【备考2024】一轮新人教版生物学学案：选择性必修2 第9单元 第3讲 生态系统的结构及其稳定性（含解析）
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| 名称 | 【备考2024】一轮新人教版生物学学案：选择性必修2 第9单元 第3讲 生态系统的结构及其稳定性（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 17:33:30 | ||
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文档简介
【备考2024】一轮新人教版生物学学案
第九单元 生物与环境
第3讲 生态系统的结构及其稳定性
考点1 生态系统的成分和营养结构
一、生态系统及其组成成分
1．生态系统的概述
2．生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。
(2)生物群落
3．相互关系
二、生态系统的营养结构
1．食物链
(1)实例
(2)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，但一般不会超过五个营养级。
(3)表现形式
(4)单向性：食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。
2．食物网
(1)概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
(2)形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
(3)功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(4)特点
①同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
②在食物网中，生物之间的种间关系可能出现多种，如两种生物可同时存在捕食和种间竞争关系。
1．在大豆田里，大豆与稗草、大豆蚜等生物之间，大豆与非生物环境之间存在复杂的关系。大豆根系会给土壤带来哪四点变化？(选择性必修2 P48“问题探讨”)
提示：大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤中的水和无机盐减少；大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；大豆与根瘤菌互利共生，会增加土壤中氮的含量；死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
2．在自然生态系统中，食物链上一般不会超过五个营养级，这是为什么？(选择性必修2 P51“旁栏思考”)
提示：各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一个营养级的生物利用。流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不会超过五个营养级。
1．河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统。 (×)
提示：生态系统包括该区域内所有的生物和非生物的物质和能量，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素。
2．生产者都是绿色植物，分解者都是微生物。 (×)
提示：生产者不一定是绿色植物，如硝化细菌；分解者主要是指营腐生生活的细菌、真菌和某些动物，如蜣螂等。
3．生态系统的结构只包括食物链和食物网。 (×)
提示：生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
4．理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分。 (√)
5．在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上。 (×)
提示：食物网中同一种消费者在不同食物链中可以占据不同的营养级。
6．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。 (×)
提示：营养级越高的生物，其体型不一定越大，如吃树叶的虫子。
7．食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。 (×)
提示：食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的种类和数量。
1．生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是
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提示：将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
2．在某沿海沼泽生态系统(陆地部分)发展休闲垂钓有关的旅游业以来，在垂钓密集区沿海植物群落出现了一定程度的退化，低潮带出现大量裸露泥滩和草食蟹的洞穴，而未开放的区域植物群落一直延伸到海水中。对这一现象进行的合理解释是_______________________________________________________________
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提示：垂钓者钓走的鱼主要是以草食蟹为食的肉食鱼，导致对草食蟹种群的抑制作用减弱，草食蟹种群密度增大，更多以植物群落优势种为食，导致沿海植物群落退化
1．生态系统组成成分的易错辨析
(1) 生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。
(2)消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
(3)分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。
2．食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
(1)食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响
食物链中若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。
(2)“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响
一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。
(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。
②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。
1．参照一般系统的结构模式图(下图)，尝试画出生态系统的结构模型。
提示：生态系统的结构模型可以有多种形式。在不考虑物质的输入和输出的情况下，可以表示为下图所示的简化模型。
2．土壤微生物与植被之间存在着密切联系，两者相互影响，对维持陆地生态系统的稳定性具有重要意义。请设计实验探究不同土层的土壤微生物能否分解有机磷农药及分解能力是否相同，简要写出实验思路。
实验思路：
提示：取等量不同土层土壤(表层、中层、深层或表层、深层)，分别均分为两份。一份灭菌处理，一份不处理。分别加入等量有机磷农药并混合，一段时间后测定并记录比较有机磷农药残留情况。
生态系统组成成分的分析与判断
1．(2022·浙江杭州模拟)如图是一种新型的分离式“鱼菜共生”生态养殖系统结构示意图(其中箭头表示水流方向)，该模式通过在鱼塘就近处修建人工湿地，使污染鱼塘中的水质得以净化，解决了传统水产养殖导致周边水体污染的问题。下列叙述正确的是( )
A．该生态养殖系统中，不需要分解者参与
B．输入该系统的能量有生产者固定的光能和有机物中的化学能
C．人工湿地中的细菌和蔬菜都能直接利用鱼塘中的有机污染物
D．增加水生蔬菜的种类必然会增大蔬菜间对光能的竞争强度
B [生态系统的组成成分之一为分解者，因此该生态养殖系统中，需要分解者参与，将有机物转化为无机物重新回到无机环境，A错误；图示为人工生态系统，故输入该系统的能量有蔬菜光合作用固定的光能和向鱼塘中投放的饵料中的化学能，B正确；人工湿地中的细菌作为分解者可利用鱼塘中的有机污染物，但蔬菜为植物，不能直接利用有机污染物，只能利用有机物分解产生的无机物，C错误；增加水生蔬菜的种类可采用立体栽培模式，喜阳喜阴类型合理搭配，优化结构，提高光能利用率，D错误。]
2．(2022·广东韶关二模)如图是某同学构建的生态系统的结构模型，有关分析合理的是( )
A．图中的CO2缺了一个来源，生态系统是A、B、C相互作用而形成的统一整体
B．碳元素以CO2的形式进入A，B能加快碳元素在生态系统中的循环流动
C．B1、B2、B3同化的能量中有一部分以自身的遗体或粪便的形式被C分解利用
D．适当增加A、B、C中生物的种类和数量能提高生态系统的恢复力稳定性
B [图中生产者自身呼吸以及化石燃料等燃烧均可释放CO2；生态系统是由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者构成的，生态系统的各组分相互作用而形成统一的整体，A错误；在该生态系统中，碳元素主要通过光合作用以CO2的形式进入A生产者中，B消费者能促进物质循环，因而可加快碳元素在生态系统中的循环流动，B正确；B1、B2同化的能量中有一部分以自身的遗体或下一营养级的粪便的形式被C分解者分解利用，而B3是最高营养级，其同化的能量中有一部分以自身的遗体的形式被C分解利用，不能通过粪便的形式被分解者利用，C错误；适当增加A、B、C中生物的种类和数量能增加营养结构的复杂程度，提高自我调节能力，从而提高生态系统的抵抗力稳定性，D错误。]
生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分
①自养型生物＝生产者：自养型生物包括光能自养生物(绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物(硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)，它们都是生产者。
②捕食或寄生异养型生物＝消费者：异养型生物不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活，它们都是消费者。
③腐生异养型生物＝分解者：腐生异养型生物能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，包括少数的动物(如蚯蚓等)，它们都是分解者。
(2)根据结构图判断生态系统的组成成分，如图所示：
①根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者。
②根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量。
③根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
食物链(网)分析
3．(2022·广东选择性考试)图示为某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是( )
A．a、c是生产者 B．b、e是肉食动物
C．c、f是杂食动物 D．d、f是植食动物
C [a在食物链的起点，是生产者，c能捕食b等，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，f属于杂食动物，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·山东临沂一模)某湖泊生态系统中的食物网如图，下列叙述错误的是( )
A．水蚤属于第二、三营养级，鲶鱼占有四个营养级
B．从能量流动角度分析，鲶鱼个体中所含的能量最少
C．从物质循环角度分析，碳主要以有机物的形式从水蚤传递给鲶鱼
D．从信息传递的角度分析，蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递往往是双向的
B [该食物网有9条食物链，在藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼、藻类→水蚤→鲶鱼中，水蚤分别属于第三、第二营养级；在9条食物链中鲶鱼占有第二、第三、第四、第五，共四个营养级，A正确。食物链中能量是单向流动、逐级递减的，鲶鱼营养级最高，其所在营养级同化量少，但鲶鱼个体中所含的能量不一定最少，B错误。碳在生物群落之间以含碳有机物的形式流动，C正确。生态系统的信息传递在生物之间一般是双向的，D正确。]
食物链和食物网中生物数量的变化分析
4．(2022·山东泰安三模)磷虾是极地海洋中的精灵，几乎养活了海洋中大部分生物，近些年来由于气候变化和人类捕捞导致磷虾数量大幅减少。结合下图南极海域典型食物网，分析错误的是( )
A．磷虾、须鲸、鱿鱼、阿德利企鹅等生物之间建立起以营养关系为纽带的食物网
B．某地居民大量捕捞须鲸，短时间内磷虾数量将增多
C．海洋生态系统短时期内有机物积累量高于陆地生态系统
D．应对气候变化和过度捕捞导致磷虾大量减少的现状，在南极洲海域进行人工养殖磷虾，可利用种间关系发展生物防治技术，以减少对南极洲海域生态的影响
C [由图示可知，磷虾、须鲸、鱿鱼、阿德利企鹅等生物之间建立起以营养关系为纽带的食物网，A正确；若居民大量捕捞须鲸，据图分析可知，须鲸大量减少，由于捕食者数量减少，故短时间内磷虾数量将增多，B正确；海洋生态系统生产者大部分是藻类，固定的太阳能低于陆地生态系统，所以海洋生态系统短时期内有机物积累量低于陆地生态系统，C错误。在南极洲海域进行人工养殖磷虾，可在养殖海域内利用种间关系，发展生物防治技术，以减少对南极洲海域生态的影响，D正确。]
(教师用书独具)
(2022·河北石家庄模拟)某生态学家对某湖泊进行调查研究，获得其中几种生物的食物关系，结果如表所示(√表示存在食物关系)。下列叙述正确的是( )
捕食者 被食者
绿藻 螺蛳 水草 轮虫
螺蛳 √ √
鲫鱼 √ √ √ √
轮虫 √
A．表格中的几种生物构成4条食物链，鲫鱼与轮虫的种间关系为捕食
B．轮虫的同化量一部分通过呼吸作用以热能形式散失，其余流向鲫鱼
C．如果生态系统在较长时间内没有能量的输入就会导致生态系统崩溃
D．若螺蛳因某种原因大量减少或全部死亡，湖泊中的鲫鱼产量会减少
C [据表格中的食物关系，可得出5条食物链，即绿藻→螺蛳→鲫鱼、绿藻→鲫鱼、绿藻→轮虫→鲫鱼、水草→螺蛳→鲫鱼、水草→鲫鱼，鲫鱼和轮虫既存在捕食关系，又存在种间竞争关系，A错误；轮虫的同化量一部分通过呼吸作用以热能形式散失，一部分流向分解者，一部分能量未利用，其余流向鲫鱼，B错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，如果生态系统在较长时间内没有能量输入，这个生态系统可能就会崩溃，C正确；若螺蛳因某种原因大量减少或全部死亡，则鲫鱼就更多地吃绿藻、水草和轮虫，产量不一定会减少，D错误。]
考点2 生态系统的稳定性
一、生态平衡
二、生态系统的稳定性
三、生态系统稳定性的类型
1．类型
2．联系：二者一般呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。
3．影响因素
四、提高生态系统的稳定性
1．意义：维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，对于自然或人工生态系统是十分必要的。
2．措施
(1)控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
1．研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面的差别，对自然生态系统的利用和保护有何意义？(选择性必修2 P76“旁栏思考”)
提示：在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。
2．几百年来，某江南水乡小城的老百姓在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持清澈，请利用生态系统稳定性的相关知识给予解释。(选择性必修2 P77“拓展应用”)
提示：生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。
1．生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的状态。 (×)
提示：生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
2．北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低。 (√)
3．负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。 (√)
4．在一块牧草地上栽种乔木树林后，其恢复力稳定性下降。 (√)
5．一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用达到新的平衡状态，这属于抵抗力稳定性。(×)
提示：生态系统遭到破坏后又恢复原状，这属于恢复力稳定性。
1．退耕还林还草有利于增加生态系统的抵抗力稳定性，其原因是___________
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提示：退耕还林还草能增加生物的多样性，使营养结构变得复杂，自我调节能力增强
2．为了使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要______________________
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提示：不断施肥、灌溉、控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”
1．影响生态平衡的因素
影响生态平衡的因素有自然因素和人为因素。自然因素包括发生火山喷发、地震、洪水、雷击火灾等。自然因素在一定程度上是可以被抵消的(如水体的自净能力)，而且自然因素的影响也往往限于局部范围。人为因素包括毁坏植被、围湖造田、污染环境、引进或消灭某一生物种群、向农田中喷洒大量农药(杀虫剂和除草剂)等。与自然因素相比，现代社会人为因素对生态平衡的影响越来越大，因此，要想维持整个生物圈的生态平衡，需要人类从科学管理自然资源、控制人口、保护环境等多方面去努力。
2．生态系统中正负反馈调节的比较
比较项目 正反馈调节 负反馈调节
调节方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
实例分析
已污染的湖泊污染加剧
3．抵抗力稳定性、恢复力稳定性的关系
以往认为，抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的，抵抗力稳定性高的生态系统，其恢复力稳定性低。也就是说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反的关系。但是，这一看法并不完全合理。例如，热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性，因为热带雨林的物种组成十分丰富，结构比较复杂；然而，热带雨林在受到一定强度的破坏后，也能较快地恢复。相反，对于极地冻原(苔原)，由于其物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性很低，在遭到过度干扰后，恢复的时间也十分漫长。因此，直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性进行比较，这种分析本身可能就不合适。如果要对一个生态系统稳定性的两个方面进行说明，则必须强调系统所处的环境条件。环境条件好，生态系统的恢复力稳定性较高，反之亦然。
4．抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系
1．尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述草地上草、兔、狼之间负反馈调节过程的示意图。
提示：
2．棉铃虫是棉田常见的害虫，在防治虫害问题上提出了两个方案。方案一：喷洒高效农药；方案二：引入棉铃虫的天敌赤眼蜂。你认为有利于提高农田生态系统稳定性的方案是哪一种？简述理由。
提升：方案二。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量棉铃虫的天敌，高效农药还会造成环境污染。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度上看，这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。
生态平衡与生态系统的稳定性的关系分析
1．(2022·云南师大附中高三模拟)下列有关生态平衡与生态系统稳定性的叙述，错误的是( )
A．生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力
B．生态系统维持相对稳定离不开信息的传递
C．负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
D．生态平衡时，无能量的输入和散失
D [据生态系统稳定性的含义可知，生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力，A正确；信息传递能调节生物之间的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定，B正确；负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础，生态系统的稳定主要是通过负反馈调节方式进行的，C正确；生态系统相对稳定时有结构平衡，能量输入和散失平衡，以及收支平衡，D错误。]
2．(2022·山东临沂模拟)呼伦贝尔草原生态系统的外貌、结构和动植物组成等都保持相对稳定的状态。下列关于生态系统的稳定性的叙述，正确的是( )
A．生产—消费—分解的生态过程的正常进行是能量得以循环利用的重要保证
B．生态系统的稳定性是指维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
C．为维持生态平衡，提高该草原生态系统稳定性的主要措施是封育和禁止放牧
D．可大量引入外来观赏物种以增加营养结构的复杂程度，从而提高该草原生态系统的稳定性
B [生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用，A错误；生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，B正确；草原上适量放牧，可以提高草原生态系统的稳定性，C错误；大量引入外来观赏物种可能导致生态入侵，导致该地区某些生物死亡，降低草原生态系统的稳定性，D错误。]
生态系统的稳定性分析
3．(2022·山东济南模拟预测)“牵一发而动全身”，生态系统中的每一个结构的变化都有可能引起整个系统的改变。如表为1960～2002年太湖生态系统相关特征的变化情况，其中“连接指数”是反映系统内部联系复杂程度的指标，“平均路径长度”指每个循环流经食物链的平均长度。以下说法错误的是( )
食物网连接指数 下降13.49%
食物网平均路径长度 下降28.12%
物质循环指数 下降55.71%
A．食物网连接指数越大说明生态系统的抵抗力稳定性越强
B．生态系统的成分—结构—功能是一个统一的整体
C．以上数据说明太湖生态系统的稳定性受到了干扰
D．对抗破坏或干扰使生态系统恢复平衡的调节机制是正反馈调节
D [依据题干信息，“连接指数”是反映系统内部联系复杂程度的指标，因此食物网连接指数越大说明生态系统的抵抗力稳定性越强，A正确；正是由于生态系统各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一整体，具有一定的结构和功能，B正确；由题表中食物网连接指数、食物网平均路径长度、物质循环指数都呈下降趋势可知，太湖生态系统的稳定性受到了干扰，C正确；对抗破坏或干扰使生态系统恢复平衡的调节机制是负反馈调节，D错误。]
4．(2022·天津实验中学高三检测)下图中的曲线表示某生态系统的总稳定性(抵抗力稳定性与恢复力稳定性之和)，图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常范围，当受到外界干扰时就偏离正常范围，偏离值为T时，生态系统遭到破坏后恢复到正常范围所需的时间为S。TS表示曲线与正常范围之间围成的面积，可作为总稳定性的定量指标。依图判断下列说法错误的是( )
A．相同干扰，T值越大，表示生态系统的抵抗力稳定性越小
B．S值越大，表示一个生态系统的恢复力稳定性越大
C．在一定干扰范围内，TS值越大，表示一个生态系统的总稳定性越低
D．热带雨林生态系统和草原生态系统如果有同样的T值，则所受干扰程度一定不同
B [抵抗力稳定性越大，受到相同程度的外界干扰时，偏离正常范围的距离即图示的T值就越小；抵抗力稳定性越小，受到相同程度的外界干扰时偏离正常范围的距离即图示的T值就越大，A正确。恢复力稳定性越大，遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的时间就越短，即图示中S的值越小，B错误。TS值越大，意味着T值和S值越大，所以抵抗力稳定性和恢复力稳定性就越低，C正确。由于热带雨林生态系统的抵抗力稳定性大于草原生态系统的抵抗力稳定性，若所受干扰程度相同，则热带雨林生态系统的T值要小于草原生态系统的T值，若有相同的T值，则热带雨林生态系统所受的干扰程度肯定大于草原生态系统，D正确。]
考点3 (探究·实践)设计制作生态缸，观察其稳定性
1．实验原理
(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。
(2)各种生物之间以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。
(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。
(4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。
2．实验流程
(1)用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
(2)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。
(3)在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
(4)向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
1．实验设计要求
设计要求 相关分析
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 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
生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
2．生态缸稳定性的观察与分析
(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
(2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极弱，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
)
(2022·广东执信中学高三检测)市面上出现很多观赏性的小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣，如图是一个封闭的小生态瓶示意图，下列有关说法正确的是( )
A．生态瓶中各营养级的能量和数量都呈金字塔形
B．碳元素以有机物的形式实现物质循环利用
C．设计时需考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例
D．增加小鱼的数量能提高生态系统的能量传递效率
C [生态瓶是观赏性的小生态瓶，是较为特殊的生态系统，各营养级的能量和数量不一定呈金字塔形，A错误；碳元素以有机物的形式通过食物链进行传递，在生物群落与非生物环境之间以二氧化碳的形式流动，B错误；生态缸中生物的种类和数量要保持合适的比例，这样有利于其稳定，故设计生态缸时需考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例，C正确；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，增加小鱼的数量是增加了消费者数量，但不能提高生态系统的能量传递效率，D错误。]
(教师用书独具)
现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件如下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。下列分析正确的是( )
生态瓶编号 光照 含微生物的泥沙 浮游藻类 水草 浮游动物
A ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
B － ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有，“－”表示无。
A．A瓶中的所有生物组成了食物网，而B瓶中所有生物组成一条食物链
B．A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头
C．B瓶浮游动物种群密度降低只是因为缺乏食物
D．当A瓶中能量的输入＝能量的散失时，处于稳定状态
D [A瓶中的浮游动物捕食浮游藻类和水草，组成了食物网，且A瓶中的分解者不参与食物网的组成，B瓶中所有生物不一定组成一条食物链，A错误；A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是流经生态系统的总能量，而能量流动的源头是太阳能，B错误；B瓶浮游动物种群密度降低是因为缺乏阳光，C错误；当A瓶中能量的输入＝能量的散失时，A瓶的生态系统处于相对稳定状态，D正确。]
1．核心概念
(1)(选择性必修2 P48)生态系统：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
(2)(选择性必修2 P51)食物网：食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
(3)(选择性必修2 P73)生态平衡：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
(4)(选择性必修2 P74)负反馈：在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。 (5)(选择性必修2 P74)生态系统的稳定性：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
2．结论语句
(1)(选择性必修2 P50)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
(2)(选择性必修2 P50)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
(3)(选择性必修2 P74)生态系统稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力，自我调节能力的基础是负反馈调节。
(4)(选择性必修2 P75)一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
1．(2021·广东选择性考试)“葛(葛藤)之覃兮，施于中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个( )
A．黄鸟种群 B．生物群落
C．自然生态系统 D．农业生态系统
C [根据题干可知，诗句中描述了一个山谷中的葛藤、黄鸟、灌木等生物，由生物群落与非生物环境相互作用而形成的统一整体叫作生态系统，故诗句描写的美丽景象构成了一个自然生态系统。C符合题意。]
2．(2020·江苏高考)“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”“争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是( )
A．荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统
B．采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数
C．挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构
D．影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动
C [荷塘中的动物、植物和微生物共同构成生物群落，不能构成完整的生态系统，A错误；调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数不能采用五点取样法，原因是昆虫的活动能力强、活动范围广，B错误；群落的垂直结构是指群落在垂直方向的配置状况，其在垂直方向上具有明显的分层现象，挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现了群落的垂直结构，C正确；影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是食物条件和栖息空间，D错误。]
课时分层作业(三十一) 生态系统的结构及其稳定性
1．(2022·山东德州二模)蚯蚓是农田生态系统土壤中主要的动物类群，研究发现蚯蚓分泌的信号分子可以诱导植物产生对病原体的抗性，提高植物的抗逆性。下列说法错误的是( )
A．调查农田中蚯蚓的种群密度可采用样方法
B．土壤中蚯蚓数量的增多不会改变流入该生态系统的总能量
C．蚯蚓能改变土壤的结构从而促进植物根部细胞的呼吸作用
D．蚯蚓分泌的信号分子可以影响植物细胞内相关抗逆基因的表达
B [蚯蚓的活动范围较小，所以调查一块农田中蚯蚓的种群密度可采用样方法，A正确；流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，蚯蚓作为分解者可分解土壤中的有机物为植物提供更多的二氧化碳和无机盐，利于植物的生长，蚯蚓分泌的信号分子可以诱导植物产生对病原体的抗性，这两方面都可以促进植物的生长，因此生产者固定的太阳能会增多，B错误；蚯蚓能改变土壤的结构，疏松土壤，导致土壤中氧气含量增多，从而促进植物根部细胞的呼吸作用，C正确；推测蚯蚓分泌的信号分子可以作用于植物细胞的相关受体上传递信息，进而影响植物细胞内相关抗逆基因的表达，D正确。]
2．(2022·河北唐山模拟)北京航空航天大学的志愿者在“月宫一号”实验舱驻留370天，完成了太空舱生态系统生存实验。与以往舱内只种植物相比，该次实验的重要突破是引入了动物和微生物，舱内种植了多种粮食作物和蔬菜，用秸秆、根和老叶养殖黄粉虫，黄粉虫可以为志愿者提供动物蛋白。如图为舱内生态系统模式图，下列有关说法正确的是( )
A．舱内生态系统中有植物→人、植物→黄粉虫→人两条食物链
B．该实验实现了物质在生态系统各个组分之间的完全循环
C．黄粉虫的引入调整了生态系统能量流动关系，使流向人的能量增多
D．黄粉虫获得了秸秆、根和老叶有机物中的全部能量
C [由题干可知，太空舱中有多种植物，每一种植物都能作为第一营养级构成相应食物链，所以食物链不止两条，A错误；据图可知，舱内需要预存食物，也有处理不了的废物贮存，并没有实现完全的物质循环，B错误；黄粉虫能够利用人没有利用的秸秆、根和老叶，这部分有机物中的能量通过人食用黄粉虫而流向了人，因此流向人的能量增多，C正确；秸秆、根和老叶中的有机物，只有部分被黄粉虫同化，黄粉虫获得了秸秆、根和老叶有机物中的部分能量，D错误。]
3．(2022·湖南长郡中学模拟)边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件，将大面积的生态系统切割成小块，增加了边缘栖息地的数量，从而导致边缘效应，如捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃。下列叙述错误的是( )
A．接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素，如温度、湿度
B．热带森林的边缘温度更高，风更大，森林内部中繁盛的物种可能在森林边缘难以生存
C．捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃，导致边缘某些物种可能更容易受到攻击
D．森林的边缘效应会改变生物的种间关系和食物链中能量的流动方向
D [边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件，因此接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素，如温度、湿度，A正确；热带森林的边缘温度更高，风更大，森林内部繁盛的物种可能因为不适应森林边缘的环境而难以生存，B正确；捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃，导致边缘某些物种更容易被天敌(捕食者或寄生虫)攻击，C正确；森林的边缘效应可能会改变生物的种间关系，但食物链中能量的流动方向不会被改变，只能从被捕食者到捕食者，D错误。]
4．(2022·山东济南模拟)生态学家将以同一方式利用共同资源的物种集团称为同资源种团(以下简称种团)，例如某国家公园中以森林灌草层的植物为食的马鹿、梅花鹿等大中型有蹄类动物。如果某一种群从生物群落中消失，种团内的其他种可以取代其地位，执行相同的功能。下列说法错误的是( )
A．马鹿、梅花鹿等有蹄类动物在食物网中处于第二营养级
B．不同种团的生物生态位差别较大，位于不同的营养级
C．种团的划分有助于研究生态系统的营养结构
D．组成种团的物种相互代替可用于退化群落的恢复和重建
B [马鹿、梅花鹿等草食性动物位于第二营养级，A正确；不同种团的生物生态位差别较大，但可能位于相同的营养级，B错误；种团的生物以同一方式利用共同资源，种团的划分有助于研究生态系统的营养结构，C正确；因为种团内的其他种可以取代其地位，执行相同的功能，所以组成种团的物种相互代替可用于退化群落的恢复和重建，D正确。]
5．(2022·湖南雅礼中学模拟)生态系统在正常情况下能保持稳态，即使受到一定程度的外来干扰，也能通过负反馈调节而保持自身的稳定性。下列相关叙述正确的是( )
A．生态系统的稳态就是其中的各种成分稳定不变
B．雾霾现象可自行退去，体现了生态系统的自我调节能力
C．增加物种多样性有利于提高生态系统的恢复力稳定性
D．正反馈和负反馈调节均能使生态系统达到和保持稳态
B [生态系统的稳态就是指生态系统的各种成分以及结构和功能都相对稳定，保持动态平衡，A错误；环境由差变好是生态系统自我调节的体现，所以雾霾现象可自行退去，说明生态系统有一定的自我调节能力，B正确；一般情况下，抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关，组分越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，故增加物种多样性有利于提高生态系统的抵抗力稳定性，C错误；正反馈调节会使生态系统偏离了原有的状态，D错误。]
6．(2022·河北邯郸一模)“多营养层次”是一种海水生态养殖新模式，即在上层挂绳养殖海带等藻类；在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类；在底层设置人工鱼礁，为鱼虾等提供生长、产卵和栖息的场所，养殖海参等底栖杂食动物。下图表示某渔民设置的“多营养层次”海水生态养殖模式内部部分构造和物质循环关系。下列相关叙述错误的是( )
A．牡蛎属于该生态系统中的消费者和分解者
B．“多营养层次”提升了群落垂直结构的复杂程度
C．“多营养层次”提高了生态系统中阳光、食物等资源的利用率
D．若养殖海带数量过多，则会导致牡蛎的食物来源增多，产量上升
D [据图中信息，牡蛎既能捕食浮游植物和浮游动物，又能分解有机碎屑，属于生态系统中的消费者和分解者，A正确；上述海水养殖模式在上层、中层和底层的设置提升了群落垂直方向上结构的复杂程度，充分利用了生态系统中的空间、阳光、食物等资源，B、C正确；若海带数量过多会影响浮游植物的数量，这些浮游植物是牡蛎的食物，导致牡蛎食物来源减少，所以牡蛎数量会下降，D错误。]
7．(2022·湖北恩施模拟)生态系统作为一个整体，有着一定的结构和功能，能维持一定的稳定性。遇到森林大火时，发生在林冠上的林冠火可以迅速毁灭地上全部动植物群落，而地面火发生在地面上，可以快速烧掉地面的枯枝落叶层。优势种为阔叶林木的某生态系统，在经历一次地面火后，其面貌改变，松柏的平均株高明显提高，下列叙述错误的是( )
A．地面火因快速烧掉地面的枯枝落叶层，所以有利于植物和动物群落的再生和稳定性
B．地面火过后的森林，幸存的阔叶林木的优势种地位被针叶林木所代替
C．枯枝落叶被烧尽后，能加快碳的循环
D．地面火过后的面貌改变是该生态系统的稳定性不够所致
D [地面火因快速烧掉地面的枯枝落叶层，没有林冠火那样的毁灭性，其作用经常是有利的，它仅仅烧掉了地面上的枯枝落叶层，这种燃烧能够使枯枝、落叶、干草等数量降到最低，从而有利于植物和动物群落的再生和稳定性，A正确；在优势种为阔叶林木的生态系统中，针叶林木本身生长速度慢且受到阔叶林木的遮蔽作用不占优势，但针叶林木因叶片形状特殊，较阔叶林木耐火，地面火过后，针叶林木存活较多且因阔叶林木被损毁，能给予更好地光照条件，故针叶林木蓬勃发展成为优势种，B正确；枯枝落叶中的有机碳因燃烧转变成CO2进入大气，促进了碳的循环，C正确；地面火过后的面貌改变是该生态系统的恢复力稳定性的体现，D错误。]
8．(2022·山东烟台二模)某草原生态系统的食物网结构如下图，下列说法正确的是( )
A．图中属于次级消费者的生物有3种
B．该草原生态系统的组成成分由非生物的物质和能量及图中生物构成
C．能量传递效率按20%计算，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，则蛇体重增加1 kg，能为人多提供羊10 kg
D．生态系统中的物质、能量和信息沿着食物链和食物网循环流动
C [图中属于次级消费者的生物有蛇、猫头鹰、人和青蛙，A错误。该草原生态系统的组成成分由非生物的物质和能量、分解者及图中生物构成，B错误。能量传递效率按20%计算，蛇取食鼠的比例为1/4时，蛇体重增加1 kg，消耗鼠1.25 kg，鼠消耗草6.25 kg；消耗青蛙3.75 kg，青蛙消耗昆虫18.75 kg，昆虫消耗草93.75 kg，故蛇体重增加1 kg，需消耗草6.25＋93.75＝100 kg。调整到取食鼠为3/4时，蛇体重增加1 kg，消耗鼠3.75 kg，鼠消耗草18.75 kg；消耗青蛙1.25 kg，青蛙消耗昆虫6.25 kg，昆虫消耗草31.25 kg，故蛇体重增加1 kg，需消耗草18.75＋31.25＝50 kg，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4时，可节省草100－50＝50 kg，该草流向羊可增重50×20%＝10 kg，C正确。生态系统中的物质在生物群落和无机环境间循环流动，但沿着食物链和食物网单向流动，能量不能循环，信息传递可在生物间、生物与非生物环境间双向传递，D错误。]
9．(2022·河北唐山模拟预测)新型零废弃生态农业利用酶制剂，将动物粪便及农田秸秆废弃物等传统有机肥变为无臭无味溶于水的粉末，随水施撒在土壤里，实现了农田有机垃圾的零废弃、无污染，改良了土壤结构，提高了土壤肥力。下列说法正确的是( )
A．农作物可以获取有机肥中的物质和能量
B．零废弃生态农业不能改变该生态系统的组成成分
C．酶制剂能够代替生态系统中的分解者发挥作用
D．零废弃生态农业既减少了环境污染又提高了能量传递效率
B [有机肥的有机物被分解者分解利用，植物获取的物质来自环境中的无机物，获取的能量来自太阳能，A错误；零废弃生态农业只是加速了物质循环过程，该生态系统的组成成分并没有发生改变，B正确；酶的作用机理是降低反应所需要的活化能，一定范围内使反应速率加快，所以酶制剂并不能代替分解者发挥作用，C错误；废弃物再利用提高了该生态系统中能量利用率，但不能提高该生态系统中的能量传递效率，D错误。]
10．(2022·广东惠州检测)目前惠州市正在进行“雨(水)污(水)分流”改造，即雨水管道直接排放进入湖、河，污水管道运输到污水处理厂后再排入湖、河。请回答下列问题：
(1)湖、河受到轻微污染时，能通过理化作用和微生物分解很快消除污染，河流中生物未受到明显影响，这说明生态系统具有________能力，但这种能力是有一定限度的。微塑料难以通过代谢排出体外，如果被生物体吸收进入食物链后，含微塑料最高的生物处于食物链的____________。
(2)上图是污水处理示意图。曝气池的作用是：利用________(填“需氧”或“厌氧”)微生物来分解水体中的________；活性污泥可以看成一个________(填“种群”“群落”或“生态系统”)。
(3)阳台管道通常与雨水管道相连，有些家庭习惯将洗衣机放在阳台使用，所产生的生活污水就会排到雨水管道中，请分析其对生态系统的危害和解决措施。
对生态系统的危害：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解决措施：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(写出一条，合理即可)。
[解析] (1)生态系统受到轻微污染后，仍能维持相对稳定的状态，是因为生态系统具有一定的自我调节能力。微塑料被生物体吸收后，难以通过代谢排出体外。由于生物的富集作用，微塑料含量最多的生物处于最高营养级。(2)曝气池与外界空气相连通，是利用需氧生物将废水中的有机物彻底分解成无机物。活性污泥中有生产者(硝化细菌等)，分解者和消费者，也有非生物的物质和能量，属于一个生态系统。(3)危害：洗衣废水含有大量有机物，洗衣废水通过雨水管道直接排入湖、河，造成水体污染，破坏水体的生态平衡，导致水体恶化。解决措施：不将洗衣废水从雨水管道排出，即将洗衣机的排水管道连通污水管，或者把洗衣机产生的污水利用起来冲洗马桶，节水又环保。
[答案] (1)自我调节 最高营养级 (2)需氧 有机物 生态系统 (3)导致洗衣废水通过雨水管道直接排入湖、河，造成水体污染，破坏水体的生态平衡，导致水体恶化 将洗衣机的排水连通污水管，或者把洗衣机产生的污水利用起来冲洗马桶，节水又环保
11．(2023·广东佛山联考)北极熊分布在整个北极圈冰层覆盖的水域。北极熊的主要猎物是海豹，甚至更大的物种，如海象和白鲸，也捕食海鸟、鱼类、小型哺乳动物，有时也会打扫腐肉，在夏季它们偶尔也会吃点浆果或者植物的根茎。如图为北极某区域的食物网，请结合题干和图示分析，下列叙述错误的是( )
A．图中缺少的生态系统组成成分是非生物的物质和能量、分解者
B．北极熊属于杂食性动物，属于消费者和分解者
C．图中有捕食和竞争关系的生物有北极熊、北极狼
D．生态系统的信息传递只发生在同种生物或不同生物之间
D [图中有生产者、消费者，缺少的生态系统组成成分是非生物的物质和能量、分解者，A正确；北极熊有时也会打扫腐肉，此时属于分解者，B正确；图中有捕食和竞争关系的生物有北极熊、北极狼，C正确；生态系统的信息传递不仅发生在同种生物之内，也发生在生物与环境之间、不同生物之间，D错误。]
12．(2022·江苏泰州模拟)长江十年禁渔令颁布后，人们把目光投向了人工养殖。下图是一个生态环境改善型鱼塘物质循环流程图。下列有关分析正确的是( )
A．螺蛳位于食物链的第三、四营养级，可以促进该生态系统的物质循环
B．增加沉水植物的种类有利于促进其对鱼、虾、蟹粪便中有机物的吸收
C．对鱼、虾、蟹的捕捞强度过大会导致该生态系统的抵抗力稳定性下降
D．不同年龄段的某种草食性鱼分布在不同水层，说明群落具有垂直结构
C [螺蛳在这个生态系统中可以分解青虾、鱼类等产生的有机废弃物，属于分解者，不进入食物链，A错误；植物无法直接吸收鱼、虾、蟹粪便中的有机物，植物吸收的是无机营养，B错误；对鱼、虾、蟹的捕捞强度过大，会使生物数量减少，影响生态系统的营养结构，易导致该生态系统的抵抗力稳定性下降，C正确；不同年龄段的某种草食性鱼属于同一种群，它们分布在不同水层，不属于群落的结构，D错误。]
13．(2020·山东等级考)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。
取样深度(cm) 农业模式 生物组分(类) 食物网复杂程度(相对值)
0～10 常规农业 有机农业 无公害农业 15 19 17 1.06 1.23 1.10
10～20 常规农业 有机农业 无公害农业 13 18 16 1.00 1.11 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括__________________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是__________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的________结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为__________，依据是
_____________________________________________________________________。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是_________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)据题图食物网可知，捕食性线虫是最高营养级，而食细菌线虫位于中间营养级，因此捕食性线虫同化能量的去向不包括流入下一个营养级。土壤中各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用形成的统一整体，因此是一个生态系统。(2)不同深度的土壤中生物种类不同，这体现了群落的垂直结构。由表格数据可知，有机农业模式下土壤中的生物组分最多，食物网的复杂程度最大，稳定性最高。(3)镉容易在生物体内积累，并随着食物链的延长而在高营养级生物体内不断富集。由于该食物网中捕食性线虫所处的营养级最高，所以其体内镉含量最高。(4)根据题图中信息可知，施用有机肥会首先导致腐生细菌增加，进而导致食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于因植物根系增长而增加的量，最终会导致植食性线虫的数量减少。
[答案] (1)流入下一个营养级 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体 (2)垂直 有机农业 生物组分多，食物网复杂程度高 (3)镉随着食物链的延长逐渐积累 (4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量
(教师用书独具)
1．(2022·重庆选择性考试)“瓦尔迪兹”油轮意外失事泄漏大量原油，造成严重的海洋污染，生物种群受到威胁。为探究油污染对海獭的影响，生态学家进行了长达25年的研究，有以下发现：
Ⅰ．随着时间推移，原油污染区大部分生物种群都有一定程度的恢复，但该区域和毗邻的非污染区海獭种群均在持续减少。
Ⅱ．原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭。
Ⅲ．过度捕捞鲑鱼，造成以鲑鱼为食的海豹数量锐减。
Ⅳ．海獭的食物海胆数量增加，而海胆的食物大型藻数量锐减。
请回答下列问题：
(1)由上述发现可知，原油泄漏________(填“是”或“不是”)引起海獭数量持续减少的直接原因。
(2)上述材料中，虎鲸至少属于食物链(网)中的第________营养级；食物链顶端的虎鲸种群数量最少，从能量流动角度分析，原因是_________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)若不停止过度捕捞，多年后该海域生态系统可能出现的结果有________(填序号)。
①虎鲸的生存受到威胁
②流经该生态系统的总能量下降
③该生态系统结构变得简单
④生态系统抵抗力稳定性提高
(4)结合本研究，你认为我国2021年在长江流域重点水域开始实行“十年禁渔”的目的是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)由题意“原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭”可知，海獭数量持续降低的直接原因是虎鲸的大量捕食，并不是原油泄漏。(2)据题干中信息可知，虎鲸捕食海獭，海獭捕食海胆，海胆捕食大型藻，其中大型藻属于生产者，即第一营养级，所以虎鲸至少属于食物链(网)中的第四营养级；处于食物链顶端的物种个体数量较少，是由于生态系统的能量沿食物链单向流动、逐级递减，营养级越高所获得的能量就越少，从而使个体的数量较少。(3)由题意可知，若人类仍过度捕捞鲑鱼，海豹的数量得不到恢复，虎鲸只能不断捕食海獭，而海獭的数量持续降低，进而导致虎鲸数量减少，海獭数量降低，还会导致海胆数量增多，捕食更多的大型藻，从而使生产者固定的太阳能减少，同时，该生态系统的组成成分可能会减少，使营养结构变得简单，抵抗力稳定性降低，故可能出现的结果有①②③。(4)根据题干信息和第(3)小问可推知，“十年禁渔”可防止过度捕捞引起的生态系统稳定性降低等结果，达到增加生物多样性，提高生态系统抵抗力稳定性等目的。
[答案] (1)不是 (2)四 生态系统的能量沿食物链单向流动、逐级递减，而虎鲸营养级最高，获得能量最少，所以种群数量少 (3)①②③ (4)增加生物多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性，保护长江生态系统等
2．(2022·山东淄博一模)“恐惧生态学”认为恐惧能影响猎物的取食行为。某岛屿上中型肉食动物浣熊的天敌——大型肉食动物被人类猎杀殆尽后，浣量捕食蟹类(如红黄道蟹)和鱼类(如线鳚)，导致生态平衡受到破坏。为探究恢复生态平衡的对策，研究者在观测区播放浣熊的捕食者和非捕食者的叫声，一段时间后调查统计，结果如下图。下列说法错误的是( )
图1 图2
图3 图4
A：非捕食者的叫声 B：捕食者的叫声
A．浣熊捕食者的叫声减少了观测区内浣熊的捕食时间
B．播放浣熊捕食者的叫声可以提高观测区内线鳚的种群数量
C．恐惧可能使浣熊躲避或离开观测区，观测区浣熊数量下降
D．大型肉食动物的存在不利于提高观测区内物种的多样性
D [据图2分析可知，捕食者叫声会降低浣熊用于捕食的时间比例，A正确；据图4可知，播放浣熊捕食者的叫声可以提高观测区内线鳚的种群数量，推测应该是捕食者的叫声导致浣时间减少，捕食线鳚减少所致，B正确；据图1、2分析可知，捕食者叫声会降低浣熊出现在观测区域的平均时间和观测区浣熊捕食时间的比例，由此推测播放浣熊捕食者的叫声可能使浣熊躲避或离开观测区，导致观测区浣熊数量下降，C正确；据“收割理论”，捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，即生态系统中捕食者的存在有利于物种多样性的提高，使捕食者和被捕食者协同进化，D错误。]
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第九单元 生物与环境
第3讲 生态系统的结构及其稳定性
考点1 生态系统的成分和营养结构
一、生态系统及其组成成分
1．生态系统的概述
2．生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。
(2)生物群落
3．相互关系
二、生态系统的营养结构
1．食物链
(1)实例
(2)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，但一般不会超过五个营养级。
(3)表现形式
(4)单向性：食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。
2．食物网
(1)概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
(2)形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
(3)功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(4)特点
①同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
②在食物网中，生物之间的种间关系可能出现多种，如两种生物可同时存在捕食和种间竞争关系。
1．在大豆田里，大豆与稗草、大豆蚜等生物之间，大豆与非生物环境之间存在复杂的关系。大豆根系会给土壤带来哪四点变化？(选择性必修2 P48“问题探讨”)
提示：大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤中的水和无机盐减少；大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；大豆与根瘤菌互利共生，会增加土壤中氮的含量；死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
2．在自然生态系统中，食物链上一般不会超过五个营养级，这是为什么？(选择性必修2 P51“旁栏思考”)
提示：各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一个营养级的生物利用。流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不会超过五个营养级。
1．河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统。 (×)
提示：生态系统包括该区域内所有的生物和非生物的物质和能量，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素。
2．生产者都是绿色植物，分解者都是微生物。 (×)
提示：生产者不一定是绿色植物，如硝化细菌；分解者主要是指营腐生生活的细菌、真菌和某些动物，如蜣螂等。
3．生态系统的结构只包括食物链和食物网。 (×)
提示：生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
4．理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分。 (√)
5．在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上。 (×)
提示：食物网中同一种消费者在不同食物链中可以占据不同的营养级。
6．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。 (×)
提示：营养级越高的生物，其体型不一定越大，如吃树叶的虫子。
7．食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。 (×)
提示：食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的种类和数量。
1．生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
2．在某沿海沼泽生态系统(陆地部分)发展休闲垂钓有关的旅游业以来，在垂钓密集区沿海植物群落出现了一定程度的退化，低潮带出现大量裸露泥滩和草食蟹的洞穴，而未开放的区域植物群落一直延伸到海水中。对这一现象进行的合理解释是_______________________________________________________________
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提示：垂钓者钓走的鱼主要是以草食蟹为食的肉食鱼，导致对草食蟹种群的抑制作用减弱，草食蟹种群密度增大，更多以植物群落优势种为食，导致沿海植物群落退化
1．生态系统组成成分的易错辨析
(1) 生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。
(2)消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
(3)分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。
2．食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
(1)食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响
食物链中若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。
(2)“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响
一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。
(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。
②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。
1．参照一般系统的结构模式图(下图)，尝试画出生态系统的结构模型。
提示：生态系统的结构模型可以有多种形式。在不考虑物质的输入和输出的情况下，可以表示为下图所示的简化模型。
2．土壤微生物与植被之间存在着密切联系，两者相互影响，对维持陆地生态系统的稳定性具有重要意义。请设计实验探究不同土层的土壤微生物能否分解有机磷农药及分解能力是否相同，简要写出实验思路。
实验思路：
提示：取等量不同土层土壤(表层、中层、深层或表层、深层)，分别均分为两份。一份灭菌处理，一份不处理。分别加入等量有机磷农药并混合，一段时间后测定并记录比较有机磷农药残留情况。
生态系统组成成分的分析与判断
1．(2022·浙江杭州模拟)如图是一种新型的分离式“鱼菜共生”生态养殖系统结构示意图(其中箭头表示水流方向)，该模式通过在鱼塘就近处修建人工湿地，使污染鱼塘中的水质得以净化，解决了传统水产养殖导致周边水体污染的问题。下列叙述正确的是( )
A．该生态养殖系统中，不需要分解者参与
B．输入该系统的能量有生产者固定的光能和有机物中的化学能
C．人工湿地中的细菌和蔬菜都能直接利用鱼塘中的有机污染物
D．增加水生蔬菜的种类必然会增大蔬菜间对光能的竞争强度
B [生态系统的组成成分之一为分解者，因此该生态养殖系统中，需要分解者参与，将有机物转化为无机物重新回到无机环境，A错误；图示为人工生态系统，故输入该系统的能量有蔬菜光合作用固定的光能和向鱼塘中投放的饵料中的化学能，B正确；人工湿地中的细菌作为分解者可利用鱼塘中的有机污染物，但蔬菜为植物，不能直接利用有机污染物，只能利用有机物分解产生的无机物，C错误；增加水生蔬菜的种类可采用立体栽培模式，喜阳喜阴类型合理搭配，优化结构，提高光能利用率，D错误。]
2．(2022·广东韶关二模)如图是某同学构建的生态系统的结构模型，有关分析合理的是( )
A．图中的CO2缺了一个来源，生态系统是A、B、C相互作用而形成的统一整体
B．碳元素以CO2的形式进入A，B能加快碳元素在生态系统中的循环流动
C．B1、B2、B3同化的能量中有一部分以自身的遗体或粪便的形式被C分解利用
D．适当增加A、B、C中生物的种类和数量能提高生态系统的恢复力稳定性
B [图中生产者自身呼吸以及化石燃料等燃烧均可释放CO2；生态系统是由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者构成的，生态系统的各组分相互作用而形成统一的整体，A错误；在该生态系统中，碳元素主要通过光合作用以CO2的形式进入A生产者中，B消费者能促进物质循环，因而可加快碳元素在生态系统中的循环流动，B正确；B1、B2同化的能量中有一部分以自身的遗体或下一营养级的粪便的形式被C分解者分解利用，而B3是最高营养级，其同化的能量中有一部分以自身的遗体的形式被C分解利用，不能通过粪便的形式被分解者利用，C错误；适当增加A、B、C中生物的种类和数量能增加营养结构的复杂程度，提高自我调节能力，从而提高生态系统的抵抗力稳定性，D错误。]
生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分
①自养型生物＝生产者：自养型生物包括光能自养生物(绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物(硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)，它们都是生产者。
②捕食或寄生异养型生物＝消费者：异养型生物不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活，它们都是消费者。
③腐生异养型生物＝分解者：腐生异养型生物能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，包括少数的动物(如蚯蚓等)，它们都是分解者。
(2)根据结构图判断生态系统的组成成分，如图所示：
①根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者。
②根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量。
③根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
食物链(网)分析
3．(2022·广东选择性考试)图示为某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是( )
A．a、c是生产者 B．b、e是肉食动物
C．c、f是杂食动物 D．d、f是植食动物
C [a在食物链的起点，是生产者，c能捕食b等，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，f属于杂食动物，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·山东临沂一模)某湖泊生态系统中的食物网如图，下列叙述错误的是( )
A．水蚤属于第二、三营养级，鲶鱼占有四个营养级
B．从能量流动角度分析，鲶鱼个体中所含的能量最少
C．从物质循环角度分析，碳主要以有机物的形式从水蚤传递给鲶鱼
D．从信息传递的角度分析，蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递往往是双向的
B [该食物网有9条食物链，在藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼、藻类→水蚤→鲶鱼中，水蚤分别属于第三、第二营养级；在9条食物链中鲶鱼占有第二、第三、第四、第五，共四个营养级，A正确。食物链中能量是单向流动、逐级递减的，鲶鱼营养级最高，其所在营养级同化量少，但鲶鱼个体中所含的能量不一定最少，B错误。碳在生物群落之间以含碳有机物的形式流动，C正确。生态系统的信息传递在生物之间一般是双向的，D正确。]
食物链和食物网中生物数量的变化分析
4．(2022·山东泰安三模)磷虾是极地海洋中的精灵，几乎养活了海洋中大部分生物，近些年来由于气候变化和人类捕捞导致磷虾数量大幅减少。结合下图南极海域典型食物网，分析错误的是( )
A．磷虾、须鲸、鱿鱼、阿德利企鹅等生物之间建立起以营养关系为纽带的食物网
B．某地居民大量捕捞须鲸，短时间内磷虾数量将增多
C．海洋生态系统短时期内有机物积累量高于陆地生态系统
D．应对气候变化和过度捕捞导致磷虾大量减少的现状，在南极洲海域进行人工养殖磷虾，可利用种间关系发展生物防治技术，以减少对南极洲海域生态的影响
C [由图示可知，磷虾、须鲸、鱿鱼、阿德利企鹅等生物之间建立起以营养关系为纽带的食物网，A正确；若居民大量捕捞须鲸，据图分析可知，须鲸大量减少，由于捕食者数量减少，故短时间内磷虾数量将增多，B正确；海洋生态系统生产者大部分是藻类，固定的太阳能低于陆地生态系统，所以海洋生态系统短时期内有机物积累量低于陆地生态系统，C错误。在南极洲海域进行人工养殖磷虾，可在养殖海域内利用种间关系，发展生物防治技术，以减少对南极洲海域生态的影响，D正确。]
(教师用书独具)
(2022·河北石家庄模拟)某生态学家对某湖泊进行调查研究，获得其中几种生物的食物关系，结果如表所示(√表示存在食物关系)。下列叙述正确的是( )
捕食者 被食者
绿藻 螺蛳 水草 轮虫
螺蛳 √ √
鲫鱼 √ √ √ √
轮虫 √
A．表格中的几种生物构成4条食物链，鲫鱼与轮虫的种间关系为捕食
B．轮虫的同化量一部分通过呼吸作用以热能形式散失，其余流向鲫鱼
C．如果生态系统在较长时间内没有能量的输入就会导致生态系统崩溃
D．若螺蛳因某种原因大量减少或全部死亡，湖泊中的鲫鱼产量会减少
C [据表格中的食物关系，可得出5条食物链，即绿藻→螺蛳→鲫鱼、绿藻→鲫鱼、绿藻→轮虫→鲫鱼、水草→螺蛳→鲫鱼、水草→鲫鱼，鲫鱼和轮虫既存在捕食关系，又存在种间竞争关系，A错误；轮虫的同化量一部分通过呼吸作用以热能形式散失，一部分流向分解者，一部分能量未利用，其余流向鲫鱼，B错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，如果生态系统在较长时间内没有能量输入，这个生态系统可能就会崩溃，C正确；若螺蛳因某种原因大量减少或全部死亡，则鲫鱼就更多地吃绿藻、水草和轮虫，产量不一定会减少，D错误。]
考点2 生态系统的稳定性
一、生态平衡
二、生态系统的稳定性
三、生态系统稳定性的类型
1．类型
2．联系：二者一般呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。
3．影响因素
四、提高生态系统的稳定性
1．意义：维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，对于自然或人工生态系统是十分必要的。
2．措施
(1)控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
1．研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面的差别，对自然生态系统的利用和保护有何意义？(选择性必修2 P76“旁栏思考”)
提示：在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。
2．几百年来，某江南水乡小城的老百姓在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持清澈，请利用生态系统稳定性的相关知识给予解释。(选择性必修2 P77“拓展应用”)
提示：生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。
1．生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的状态。 (×)
提示：生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
2．北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低。 (√)
3．负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。 (√)
4．在一块牧草地上栽种乔木树林后，其恢复力稳定性下降。 (√)
5．一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用达到新的平衡状态，这属于抵抗力稳定性。(×)
提示：生态系统遭到破坏后又恢复原状，这属于恢复力稳定性。
1．退耕还林还草有利于增加生态系统的抵抗力稳定性，其原因是___________
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提示：退耕还林还草能增加生物的多样性，使营养结构变得复杂，自我调节能力增强
2．为了使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要______________________
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提示：不断施肥、灌溉、控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”
1．影响生态平衡的因素
影响生态平衡的因素有自然因素和人为因素。自然因素包括发生火山喷发、地震、洪水、雷击火灾等。自然因素在一定程度上是可以被抵消的(如水体的自净能力)，而且自然因素的影响也往往限于局部范围。人为因素包括毁坏植被、围湖造田、污染环境、引进或消灭某一生物种群、向农田中喷洒大量农药(杀虫剂和除草剂)等。与自然因素相比，现代社会人为因素对生态平衡的影响越来越大，因此，要想维持整个生物圈的生态平衡，需要人类从科学管理自然资源、控制人口、保护环境等多方面去努力。
2．生态系统中正负反馈调节的比较
比较项目 正反馈调节 负反馈调节
调节方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
实例分析
已污染的湖泊污染加剧
3．抵抗力稳定性、恢复力稳定性的关系
以往认为，抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的，抵抗力稳定性高的生态系统，其恢复力稳定性低。也就是说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反的关系。但是，这一看法并不完全合理。例如，热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性，因为热带雨林的物种组成十分丰富，结构比较复杂；然而，热带雨林在受到一定强度的破坏后，也能较快地恢复。相反，对于极地冻原(苔原)，由于其物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性很低，在遭到过度干扰后，恢复的时间也十分漫长。因此，直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性进行比较，这种分析本身可能就不合适。如果要对一个生态系统稳定性的两个方面进行说明，则必须强调系统所处的环境条件。环境条件好，生态系统的恢复力稳定性较高，反之亦然。
4．抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系
1．尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述草地上草、兔、狼之间负反馈调节过程的示意图。
提示：
2．棉铃虫是棉田常见的害虫，在防治虫害问题上提出了两个方案。方案一：喷洒高效农药；方案二：引入棉铃虫的天敌赤眼蜂。你认为有利于提高农田生态系统稳定性的方案是哪一种？简述理由。
提升：方案二。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量棉铃虫的天敌，高效农药还会造成环境污染。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度上看，这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。
生态平衡与生态系统的稳定性的关系分析
1．(2022·云南师大附中高三模拟)下列有关生态平衡与生态系统稳定性的叙述，错误的是( )
A．生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力
B．生态系统维持相对稳定离不开信息的传递
C．负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
D．生态平衡时，无能量的输入和散失
D [据生态系统稳定性的含义可知，生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力，A正确；信息传递能调节生物之间的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定，B正确；负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础，生态系统的稳定主要是通过负反馈调节方式进行的，C正确；生态系统相对稳定时有结构平衡，能量输入和散失平衡，以及收支平衡，D错误。]
2．(2022·山东临沂模拟)呼伦贝尔草原生态系统的外貌、结构和动植物组成等都保持相对稳定的状态。下列关于生态系统的稳定性的叙述，正确的是( )
A．生产—消费—分解的生态过程的正常进行是能量得以循环利用的重要保证
B．生态系统的稳定性是指维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
C．为维持生态平衡，提高该草原生态系统稳定性的主要措施是封育和禁止放牧
D．可大量引入外来观赏物种以增加营养结构的复杂程度，从而提高该草原生态系统的稳定性
B [生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用，A错误；生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，B正确；草原上适量放牧，可以提高草原生态系统的稳定性，C错误；大量引入外来观赏物种可能导致生态入侵，导致该地区某些生物死亡，降低草原生态系统的稳定性，D错误。]
生态系统的稳定性分析
3．(2022·山东济南模拟预测)“牵一发而动全身”，生态系统中的每一个结构的变化都有可能引起整个系统的改变。如表为1960～2002年太湖生态系统相关特征的变化情况，其中“连接指数”是反映系统内部联系复杂程度的指标，“平均路径长度”指每个循环流经食物链的平均长度。以下说法错误的是( )
食物网连接指数 下降13.49%
食物网平均路径长度 下降28.12%
物质循环指数 下降55.71%
A．食物网连接指数越大说明生态系统的抵抗力稳定性越强
B．生态系统的成分—结构—功能是一个统一的整体
C．以上数据说明太湖生态系统的稳定性受到了干扰
D．对抗破坏或干扰使生态系统恢复平衡的调节机制是正反馈调节
D [依据题干信息，“连接指数”是反映系统内部联系复杂程度的指标，因此食物网连接指数越大说明生态系统的抵抗力稳定性越强，A正确；正是由于生态系统各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一整体，具有一定的结构和功能，B正确；由题表中食物网连接指数、食物网平均路径长度、物质循环指数都呈下降趋势可知，太湖生态系统的稳定性受到了干扰，C正确；对抗破坏或干扰使生态系统恢复平衡的调节机制是负反馈调节，D错误。]
4．(2022·天津实验中学高三检测)下图中的曲线表示某生态系统的总稳定性(抵抗力稳定性与恢复力稳定性之和)，图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常范围，当受到外界干扰时就偏离正常范围，偏离值为T时，生态系统遭到破坏后恢复到正常范围所需的时间为S。TS表示曲线与正常范围之间围成的面积，可作为总稳定性的定量指标。依图判断下列说法错误的是( )
A．相同干扰，T值越大，表示生态系统的抵抗力稳定性越小
B．S值越大，表示一个生态系统的恢复力稳定性越大
C．在一定干扰范围内，TS值越大，表示一个生态系统的总稳定性越低
D．热带雨林生态系统和草原生态系统如果有同样的T值，则所受干扰程度一定不同
B [抵抗力稳定性越大，受到相同程度的外界干扰时，偏离正常范围的距离即图示的T值就越小；抵抗力稳定性越小，受到相同程度的外界干扰时偏离正常范围的距离即图示的T值就越大，A正确。恢复力稳定性越大，遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的时间就越短，即图示中S的值越小，B错误。TS值越大，意味着T值和S值越大，所以抵抗力稳定性和恢复力稳定性就越低，C正确。由于热带雨林生态系统的抵抗力稳定性大于草原生态系统的抵抗力稳定性，若所受干扰程度相同，则热带雨林生态系统的T值要小于草原生态系统的T值，若有相同的T值，则热带雨林生态系统所受的干扰程度肯定大于草原生态系统，D正确。]
考点3 (探究·实践)设计制作生态缸，观察其稳定性
1．实验原理
(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。
(2)各种生物之间以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。
(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。
(4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。
2．实验流程
(1)用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
(2)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。
(3)在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
(4)向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
1．实验设计要求
设计要求 相关分析
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 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
生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
2．生态缸稳定性的观察与分析
(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
(2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极弱，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
)
(2022·广东执信中学高三检测)市面上出现很多观赏性的小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣，如图是一个封闭的小生态瓶示意图，下列有关说法正确的是( )
A．生态瓶中各营养级的能量和数量都呈金字塔形
B．碳元素以有机物的形式实现物质循环利用
C．设计时需考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例
D．增加小鱼的数量能提高生态系统的能量传递效率
C [生态瓶是观赏性的小生态瓶，是较为特殊的生态系统，各营养级的能量和数量不一定呈金字塔形，A错误；碳元素以有机物的形式通过食物链进行传递，在生物群落与非生物环境之间以二氧化碳的形式流动，B错误；生态缸中生物的种类和数量要保持合适的比例，这样有利于其稳定，故设计生态缸时需考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例，C正确；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，增加小鱼的数量是增加了消费者数量，但不能提高生态系统的能量传递效率，D错误。]
(教师用书独具)
现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件如下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。下列分析正确的是( )
生态瓶编号 光照 含微生物的泥沙 浮游藻类 水草 浮游动物
A ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
B － ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有，“－”表示无。
A．A瓶中的所有生物组成了食物网，而B瓶中所有生物组成一条食物链
B．A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头
C．B瓶浮游动物种群密度降低只是因为缺乏食物
D．当A瓶中能量的输入＝能量的散失时，处于稳定状态
D [A瓶中的浮游动物捕食浮游藻类和水草，组成了食物网，且A瓶中的分解者不参与食物网的组成，B瓶中所有生物不一定组成一条食物链，A错误；A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是流经生态系统的总能量，而能量流动的源头是太阳能，B错误；B瓶浮游动物种群密度降低是因为缺乏阳光，C错误；当A瓶中能量的输入＝能量的散失时，A瓶的生态系统处于相对稳定状态，D正确。]
1．核心概念
(1)(选择性必修2 P48)生态系统：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
(2)(选择性必修2 P51)食物网：食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
(3)(选择性必修2 P73)生态平衡：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
(4)(选择性必修2 P74)负反馈：在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。 (5)(选择性必修2 P74)生态系统的稳定性：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
2．结论语句
(1)(选择性必修2 P50)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
(2)(选择性必修2 P50)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
(3)(选择性必修2 P74)生态系统稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力，自我调节能力的基础是负反馈调节。
(4)(选择性必修2 P75)一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
1．(2021·广东选择性考试)“葛(葛藤)之覃兮，施于中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个( )
A．黄鸟种群 B．生物群落
C．自然生态系统 D．农业生态系统
C [根据题干可知，诗句中描述了一个山谷中的葛藤、黄鸟、灌木等生物，由生物群落与非生物环境相互作用而形成的统一整体叫作生态系统，故诗句描写的美丽景象构成了一个自然生态系统。C符合题意。]
2．(2020·江苏高考)“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”“争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是( )
A．荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统
B．采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数
C．挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构
D．影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动
C [荷塘中的动物、植物和微生物共同构成生物群落，不能构成完整的生态系统，A错误；调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数不能采用五点取样法，原因是昆虫的活动能力强、活动范围广，B错误；群落的垂直结构是指群落在垂直方向的配置状况，其在垂直方向上具有明显的分层现象，挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现了群落的垂直结构，C正确；影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是食物条件和栖息空间，D错误。]
课时分层作业(三十一) 生态系统的结构及其稳定性
1．(2022·山东德州二模)蚯蚓是农田生态系统土壤中主要的动物类群，研究发现蚯蚓分泌的信号分子可以诱导植物产生对病原体的抗性，提高植物的抗逆性。下列说法错误的是( )
A．调查农田中蚯蚓的种群密度可采用样方法
B．土壤中蚯蚓数量的增多不会改变流入该生态系统的总能量
C．蚯蚓能改变土壤的结构从而促进植物根部细胞的呼吸作用
D．蚯蚓分泌的信号分子可以影响植物细胞内相关抗逆基因的表达
B [蚯蚓的活动范围较小，所以调查一块农田中蚯蚓的种群密度可采用样方法，A正确；流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，蚯蚓作为分解者可分解土壤中的有机物为植物提供更多的二氧化碳和无机盐，利于植物的生长，蚯蚓分泌的信号分子可以诱导植物产生对病原体的抗性，这两方面都可以促进植物的生长，因此生产者固定的太阳能会增多，B错误；蚯蚓能改变土壤的结构，疏松土壤，导致土壤中氧气含量增多，从而促进植物根部细胞的呼吸作用，C正确；推测蚯蚓分泌的信号分子可以作用于植物细胞的相关受体上传递信息，进而影响植物细胞内相关抗逆基因的表达，D正确。]
2．(2022·河北唐山模拟)北京航空航天大学的志愿者在“月宫一号”实验舱驻留370天，完成了太空舱生态系统生存实验。与以往舱内只种植物相比，该次实验的重要突破是引入了动物和微生物，舱内种植了多种粮食作物和蔬菜，用秸秆、根和老叶养殖黄粉虫，黄粉虫可以为志愿者提供动物蛋白。如图为舱内生态系统模式图，下列有关说法正确的是( )
A．舱内生态系统中有植物→人、植物→黄粉虫→人两条食物链
B．该实验实现了物质在生态系统各个组分之间的完全循环
C．黄粉虫的引入调整了生态系统能量流动关系，使流向人的能量增多
D．黄粉虫获得了秸秆、根和老叶有机物中的全部能量
C [由题干可知，太空舱中有多种植物，每一种植物都能作为第一营养级构成相应食物链，所以食物链不止两条，A错误；据图可知，舱内需要预存食物，也有处理不了的废物贮存，并没有实现完全的物质循环，B错误；黄粉虫能够利用人没有利用的秸秆、根和老叶，这部分有机物中的能量通过人食用黄粉虫而流向了人，因此流向人的能量增多，C正确；秸秆、根和老叶中的有机物，只有部分被黄粉虫同化，黄粉虫获得了秸秆、根和老叶有机物中的部分能量，D错误。]
3．(2022·湖南长郡中学模拟)边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件，将大面积的生态系统切割成小块，增加了边缘栖息地的数量，从而导致边缘效应，如捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃。下列叙述错误的是( )
A．接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素，如温度、湿度
B．热带森林的边缘温度更高，风更大，森林内部中繁盛的物种可能在森林边缘难以生存
C．捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃，导致边缘某些物种可能更容易受到攻击
D．森林的边缘效应会改变生物的种间关系和食物链中能量的流动方向
D [边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件，因此接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素，如温度、湿度，A正确；热带森林的边缘温度更高，风更大，森林内部繁盛的物种可能因为不适应森林边缘的环境而难以生存，B正确；捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃，导致边缘某些物种更容易被天敌(捕食者或寄生虫)攻击，C正确；森林的边缘效应可能会改变生物的种间关系，但食物链中能量的流动方向不会被改变，只能从被捕食者到捕食者，D错误。]
4．(2022·山东济南模拟)生态学家将以同一方式利用共同资源的物种集团称为同资源种团(以下简称种团)，例如某国家公园中以森林灌草层的植物为食的马鹿、梅花鹿等大中型有蹄类动物。如果某一种群从生物群落中消失，种团内的其他种可以取代其地位，执行相同的功能。下列说法错误的是( )
A．马鹿、梅花鹿等有蹄类动物在食物网中处于第二营养级
B．不同种团的生物生态位差别较大，位于不同的营养级
C．种团的划分有助于研究生态系统的营养结构
D．组成种团的物种相互代替可用于退化群落的恢复和重建
B [马鹿、梅花鹿等草食性动物位于第二营养级，A正确；不同种团的生物生态位差别较大，但可能位于相同的营养级，B错误；种团的生物以同一方式利用共同资源，种团的划分有助于研究生态系统的营养结构，C正确；因为种团内的其他种可以取代其地位，执行相同的功能，所以组成种团的物种相互代替可用于退化群落的恢复和重建，D正确。]
5．(2022·湖南雅礼中学模拟)生态系统在正常情况下能保持稳态，即使受到一定程度的外来干扰，也能通过负反馈调节而保持自身的稳定性。下列相关叙述正确的是( )
A．生态系统的稳态就是其中的各种成分稳定不变
B．雾霾现象可自行退去，体现了生态系统的自我调节能力
C．增加物种多样性有利于提高生态系统的恢复力稳定性
D．正反馈和负反馈调节均能使生态系统达到和保持稳态
B [生态系统的稳态就是指生态系统的各种成分以及结构和功能都相对稳定，保持动态平衡，A错误；环境由差变好是生态系统自我调节的体现，所以雾霾现象可自行退去，说明生态系统有一定的自我调节能力，B正确；一般情况下，抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关，组分越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，故增加物种多样性有利于提高生态系统的抵抗力稳定性，C错误；正反馈调节会使生态系统偏离了原有的状态，D错误。]
6．(2022·河北邯郸一模)“多营养层次”是一种海水生态养殖新模式，即在上层挂绳养殖海带等藻类；在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类；在底层设置人工鱼礁，为鱼虾等提供生长、产卵和栖息的场所，养殖海参等底栖杂食动物。下图表示某渔民设置的“多营养层次”海水生态养殖模式内部部分构造和物质循环关系。下列相关叙述错误的是( )
A．牡蛎属于该生态系统中的消费者和分解者
B．“多营养层次”提升了群落垂直结构的复杂程度
C．“多营养层次”提高了生态系统中阳光、食物等资源的利用率
D．若养殖海带数量过多，则会导致牡蛎的食物来源增多，产量上升
D [据图中信息，牡蛎既能捕食浮游植物和浮游动物，又能分解有机碎屑，属于生态系统中的消费者和分解者，A正确；上述海水养殖模式在上层、中层和底层的设置提升了群落垂直方向上结构的复杂程度，充分利用了生态系统中的空间、阳光、食物等资源，B、C正确；若海带数量过多会影响浮游植物的数量，这些浮游植物是牡蛎的食物，导致牡蛎食物来源减少，所以牡蛎数量会下降，D错误。]
7．(2022·湖北恩施模拟)生态系统作为一个整体，有着一定的结构和功能，能维持一定的稳定性。遇到森林大火时，发生在林冠上的林冠火可以迅速毁灭地上全部动植物群落，而地面火发生在地面上，可以快速烧掉地面的枯枝落叶层。优势种为阔叶林木的某生态系统，在经历一次地面火后，其面貌改变，松柏的平均株高明显提高，下列叙述错误的是( )
A．地面火因快速烧掉地面的枯枝落叶层，所以有利于植物和动物群落的再生和稳定性
B．地面火过后的森林，幸存的阔叶林木的优势种地位被针叶林木所代替
C．枯枝落叶被烧尽后，能加快碳的循环
D．地面火过后的面貌改变是该生态系统的稳定性不够所致
D [地面火因快速烧掉地面的枯枝落叶层，没有林冠火那样的毁灭性，其作用经常是有利的，它仅仅烧掉了地面上的枯枝落叶层，这种燃烧能够使枯枝、落叶、干草等数量降到最低，从而有利于植物和动物群落的再生和稳定性，A正确；在优势种为阔叶林木的生态系统中，针叶林木本身生长速度慢且受到阔叶林木的遮蔽作用不占优势，但针叶林木因叶片形状特殊，较阔叶林木耐火，地面火过后，针叶林木存活较多且因阔叶林木被损毁，能给予更好地光照条件，故针叶林木蓬勃发展成为优势种，B正确；枯枝落叶中的有机碳因燃烧转变成CO2进入大气，促进了碳的循环，C正确；地面火过后的面貌改变是该生态系统的恢复力稳定性的体现，D错误。]
8．(2022·山东烟台二模)某草原生态系统的食物网结构如下图，下列说法正确的是( )
A．图中属于次级消费者的生物有3种
B．该草原生态系统的组成成分由非生物的物质和能量及图中生物构成
C．能量传递效率按20%计算，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，则蛇体重增加1 kg，能为人多提供羊10 kg
D．生态系统中的物质、能量和信息沿着食物链和食物网循环流动
C [图中属于次级消费者的生物有蛇、猫头鹰、人和青蛙，A错误。该草原生态系统的组成成分由非生物的物质和能量、分解者及图中生物构成，B错误。能量传递效率按20%计算，蛇取食鼠的比例为1/4时，蛇体重增加1 kg，消耗鼠1.25 kg，鼠消耗草6.25 kg；消耗青蛙3.75 kg，青蛙消耗昆虫18.75 kg，昆虫消耗草93.75 kg，故蛇体重增加1 kg，需消耗草6.25＋93.75＝100 kg。调整到取食鼠为3/4时，蛇体重增加1 kg，消耗鼠3.75 kg，鼠消耗草18.75 kg；消耗青蛙1.25 kg，青蛙消耗昆虫6.25 kg，昆虫消耗草31.25 kg，故蛇体重增加1 kg，需消耗草18.75＋31.25＝50 kg，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4时，可节省草100－50＝50 kg，该草流向羊可增重50×20%＝10 kg，C正确。生态系统中的物质在生物群落和无机环境间循环流动，但沿着食物链和食物网单向流动，能量不能循环，信息传递可在生物间、生物与非生物环境间双向传递，D错误。]
9．(2022·河北唐山模拟预测)新型零废弃生态农业利用酶制剂，将动物粪便及农田秸秆废弃物等传统有机肥变为无臭无味溶于水的粉末，随水施撒在土壤里，实现了农田有机垃圾的零废弃、无污染，改良了土壤结构，提高了土壤肥力。下列说法正确的是( )
A．农作物可以获取有机肥中的物质和能量
B．零废弃生态农业不能改变该生态系统的组成成分
C．酶制剂能够代替生态系统中的分解者发挥作用
D．零废弃生态农业既减少了环境污染又提高了能量传递效率
B [有机肥的有机物被分解者分解利用，植物获取的物质来自环境中的无机物，获取的能量来自太阳能，A错误；零废弃生态农业只是加速了物质循环过程，该生态系统的组成成分并没有发生改变，B正确；酶的作用机理是降低反应所需要的活化能，一定范围内使反应速率加快，所以酶制剂并不能代替分解者发挥作用，C错误；废弃物再利用提高了该生态系统中能量利用率，但不能提高该生态系统中的能量传递效率，D错误。]
10．(2022·广东惠州检测)目前惠州市正在进行“雨(水)污(水)分流”改造，即雨水管道直接排放进入湖、河，污水管道运输到污水处理厂后再排入湖、河。请回答下列问题：
(1)湖、河受到轻微污染时，能通过理化作用和微生物分解很快消除污染，河流中生物未受到明显影响，这说明生态系统具有________能力，但这种能力是有一定限度的。微塑料难以通过代谢排出体外，如果被生物体吸收进入食物链后，含微塑料最高的生物处于食物链的____________。
(2)上图是污水处理示意图。曝气池的作用是：利用________(填“需氧”或“厌氧”)微生物来分解水体中的________；活性污泥可以看成一个________(填“种群”“群落”或“生态系统”)。
(3)阳台管道通常与雨水管道相连，有些家庭习惯将洗衣机放在阳台使用，所产生的生活污水就会排到雨水管道中，请分析其对生态系统的危害和解决措施。
对生态系统的危害：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解决措施：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(写出一条，合理即可)。
[解析] (1)生态系统受到轻微污染后，仍能维持相对稳定的状态，是因为生态系统具有一定的自我调节能力。微塑料被生物体吸收后，难以通过代谢排出体外。由于生物的富集作用，微塑料含量最多的生物处于最高营养级。(2)曝气池与外界空气相连通，是利用需氧生物将废水中的有机物彻底分解成无机物。活性污泥中有生产者(硝化细菌等)，分解者和消费者，也有非生物的物质和能量，属于一个生态系统。(3)危害：洗衣废水含有大量有机物，洗衣废水通过雨水管道直接排入湖、河，造成水体污染，破坏水体的生态平衡，导致水体恶化。解决措施：不将洗衣废水从雨水管道排出，即将洗衣机的排水管道连通污水管，或者把洗衣机产生的污水利用起来冲洗马桶，节水又环保。
[答案] (1)自我调节 最高营养级 (2)需氧 有机物 生态系统 (3)导致洗衣废水通过雨水管道直接排入湖、河，造成水体污染，破坏水体的生态平衡，导致水体恶化 将洗衣机的排水连通污水管，或者把洗衣机产生的污水利用起来冲洗马桶，节水又环保
11．(2023·广东佛山联考)北极熊分布在整个北极圈冰层覆盖的水域。北极熊的主要猎物是海豹，甚至更大的物种，如海象和白鲸，也捕食海鸟、鱼类、小型哺乳动物，有时也会打扫腐肉，在夏季它们偶尔也会吃点浆果或者植物的根茎。如图为北极某区域的食物网，请结合题干和图示分析，下列叙述错误的是( )
A．图中缺少的生态系统组成成分是非生物的物质和能量、分解者
B．北极熊属于杂食性动物，属于消费者和分解者
C．图中有捕食和竞争关系的生物有北极熊、北极狼
D．生态系统的信息传递只发生在同种生物或不同生物之间
D [图中有生产者、消费者，缺少的生态系统组成成分是非生物的物质和能量、分解者，A正确；北极熊有时也会打扫腐肉，此时属于分解者，B正确；图中有捕食和竞争关系的生物有北极熊、北极狼，C正确；生态系统的信息传递不仅发生在同种生物之内，也发生在生物与环境之间、不同生物之间，D错误。]
12．(2022·江苏泰州模拟)长江十年禁渔令颁布后，人们把目光投向了人工养殖。下图是一个生态环境改善型鱼塘物质循环流程图。下列有关分析正确的是( )
A．螺蛳位于食物链的第三、四营养级，可以促进该生态系统的物质循环
B．增加沉水植物的种类有利于促进其对鱼、虾、蟹粪便中有机物的吸收
C．对鱼、虾、蟹的捕捞强度过大会导致该生态系统的抵抗力稳定性下降
D．不同年龄段的某种草食性鱼分布在不同水层，说明群落具有垂直结构
C [螺蛳在这个生态系统中可以分解青虾、鱼类等产生的有机废弃物，属于分解者，不进入食物链，A错误；植物无法直接吸收鱼、虾、蟹粪便中的有机物，植物吸收的是无机营养，B错误；对鱼、虾、蟹的捕捞强度过大，会使生物数量减少，影响生态系统的营养结构，易导致该生态系统的抵抗力稳定性下降，C正确；不同年龄段的某种草食性鱼属于同一种群，它们分布在不同水层，不属于群落的结构，D错误。]
13．(2020·山东等级考)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。
取样深度(cm) 农业模式 生物组分(类) 食物网复杂程度(相对值)
0～10 常规农业 有机农业 无公害农业 15 19 17 1.06 1.23 1.10
10～20 常规农业 有机农业 无公害农业 13 18 16 1.00 1.11 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括__________________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是__________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的________结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为__________，依据是
_____________________________________________________________________。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是_________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)据题图食物网可知，捕食性线虫是最高营养级，而食细菌线虫位于中间营养级，因此捕食性线虫同化能量的去向不包括流入下一个营养级。土壤中各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用形成的统一整体，因此是一个生态系统。(2)不同深度的土壤中生物种类不同，这体现了群落的垂直结构。由表格数据可知，有机农业模式下土壤中的生物组分最多，食物网的复杂程度最大，稳定性最高。(3)镉容易在生物体内积累，并随着食物链的延长而在高营养级生物体内不断富集。由于该食物网中捕食性线虫所处的营养级最高，所以其体内镉含量最高。(4)根据题图中信息可知，施用有机肥会首先导致腐生细菌增加，进而导致食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于因植物根系增长而增加的量，最终会导致植食性线虫的数量减少。
[答案] (1)流入下一个营养级 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体 (2)垂直 有机农业 生物组分多，食物网复杂程度高 (3)镉随着食物链的延长逐渐积累 (4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量
(教师用书独具)
1．(2022·重庆选择性考试)“瓦尔迪兹”油轮意外失事泄漏大量原油，造成严重的海洋污染，生物种群受到威胁。为探究油污染对海獭的影响，生态学家进行了长达25年的研究，有以下发现：
Ⅰ．随着时间推移，原油污染区大部分生物种群都有一定程度的恢复，但该区域和毗邻的非污染区海獭种群均在持续减少。
Ⅱ．原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭。
Ⅲ．过度捕捞鲑鱼，造成以鲑鱼为食的海豹数量锐减。
Ⅳ．海獭的食物海胆数量增加，而海胆的食物大型藻数量锐减。
请回答下列问题：
(1)由上述发现可知，原油泄漏________(填“是”或“不是”)引起海獭数量持续减少的直接原因。
(2)上述材料中，虎鲸至少属于食物链(网)中的第________营养级；食物链顶端的虎鲸种群数量最少，从能量流动角度分析，原因是_________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)若不停止过度捕捞，多年后该海域生态系统可能出现的结果有________(填序号)。
①虎鲸的生存受到威胁
②流经该生态系统的总能量下降
③该生态系统结构变得简单
④生态系统抵抗力稳定性提高
(4)结合本研究，你认为我国2021年在长江流域重点水域开始实行“十年禁渔”的目的是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)由题意“原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭”可知，海獭数量持续降低的直接原因是虎鲸的大量捕食，并不是原油泄漏。(2)据题干中信息可知，虎鲸捕食海獭，海獭捕食海胆，海胆捕食大型藻，其中大型藻属于生产者，即第一营养级，所以虎鲸至少属于食物链(网)中的第四营养级；处于食物链顶端的物种个体数量较少，是由于生态系统的能量沿食物链单向流动、逐级递减，营养级越高所获得的能量就越少，从而使个体的数量较少。(3)由题意可知，若人类仍过度捕捞鲑鱼，海豹的数量得不到恢复，虎鲸只能不断捕食海獭，而海獭的数量持续降低，进而导致虎鲸数量减少，海獭数量降低，还会导致海胆数量增多，捕食更多的大型藻，从而使生产者固定的太阳能减少，同时，该生态系统的组成成分可能会减少，使营养结构变得简单，抵抗力稳定性降低，故可能出现的结果有①②③。(4)根据题干信息和第(3)小问可推知，“十年禁渔”可防止过度捕捞引起的生态系统稳定性降低等结果，达到增加生物多样性，提高生态系统抵抗力稳定性等目的。
[答案] (1)不是 (2)四 生态系统的能量沿食物链单向流动、逐级递减，而虎鲸营养级最高，获得能量最少，所以种群数量少 (3)①②③ (4)增加生物多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性，保护长江生态系统等
2．(2022·山东淄博一模)“恐惧生态学”认为恐惧能影响猎物的取食行为。某岛屿上中型肉食动物浣熊的天敌——大型肉食动物被人类猎杀殆尽后，浣量捕食蟹类(如红黄道蟹)和鱼类(如线鳚)，导致生态平衡受到破坏。为探究恢复生态平衡的对策，研究者在观测区播放浣熊的捕食者和非捕食者的叫声，一段时间后调查统计，结果如下图。下列说法错误的是( )
图1 图2
图3 图4
A：非捕食者的叫声 B：捕食者的叫声
A．浣熊捕食者的叫声减少了观测区内浣熊的捕食时间
B．播放浣熊捕食者的叫声可以提高观测区内线鳚的种群数量
C．恐惧可能使浣熊躲避或离开观测区，观测区浣熊数量下降
D．大型肉食动物的存在不利于提高观测区内物种的多样性
D [据图2分析可知，捕食者叫声会降低浣熊用于捕食的时间比例，A正确；据图4可知，播放浣熊捕食者的叫声可以提高观测区内线鳚的种群数量，推测应该是捕食者的叫声导致浣时间减少，捕食线鳚减少所致，B正确；据图1、2分析可知，捕食者叫声会降低浣熊出现在观测区域的平均时间和观测区浣熊捕食时间的比例，由此推测播放浣熊捕食者的叫声可能使浣熊躲避或离开观测区，导致观测区浣熊数量下降，C正确；据“收割理论”，捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，即生态系统中捕食者的存在有利于物种多样性的提高，使捕食者和被捕食者协同进化，D错误。]
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