生态系统的演化与稳定性

专题23 生态系统的结构、功能与稳定性

考点1 生态系统的结构

1.(2014安徽理综,29Ⅱ,14分)一片玉米农田就是一个生态系统。

(1)同种植单一品种相比,在不同田块种植甜玉米和糯玉米等不同品种,可增加 ,提高农田生态系统的稳定性。若玉米和大豆间作(相间种植),可提高土壤肥力,原因是

。

(2)玉米螟幼虫能蛀入玉米茎秆和果穗内取食。若调查玉米螟幼虫的密度,应采用 的方法。甜菜夜蛾幼虫也取食玉米,玉米螟和甜菜夜蛾的种间关系是 。在我国北方部分地区,亚洲玉米螟和欧洲玉米螟的分布区出现重叠,两种玉米螟依靠不同的性信息素维持

。

(3)取两份等质量同品种的玉米粉,一份经发酵做玉米馒头,另一份煮玉米粥,这两份食物中所含能量较少的是 。

(4)纤维素分解菌可用于玉米秸秆还田。用 染色法鉴别纤维素分解菌时,培养基上的菌落周围会形成透明圈,其大小能反映

。

答案 (14分)(1)遗传(基因)多样性 根瘤菌与大豆共生形成根瘤,具有固氮作用 (2)样方法 竞争 生殖隔离 (3)玉米馒头 (4)刚果红 菌株产酶能力或酶活性强弱

2.(2014课标Ⅱ,31,9分)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 12.80 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,碳在 和

生态系统的运作与稳定性研究

生态系统是指由生物体、物种群落和它们所处的非生物环境组成的生态单位。它是地球生命系统中的一个组成部分，对人类的生存和发展有着至关重要的影响。生态系统的运作和稳定性是生态环境保护和生态学研究的重要内容。

一、生态系统的运作

生态系统的运作是指由物种之间的相互作用所形成的某种类型的物质和能量循环过程。这个过程包括生产者、消费者和分解者三个层次的相互作用和循环。

生产者是指能够自己合成有机物质的绿色植物。它们能够通过光合作用将无机物质（如二氧化碳、水和阳光）转化成有机物质，同时释放氧气。消费者是指通过摄取其他生物体来获取有机物质和能量的生物，它们包括食草动物、食肉动物和食腐动物。分解者则是指通过分解已死亡的有机物质来释放能量的微生物，它们包括细菌、真菌和蠕虫等。

这三个层次的相互作用形成了一个生态系统的基本循环。生产者合成出的有机物质作为消费者的食物，消费者通过食物摄取获取能量和营养物质，同时将有机物质和能量通过代谢作用释放出来。分解者则通过分解有机物质来将它们还原为无机物质，使它们能够重新进入生产者的循环中。

二、生态系统的稳定性

生态系统的稳定性是指在不受外界干扰的情况下，生态系统内各个群落、物种和生态位之间的关系保持平衡的状态。生态系统的稳定性是通过一系列的调控机制来保证的。

首先，物种丰富度是维持生态系统稳定性的重要因素之一。物种丰富度越高，生态系统内就有越多的物种相互作用，进而能够减少单一物种对整个生态系统的影响，从而保证生态系统的平衡。

其次，生物多样性也是维持生态系统稳定性的重要因素。在一个生态系统内，生物多样性越高，那么该生态系统尺度内的生态位数更多，其中的物种群落则有更多的可能性彼此相互补充。同时，高生物多样性意味着该系统更灵活和抗干扰能力更强。

再次，物种间的关系是维持生态系统稳定性的重要因素之一。物种间的相互作用包括捕食关系、竞争关系、共生关系和寄生关系等，这些相互作用可以是数量极大的物种间组成多样性高的群落形态。相互作用过于单一或失衡都会引起生态系统的不稳定。

《生态系统的稳定性》

一、教学目标（知识，技能，情感态度价值观）

知识与技能

1．识记生态系统稳定性的概念。

2．了解生态系统的自我调节能力。

3．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

4．简述提高生态系统稳定性的措施。

过程与方法

1．通过图片、照片、课件使学生形象地了解生态系统的稳定性。

2．通过构建模型，清晰地理解负反馈调节和自我调节能力。

3．通过对不同生态系统的分析，清楚抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。

情感态度与价值观

1．认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响，培养学生注重人与自然的和谐发展。

2．通过对抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系的学习，确立辩证统一思想。

二、教学策略选择与设计

启发式教学法、讨论法。

教师为主导，学生为主体，让学生思考问题并在教师的指导下解决问题。

三、教学过程

教学过程 教师活动 学生活动 设计意图

情景引入 PPT展示北京野鸭湖湿地生态系统，生物的种类组成及数量比例没有明显变动，理解生态系统的稳定性（生态平衡）。

生态系统平衡的基本特征：

1 能量特征：生态系统的总生产量与群落呼吸量之比（P/R）接近于1；

2 食物网特征：复杂的食物网，复杂的营养结构，对环境干扰有较强的抵抗能力；

3 物质循环特征：生态系统对外部物质的输入要求降低，具有强大的保持营养物质的功能；

4 群落结构特征：物种多样性增加，种群采取以质取胜的适应对策。 回忆旧知识，理解生态系统的稳定性。 温故知新

理解负反馈调节 PPT展示凯巴伯森林狼、鹿种群数量变化的事例。

让学生写出食物链。

引领学生构建1906年除狼行动后的狼与鹿种群数量变化的模型；以及构建鹿与草种群数量变化的模型。说明负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 互助构建模型 自主学习负反馈调节

理解抵抗力稳定性 PPT展示河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的自净化作用实例图：

引领学生分析AB段溶解氧减少的原因？BC段藻类大量繁殖的原因？溶解氧逐渐恢复的原因？让学生理解抵抗力稳定性。

生态系统的生态学特征及演变规律

生态系统是地球上生命共同体的基本组成单元，是生物体系中的重要组成部分。生态系统中包含许多物种和多种生物群落，环境条件不断变化，生物之间相互作用协调，形成相对稳定的生态平衡。生态系统的生态学特征与生态演变规律是探究生态系统的重要内容。

一、生态系统的生态学特征

1.物种多样性：生态系统中包含的生命形式多样，形成了丰富的物种组成与极高的物种多样性。在不同生态系统环境中，物种的生态特征和适应性不同，进化出了不同的生物形态，从而形成了生态系统中丰富的生物多样性。

2.物质循环：生态系统内部各种化学元素和化合物在生物和非生物组成之间不断循环并逐步转化为其他物质。生态系统中第一道物质循环是由光合作用的绿色植物和其他自养生物质量产生物质，再由食物链传递给其他生物，在这个过程中，生物有时会通过呼吸和分解释放和重新储存机体，以实现物质再循环。这个过程形成了生态系统的一个重要基本组成部分。

3.能量流动：太阳作为地球生态系统的主要能源提供者，能量从太阳照射到地球，被生态系统中的植物和其他自养生物吸收。能量通过体内吸食过程被传递到消费者和食欲或更大的捕食者。能量在食物链中的流动是不可逆的，只能在能量损失和热量释放中耗散。

4.结构复杂性：生态系统中包含了各种物种和物种群落，这些物种和群落之间相互作用协同，形成了生态系统内部的各种生态关系。这些生态关系包括掠夺、寄生、共生、竞争、协作等，形成了丰富的生态系统结构和生态环境，为生物和生态系统中其他组成部分的演变提供了动力。

二、生态系统的演变规律

生态系统的生态演变规律是生态系统中各种成分的演变和适应过程中所发生的定期性、趋势性及其关系。生态系统中生物和非生物因素的交互作用是生态演变规律的重要表现。生态演变规律可以归纳为以下几个方面：

1.物种生态适应性的演变

物种在生态环境中面临的各种压力和限制，促使它进化出各种生态适应策略。比如植物进化了适应干旱、寒冷、高海拔、弱酸性、盐碱等非生物因素和防卫、捕食、竞争、合作等生物因素的生态策略。这是生态演变规律的一个方面。