法,分别统计各种害虫的种群密度
D.通过稻田净化,B处水样中可溶性有机物浓度比A处显著下降,其主要原因是在稻田中的光合放氧微生物分解了大量有机物
解析:蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N,有些还含有S,S是蛋白质的标志元素,水体常会出现有害的硫化物,这些硫化物最可能是饵料中的蛋白质分解产生的;鱼塘富营养化是水体中N、P含量过高造成的,故鱼塘富营养化为水稻生长提供了一定的N、P元素营养;该稻田可采用五点取样法调查稻田害虫的发生状况,分别统计各种害虫的种群密度;通过稻田净化,B处水样中可溶性有机物浓度比A处显著下降,说明存在异养微生物分解了大量有机物,若是存在光合放氧微生物,是自养型生物,属于生产者,产生有机物和释放氧气,会使B处水样中可溶性有机物浓度比A处高。
16.下列关于生态系统生产量和生物量的叙述,正确的是(　C　)
A.分解者的生产量不会转化为消费者的生产量
B.因光照缺乏,深海区下层没有初级生产量和次级生产量
C.热带雨林一般不需要外界物质输入就可维持其正常生产量和生物量
D.演替到最终的平衡状态时,顶极群落的净初级生产量为0
解析:次级生产者是指能利用生产者产生的有机物进行次级生产即生产新的有机物的生物,消费者和分解者等异养生物都属于次级生产者,分解者的生产量可以转化为消费者的生产量;因光照缺乏,深海区下层存在能进行化能合成作用的生物,因此有初级生产量和次级生产量;由于物质可以循环利用,因此热带雨林一般不需要外界物质输入就可维持其正常生产量和生物量;演替到最终的平衡状态时,顶极群落的净初级生产量大于0。
17.银鲑是市售三文鱼的一种。某研究机构在实验室条件下,利用不同量的食物开展了对转基因(生长激素基因)银鲑及非转基因银鲑生长及存活情况的研究,以评估转基因三文鱼是否具有竞争优势。下列有关叙述正确的是(　C　)
A.测定转基因及非转基因银鲑生长情况的方法须一致,投喂频率无须一致
B.转基因三文鱼进入自然环境有助于提高自然生态系统的稳定性
C.养殖场的非生物环境、寄生虫与三文鱼之间均存在信息传递
D.若养殖场将银鲑与另一种鱼混合养殖,则两种鱼的所有个体属于一个种群
解析:该实验是研究不同量的食物对转基因(生长激素基因)银鲑及非转基因银鲑生长及存活情况的研究,自变量为不同量的食物和银鲑类型,则无关变量应相同且适宜,则投喂频率应一致;转基因三文鱼进入自然环境有可能会导致生物入侵,不利于提高生态系统的稳定性;养殖场的非生物环境、寄生虫与三文鱼之间均存在信息传递;种群是一定区域内同种生物的全部个体,银鲑与另一种鱼是两种鱼,故不是一个种群。
18.生态学家对某相对封闭的湖泊的能量流动进行了定量分析,部分数据如下[单位:J/(cm2·a),其中a表示年]。下列叙述正确的是(　B　)
项目 生产者 初级消费者 次级消费者
固定的能量 464.6 62.8 12.6
未利用 293 29.3 5
自身呼吸作用消耗 96.3 18.8 7.5
流入分解者 12.5 2.1 0.1
A.一年间该湖泊的能量输入基本等于能量输出
B.第二营养级和第三营养级间的能量传递效率为12.6/62.8×100%
C.次级消费者所固定的能量流向途径与初级消费者完全相同
D.初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量为29.3 J/(cm2·a)
解析:由于该生态系统存在未利用的能量,因此输入能量大于输出能量;第二营养级到第三营养级的能量传递效率为12.6/62.8×100%;由表中数据可知初级消费者所固定的能量流向途径中有流向下一营养级,而次级消费者的能量流向途径中没有流向下一营养级,二者不完全相同;初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量为62.8-18.8=44 [J/(cm2·a)]。
19.如图为生态系统结构的一般模型,其中生产者每年固定的能量值为a,消费者和分解者每年获得的能量值分别为b、c。下列叙述正确的是(　D　)
A.太阳能只能通过生产者才能输入到生态系统中,其输入效率为10%
B.根据能量流动特点,肉食性动物1的数量会少于植食性动物的数量
C.若该生态系统处于相对稳定的状态,则相关能量值关系应为a=b+c
D.肉食性动物2流向A(分解者)的能量不包括其粪便中的能量
解析:太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统的第一营养级(生产者)中,但输入效率不一定是10%;能量金字塔呈正金字塔形,而生物量金字塔和数量金字塔则可能倒置,数量金字塔有时会出现高营养级的生物数量多于低营养级的生物数量的现象,因此肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量;若该生态系统处于相对稳定的状态,能量流动具有逐级递减的特点,则相关能量值关系应为a>b+c;肉食性动物2粪便的能量属于肉食性动物1的能量,所以肉食性动物2流向A(分解者)的能量不包括其粪便中的能量。
20.“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪牛舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下列有关叙述不正确的是(　D　)
A.将牛粪、猪粪直接施入沼气池,可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量
B.该系统是在物质循环的基础上建立的
C.该系统的主要成分是蔬菜,人、牛、猪等均为消费者,它们共同构成食物网
D.由于废弃物的再利用,提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率
解析:将牛粪、猪粪直接施入沼气池,沼气池中的微生物将其中的有机物分解为无机物,同时实现资源的多层次利用;生产者是生态系统的主要成分,也是生态系统的基石,人、牛和猪直接或间接取食生产者(蔬菜),生产者和消费者构成了食物网或食物链;生态系统中能量传递效率是不能人为改变的,但能量利用率可以人为改变。
二、非选择题
21.水稻生态系统是浙江地区重要的农田生态系统。稻田中的主要害虫是卷叶螟和褐飞虱,狼蛛是这两种害虫的天敌。稻田中还有杂草、田螺等生物。回答下列问题:
(1)水稻生态系统由稻田中所有生物及　　　　　　　共同组成。在“水稻→卷叶螟→狼蛛”的食物链中,“→”可以表示　　　　　　流动的方向。褐飞虱、卷叶螟的数量增加时,狼蛛的数量也会增加,从而使两种害虫的数量减少,这属于系统内部的　　　　　　调节机制。
(2)田螺以泥中的微生物和腐殖质及植物的嫩茎等为食,它在生态系统中属于 　　　成分。在适当时间将鸭引入稻田,捕食稻田中的杂草、田螺等有害生物,提高了稻田生态系统的　　　　　 　　能力。
(3)水稻光合作用固定的太阳能除了用于自身呼吸消耗外,其余的能量用于　　　　　　。水稻种植需要合理密植,随着种植密度的不断增加,水稻的净初级生产量的变化趋势为
　　　　　　　　。
(4)生产上将稻秆饲喂家畜,再将家畜粪便作为肥料投放到农田,与将稻秆焚烧后用草木灰回田的方式比较,实现了资源的循环利用外,还有的优点有
　　　　　 　　。(答出2点)
解析:(1)生态系统是指一定的空间和一定时间内,由生物群落和它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,水稻生态系统由稻田中所有生物及非生物环境共同组成。生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的,在“水稻→卷叶螟→狼蛛”的食物链中,“→”可以表示物质和能量流动的方向。褐飞虱、卷叶螟的数量增加时,狼蛛的数量也会增加,从而使两种害虫的数量减少,属于生态系统内部的负反馈调节。
(2)田螺以泥中的腐殖质为食,属于生态系统中的分解者,田螺以植物的嫩茎等为食,属于生态系统中的消费者,在适当时间将鸭引入稻田,捕食稻田中的杂草、田螺等有害生物,使该生态系统的营养结构变复杂,提高了稻田生态系统的自我调节(或抵抗干扰的)能力。
(3)某一营养级的同化量=呼吸作用以热能的形式散失的能量+生长、发育、繁殖的能量,水稻光合作用固定的太阳能除了用于自身呼吸消耗外,其余的能量用于生长、繁殖(或生长、发育、繁殖),水稻种植需要合理密植,在一定的范围内,随着种植密度的增加,水稻的净初级生产量增加,超过一定范围后,随着种植密度的增加,水稻的净初级生产量减少。故随着种植密度的不断增加,水稻的净初级生产量的变化趋势为先增加后减少。
(4)将稻秆焚烧后用草木灰回田,会造成秸秆中能量的浪费,增加CO2的排放,若将稻秆饲喂家畜,再将家畜粪便作为肥料投放到农田,可实现能量的多级利用,提高能量的利用率;使能量流向对人类最有益的方向;减少环境污染,减少二氧化碳排放。
答案:(1)非生物环境　物质和能量　负反馈
(2)分解者和消费者　自我调节(或抵抗干扰的)
(3)生长、繁殖(或生长、发育、繁殖)　先增加后减少
(4)实现能量的多级利用,提高能量的利用率;使能量流向对人类最有益的方向;减少环境污染,减少二氧化碳排放
22.布氏田鼠是草原上的一种小型食草哺乳动物,伯劳鸟是其天敌之一。鼠洞周围的芨芨草常被布氏田鼠切断其茎叶的基部,但并不食用。为探究布氏田鼠破坏芨芨草的原因,研究人员进行相关实验。回答下列问题:
(1)伯劳鸟从布氏田鼠获得的能量最终来源于　　 　　固定的能量。布氏田鼠和伯劳鸟都是恒温动物,同化的能量中只有少量用于　　　　　 　　,其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(2)研究人员发现,伯劳鸟对调查样地的访问次数与芨芨草的覆盖度呈正相关,推测芨芨草的高覆盖度会导致布氏田鼠的死亡率　　　 　。研究人员在样地架网阻止伯劳鸟进入,测量芨芨草的体积并计算其一个月后的变化,以反映布氏田鼠的行为,结果见图。
结果显示:架网时,有无布氏田鼠的样地芨芨草体积增加量相似;不架网时,与无布氏田鼠的样地相比,有布氏田鼠的样地芨芨草体积　　　　。由此说明　
　。
(3)以上研究表明,布氏田鼠对芨芨草的破坏有助于改善视野,降低被　　　　的风险,调节种间关系,体现生态系统的　　　　功能。
解析:(1)生态系统中能量的源头是太阳能,能量流动的起点是生产者固定太阳能,因此伯劳鸟从布氏田鼠获得的能量最终来源于植物(生产者)固定的能量。某营养级同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖,另一部分通过呼吸作用以热能的形式散失,布氏田鼠和伯劳鸟都是恒温动物,因此可知同化的能量中只有少量用于生长、繁殖,其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(2)伯劳鸟对调查样地的访问次数与芨芨草的覆盖度呈正相关,即芨芨草的覆盖度越高,伯劳鸟访问次数越多,伯劳鸟是布氏田鼠天敌之一,伯劳鸟访问次数越多,布氏田鼠越少,因此推测芨芨草的高覆盖度会导致布氏田鼠的死亡率提高。据题图可知,架网时,有无布氏田鼠的样地芨芨草体积增加量相似;不架网时,与无布氏田鼠的样地相比,有布氏田鼠的样地芨芨草体积显著降低,由此说明捕食风险(伯劳鸟的捕食)增加了布氏田鼠对芨芨草的破坏。
(3)据题意可知,捕食风险(伯劳鸟的捕食)增加了布氏田鼠对芨芨草的破坏,布氏田鼠对芨芨草的破坏有助于改善视野,避免伯劳鸟停留,降低自身被天敌捕食风险,调节种间关系,以维持生态系统的稳定,体现生态系统信息传递的功能。
答案:(1)植物　生长、繁殖　
(2)提高　显著降低　捕食风险(伯劳鸟的捕食)增加了布氏田鼠对芨芨草的破坏　
(3)捕食　信息传递
23.如图甲是一个草原生态系统的物质循环和能量流动示意图;图乙是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图(图中a～e代表过程,A～C代表能量)。请据图回答:
(1)草原群落中的碳元素进入无机环境的途径是　　　 　(填图中字母),能量进入群落的途径主要是　　　 　　(填生理过程)。一定区域内获得的草烘干到恒重后测得的质量(单位通常用g/m2表示),可代表草的　　　　　,在不考虑死亡和异养生物利用的情况下,该质量在单位时间内的变化值即为草的　　　　　　。
(2)有时科研工作者会用粪堆计数法测算某些中、大型动物的种群密度。某科研人员打算在调查区调查某种鹿类的种群密度,共布设了若干个调查样地。科研人员需根据坡向和植被类型再按　　　　　 　原则确定若干个样方,计数样方中的粪堆数目。请用相关字母表示种群密度的计算公式:　　　　　　(D表示种群密度,N表示处理后T天内粪堆数,
A表示个体日排粪率或次数,S表示调查面积)。
(3)狼能够依据鼠留下的气味去捕食,鼠同样也能够依据狼的气味躲避猎捕,气味属于　　　　信息,上述事实说明信息传递具有什么作用 　
　。
(4)图乙被狼摄入的能量包含了鼠的哪些能量去路　　　　　　　　 　　　　　;若A中能量为1.6×109 kJ,B中能量为1.4×109 kJ,C中的能量为0.4×109 kJ,狼同化的能量为 2.4×108 kJ,则从鼠到狼的能量传递效率为　　　　。这属于在　　　　层次上对能量流动进行研究。
解析:(1)草原群落中的碳元素进入无机环境是经过生物的呼吸作用完成的,即题图甲中的d过程。碳元素在无机环境中的存在形式是CO2和碳酸盐等,能量进入群落的途径主要是生产者的光合作用,即题图甲中的a过程。生物量是净生产量在某一调查时刻前的积累量,测得所有植物的干重即为生产者的生物量,故一定区域内获得的草烘干到恒重后测得的质量,可代表草的生物量(单位通常用g/m2表示)。在不考虑死亡和异养生物利用的情况下,该质量在单位时间内的变化值即为草的净初级生产量。
(2)需根据坡向和植被类型再按随机取样原则确定若干个样方,防止实验的偶然性。种群密度的计算公式为D=N÷(A·T·S)(D表示种群密度,N表示处理后T天内粪堆数,A表示个体日排粪率或次数,S表示调查面积)。
(3)狼能够依据鼠留下的气味去捕食,鼠同样也能够依据狼的气味躲避猎捕,气味属于化学信息,这说明信息传递能够调节种间关系,维持生态系统的稳定。
(4)题图乙被狼摄入的能量包含狼的同化量和狼粪便中的能量,即被狼摄入的能量包含了鼠流入下一营养级和流向分解者的能量。其中A表示鼠同化的总能量,B表示鼠用于生长、发育和繁殖的能量,C表示被分解者利用的能量。某一营养级(最高营养级除外)的能量去向:自身呼吸消耗、流向下一个营养级、分解者分解利用、未被利用。能量传递效率=
(第n+1个营养级的同化量÷第n个营养级的同化量)×100%,故鼠到狼的能量传递效率为[(2.4×108)÷(1.6×109)]×100%=15%。可在食物链和生态系统两个层次上对生态系统的能量流动进行研究,这属于在食物链层次上对能量流动进行研究。
答案:(1)d　光合作用　生物量　净初级生产量
(2)随机取样　D=N/(A·T·S)
(3)化学　调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定(或与生物个体的生存密切关系)
(4)流入下一营养级和流向分解者　15%　食物链
24.某湖泊曾由于污染物排放超标等原因出现了富营养化现象。通过综合考量,科研人员利用沉水植物在该湖泊进行生态修复工程。
(1)湖泊可以通过　　　　 　　　抵御和消除一定限度的外界干扰,保持或恢复自身结构和功能的相对稳定,这一能力通常与　　　　　　　相关。“水华”现象发生后,会导致水体污染加重,这一调节方式是　　　　　　。
(2)科研人员现用菹草、苦草两种沉水植物在该湖泊不同处理区域进行实验,并测量水体的总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a含量等指标,实验结果如图甲、图乙所示:
①图甲说明:



　。
②水体中的叶绿素a含量可以代表　　　 　　(填生物)的多少。由图乙可知,沉水植物　　　(填“可以”或“不可以”)抑制“水华”的爆发。
(3)经治理,该湖泊富营养化得到了有效缓解。借鉴治理经验,为加速某河流生态系统的恢复,请从水体中N、P的输入和输出角度各提出一条修复措施:




　。
解析:(1)生态系统有一定的自我调节能力,湖泊可以通过自我调节抵御和消除一定限度的外界干扰;生态系统营养结构越复杂,抵抗力稳定性越高;“水华”现象发生后,会导致水体污染加重,而污染加重又会加重“水华”现象,这一调节为正反馈调节。
(2)①图甲说明,与无草处理相比,种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷,但菹草更能有效降低总氮,苦草更能有效降低总磷;②叶绿素a是绿色植物进行光合作用的色素之一,叶绿素a含量可以代表浮游藻类的多少;由图乙可知,经菹草、苦草处理后,叶绿素a的含量下降,说明浮游藻类减少,因此沉水植物可以抑制“水华”的爆发。
(3)N、P是植物生长发育不可缺少的元素,题述湖泊富营养化导致浮游藻类骤然大增。要加速某河流生态系统的恢复,输入角度的修复措施有减少富含N、P的工业、农业、生活污水的排放;输出角度的修复措施有①种植菹草和苦草;②种植多种适合本地生长的沉水植物,并比较其修复水体的能力,选择最合适的沉水植物组合种植。
答案:(1)自我调节　营养结构复杂程度(或食物网复杂程度或物种多样性)　正反馈调节
(2)①种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷,但菹草更能有效降低总氮,苦草更能有效降低总磷　②浮游藻类　可以
(3)输入角度的措施:减少富含N、P的工业、农业、生活污水的排放(或富含N、P的工业、农业、生活污水经处理后再排放)。输出角度的措施:①种植菹草和苦草;②种植多种适合本地生长的沉水植物,并比较其修复水体的能力,选择最合适的沉水植物组合种植(言之有理即可)第六节　生态系统通过自我调节维持稳态
素养测练
对点达标练
题组一　生态系统的稳态和反馈调节
1.反馈调节在维持生态系统的稳态中发挥了极其重要的作用。下列叙述错误的是(　C　)
A.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B.正反馈调节通常对生态系统有着极大的破坏作用
C.在生物群落与非生物环境之间不存在负反馈调节
D.捕食者和被捕食者的数量变化能体现群落内的负反馈调节
解析:负反馈调节在生物群落内部、生物群落与非生物环境之间都存在。
2.自然生态系统属于开放系统,反馈调节在生态系统中发挥了极其重要的作用。下列相关叙述错误的是(　C　)
A.负反馈调节机制有利于生态系统保持相对稳定
B.负反馈调节的存在可以协调生态系统内部结构与功能
C.森林火灾后,光照充足使幼苗快速生长,该过程属于正反馈调节
D.动物生命活动的调节过程中也存在负反馈调节,以维持机体的稳态
解析:负反馈调节使系统工作的效果减弱或受到限制,有利于生态系统保持相对稳定;负反馈调节可以协调生态系统内部结构与功能,可以提高生态系统的稳定性;森林火灾后,光照充足使幼苗快速生长,该过程属于负反馈调节;动物生命活动的调节过程中也存在负反馈调节,如甲状腺激素的调节,以维持机体的稳态。
题组二　生态系统具有保持稳态和恢复稳态的能力
3.下列哪种方法能增强生态系统的自我调节功能(　C　)
A.减少捕食者和寄生生物的数量
B.使生产者和消费者在数量上保持平衡
C.合理增加生物的种类
D.减少生物的种类
解析:减少捕食者和寄生生物的数量,使得生态系统自我调节功能减弱;生产者和消费者在数量上保持相对平衡,能够维持生态系统的稳态,使生态系统的自我调节功能维持在较高水平,但不能进一步增强原自我调节功能;合理增加生物的种类,能使营养结构变复杂,生态系统的自我调节功能增强;减少生物的种类,营养结构变简单,生态系统的自我调节功能
减弱。
4.自然条件下,生态系统能够在一段较长的时间内保持动态的平衡。例如森林中的生物群落不会因为气候的干旱而发生太大的变化,其主要原因是(　C　)
A.能量的收支随季节而波动
B.具有复杂的营养结构
C.生态系统具有一定的自我调节功能
D.物质循环和能量流动能反复进行
解析:环境的改变并不引起生态系统太大的变化,原因是生态系统具有一定的自我调节功能,通过复杂的食物网,调节其中的物质循环和能量流动,使生态系统保持相对稳定。
5.在水库的上游,将废弃农田和盐碱地改造成大面积芦苇湿地,通过生物降解、吸收,可以有效解决城市生活污水和农业生产对水源造成的污染问题,使水库水质得到明显改善。下列相关叙述正确的是(　D　)
A.芦苇湿地构成了一个在物质和能量上自给自足的生态系统
B.湿地中生物种类多样,利用正反馈调节维持其结构和功能的相对稳定
C.该生态系统中某营养级生物种类增加,该生态系统的自我调节能力一定增大
D.当外界干扰因素的强度超过一定限度时,该生态系统的自我调节能力会丧失
解析:芦苇湿地生态系统在物质上能自给自足,但是在能量上需要不断吸收太阳能,即在能量上不是自给自足;生态系统的结构和功能的稳定性往往依靠负反馈调节来维持;某营养级生物种类增加时,生态系统的自我调节能力不一定增大,如过度放牧会破坏生态平衡;
生态系统的自我调节能力是有一定限度的,当外界干扰因素的强度超过这个限度时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失。
6.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如图所示,据图不能得出的结论是(　B　)
A.乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高
B.若增大对甲生态系统的干扰强度,则C点左移
C.甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单
D.图中偏离正常运行范围的程度体现了保持稳态能力的大小
解析:在遭遇同等强度的干扰(a)后,甲生态系统偏离正常运行范围的程度大于乙,说明乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高,甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单;增大对甲生态系统的干扰强度,则甲更加偏离正常运行范围,恢复所需时间更长,故C点右移。
题组三　设计并制作生态瓶,观察其稳定性
7.(诸暨5月适应性考试)许多同学都设计制作过生态瓶,评价其设计制作水平的主要标准是(　A　)
A.生态系统维持的时间的长短
B.生态系统营养结构的复杂程度
C.生态系统有机物积累的程度
D.生态系统的成分是否全面
解析:生态瓶的维持时间越长,说明生物种类、数量及非生物成分的搭配越合理,物质循环越持久,制作水平越高。故评价其设计制作水平的主要标准是生态系统维持的时间长短。
8.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面说法合理的是(　C　)
A.应该经常向生态缸中通入氧气,从而保证生态缸中生物的呼吸
B.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量
C.生态缸各种生物之间以及生物与无机环境之间,应能够进行物质循环和能量流动
D.应该向生态缸投放生命力很强的生物,而且投放的动物数量要多一些
解析:生态缸是封闭的,在物质上是自给自足的,不能向其中加入任何物质,包括呼吸作用所需要的氧气;生态缸应该放在有较强散射光的地方,阳光直射可能使生态缸水温过高导致生物死亡;生态缸制作的原理是能够进行物质循环和能量流动,所以生态缸中各种生物之间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;生态缸中投放的生物的数量比例要合适,以维持生态系统的稳定。
综合提升练
9.在一些富营养化的水体中,有些蓝细菌常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,引起沉水植物死亡,之后浮游动物及鱼类等生物也相继死亡,导致生态系统崩溃。下列叙述错误的是(　C　)
A.导致沉水植物死亡的最主要的非生物因素是缺少阳光
B.该实例说明生态系统的自我调节能力具有一定限度
C.更多生物死亡又加重了水体的污染,这属于负反馈调节
D.浮游动物及鱼类死亡的主要原因是水中溶解氧减少
解析:蓝细菌形成的浮沫遮挡阳光,使沉水植物无法进行光合作用而死亡;富营养化导致生态系统崩溃,说明生态系统的自我调节能力具有一定限度;水体富营养化导致生物死亡,生物死亡后腐烂会进一步加重水体污染,属于正反馈调节;浮游动物及鱼类死亡的原因是沉水植物死亡,水体总光合作用减弱,水中溶解氧减少。
10.如图为草原生态系统中a、b、c三种生物的数量变化关系图,其中有一种为草。下列说法错误的是(　A　)
A.a、b、c三者之间的食物链关系是a→b→c
B.a、b、c三者一定不能构成生物群落
C.生态系统存在的基础是c
D.三者数量相互制约,这属于负反馈调节
解析:草的数量增加(减少),引起其他生物数量都增加(减少),据此判断c是草,食物链关系是c→b→a;生物群落包含生产者、分解者、消费者三种成分,a、b、c中没有分解者,故三者一定不能构成生物群落;生态系统存在的基础是生产者(c);三者数量相互制约,维持平衡状态,这属于负反馈调节。
11.如果将某原始森林开发为一个森林公园,为了继续维持森林生态系统的稳定性,应当采取的措施是(　D　)
A.在森林中引入一些珍奇的野生植物,提高生产者固定的能量
B.在森林里引入一些珍奇的野生动物,增加食物网的复杂性
C.定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶,便于游人观赏珍贵树种
D.对森林适量采伐,使该生态系统处于长期相对稳定状态
解析:引进其他物种,而没有引进这个物种的天敌,引进的物种因缺少天敌其数量可能大增,进而影响其他生物的生存,从而影响森林生态系统的平衡;人为定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶,导致土壤中的营养物质匮乏,不利于森林生态系统的稳定性;对森林适量采伐,有利于生态系统中组成成分的更新,有利于该生态系统处于长期相对稳定状态。
12.在某一生态系统中,螟虫、螳螂(以螟虫为食)的种群数量变化如图所示。结合图中所给的信息分析,下列叙述正确的是(　C　)
A.与螟虫、螳螂有关的食物链具有两个营养级
B.螳螂种群数量的波动主要受食物等内源性因素调节
C.长期喷洒DDT,螳螂个体内的DDT浓度往往会高于螟虫
D.螟虫、螳螂种群数量的周期性波动体现了生态系统中的正反馈调节
解析:食物链应当从生产者开始,因此与螟虫、螳螂有关的食物链至少有三个营养级;食物属于影响种群数量波动的外源性因素;食物链有生物富集现象,营养级越高,生物体内DDT浓度越高;负反馈调节维持生态系统的稳定性,螟虫、螳螂种群数量的周期性波动体现了生态系统中的负反馈调节。
13.外来物种入侵指某种生物从原生存地自然传入或人为引种后成为野生状态,损害入侵地生物多样性,造成经济损失和生态灾难的现象,如欧洲兔被带到澳大利亚草原放养,对袋鼠等本地生物造成极大威胁。生态专家先后采用引入狐狸(y1年)和黏液瘤病毒(y2年)等手段进行防治,结果如图所示。下列推断正确的是(　C　)
A.外来物种入侵可增加当地的生态系统的稳态,也可引起群落演替的发生
B.y1年后欧洲兔和袋鼠的数量变化反映狐狸也是袋鼠的被捕食者
C.y2年后欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大与病毒的专性寄生有关
D.y3年草原生态系统整体稳定是负反馈调节、正反馈调节共同作用的结果
解析:据题干信息可知,外来物种入侵会损害入侵地的稳态;引入狐狸后(y1年),欧洲兔与袋鼠的数量均减少,说明欧洲兔与狐狸及袋鼠与狐狸之间均是捕食关系,狐狸是袋鼠的捕食者;y2年引入黏液瘤病毒,欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大,说明病毒专性寄生于欧洲兔;草原生态系统整体稳定是负反馈调节的结果。
14.斑纹小贻贝是一种外来入侵物种,2021年至2023年,它在我国沿海部分城市的分布有所扩大。回答下列问题:
(1)斑纹小贻贝附着生活在潮间带区域,该区域内所有斑纹小贻贝形成的集合称为　　　。调查斑纹小贻贝密度常用的方法是　　 　　。
(2)斑纹小贻贝主要以浮游植物、溶解有机物为食,是生态系统组成成分中的　　　　　　,它与当地贻贝、牡蛎等其他生物竞争食物与空间等资源,极大占据了后者的　　 　　。研究显示,斑纹小贻贝喜栖内湾,特别在污染严重的海区其生物量较大,钴、镍和锌等重金属可通过食物链在斑纹小贻贝体内不断聚集,这种现象称作　　　 　。
(3)若斑纹小贻贝进一步扩散与增长,一旦超过了该海域生态系统的　　　 　能力,生态平衡将很难恢复。目前,我国已采取行动,如通过投放斑纹小贻贝的天敌,及时清理浮游植物等措施,维持海域生态系统的　　 　　。
解析:(1)种群是占有一定空间和时间的同一物种所有个体的集合体,潮间带区域所有斑纹小贻贝形成的集合称为种群;斑纹小贻贝活动能力弱、活动范围小,可用样方法调查其种群密度。
(2)斑纹小贻贝主要以浮游植物为食,是消费者,也可溶解有机物为食,是生态系统组成成分中的分解者;生态位表示一个物种在群落中的地位或作用,它取决于所处栖息地、食物,以及与其他物种的关系等。斑纹小贻贝与当地贻贝、牡蛎等其他生物竞争食物与空间等资源,极大占据了后者的生态位;斑纹小贻贝喜栖内湾,特别在污染严重的海区其生物量较大,钴、镍和锌等重金属可通过食物链在斑纹小贻贝体内不断聚集,这种现象称作生物富集。
(3)生态系统具有一定的自我调节能力,若斑纹小贻贝进一步扩散与增长,一旦超过了该海域生态系统的自我调节能力,生态平衡将很难恢复;通过投放斑纹小贻贝的天敌,及时清理浮游植物等措施,可维持海域生态系统的稳定性。
答案:(1)种群　样方法
(2)消费者、分解者　生态位/空间、资源　生物富集
(3)自我调节　稳定性

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