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第3章 生态系统及其稳定性
学 习 目 标
相对稳定
结构
功能
收支
动态
维持或恢复
自我调节
负反馈调节
抵抗
组分
恢复
合理适度
物质
能量
探究一 生态平衡与生态系统的稳定性
答案:B
答案:C
【参考答案】C
探究三 提高生态系统的稳定性
答案:C
答案:A
课堂建构
鸟数量增加
鸟数量减少门
↑
鸟食物
鸟因饥
鸟吃少
鸟吃大
增加
饿死亡
量害虫
量害虫
害虫数量减少
害虫数量增加
素养点拨
●
●
●
●
·
:
●
①正常情况下，生态系统处于动态平衡
②受到干扰后，生态系统的稳定性被打！
情境分析
破，其波动超出正常范围，S3表示波动
超出正常范围的程度
③S3的左半分表示抵抗力稳定性，右
半部分表示恢复力稳定性
:④抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强弱也
:可分别用S1、S2的面积表示。S1的面积越
!大，抵抗力稳定性越强；S2的面积越大，
:恢复力稳定性越弱
!A项：在受到干扰前，系统维持相对稳定
问题转化
的原因是什么
B项：曲线偏离与抵抗力稳定性之间有什
、
么关系
C项：S2的面积大小与恢复力稳定性之间
有什么关系
:D项：S3的面积大小与生态系统的稳定性
回顾
之间有什么关系
①正是由于生态系统具有自我调节能力，
:才能维持其相对稳定
必备知识
②生态系统抵抗力稳定性越强，越不容
易遭到破坏
③生态系统的恢复力稳定性越强，受到
:干扰后恢复所需的时间越短
④抵抗力隐定性和恢复力稳定性的大小
般呈负相关
做出判断
A.V;BV;C.×;DV
结构平衡
食物链、食物网
决定
保证
生态平衡
功能平衡
渠道
生态系统的稳定性
收支平衡
能量流动、
调
基础
物质循环、
负反馈调节
信息传递
抵抗力稳定性
节能
类型
恢复力稳定性
影响
提高生态系统稳定性的措施第5节 生态系统的稳定性
[基础检查]
1.自然条件下,生态系统能够在较长时间内保持相对稳定,其主要原因是 ( )
A.信息传递的双向性
B.能量的收支随季节波动
C.能量流动和物质循环能反复进行
D.生态系统具有一定的自我调节能力
2.与生态系统自我调节能力大小有关的主要因素是( )
A.生态系统的非生物环境
B.生态系统的气候环境
C.生态系统的组分
D.生态系统的地理位置
3.下列不属于生态系统自我调节实例的是( )
A.某森林经过火灾后,许多种子萌发,迅速长成新植株
B.某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降
C.使用老鼠药控制农田中老鼠的种群增长
D.某森林中食虫鸟的数量因害虫数量的增加而增加
4.(2023·江门)科研人员对某地富营养化水体实施生态恢复,先后向水体引入某些以藻类为食的贝类,引种芦苇、香蒲等挺水植物,以及放养植食性鱼类等。经过一段时间,水体基本实现了“水清”“景美“鱼肥”的治理目标。下列叙述错误的是( )
A.引入的贝类和植食性鱼类会加快生态系统中的物质循环
B.治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有限
C.富营养化的水可以为藻类提供物质和能量,水质进一步恶化,属于正反馈调节
D.引进的挺水植物在与藻类竞争光照时具有较强的优势,从而抑制藻类生长、繁殖
5.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
①北极冻原生态系统的抵抗力稳定性较低 ②“遭到破坏,恢复原状”属于抵抗力稳定性 ③人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性 ④热带雨林在遭到严重的砍伐后,其恢复力稳定性仍很强
A.①②④ B.②③C.①③ D.②④
6.下图为某一生态系统稳定性图解,对此理解错误的是( )
A.a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性
B.a为恢复力稳定性,b为抵抗力稳定性
C.恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关
D.抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关
7.下列关于生态系统的功能及其稳定性的叙述,正确的是( )
A.牧草生长旺盛时,为植食性动物提供采食信息,这对植食性动物有利,对牧草不利
B.当狼捕食兔子并经同化作用合成自身的有机物时,能量就从第一营养级流入了第二营养级
C.分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供绿色植物再利用
D.为提高生态系统的抵抗力稳定性,可以向生态系统中大量输入外来物种
8.下列活动有利于提高生态系统稳定性的是( )
A.为增加耕地面积,大量围湖造田
B.为发展畜牧业,不断扩大放牧规模
C.为增加生物种群丰富度,大量引进外来物种
D.为防止土地荒漠化,人工建造防护林
9.园林是中国传统文化的一种艺术形式,受“礼乐”文化影响很深,通过地形、山水、建筑群、花木等作为载体衬托出人类主体的精神文化。请结合有关知识,回答下列问题。
(1)景观建筑修建时,往往要与环境的颜色等协调,在小桥桥基、假山上打洞,避免建筑物的出现导致生物出现 ,从而对原有物种造成影响。
(2)园艺设计时不同物种高低有致,相得益彰,有时还要形成各种特殊的图案,体现了群落的 ,在满足观赏需要的同时,可以提高对 的利用率,从而促进生态系统的物质循环和能量流动。其中很多生物除观赏外,还可以供人们进行生态等方面的科学研究,体现了生物多样性的 价值。
(3)很多园林距今已有百年历史,面貌在原有基础上已大为改变,除了环境的变化,还发生了 演替现象,这其中除了自然环境及生物的变化,主要还受到了 的影响。
(4)目前园林主要由自然改造和人工修建,自然改造的园林往往人类的调节作用很小,就可以保持稳定,原因是 ,抵抗力稳定性较高。
[拓展应用]
10.生态系统结构越复杂,其自我调节能力就越强,原因是( )
①处于同一营养级的生物种类多
②能量可通过不同的食物链传递到最高营养级
③某营养级的部分生物减少或消失,可由该营养级的其他生物代替
④能量流经各营养级时,是逐级递减的
A.①②③④ B.①②③C.①③④ D.③④
11.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是( )
A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后,其抵抗力稳定性提高
B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性下降
D.一块弃耕的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高
12.我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳,该植物依附在另一种植物小果白刺的根部生长,从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是( )
A.锁阳与小果白刺的种间关系为捕食
B.该地区生态系统的自我调节能力较强,恢复力稳定性较高
C.种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值
D.锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变,并被保留下来
13.(2021·惠州)为保护动物Y及其栖息地,某地建立了自然保护区。研究人员对该地区的鸟类进行了调查,获取了某些数据。请据此回答下列问题。
(1)建立自然保护区后,该地生态系统稳定性不断提高。生态系统稳定性包括 和 。
(2)该生态系统中,动物P能依据动物Q留下的气味猎捕动物Q,动物Q也同样能够依据动物P的气味或行为特征躲避其猎捕,说明信息传递在P与Q之间的方向是 的。
(3)对该自然保护区鸟类丰富度的调查结果显示,主要在森林中生活的鸟类有73种,主要在灌木中生活的鸟类有42种,主要在草原中生活的鸟类有24种。主要在森林中生活的鸟类种数远多于主要在灌木和草原中生活的鸟类种数,原因是 。
(4)保护区内动物Y种群(假设该食物链中每个营养级只有一种生物)的能量流动如下表所示。
摄食量 粪便所含能量 呼吸散失 流向下一个营养级
a b c d
动物Y种群用于生长、发育和繁殖的能量为 (用表中字母和计算符号表示)。一个生态系统中,食物链越长,最高营养级个体数量则一般较少。从能量流动方面分析,原因是能量沿食物链流动具有 的特点。
探究实践课:设计制作生态缸,观察其稳定性
一、实验目的
设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的稳定性。
二、实验原理
1.在有限的空间内,依据生态系统原理,将生态系统的 进行组织,构建一个人工微生态系统是可能的。
2.要使人工微生态系统正常运转,在设计时,还要考虑系统内组分及营养级之间的 。
3.人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的。
三、实验材料
玻璃板、粘胶、石块、沙土、含腐殖质较多的土、假山石、鹅卵石,金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、马齿苋等植物,鼠妇、蚯蚓、蜗牛、虾、小乌龟等小动物。
四、实验步骤
1.制作生态缸的框架。
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
2.生态缸铺设。
(1)在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作为基垫,再铺上一层颗粒较细的沙土,厚度为5~15 cm,在沙土上铺一层含腐殖质较多的土,厚度为5~10 cm,铺垫好的土和石块整体 。
(2)在土坡上放几块有孔的假山石,可作为小动物栖息的场所。
(3)向缸内倒入自来水,水位高5~10 cm,在水中放几块鹅卵石。
3.合理搭配生物。
在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植,放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物;在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物,放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。
4.封上生态缸盖。
将生态缸放置于室内 的地方,但要避免阳光直接照射。
5.观察记录。
每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量的变化,并且进行记录。
五、实验操作
1.操作提醒。
(1)生态缸必须有生态系统的生物成分(生产者、消费者和分解者)和非生物的物质和能量,特别注意要有足够的分解者。
(2)生物数量不宜过多且应生命力强。有合适的食物链结构,必须能够进行物质循环和能量流动。
(3)生态缸必须是透明且封闭的,这样既可以保证太阳能输入,便于观察,又能防止外界生物或非生物因素的干扰。
2.实验报告。
实验时间 。 实验地点 。 实验环境 。
实验结果 实验记录 时间/周植物 动物 水质基质数量生存状况数量生存状况水质状况基质状况123……
答案:
实验结论 。
实验反思 成功 之处 。
不足 之处 。
3.实验拓展。
如果生态缸是一个开放的生态系统,那么结果会如何
实验评价
1.在“设计制作生态缸,观察其稳定性”的实验中,下列叙述错误的是 ( )
A.对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态缸可制作成封闭型
B.生态缸中放置的生物必须具有较强的生命力,放置生物的数量要合适
C.为了使生态缸内的沙地保持干燥,应将生态缸放置在直射光下
D.生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期
2.评价生态缸设计制作水平的主要标准是( )
A.生态系统维持时间的长短
B.生态系统营养结构的复杂程度
C.生态系统有机物的积累速度
D.生态系统的成分是否全面
3.下列关于生态缸的设计要求及分析,错误的是( )
设计要求 相关分析
①生态缸是封闭的 防止外界生物或某些非生物因素的干扰
②生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生命力,成分齐全,不同营养级生物之间的比例合适 生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
③生态缸的材料必须透明 美观
④生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
A.① B.② C.③ D.④
4.下列关于“设计制作生态缸,观察其稳定性”实验的叙述,正确的是 ( )
A.不同营养级生物之间的合适比例可作为设计的依据
B.氧气的含量平衡主要由生产者和消费者维持
C.生态缸中生物数量越少,达到稳定状态所需的时间越短
D.生态缸达到稳定状态后,各生物种群数量均达到K值
5.市面上的很多观赏性小生态瓶,为人们的生活增添了乐趣。下图是一个简易生态瓶的示意图,分析回答下列问题。
(1)在一定时间范围内,生态瓶内 (选填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用,原因是 。
(2)简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定,这是因为生态系统具有一定的 能力,但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低,原因
是 。
(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定,应将该生态瓶置于 的环境中,并避免阳光直射。若要在该生态瓶中添加小动物,则应注意各营养级生物之间的合适比例,从能量流动的角度分析,这是因为 。
第5节 生态系统的稳定性
[基础检查]
1.自然条件下,生态系统能够在较长时间内保持相对稳定,其主要原因是 ( )
A.信息传递的双向性
B.能量的收支随季节波动
C.能量流动和物质循环能反复进行
D.生态系统具有一定的自我调节能力
解析:生态系统具有一定的自我调节能力,所以能够在较长时间内保持相对稳定。
答案:D
2.与生态系统自我调节能力大小有关的主要因素是( )
A.生态系统的非生物环境
B.生态系统的气候环境
C.生态系统的组分
D.生态系统的地理位置
解析:生态系统的组分越多,营养结构越复杂,自我调节能力越强,反之,自我调节能力越弱。
答案:C
3.下列不属于生态系统自我调节实例的是( )
A.某森林经过火灾后,许多种子萌发,迅速长成新植株
B.某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降
C.使用老鼠药控制农田中老鼠的种群增长
D.某森林中食虫鸟的数量因害虫数量的增加而增加
解析:某森林经过火灾后,许多种子萌发,迅速长成新植株,说明生态系统具有恢复力稳定性,属于生态系统自我调节的实例;某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降,使该种群的数量保持相对稳定,属于生态系统自我调节的实例; 使用老鼠药控制农田中老鼠的种群增长,不属于生态系统自我调节的实例;某森林中食虫鸟的数量因害虫数量的增加而增加, 使害虫种群的增长受抑制,属于生态系统自我调节的实例。
答案:C
4.(2023·江门)科研人员对某地富营养化水体实施生态恢复,先后向水体引入某些以藻类为食的贝类,引种芦苇、香蒲等挺水植物,以及放养植食性鱼类等。经过一段时间,水体基本实现了“水清”“景美“鱼肥”的治理目标。下列叙述错误的是( )
A.引入的贝类和植食性鱼类会加快生态系统中的物质循环
B.治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有限
C.富营养化的水可以为藻类提供物质和能量,水质进一步恶化,属于正反馈调节
D.引进的挺水植物在与藻类竞争光照时具有较强的优势,从而抑制藻类生长、繁殖
解析:贝类和植食性鱼类都属于消费者,消费者通过取食、消化可以加快生态系统中的物质循环,A项正确;治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有限,一旦该调节能力被打破,则生态系统的稳定性就会被破坏,B项正确;富营养化的水可以为藻类提供物质,但其中的有机物能量不能直接被藻类利用,C项错误;水体中的植物在阳光、空间等方面存在竞争,引进的芦苇、香蒲在与藻类竞争光照的过程中具有较强的优势,会抑制藻类生长繁殖,D项正确。
答案:C
5.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
①北极冻原生态系统的抵抗力稳定性较低 ②“遭到破坏,恢复原状”属于抵抗力稳定性 ③人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性 ④热带雨林在遭到严重的砍伐后,其恢复力稳定性仍很强
A.①②④ B.②③C.①③ D.②④
解析:北极冻原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低,①正确;“遭到破坏,恢复原状”属于恢复力稳定性,②错误;人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性,否则生态平衡就会遭到破坏,③正确;热带雨林生态系统抵抗力稳定性较强,但是一旦遭到严重的破坏后,很难恢复,所以其恢复力稳定性较低,④错误。
答案:C
6.下图为某一生态系统稳定性图解,对此理解错误的是( )
A.a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性
B.a为恢复力稳定性,b为抵抗力稳定性
C.恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关
D.抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关
解析:生物种类越多、营养结构越复杂,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性就越低。因此,一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度、抵抗力稳定性皆呈负相关。
答案:B
7.下列关于生态系统的功能及其稳定性的叙述,正确的是( )
A.牧草生长旺盛时,为植食性动物提供采食信息,这对植食性动物有利,对牧草不利
B.当狼捕食兔子并经同化作用合成自身的有机物时,能量就从第一营养级流入了第二营养级
C.分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供绿色植物再利用
D.为提高生态系统的抵抗力稳定性,可以向生态系统中大量输入外来物种
解析:牧草生长旺盛时,为植食性动物提供采食信息,这对植食性动物有利,对牧草也有利,因为这样可以调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定,A项错误;兔子属于第二营养级,狼捕食兔子并经同化作用合成自身的有机物时,能量是从第二营养级流入了第三营养级,B项错误;分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供绿色植物再利用,C项正确;适当增加生物的种类和数量,可以提高生态系统的抵抗力稳定性,但不能大量输入外来物种,D项错误。
答案:C
8.下列活动有利于提高生态系统稳定性的是( )
A.为增加耕地面积,大量围湖造田
B.为发展畜牧业,不断扩大放牧规模
C.为增加生物种群丰富度,大量引进外来物种
D.为防止土地荒漠化,人工建造防护林
解析:围湖造田以扩大耕地面积会破坏植被和食物链,导致生态系统稳定性被破坏,A项不符合题意;为发展畜牧业,不断扩大放牧规模,会使草原失去防风固沙的能力,导致生态系统的稳定性降低,B项不符合题意;大量引进外来物种可能会造成生物入侵,导致生态系统稳定性降低,C项不符合题意;人工建造防护林能有效地防风固沙,提高生态系统的稳定性,D项符合题意。
答案:D
9.园林是中国传统文化的一种艺术形式,受“礼乐”文化影响很深,通过地形、山水、建筑群、花木等作为载体衬托出人类主体的精神文化。请结合有关知识,回答下列问题。
(1)景观建筑修建时,往往要与环境的颜色等协调,在小桥桥基、假山上打洞,避免建筑物的出现导致生物出现 ,从而对原有物种造成影响。
(2)园艺设计时不同物种高低有致,相得益彰,有时还要形成各种特殊的图案,体现了群落的 ,在满足观赏需要的同时,可以提高对 的利用率,从而促进生态系统的物质循环和能量流动。其中很多生物除观赏外,还可以供人们进行生态等方面的科学研究,体现了生物多样性的 价值。
(3)很多园林距今已有百年历史,面貌在原有基础上已大为改变,除了环境的变化,还发生了 演替现象,这其中除了自然环境及生物的变化,主要还受到了 的影响。
(4)目前园林主要由自然改造和人工修建,自然改造的园林往往人类的调节作用很小,就可以保持稳定,原因是 ,抵抗力稳定性较高。
解析:(1)建筑物的修建可能造成生物出现地理隔离,从而影响到原有的物种。(2)不同物种高低有致体现群落的垂直结构;形成各种特殊图案,体现群落的水平结构。综合二者,体现了群落的空间结构,群落空间结构的形成有利于提高生物对资源的利用率;生物用于科学研究体现了生物多样性的直接价值。(3)园林发展的过程中发生了群落的次生演替,这其中主要受到了人类活动的影响。(4)自然改造的园林生物种类较多,营养结构复杂,抵抗力稳定性较高。
答案:(1)地理隔离 (2)空间结构 资源 直接 (3)次生 人类活动 (4)物种数量多,营养结构复杂
[拓展应用]
10.生态系统结构越复杂,其自我调节能力就越强,原因是( )
①处于同一营养级的生物种类多
②能量可通过不同的食物链传递到最高营养级
③某营养级的部分生物减少或消失,可由该营养级的其他生物代替
④能量流经各营养级时,是逐级递减的
A.①②③④ B.①②③C.①③④ D.③④
解析:生态系统的自我调节能力主要受生态系统物种丰富度和营养结构的影响,处于同一营养级的生物种类越多,相对的营养结构将越复杂,生态系统的自我调节能力越强,①正确;能量可通过不同的食物链传递到最高营养级,说明该生态系统的营养结构复杂,其自我调节能力强,②正确;某营养级的部分生物减少或消失, 可由该营养级的其他生物代替,说明该生态系统的营养结构复杂,其自我调节能力强,③正确;能量流经各营养级时,是逐级递减的,这是能量流动的特点,不能说明生态系统自我调节能力的强弱,④错误。
答案:B
11.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是( )
A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后,其抵抗力稳定性提高
B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性下降
D.一块弃耕的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高
解析:
分析上图可知,A、C、D三项正确;通过管理提高某种牧草的产量,会影响其他植物的生长和种类的增多,甚至会影响某些动物的生长和种类的增多,导致此生态系统抵抗力稳定性下降,B项错误。
答案:B
12.我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳,该植物依附在另一种植物小果白刺的根部生长,从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是( )
A.锁阳与小果白刺的种间关系为捕食
B.该地区生态系统的自我调节能力较强,恢复力稳定性较高
C.种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值
D.锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变,并被保留下来
解析:锁阳叶退化,从小果白刺的根部获取营养物质,故二者为寄生关系,A项错误;西部沙漠地区的生物多样性较低,自我调节能力较差,由于环境恶劣,恢复力稳定性也较低,B项错误;沙生植物可以防风固沙,维持生态平衡,属于生物多样性的间接价值,C项正确;变异是不定向的,锁阳产生变异后,长期干旱条件对锁阳起了选择作用,使其保留下来,D项错误。
答案:C
13.(2021·惠州)为保护动物Y及其栖息地,某地建立了自然保护区。研究人员对该地区的鸟类进行了调查,获取了某些数据。请据此回答下列问题。
(1)建立自然保护区后,该地生态系统稳定性不断提高。生态系统稳定性包括 和 。
(2)该生态系统中,动物P能依据动物Q留下的气味猎捕动物Q,动物Q也同样能够依据动物P的气味或行为特征躲避其猎捕,说明信息传递在P与Q之间的方向是 的。
(3)对该自然保护区鸟类丰富度的调查结果显示,主要在森林中生活的鸟类有73种,主要在灌木中生活的鸟类有42种,主要在草原中生活的鸟类有24种。主要在森林中生活的鸟类种数远多于主要在灌木和草原中生活的鸟类种数,原因是 。
(4)保护区内动物Y种群(假设该食物链中每个营养级只有一种生物)的能量流动如下表所示。
摄食量 粪便所含能量 呼吸散失 流向下一个营养级
a b c d
动物Y种群用于生长、发育和繁殖的能量为 (用表中字母和计算符号表示)。一个生态系统中,食物链越长,最高营养级个体数量则一般较少。从能量流动方面分析,原因是能量沿食物链流动具有 的特点。
解析:(1)生态系统稳定性是指生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。(2)该生态系统中,动物P能依据动物Q留下的气味猎捕动物Q,动物Q也同样能够依据动物P的气味或行为特征躲避猎捕,说明信息传递在P与Q之间的方向是双向的。(3)动物的空间结构取决于栖息空间和食物条件,森林中植物的垂直结构为鸟类提供了更加多样的栖息空间和食物条件,因此主要在森林中生活的鸟类种数远多于主要在灌木和草原中生活的鸟类种数。(4)同化的能量=摄入的能量-粪便中的能量。同化的能量分配为:呼吸作用散失和以有机物形式储存并用于生长、发育和繁殖。用于生长、发育和繁殖的能量可流入下一营养级和分解者体内,据表分析,动物Y种群用于生长、发育和繁殖的能量为摄食量-粪便所含的能量-呼吸消耗量=a-b-c。一个生态系统中,食物链越长,最高营养级个体数量则一般较少,其原因在于能量流动是逐级递减的,营养级越高,散失的能量越多,获得的能量越少。
答案:(1) 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 (2)双向 (3)森林中植物的垂直结构为鸟类提供了更加多样的栖息空间和食物条件 (4)a-b-c 逐级递减(营养级越高,获得的能量越少)
探究实践课:设计制作生态缸,观察其稳定性
一、实验目的
设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的稳定性。
二、实验原理
1.在有限的空间内,依据生态系统原理,将生态系统的基本成分进行组织,构建一个人工微生态系统是可能的。
2.要使人工微生态系统正常运转,在设计时,还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
3.人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的。
三、实验材料
玻璃板、粘胶、石块、沙土、含腐殖质较多的土、假山石、鹅卵石,金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、马齿苋等植物,鼠妇、蚯蚓、蜗牛、虾、小乌龟等小动物。
四、实验步骤
1.制作生态缸的框架。
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
2.生态缸铺设。
(1)在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作为基垫,再铺上一层颗粒较细的沙土,厚度为5~15 cm,在沙土上铺一层含腐殖质较多的土,厚度为5~10 cm,铺垫好的土和石块整体呈坡状。
(2)在土坡上放几块有孔的假山石,可作为小动物栖息的场所。
(3)向缸内倒入自来水,水位高5~10 cm,在水中放几块鹅卵石。
3.合理搭配生物。
在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植,放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物;在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物,放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。
4.封上生态缸盖。
将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。
5.观察记录。
每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量的变化,并且进行记录。
五、实验操作
1.操作提醒。
(1)生态缸必须有生态系统的生物成分(生产者、消费者和分解者)和非生物的物质和能量,特别注意要有足够的分解者。
(2)生物数量不宜过多且应生命力强。有合适的食物链结构,必须能够进行物质循环和能量流动。
(3)生态缸必须是透明且封闭的,这样既可以保证太阳能输入,便于观察,又能防止外界生物或非生物因素的干扰。
2.实验报告。
实验时间 某年某月某日。 实验地点 实验室。 实验环境 常温、常压,温度20 ℃等。
实验结果 实验记录 时间/周植物 动物 水质基质数量生存状况数量生存状况水质状况基质状况123……
答案:略(根据具体实验结果记录即可)。
实验结论 人工制作的生态缸,其生态系统可以保持较长时间的稳定。这说明生态系统具有一定的稳定性。
实验反思 成功 之处 该生态缸成分齐全,包含生产者、消费者和分解者,能够进行能量流动、物质循环和信息传递,并在一定时期内保持稳定。
不足 之处 土壤铺垫薄,导致一些植物不能有效吸收水分而死亡。
3.实验拓展。
如果生态缸是一个开放的生态系统,那么结果会如何
提示:如果生态缸是一个开放的生态系统,则其成分复杂,自我调节、自我修复和自我延续的能力强,在没有巨大外界干扰的情况下会长期保持相对稳定。
实验评价
1.在“设计制作生态缸,观察其稳定性”的实验中,下列叙述错误的是 ( )
A.对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态缸可制作成封闭型
B.生态缸中放置的生物必须具有较强的生命力,放置生物的数量要合适
C.为了使生态缸内的沙地保持干燥,应将生态缸放置在直射光下
D.生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期
解析:生态缸应放置在室内通风、光线良好的地方,为防止温度过高,一定要避免阳光直接照射。
答案:C
2.评价生态缸设计制作水平的主要标准是( )
A.生态系统维持时间的长短
B.生态系统营养结构的复杂程度
C.生态系统有机物的积累速度
D.生态系统的成分是否全面
解析:生态缸就是一个小型的生态系统,生态系统维持的时间越长,说明生态缸的制作水平越高。
答案:A
3.下列关于生态缸的设计要求及分析,错误的是( )
设计要求 相关分析
①生态缸是封闭的 防止外界生物或某些非生物因素的干扰
②生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生命力,成分齐全,不同营养级生物之间的比例合适 生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
③生态缸的材料必须透明 美观
④生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
A.① B.② C.③ D.④
解析:生态缸必须是封闭的,防止外界生物和某些非生物因素的干扰,A项正确;生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生命力,成分齐全,不同营养级生物之间的比例合适,使得生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定,B项正确;生态缸的材料必须透明,既能保证光合作用的进行,又便于观察,C项错误;生态缸的采光用较强的散射光,防止水温过高导致生物死亡,D项正确。
答案:C
4.下列关于“设计制作生态缸,观察其稳定性”实验的叙述,正确的是 ( )
A.不同营养级生物之间的合适比例可作为设计的依据
B.氧气的含量平衡主要由生产者和消费者维持
C.生态缸中生物数量越少,达到稳定状态所需的时间越短
D.生态缸达到稳定状态后,各生物种群数量均达到K值
解析:由于能量流动是单向、逐级递减的,因此不同营养级生物之间的合适比例可作为设计的依据,A项正确;氧气的含量平衡主要由生产者和分解者来维持,B项错误;生态缸中生物的种类和数量要维持合适的比例,有利于进行物质循环和能量流动,保持其稳态,C项错误;生态缸达到稳定状态后,各生物种群数量保持相对稳定,但并不一定均能达到K值,D项错误。
答案:A
5.市面上的很多观赏性小生态瓶,为人们的生活增添了乐趣。下图是一个简易生态瓶的示意图,分析回答下列问题。
(1)在一定时间范围内,生态瓶内 (选填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用,原因是 。
(2)简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定,这是因为生态系统具有一定的 能力,但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低,原因
是 。
(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定,应将该生态瓶置于 的环境中,并避免阳光直射。若要在该生态瓶中添加小动物,则应注意各营养级生物之间的合适比例,从能量流动的角度分析,这是因为 。
解析:(1)由于生态瓶内有生产者和分解者,因此在一定时间范围内,生态瓶可以通过光合作用、呼吸作用、微生物分解等生理过程实现碳、氧、氮、磷等元素的循环利用。(2)由于生态系统具有一定的自我调节能力,所以简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定。然而由于该生态瓶内生物种类少, 营养结构简单,自我调节能力很弱,所以抵抗力稳定性很低。(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定,应将该生态瓶置于通风、光线良好的环境中,从而有利于生产者固定能量,同时还要避免阳光直射。能量在流动过程中逐级递减,因此添加小动物时应注意各营养级生物之间的合适比例。
答案:(1)能 该生态瓶内有生产者和分解者,能通过光合作用、呼吸作用、微生物分解等生理过程实现各元素的循环利用 (2)自我调节 该生态系统中的生物种类少,营养结构简单,自我调节能力很弱 (3)通风、光线良好 能量流动是逐级递减的
