1、专题 14 生态系统与环境保护【关键点填一填】1生态系统的结构包括生态系统的组成成分和 两方面。2.生态系统的组成成分有 、 、 、 ，其中 为自养生物， 和 为异养生物。3.食物链和食物网是生态系统的 ，是物质循环和能量流动的渠道。4生态系统具有 、 和 三大基本功能。5生态系统的能量流动包括能量的 、 、 和 的全过程。(1)能量的源头 ；(2)起点 ；(3)总能量 ；(4)渠道 ；(5)流动形式： ；(6)能量转化：太阳能 热能(最终散失)；(7)特点： 和 ；(8)相邻两个营养级之间的传递效率约为 。计算规则：消耗最少要选择食物链最 和传递效率最 （20） ，消耗最多要选择食物链最 和
2、传递效率最 （10） 。(9)人们研究生态系统中能量流动的主要目的，就是设法调整生态系统的 关系，使能量流向对人类最有益的部分。6物质循环指组成生物体的 在生物群落与无机环境之间循环反复，具 。7生物圈在物质上是自给自足的，但能量是 流动、逐级 的，必须从系统外获得。8碳循环：(1)碳在无机环境中是以 或 的形式存在的。(2)碳在无机环境与生物群落之间是以 的形式进行循环的。(3)绿色植物通过 ，把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过 ，又把二氧化碳放回到大气中。生产者和消费者死后的尸体又被 所利用，分解后产生的
3、二氧化碳也返回到大气中。9生态系统中的信息包括 信息、 信息和 信息等。10生命活动的正常进行、生物种群的 以及生物 的调节都离不开信息的传递。11生态系统的稳定性表现在两方面： 稳定性和 稳定性。12全球性的环境问题主要包括 变化、 短缺、 破坏、酸雨、荒漠化、 污染和 锐减等。13人口增长对环境的影响：资源利用 ，环境污染 ，生物多样性 。14生物多样性包括 多样性、 多样性和 多样性。生物多样性的价值分为 价值、 价值和 价值。15 保护是保护生物多样性最有效的手段。16生物的富集作用：指一些污染物（如重金属、化学农药） ，通过 在生物体内大量积聚的过程。17富营养化：由于水体中 等植物
4、必需元素含量过多，导致藻类等大量繁殖。藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗大量的氧，并分解出有毒物质,致使水体处于严重的缺氧状态，引起水质量恶化和鱼群死亡的现象。【易混点辨一辨】(1)消费者都是动物，都营异养生活 ( )(2)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌 ( )(3)生产者是生态系统的基石，消费者和分解者是生态系统的必备成分 ( ) (4)生产者是生态系统的基石，消费者和分解者是生态系统的必备成分 ( )(5)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌 ( )(6)水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统 ( )(7)食物网的复杂程度主要取决于生物的数量 ( )(8)在生态系统中能量流
5、动的渠道由生产者、消费者和分解者组成 ( )(9)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类 ( )(10)碳在无机环境中的存在形式是 CO2 ( )(11)物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力 ( )(12)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于 10%，也不会大于 20% ( )(13)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 ( )(14)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量 ( )(15)动物同化的能量等于摄入的能量 ( )(16)粪便量是本营养级同化量的一部分 ( )(17)大气中 CO2进入生物群落的途径只有光合作用 ( )(18)生态
6、系统的信息传递范围只是在生物之间 ( )(19)生命活动的正常进行离不开信息作用，生物种群的繁衍也离不开信息传递 ( )(20)生态系统的物理信息都来源于环境 ( )(21)生态系统信息传递沿食物链从低营养级向高营养级传递 ( )(22)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础 ( )(23)生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强( )(24)生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统的稳定性 ( )(25)如果一个生态系统的抵抗力稳定性很低，其恢复力稳定性就一定很高 ( )(26)森林生态系统的稳定性比草原高 ( )(27)负反馈调节不存在于生物群落和无机环境
7、之间 ( )(28)生态系统遭到严重破坏的重要标志是生物种类减少 ( )(29)CO2等温室气体大量排放引起全球气候变暖以及臭氧层破坏 ( )(30)植被的破坏是导致土地沙漠化的主要原因 ( )(31) 生态农业是实现废物资源化，提高能量的传递效率，减少环境污染 ( )(32)人类可持续发展是建立在生态平衡基础上的健康的经济发展 ( )(33)森林生态系统调节气候的作用体现了生物多样性的直接价值 ( )(34) 生物多样性最基本的层次是物种多样性 ( )(35)建立自然保护区就是要保护所有的野生动物和所有的野生植物 ( )(36) 生物多样性最有效的保护是易地保护 ( )【基本技能讲一讲】技能
8、 1 生态系统的组成成分（1） 比较生态系统的四种成分及成分间的相互关系自养生物一定是生产者。如绿色植物、蓝藻、硝化细菌等都是生产者。但不能说植物都是生产者，如菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者。多数动物是消费者，但有些动物如蚯蚓、蜣螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者。 细菌不都是分解者，其中自养的如硝化细菌属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者，只有腐生的是分解者。（2）生态系统四种组成成分的判断技巧先据双向箭头，确定“非生物的物质和能量”和“生产者” ，再判断两者中有“3”个指出箭头的为“生产者” ，有“3”个指入箭头的为“非生物的物质和能量” ，最后
9、再确定消费者、分解者等。例 1【2013 全国卷大纲版】某一池塘中有三个优势种群，分别是鳙鱼、浮游动物 A 和浮游植物 B，其中鳙鱼以浮游动物 A 为食，浮游动物 A 以浮游植物 B 为食。 回答下列问题：（1 ）为提高池塘鳙鱼的产量，采取向池塘中施肥和捕捞小型野杂鱼等措施，其中施肥的作用是直接提高 的种群数量。捕捞野杂鱼的作用是降低其与鳙鱼 、 和空间等资源的竞争。（2 ）若大量捕捞使池塘中的鳙鱼数量减少，则短时间内会导致 的种群数量迅速下降。 （3 ）若池塘施肥过量，一段时间后，池塘内上述三个优势种群消失了两个，它们是 ，消失的主要原因是缺少 。再经过一段时间后，仅存的一个优势种群也基本消
10、失，而另一类生物如微生物大量繁殖，使水体变黑发臭，该类生物在生态系统中属于 。 【解析】 （1）根据能量流动和种间关系的相关知识分析，为了提高池塘鳙鱼的产量， 可以通过减少其竞争者和捕食者的数量或增加其食物来源两种手段。鳙鱼和竞争者主要是竞争食物和氧气等资源。 （2 ）根据食物链和种间关系分析，鳙鱼数量减少，会使得浮游动物的数量增加，进而导致浮游植物的数量减少。 （3 ）施肥过多，会导致池塘内微生物大量繁殖，而造成池塘中融氧降低，三个优势种群中，因为缺氧最先死亡的是鳙鱼和浮游动物。大量繁殖的微生物分解动植物的遗体，所以属于分解者。 【答案】 （1）浮游植物 B 食物 氧气（或溶解氧） （2）浮
11、游植物 B （3）浮游动物 A 和鳙鱼 氧气（或溶解氧） 分解者 技能 2 食物链和食物网（1）分析食物链：由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级消费者级别1，如兔是初级消费者，第二营养级。某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。（2）食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析处于食物链的第一营养级生物减少的情况：第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现
12、连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。 “天敌”减少的情况： “天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着其数量的增加，种内斗争加剧种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。“中间”营养级生物减少的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。特殊情况：在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。生产者比消费者稳定得多，当某一种群数量发生变化时，一般
13、不考虑生产者数量的增加或减少。例 2【2014 年高考新课标全国卷】某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊 5 个种群，调查得知，该生态系统有 4 个营养级，营养级之间的能量传递效率为 10%20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。种群 甲 乙 丙 丁 戊能量 3.56 12.8 10.30 0.48 226.50回答下列问题：（1）请画出该生态系统中的食物网。（2）甲和乙的种间关系是_；种群丁是该生态系统生物组分中的_。（3）一般来说，生态系统的主要功能包括_、_，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义
14、，碳在_和_之间的循环主要以 CO2的形式进行。【解析】本题通过生态系统的能量流动考查了生态系统的营养结构、种间关系、生态系统的成分和物质循环。（1）能量流动效率为 10%20%，由表中数据可知，戊占有能量最多，属于第一营养级；乙、丙能量和介于戊能量值的 10%20%，故乙和丙同属于第二营养级；同理甲属于第三营养级，丁属于第四营养级。 （2）根据（1）的食物网可知，甲和乙是捕食关系，戊是生产者，甲、乙、丙、丁者是消费者。 （3）生态系统功能包括物质循环、能量流动和信息传递。碳以 CO2的形式在生物群落与无机环境之间循环往复。【答案】（1）（2）捕食 消费者（3）物质循环 能量流动 生物群落 无
15、机环境技能 3 生态系统的能量流动（1）分析能量在营养级之间流动过程摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量同化量粪便量。在各营养级中，能量的三个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；被下一营养级生物利用；被分解者利用。能量流动的特点：单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。逐级递减：相邻两个营养级的能量传递效率约为 10%20%。能量传递效率的计算公式：相邻两个营养级的传递效率 100%。下 一 营 养 级 同 化 量上 一 营 养 级 同 化 量（2）生态系统中能量传递的相关计算在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为
16、10%20%，解题时注意题目中是否有“最多” 、 “最少” 、 “至少”等特殊的字眼，从而确定使用 10%或 20%来解题。设食物链 ABCD，分情况讨论如下：已知 D 营养级的能量为 M，则至少需要 A 营养级的能量M(20%) 3；最多需要 A 营养级的能量M(10%) 3。已知 A 营养级的能量为 N，则 D 营养级获得的最多能量N(20%) 3；最少能量N(10%) 3。在食物网中分析：如在 ABCD 中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：食物链越短，最高营养级获得的能量越多。生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知 D 营养级的能量为 M，计算至少
17、需要 A 营养级的能量，应取最短食物链 AD，并以 20%的效率进行传递，即等于M20%；计算最多需要 A 营养级的能量时，应取最长的食物链 ABCD，并以 10%的效率进行传递，即等于 M(10%)3。在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。例 3【2015 福建卷，4】下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是 J.m-2.a-1）。下列叙述正确的是A、 该食物网中最高营养级为第六营养级B、 该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为 25%C、 太阳鱼呼吸作用消耗的能量为 1357J.m-2.a-1
18、D、 该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统【命题立意】本题考查生态系统的概念、能量流动的相关计算，考查识记、理解和运算能力。难度适中。【解析】该食物网中最长的食物链为浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼 鲈鱼，最高营养级为第五营养级，A 错误；第一到第二营养级的能量传递效率为（3780+4200 ）/31920=25%，B 正确；太阳鱼消耗的能量主要为呼吸消耗，还有一部分用于自身的生长、发育和繁殖，C 错误；生态系统应包括生物群落与无机环境，生物网中不包括分解者，D错误。【答案】B 【方法技巧】1消费者同化的能量摄入量粪便中有机物的能量 2.一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级
19、同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量。3.能量传递效率= 下一营养级同化量 /上一营养级同化量100%，下一营养级若为多个，应先求和再计算传递效率技能 4 生态系统的物质循环（1）碳循环过程要点分析：碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。碳返回无机环境的途径Error!分析温室效应产生的原因：化学燃料的大量燃烧，产生 CO2。植被破坏，降低了对大气中 CO2的调节能力。概括物质循环的特点：全球性：物质循环的范围是生物圈。往复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。（2）分析物质循环：参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。循环的范围是生物圈，而不是
20、具体的某一生态系统。在生物群落和无机环境间：以 CO2形式循环。在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。在无机环境中：主要以 CO2和碳酸盐形式存在。例 4【2012 安徽卷 】某弃耕地的主要食物链由植物 田鼠鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是 J/（hm 2a） 。中国教育出版网 zzstep 植物 田鼠 鼬固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量2.451011 1.05109 7.50108 7.15108 2.44107 2.25107 2.18107(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是 。(2)在研究能量流动时，可通过标重捕法调查田鼠种群密
21、度。在 1hm2 范围内，第一次捕获标记 40 只田鼠，第二次捕获 30 只，其中有标记的 15 只。该种群密度是 只/hm 2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果 。 “汉水丑生的生物同行”超级群公益作品（汉水丑生 2012-7-13 标记）（3 ）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有 3%5%用于 ，其余在呼吸作用中以热能形式散失。（4 ）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够 ，维持生态系统的稳定。 “汉水丑生的生物同行”超级群公益作品（汉水丑生 2012-7-13 标记）【解析】（1 ）能量从田鼠传递到鼬的效率是
22、（2.25107 ）（7.50108）=3%（2 ） 403015=80 只/hm 2。该种群密度是 80 只/hm 2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏高。（3 ）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有 3%5%用于生长、发育、繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。 “汉水丑生的生物同行”超级群公益作品（汉水丑生 2012-7-13 标记）（4 ）信息传递的功能：信息能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。 “汉水丑生的生物同行”超级群公益作品（ 【答案】 （1）3%（2）80 只 /hm2 偏高（3）生长、发育、繁殖等生命活动（4）调节生物的种间关系技
23、能 5 生态系统的信息传递（1）判断生态系统信息传递种类的方法：生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果通过行为传递信息给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方，则属于物理信息。鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)，则属于物理信息；若通过特殊的动作(突然飞起)，则属于行为信息。涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼、心或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。若涉及化学物质挥发性这一特点，则判断为化学信息。（2）信息传递的模型信息传递的范围：信息传递存在于生态系统各成分之间，包括生物与生物之间的信
24、息传递和生物与无机环境之间的信息传递。信息传递的方向：信息传递通常为双向传递。信息传递的范围包括同种生物个体之间(性外激素、舞蹈等)、异种生物个体之间(物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用)和生物与无机环境之间(主要有物理信息中的光、磁等)。例 5【2014 年高考江苏卷】 机场飞行跑道及场内小路旁多是大片草地 ,有多种动物栖息。右图是某机场生态系统食物网的主要部分。请回答下列问题:(1)此食物网中,小型猛禽分别处于 营养级。(2)机场内的小鸟初遇稻草人十分惊恐,这种反应属于 反射。(3)工作人员根据生态系统中 息传递的特点,释放训练过的猎鹰来驱赶小鸟。(4)为了进一步驱鸟,某机场先铲除原有杂草,而后引种了虫和鸟都不爱吃的“驱鸟草冶,机场内小鸟大为减少。 以后“驱鸟草冶逐渐被杂草“扼杀冶 ,这种生物群落的变化过程属于 演替。(5)为了解机场内蜗牛密度,三个调查人员各自随机布设样方如下图所示(图中阴影带为水泥小路,其他处为草地),其中最合理的是 (填序号)。调查中某个样方内蜗牛分布示意图如右,该样方的蜗牛数应计为 个。【解析】 （1）该食物网中与小型猛禽有关的食物链是：草昆虫小型猛禽、草昆虫杂食性小鸟小型猛禽、草 昆虫蛇小型猛禽、草昆虫杂食性小鸟蛇小型
