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专题二十三 生态系统及其稳定性
基础篇
考点 一 生态系统的结构 一营养级 消费者所处营养级不固定
ꎬ ꎮ
营养级越多 在能量流动过程中消耗的能量
一、生态系统 ② ꎬ
就越多 因此食物链中一般不会超过❹
在一定空间内 由生物群落与它的非生物环 ꎬ ５
ꎬ
个营养级
境相互作用而形成的统一整体 地球上最大 ꎮ
ꎮ 2.
食物网
的生态系统是❶ 生物圈
ꎮ
概念 在一个生态系统中 食物链彼此相互
二、生态系统的组成成分 １) : ꎬ
交错连接成的复杂❺ 营养 关系
1.
非生物的物质和能量：光 热 水 空气 无机 ꎮ
、 、 、 、
功能 生态系统物质循环和❻ 能量流动 的
盐等 ２) :
ꎮ
渠道
2.
生物群落 ꎮ
特点 同一消费者在不同食物链中 可以占
３) : ꎬ
类型 主要类群 地位和作用
据不同的营养级
ꎮ
生态系统的基石ꎻ合成
绿 色 植 物ꎻ 蓝 细 实例分析
生产者 有机物ꎬ储存能量ꎻ为 ４)
菌、化能合成细菌
(自养) 消费者提供食物和栖
(如硝化细菌)等
息场所
绝大多数动物ꎻ寄
消费者 加快物质循环ꎻ帮助植
生 植 物、 寄 生 微
(异养) 物传粉和传播种子等 图示未包含的生态系统成分有非生物的物
生物 ①
质和能量 分解者
分解者 腐生细菌和真菌ꎻ 将动植物遗体和动物的 、 ꎮ
图中鳜鱼可属于次级消费者和三级消费者
(异养) 腐食动物 排遗物分解为无机物
② ꎬ
属于第❼ 三、四 营养级
易混易错 ꎮ
水蚤和鲢鱼的关系是捕食和❽ 种间竞争
( )细菌不都是分解者:硝化细菌是自养生物ꎬ属于生产 ③ ꎮ
１
考点训练(请判断下列说法是否正确)
者ꎻ寄生细菌属于特殊的消费者ꎮ ( )动物不都是消费
２
细菌在生态系统成分中属于分解者
者:秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体为食的腐食性动
１. ꎮ ( )
物属于分解者ꎮ ( )生产者不都是绿色植物:蓝细菌、硝 消费者都是动物 其中食草动物属于第二营
３ ２. ꎬ
化细菌等自养原核生物也是生产者ꎬ应该说生产者包含 养级
ꎮ ( )
绿色植物ꎮ ( )植物不都是生产者:菟丝子营寄生生活ꎬ 营养级是食物链某一环节上的所有生物的总
４ ３.
5 属于消费者ꎮ 和 并非单一个体和物种
年
ꎬ ꎮ ( )
高
考 一般认为 食物网越复杂 生态系统抵抗外界
三、生态系统的营养结构：食物链和食物网 ４. ꎬ ꎬ
3
年 1. 干扰的能力就越强
模 食物链 ꎮ ( )
拟
概念 生态系统中生物之间由于❷ 食物 关 １ 细菌可作为分解者 如腐生细菌 消
A １) : .✕ ( )、
版 系形成的一种联系 费者 如寄生细菌 生产者 如硝化细菌
ꎮ ( )、 ( )ꎮ
高 特点 ２ 消费者不一定都是动物 也包括营寄生生活的
考 .✕ ꎬ
２) :
生 微生物等 ３ ４
物 只包含生产者和❸ 消费者 生产者为第 ꎮ .√ .√
① ꎮ
１４２
4. 考点 二 生态系统的功能 生态金字塔：营养级间的某种数量关系。
一、生态系统的能量流动 生物量
项目 能量金字塔 数量金字塔
1. 金字塔
概念理解（一般情况下）
单位时间内 每一营养级
每一营养级
每一级 每一营养级 所容纳的有
生物个体的
含义 生物所含能 机 物 的 总
数目
量的多少 干重
一般生物个
生物量沿食
能量沿食物 体数目在食
象征 物链流动过
2. 某一营养级同化量的来源和去向（以第二营 链流动过程 物链中随营
含义 程 中 逐 级
中逐级递减 养级升高而
养级为例）
递减
逐级递减
大 多 数 为
通常为正金 一般为正金
特点 ❹ 正 金字
字塔形 字塔形
塔形
知识归纳
知识归纳
某些特殊的生态金字塔
( )同化量 摄入量 粪便量ꎮ
１ ＝ － ( )成千上万只昆虫生活在一棵大树上时ꎬ该数量金字
( )某营养级粪便中的能量不属于该营养级的同化量ꎬ １
２
塔就会呈现上宽下窄的倒金字塔形(如图 )ꎮ
而属于上一营养级流向分解者的能量ꎮ １
( )浮游植物的个体小ꎬ寿命短ꎬ又会不断地被浮游动物
( )同化量 呼吸作用以热能形式散失量 用于生长、发 ２
３ ＝ ＋
吃掉ꎬ所以某一时间内调查到的浮游植物的生物量可能
育和繁殖的能量ꎮ
低于浮游动物的生物量(如图 )ꎻ但总的来看ꎬ一年中
( )用于生长、发育和繁殖的能量 流入下一营养级的 ２
４ ＝
浮游植物的总生物量还是比浮游动物的多ꎮ
能量 分解者利用的能量 未利用的能量(定时定量研
＋ ＋
; "#'
究时ꎬ最高营养级除外)ꎮ
"# '
( )第二营养级流向分解者的能量 该营养级遗体残骸 图 图
５ ＝
１ ２
中的能量 第三营养级粪便中的能量ꎮ
＋
5.
研究能量流动的实践意义
3.
生态系统能量流动的特点
将生物在时间 空间上进行合理配置 增大
１) 、 ꎬ
流入某个生态系统的总能量 如间种套作
ꎮ 、
蔬菜大棚中的多层育苗等立体农业都充分
利用了空间和资源 获得了更大的收益
ꎬ ꎮ
科学规划和设计人工生态系统 使能量得到
２) ꎬ
最有效的利用 如用秸秆饲养牲畜 牲畜粪
易混易错 ꎮ 、
便用于生产沼气 沼渣作肥料还田等实现了 专
能量传递效率与能量利用率 、 题
二
( )能量传递效率 (某一营养级的同化量 上一营养级 对能量的多级利用 提高了能量利用率 十
１ ＝ ÷ ꎬ ꎮ
三
的同化量) ꎬ一般为 ꎮ 合理调整生态系统中的能量流动关系 使能
×１００％ １０％~２０％ ３) ꎬ 生
( )能量利用率一般是指流入最高营养级的能量占生产 量持续高效地流向对人类最有益的部分 态
２ ꎮ 系
者固定总能量的比值ꎬ其与能量传递效率不同ꎮ 如合理确定草场的载畜量可保持畜产品的 统
及
( ) 是相邻两个营养级之间的能量传递效率ꎬ 其
３ １０％~２０％ 持续高产 稳
不是两个个体之间的能量传递效率ꎮ ꎮ 定
性
１４３
知识归纳 富集特点 全球性
５) : ꎮ
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量 5. 能量流动与物质循环的关系
补充ꎬ以便维持生态系统的正常功能ꎮ 如果一个生态系
物质作为能量的❽ 载体 使能量沿食物链
１) ꎬ
统在一段较长时间内没有能量(太阳能或化学能)输入ꎬ
网 流动
( ) ꎮ
这个生态系统就会崩溃ꎮ
能量作为动力 使物质能够不断地在生物群
２) ꎬ
二、生态系统的物质循环 落和非生物环境间循环往返
ꎮ
三、生态系统的信息传递
1. 1.
信息种类
类别 传递形式 实例
2. 碳循环 光、声、温度、湿度
物理信息 物理过程 等ꎬ如蜘蛛网的振动
过程图解
１)
频率
动物的性外激素ꎬ植
化学信息 信息素 物的生物碱、有机
酸等
❾ 行为信息 动物的特殊行为 蜜蜂跳舞、孔雀开屏等
2. 传递方向：往往是 双向 的
ꎮ
3.
在生态系统中的作用
过程分析
２)
4.
在农业生产中的应用：提高农畜产品的产
量 如在增加营养的基础上 延长光照时间
ꎬ ꎬ ꎬ
注意 碳元素在非生物环境中主要以 、碳酸盐形 刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌 提高产
ＣＯ２ ꎬ
式存在ꎮ 蛋率 对有害动物进行控制 如利用光照 声
ꎻ ꎬ 、
3. 碳循环的失衡——温室效应 音信号诱捕或驱赶某些动物
ꎮ
知识归纳
控制有害动物的三种方法
( )化学防治法:通过喷施农药等化学药剂短期内迅速
１
4.
杀死害虫ꎬ优点是作用迅速、短期效果明显ꎬ不过也有很
生物富集
5
多缺点ꎬ如杀灭害虫的同时也杀灭了害虫的天敌ꎬ从而
年 可富集的物质 铅 镉 汞等重金属 六六
高 １) : 、 、 ꎻＤＤＴ、 破坏生态平衡ꎬ另外也会引起害虫抗药性增强、污染环
考
六等人工合成的有机物 一些放射性的物质
3
ꎻ ꎮ 境等ꎮ
年
富集原因 稳定不易降解 积累不易排出
模
２) : ꎬ ꎮ ( )机械防治法:通过人工捕捉等直接消灭害虫ꎬ这种方
拟 ２
富集结果 沿食物链逐渐在生物体内积累
A ３) : ꎬ 法没有污染、见效快、效果好ꎬ但费时费力ꎮ
版 使其在机体内浓度超过环境浓度
( )生物防治法:通过引入害虫的天敌或寄生生物等杀
ꎮ ３
高
考 富集危害 可对食物链顶端的物种造成灾难 灭害虫ꎬ这种方法效果持久ꎬ没有污染ꎬ能长期将有害动
４) :
生
物 性影响 物控制在较低水平ꎮ
ꎮ
１４４
2. 易混易错 特征
生态系统三大功能的区别与联系 结构平衡 生态系统的各组分保持相对稳定
１) : ꎮ
项目 能量流动 物质循环 信息传递 功能平衡 生产 消费 分解的生态过程正
２) : — —
单向流动、逐级 循环往复运
常进行 保证了物质总在循环 能量不断流
特点 往往是双向的
ꎬ ꎬ
递减 动、全球性
动 生物个体持续发展和更新
生物之间ꎬ生 ꎬ ꎮ
生态系统各营
收支平衡 如在某生态系统中 植物在一定
范围 生物圈 物与非生物环
３) : ꎬ
养级
境之间 时间内制造的可供其他生物利用的有机物
途径 食物链、食物网 多种 的量 处于比较稳定的状态
ꎬ ꎮ
生 态 系 统 的 生 态 系 统 决定能量流动 3. 原因：具有一定的❷ 自我调节 能力
地位 和物质循环的 ꎮ
动力 的基础 4. 调节基础：❸ 负反馈 调节
方向和状态 ꎮ
知识归纳
联系 同时进行ꎬ相互依存ꎬ不可分割ꎬ形成统一的整体
反馈调节的类型
考点训练(请判断下列说法是否正确)
项目 正反馈 负反馈
同化量除去呼吸作用消耗量和分解者利用的
１.
加速最初发生变化 抑制和减弱最初发生变
能量后 剩余的部分为用于生长 发育和繁殖 调节
ꎬ 、 的那种成分所发生 化的那种成分所发生的
的能量 方式
的变化 变化
ꎮ ( )
科学规划和设计人工生态系统 能实现能量
２. ꎬ 常使生态系统远离 有利于生态系统保持相
结果
的循环利用
稳态 对稳定
ꎮ ( )
利用茶树废枝栽培灵芝 可提高能量的传递
３. ꎬ
效率
ꎮ ( )
碳以有机物的形式在生物群落中循环 实例
４. ꎮ
分析
( ) 草原上食草动物兔与植
生物可以通过一种或者多种信息类型进行交 已污染的湖泊污染加剧
５. 物的平衡
流 例如孔雀可以通过开屏等行为信息进行
ꎬ
求偶 也可通过鸣叫等物理信息与同类交流 二、生态系统的稳定性
ꎬ ꎮ
1.
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
( )
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
１ 同化量除去呼吸作用消耗量后 剩余
.✕ ꎬ
的部分为用于生长 发育和繁殖的能量 ２ 科 保持自身结构与功能 恢复自身结构与功能
、 ꎮ .✕ 实质
学规划和设计人工生态系统 能实现能量的多级利 区 相对稳定 相对稳定
ꎬ 别
用 能量不能循环利用 ３ 利用茶树废枝栽培
ꎬ ꎮ .✕ 核心 抵抗干扰ꎬ保持原状 遭到破坏ꎬ恢复原状
灵芝 可提高能量的利用率 ４ 碳以有机物的
ꎬ ꎮ .✕
形式在生物群落中通过食物链单向传递 碳循环发生 影响 专
ꎬ 题
在生物群落和非生物环境之间 ５ 因素 二
ꎮ .√ 十
三
二者一般呈负相关ꎮ 但对于极地苔原(冻原)
生
考点 三 生态系统的稳定性
态
联系 而言ꎬ由于其物种组分单一、结构简单ꎬ它的抵
系
一、生态平衡 抗力稳定性和恢复力稳定性都较低 统
及
1. 概念：生态系统的结构和功能处于❶ 相对 其
稳
定
稳定 的一种状态 性
ꎮ
１４５
2. 某一生态系统的稳定性大小分析 结构与功能的协调
ꎮ
考点训练(请判断下列说法是否正确)
正反馈机制是生态系统恢复平衡的调节机制
１. ꎮ
( )
不同的生态系统 抵抗力稳定性和恢复力稳
２. ꎬ
定性的强度不同
ꎮ ( )
一个生态系统的抵抗力稳定性很低 则恢复
３. ꎬ
力稳定性就一定很高
ꎮ ( )
3. １ 负反馈调节是生态系统恢复平衡的
提高生态系统的稳定性的措施 .✕
调节机制 正反馈调节会使生态系统远离稳态 ２
控制对生态系统的干扰强度 合理适度地利 ꎬ ꎮ .
１) ꎬ ３ 冻原和沙漠等生态系统的抵抗力稳定性
用生态系统 √ .✕
ꎮ 和恢复力稳定性都比较低
ꎮ
对人类利用强度较大的生态系统 应给予相
２) ꎬ
应的物质 能量的投入 保证生态系统内部
、 ꎬ
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考
生
物
１４６
综合篇
提升 一 生态系统的营养结构分析与构建 依据所含能量构建
２)
1.
食物网中生物数量的变化分析
根据生物体内有害物质的含量构建
３)
种群 甲 乙 丙 丁 戊
利用捕食关系分析短时间内的变化 若青蛙
１) :
重金属含量
大量减少 食草昆虫增加 蛇减少 鹰过多
→ 、 →
( ) ０.００３ ７ ０.００３ ７ ０.０３５ ０.０３５ ０.３４
捕食兔和食草鸟 兔和食草鸟减少 μｇ/ｋｇ
→ ꎮ
假设在这 个种群构成的食物网中 消费者
利用营养级变化分析数量变化趋势 若青蛙
５ ꎬ
２) :
只能以其前一个营养级的所有物种为食 食
大量减少 鹰从兔和食草鸟获得的能量增
ꎮ
→
物网构建方法如下
多 在短食物链中鹰的营养级较低 能量损
:
→ ꎬ
耗减少 鹰获得的能量增加 数量增多
→ ꎬ ꎮ
2.
食物链（网）的构建方法
依据种群数量变化构建 一般情况下
１) ( )
提升 二 图析能量流动与物质循环过程
1.
“拼图法”分析能量流动过程
Ｗ Ｄ 指相应营养级的同化量 该部分能量
１、 １ ꎬ 已知高营养级ꎬ计算低营养级
在相应营养级被分为两部分 一部分在呼吸
: 需能最多 选最长食物链ꎬ按 计算
作用中以热能的形式散失 Ａ 或 Ａ 一部分 ÷１０％
( １ ２)ꎬ
需能最少 选最短食物链ꎬ按 计算
则用于其生长 发育和繁殖 Ｂ Ｃ Ｄ 或Ｂ ÷２０％
、 ( １ ＋ １ ＋ １ ２ ＋
Ｃ Ｄ 后一部分能量中包括未利用的能 例 若某食物网如图所示ꎬ请分析以下问题ꎮ
２ ＋ ２)ꎮ
量 Ｂ 或 Ｂ 流向分解者的能量 Ｃ 或 草 兔 鹰
( １ ２)、 ( １ → →
Ｃ 流向下一营养级的能量 Ｄ 或 Ｄ 最 ↑
２)、 ( １ ２)( 食草↓昆虫 食虫鸟
高营养级除外 →
)ꎮ ( )鹰每增重 ꎬ至少需要消耗草 ꎮ
2. 碳循环模式图分析 １ １ ｋｇ ｋｇ
( )若鹰的食物 来自兔ꎬ 来自食虫鸟ꎬ
三步法 判断碳循环模式图中的组成成分 ２ １/４ ３/４
１)“ ” 鹰增重 ꎬ则至少需要消耗草 ꎮ
１ ｋｇ ｋｇ
( )若草能量的 直接提供给兔ꎬ 直接提
３ １/３ ２/３
供给食草昆虫ꎬ则鹰增重 ꎬ最多需要消耗
１ ｋｇ
草 ꎮ
ｋｇ
解题导引
( )该题为已知高营养级ꎬ计算低营养级ꎻ由
碳循环的常见变式分析 １
２) “至少需要消耗”可判断能量传递效率按
２０％
计算ꎬ应选择最短的食物链“草 兔 鹰”进
→ →
行分析ꎻ因此至少需要消耗草的量为
１÷
( )２ ( )ꎮ
２０％ ＝２５ ｋｇ
( )该题为已知高营养级ꎬ计算低营养级ꎻ由
２
“至少需要消耗”可判断能量传递效率按
２０％
计算ꎬ需将两条食物链分别消耗的草量相加ꎬ
因此至少需消耗草的量为 ( )２
１×１/４÷ ２０％ ＋１×
( )３ ( )ꎮ
３/４÷ ２０％ ＝１００ ｋｇ
四种模型中 为非生物环境中的 为 ( )该题可从低营养级到高营养级计算ꎻ由“最多
ꎬＡ ＣＯ２ꎬＢ ３
生产者 为分解者 为消费者 需要消耗”可判断能量传递效率按 计算ꎬ设最
ꎬＣ ꎬＤ、Ｅ、Ｆ ꎮ １０％
多需要消耗草的量为ｍ ꎬ将两条食物链传给鹰
ｋｇ
提升 三 能量流动的相关计算
的量相加可列方程:ｍ ( )２ ｍ
×１/３× １０％ ＋ ×２/３×
1.
能量流动的“最值”计算 ( )３ ꎬ解得ｍ ( )ꎮ
１０％ ＝１ ＝２５０ ｋｇ
食物链越短 最高营养级获得的能量越多 答案 ( ) ( ) ( )
ꎬ ꎮ １ ２５ ２ １００ ３ ２５０
生物间的取食关系越简单 能量流动过程中 2. 能量流动的“定值”计算 专
ꎬ 题
消耗的能量越少 已知营养级间的能量传递效率 不能按 最 二
ꎮ １) ꎬ “ 十
三
值 计算 而需按具体数值计算 如食物链
已知低营养级ꎬ计算高营养级 ” ꎬ ꎮ
生
中 各营养级间从低到高的 态
获能最多 选最短食物链ꎬ按 计算 “Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ” ꎬ 系
×２０％ 能量传递效率分别为 ａ ｂ ｃ 若 的能量为 统
、 、 ꎬ Ａ 及
获能最少 选最长食物链ꎬ按 计算
Ｍ 则 获得的能量为 Ｍ ａ ｂ ｃ
其
×１０％ 稳
ꎬ Ｄ × × × ꎮ
定
若给出的是各营养级的同化能量值 可直接 性
２) ꎬ
１４７
按同化能量比例计算 如表是某生态系统中 的能量传递效率为
ꎬ １００％ꎬＡ→Ｃ ０.９/１５.９×
除分解者外仅有的 个种群在一段时间内的 若最高营养级 同化的能量为
４ １００％ꎮ Ｃ １ ｋＪꎬ
同化能量值 对应需要 同化的能量设为 ｘ 则 ｘ
ꎮ Ａ ｋＪꎬ １/ ＝
ｘ 为 需要 同化
营养级 ０.９/１５.９ꎬ (１５.９×１÷０.９)ｋＪꎻ Ｄ
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
的能量设为 ｙ 则 ｘ ｙ ｙ 为
同化能量( ) ｋＪꎬ / ＝ １５.９/１４１.０ꎬ
ｋＪ １５.９ ８７０.７ ０.９ １４１.０
需要 同化的能量设为
(１４１.０×１÷０.９)ｋＪꎻ Ｂ
表中食物链为 依据表格
Ｂ→Ｄ→Ａ→Ｃꎬ ꎬ ｚ 则 ｙ ｚ ｚ 为
ｋＪꎬ / ＝ １４１.０/８７０.７ꎬ (８７０.７×１÷
的能量传递效率为
Ｂ→Ｄ １４１. ０/８７０. ７ × 注 为了保留计算痕迹 最终结果
０.９)ｋＪꎮ ( : ꎬ
的能量传递效率为
１００％ꎬＤ→Ａ １５.９/１４１.０× 非最简结果
)
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考
生
物
１４８
