(共73张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
生产者 消费者 分解者
生物群落
水、空气、无机盐、阳光、热能等
生态系统的营养结构
生态系统的组成成分
(包括食物链、食物网)
生态系统的概念、范围、类型
地位:生态系统的必需成分。
非生物的物质和能量
生态系统的结构
生态系统
众多, 一般可分为自然生态系统和人工生态系统两大类。 (众多的生态系统类型详见教材 P88)
有大有小,地球上的全部生物及其无机环境的总和, 构成地球上最大的生态系统——生物圈
由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体
生态系统 =生物群落 +无机环境。
1.概念:
2.范围:
3.类型:
一、生态系统的概念
组成成分 主要物质 作用 地位
联系
非生物的 物质和能量 阳光、热能、 水、空气、 无机盐等 为生物成分提供 物质和能量 必备成分
生产者和分解者是联 生物群落和无机环境 两大桥梁。
生产者与各级消费者 捕食关系建立的食物 和食物网是能量动和 质循环的渠道。
生产者 自养型生物 绿色植物、 自养型细菌 将无机物 合成有机物 必备成分 生态系统 的主要成分
消费者 异养型生物 主要指各类动物 将有机物分解成无机 物,加快物质循环 非必备成分
分解者 腐生细菌 腐生真菌 腐生动物 将有机物分解 为无机物, 归还无机环境 必备成分
二 、生态系统的组成成分
体残
枝
败
叶
、
遗
捕
食
(基石)
(1)生态系统的组成成分关系: 生产者
光合作用、 化能合成作用
细胞呼吸
二 、生态系统的组成成分
分解作用
细胞呼吸
非生物的物质和能量
分解者
消费者
粪便、遗体
A: 生产者,B:消费者,C:分解者 D: 非生物的物质和能 图中 ABC 共同构成了生物群落,食物量链只包
括 B和A,
A和C 是联系生物群落和无机环境的两大桥梁。
分解者
非生物的物质和能量
二 、生态系统的组成成分
(2)生态系统中各成分的快速判断:
消费者
生产者
生物群落
易错点总结:生态系统的生物成分及生物类型
并不是所有植物都是生产者: 菟丝子是寄生植物,属于消费者; 能固定CO2 的生
物都是生产者: 光合作用或化能合成作用都能固定CO2 ,所以都属于生产者。
动物和真菌可能是消费者,也可能是分解者: 根据其生存方式判断,腐生的
一定是分解者,寄生、捕食的一定是消费者。
细菌中有的是生产者,有的是消费者,绝大多数是分解者。
一种生物可能占据两种或两种以上组成成分:斑鬣狗既可以捕食,也可以腐生,
既是消费者,也是分解者。
1
2
3
4
各种生物所处的营养级并不是一成不变的两种 生物之间的关系可能出现不同概念,同一生物 可以同时占有多个营养级。
四级消费者
第五营养级
食物链只包含生产者和消费者, 不包含分解者、
非生物的物质和能量
食物链中体现的种间关系是捕食;
营养级级别 = 消费者级别 + 1
三级消费者
第四营养级
次级消费者
第三营养级
初级消费者
第二营养级
生产者
第一营养级
三 、 生态系统的营养结构-----食物链和食物网
食物链上的每一个环节为营养级
终点是最高营养级, 一般不会超过 5 个营养级
起点是生产者,为第一营养级
1.食物链:
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。
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结构
②食物网中生物种间关系包括 捕食、竞争;
③一般认为,食物网越 复杂,生态 系统抵抗外界干扰的能力就越强。
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;
三 、 生态系统的营养结构-----食物链和食物网
(1)形成原因:
(2)特点:
2.食物网:
错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。
如果一条食物链上某种生物减少或消失,它在食物链上的位置 可能会由其他生物来取代。
一般认为, 一个生态系统的组分越多, 食物网越复杂,生态系统 自我调节能力和抵抗外界干扰的能力就越强。
生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。
三 、 生态系统的营养结构-----食物链和食物网
3.食物链和食物网的作用:
1.能量流动的概念?
2.关于能量流动输入的能量源头?流经生态系统的总能量是什么?
3.能量传递的途经?能量传递的形式?
4.能量是怎样转化的?
5.能量散失的形式?能量通过什么方式散失?
6.能量流经第一营养级示意图?
7.能量流经第二营养级示意图(默写)?
a.输入该营养级的总能量是指初级消费者同化的能量。
b.输入量=摄入量=同化量+粪便量
c.粪便中的能量不属于该营养级同化的能量,应为上一个营养级同化的能量中流向分解者 的部分。
d.初级消费者同化的能量=呼吸作用消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
e.生长、发育和繁殖的能量=下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
1.生态系统能量流动的特点?成因是什么?
2.能量传递效率在什么范围内?
3.为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级?
4.并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者;能量流动并不是只在食物链、食物网中;
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以维持生态系统的正常功能。
1.背诵PPT中的表格生态金字塔的类型及特点
1.研究能量流动有什么意义( 3条背诵)?举例说明。
三、生态金字塔
四、研究能量流动的实践意义
二、生态系统能量流动的特点
一、 能量流动的概念及过程
3.2 生态系统的能量流动
生态系统的能量流动 生态系统的物质循环
主要的功能
生态系统的信息传递
生态系统 的功能
1.能量流动的概念: 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2.能量流动的过程:
一 、生态系统的能量流动概念、过程、特点及意义
生产者固定的总能量
太阳能(大多数生态系统)
食物链和食物网
有机物中的化学能
能量流动的过程
有机物中的化学能
太阳能
总能量:
呼吸作用
途径:
途径:
形式:
形式:
源头:
热能
输入
传递
转化
热能
散失
每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。每个营养级 生物总有一部分分解者利用的能量。每个营养级生物总有
一部分不能被下一营养级利用。
帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。如生态农业、 桑基鱼塘、沼气工程等实现对能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率
帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最 有益的部分。如合理确定载畜量、控制虫害、农田除草等
由于生物间的捕食关系不可逆转,且热能不能被再度利用, 能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。
一 、生态系统的能量流动概念、过程、特点及意义
4.研究能量流动的意义:
逐级递减
3.能量流动的特点:
单向流动
特
点
生产者固定的太阳能
②生产者固定的太阳能 =
呼吸作用以热能形式散失
+
用于生长、发育和繁殖
③用于生长、发育和繁殖 =
流入下一营养级 +分解者利用
你能说出第一营养级能量“一来二去 ”,“一来三去 ”吗?
二 、生产者、消费者的能量流动过程
初级消费者 (植食性动物
生产者所
固定的全 部太阳能
1.能量流经第一营养级的过程
用于生长、 发育和繁殖
分解者利用
①流入第一营养级的能量
思考:
呼 吸 作 用
残枝 败叶
分解作用
散失
散失
通过呼吸作用以
热能形式散失
流向下一营养级
未被利用
分解者利用
粪便量
同化量 =呼吸作用消耗量 +用于生长发育繁殖的能量
摄入量 =同化量 +粪便量
二 、生产者、消费者的能量流动过程
2.请完成下列能量流动模型
用于生长发育 繁殖的能量
三个去向:
(1)
同化量
呼 吸 作 用
生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者
分 解 者
呼吸作用
同化量 =呼吸作用消耗量 +分解者分解量 +下一营养级的同化量
二 、生产者、消费者的能量流动过程
2.请完成下列能量流动模型:
三个去向:
(2)
(用图中字母填空)输入第一营养级的能 量(即生产者固定的太阳能)是— 1 被分 为两部分: 一部分在生产者的呼吸作用中
以热能的形式散失的能量为—,A 部分则
用生产者的生长、发育、繁殖的能量
为 B1 +C1 +D1。
1
一
生产者流向初级消费者的能量 (即: 初级消费者同化的能量)
流向次级消费者的能量
(即:次级消费者的同化的能量)
二 、生产者、消费者的能量流动过程
流向分解者的能量
未被利用的能量
初级消费者自身呼吸作用消耗的能量
1.请完成下列能量流动模型:
D2表示:
A2表示:
C2表示:
B2表示:
(3)
D1表示:
流入某一营养级的能量(同化量)在一定时间 内的去路有四条:
①自身呼吸作用以热能的形式散失; ②流入下一营养级(同化量);
③被分解者利用;
④未被利用,即未被自身呼吸消耗,也未 被下一营养级和分解者利用,如果是以年 为单位研究,这部分的能量将保留到下一 年。但从长远来看, “未被利用”的能量 最终会被自身呼 吸作用以热能的形式散 失、流入下一营养级或被分解者利用。
生产者固定的总能量+
人为补充的有机物中的能量
2.请完成下列能量流动模型:
(3)
流经自然生态系统的总能量为
生产者固定的总能量
考点二 生产者、消费者的能量流动过程
流经人工生态系统的总能量为
流
呼吸作用 122.6
96.3
植食性动物62.8
7.5
293
微量
未利用指的是既未呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用的能量
肉食性动物12.6
29.3
三、生态系统能量流动的特点
12.5
1. 塞达伯格湖定量分析能量流动图解
未利用 327.3
分解者 14.6
生产者 464.6
12.6
62.8
未固定
太阳能
5.0
18.8
2.1
①相邻两个营养级间的能量传递效率为10%-20%; ②营养级越多,在能量流动中消耗的能量越多; ③营养级越高,得到的能量越少;
④生态系统中能量流动一般不超过5个营养级。
1)公式:传递效率= ×100%
2)如何计算第一营养级到第二营养级的传递效率?
上上一一营营养养级级的的同同化化量量
本本营营养养级级的的同同化化量量
植食性动物的同化量62.8
×100% ≈13.5%
生产者同化量464.6
3)要点突破,为什么一般不超过5 个营养级?
每个营养级同化量
= 下一个营养级同化量 +
呼吸消耗的 + 分解者利用的
+未被利用能量
三、生态系统能量流动的特点
植食性动物62.8
生产者
464.6
肉食性动物12.6
2. 能量传递效率
12.6
62.8
4. 关于生态系统能量流动过程的几点总结
1)并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者:
人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。
2)能量流动并不是只在食物链、食物网中:
生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。、
3)生产者同化的能量,就是生产者通过光合作用制造的有机物种的能量,即光
合作用总量。 用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量: 需除去其呼吸消耗
的能量,即净光合量。
4)初级消费者同化量中流入分解者的能量
=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。
5)任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以维持生态系统的正
常功能。
第四营养级 小鸟
昆虫
第二营养级
第一营养级 树
数量金字塔
1.能量金字塔: 每一级体积代表所得到的能量值。
直观反应能量流动过程中是单向流动、逐级递减
2.生物量金字塔:每一级体积代表生物量值(所容纳有机物的总干重)。
3.数量金字塔:每一级体积代表个体数量。
注意:生物量、数量金字塔一般正置,偶尔会倒置。
四、生态金字塔
第三营养级
界定三类生态金字塔: 不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、 数量之间的关系, 是定量研究生态系统的直观体现。
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形
象征 含义 能量沿食物链流动 过程中具有逐级递 减的特点 一般生物个体数目在 食物链中随营养级升 高而逐级递减 一般生物有机物的总质量 沿食物链升高逐级递减
每一台 阶含义 每一营养级生物所 含能量的多少 每一营养级生物 个体的数目 每一营养级生物 的有机物总质量
特殊 形状 无 极少,如人工养殖的鱼 塘,生产者的生物量可 以小于消费者的生物量
四、生态金字塔
1.帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。例如间作、套
作,多层育苗。
2.帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用,实现了对能量的多级利用,从
而大大提高能量的利用率。例如, 沼气工程,桑基渔塘。
3.帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分。例如,
根据草场的能量流动特点,确定载畜量。
五、研究能量流动的实践意义
沼气工程
畜牧养殖
间作
归纳提炼 1:
能量传递效率的相关计算
(1)在食物网中:
①知低营养级,求高营养级
获得能量最多: 选最短食物链 ,按 ×20%计算。
获得能量最少 : 选最长食物链,按 ×10%计算
②知高营养级,求低营养级:
所需能量最多: 选最长食物链,按 ÷10%计算。
所需能量最少: 选最短食物链,按 ÷20%计算
例1:下图所示的食物网中,若人的体重增加 1kg , 最少消耗水藻- kg , 最多消耗水藻- kg。
例2:在图中海鸟获得能量最多的食物链是 125 。
海鸟每增加1千克,需消耗生产者生产的有机物至少是 千克。
海鸟
1
甲壳类
淡水虾
水绵
<
水棉→水蚤→ 甲壳类→海鸟
小鱼
水蚤
大鱼
<
例3.如果一个人食物有1/2来自绿色植物, 1/4来自小型肉食动物。 1/4来
自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重,约 消耗植物(D)
A. 10千克
B. 28千克
C. 100千克
D. 280千克
例4.设食物网中E种群干物质量为5.8×109kJ , B种群干物质量为 1.3×108kJ,则A种群干物质量的值至少是 4 .5 × 107 。
例5.已知图中C同化的总能量为a ,其中由A直接供给的比例为 x ,则按最低的能量传递效率计算,需要A生物的总能量(y)与 x的函数关系式为 y=100a-90a。x
A能量中比例为Z的部分直接提供给C,则要使C能量增加akJ, 至少需要消耗A的能量为 25a/(1 +4Z)。
(1)一个来源是光能,另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)肉食性动物固定的总能量=2.1+0.25+0.05+5.1=7.5×103 kJ/(m2·a); 植食性动物固定的总能量=4+(7.5-5)+0.5+9=16×103 kJ/(m2·a);
生产者固定的总能量=23+(16-2)+3+70=110×103 kJ/(m2·
(3)生产者→植食性动物的能量传递效率=(16-2)/110×100%≈12.7%; 植食性动物→ 肉食性动物的能量传递效率=(7.5-5)/16×100%≈15.6%。
(1)如图所示,输入该生生态系统中流入生物群落的 总能量有哪些来源?
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量 分别是多少?
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→ 肉食性动物 的能量传递效率分别是多少? (结果保留一位有效数 字)
(4)假设能量全部来自于生产者,按照图中的能量流动 规律,肉食性动物要增加 100kg,则需要消耗多少
kg 生产者? 100÷15.6%÷12.7%≈5047(kg)
例5.如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解(能量单位为: J/cm2 a),
请回答:
1.物质循环的概念?
2.物质指的什么物质?在谁与谁之间循环?循环的范围是哪里?循环的特点是什么?
3.碳循环的过程流程图要求会默写
4.温室效应的原因及防治措施?
5.碳在生物群落和非生物环境间存在形式?在生物群落内部存在形式?在非生物环境
中的存在形式?
6.碳进入生物群落的途经?碳在生物群落中传递的主要途径?
7.碳返回非生物环境的途径?
8.能量流动与物质循环的关系(详见ppt)
1.生物富集的概念?
2.生物富集的传递特点?
3.关于生物富集的常见物质有哪些(了解)?
三、探究土壤微生物的分解作用 详见PPT 明确实验组对照组如何设计
3.3 生态系统的物质循环
二、生物富集
一、碳循环
3.循环: 光合作用、化能合成作用
2.物质循环的特点:
组成生物体C、H、O、N、P、S等基本元素。 而不是单质,也不是化合物。
是指地球上最大的生态系统——生物圈。
无机环境 生物群落 呼吸作用、分解作用、(化石燃料的燃烧)
在 生物群落 和 无机环境 之间往返循环利用的过程,
一 、生态系统的物质循环
1.生态系统的物质循环的概念:
组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等基本元素,
又称为 生物地球化学循环 。
全球性,反复利用,循环流动.
注意: 1.物质:
2.范围:
一 、生态系统的物质循环
3.碳循环 (1)
动物
摄食
3.碳循环
(1)碳循环的形式: CO2
(2)碳在无机环境( 自然界)的存在形式:主要以 CO2 和碳酸盐形式存在 (3)碳在生物群落的存在形式: 含碳有机物
(4)碳进入生物群落的途径: 绿色植物的光合作用
(5)碳在生物体之间传递的途径: 食物链和食物网
(6)碳进入无机环境(大气)的途径:
①生物的呼吸作用 ②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧
(7)碳循环的特点:
一 、生态系统的物质循环
(2)
微 生 物 的 分 解 作 用
一 、生态系统的物质循环
大气中的CO2
光合作用
呼 吸 作 用
呼 吸 作 用
绿色植物
化石燃料
3.碳循环
动物
大气中的CO2
生产者指向消费者
生产者、消费者指向分解者
3.碳循环
碳循环图解中各成分的判定方法:
生产者
大气中的CO2
一 、生态系统的物质循环
如果上面各图表示生态系 统的组成成分,只需要把 大气CO2库改写成非生物 的物质和能量即可。
大气CO2库 消费者 大气CO2库 大气CO2库
初级消费者 次级消费者
下列各图表示碳循环示意图
初级消 费者
三级消 费者
次级消 费者
大气CO2库
大气CO2库
消费者
消费者
分解者
生产者
生产者
分解者
生产者
生产者
分解者
生产者
分解者
分解者
项目 能量流动
物质循环
范围 生物群落 主要是食物链(网)中
生物圈
形式 以有机物中化学能形式流动
主要以无机物形式循环
特点 单向流动、逐级递减
循环往复,全球性
联 系 1)二者是生态系统的主要功能,同时进行、相互依存,不可分割。 2)能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解等过程 3)物质是能量流动的载体,使能量沿着食物链(网)流动 4)能量是物质反复循环的动力,是物质能够不断在生物群落与非生物环境之 间循环往返。
归纳:能量流动与物质循环的关系(重点)
(二)案例一:落叶是在土壤微生物的作用下分解的。设计实验进行验证。 (1)实验设计首先要遵循的是 单一变量 原则和 对照 原则。
(2)该实验的自变量是 土壤微生物的有无。因变量是 落叶腐烂程度。
无关变量: 土壤温度、含水量、 PH、落叶种类、落叶大小 等。
(3)以带有同种落叶的土壤为实验材料,均分为A组、 B组。对照组A组 的 土壤不做处理( 自然状态),实验组B组的 土壤用塑料袋包好 ,放在
60℃的恒温箱中灭菌处理1小时 。 B组处理的目的是: 尽可能排除土壤 微生物的作用,同时尽可能避免土壤理化性质的改。变
_ B_组_落_ 叶_ 腐_烂_程_度_ 小_于_A_ 组_________。
_
_
_
_
__
_
_
_
_
_
__
_
_
_
_
_
_
__
__
__
___
结
__
验
__
测实
_____
预
__
土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,他们在生态系 统中的成分为分解者。分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机 物 ,其分解速度与环境温度、水分等生态因子相关。
4.探究:土壤微生物的分解作用
(一)实验原理:
一 、生态系统的物质循环
实验假设
微生物能分解淀粉生成还原糖
实验组
A杯中加入30ml土壤浸出液
对照组
B杯中加入30ml蒸馏水
自变量
土壤中是否含有微生物
实验现象
A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B1 变蓝
B2 不产生砖红色沉淀
结论分析
土壤浸出液中微生物能分解淀粉生成还原糖
4.探究:土壤微生物的分解作用
(三)案例二:土壤微生物能分解淀粉
一 、生态系统的物质循环
A
A.d过程代表光合作用, b过程代表呼吸作用
B. 甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
解析:丁为非生物环境,甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者;d过程为呼吸作用,b过程为
光合作用,A错误;甲为生产者,所含能量最多,占有的碳元素最多,B正确;碳元素在生物群
落内部主要以有机物的形式进行传递, C正确;碳元素可以在生态系统中反复流动, D正确。
例: 如图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系
统的生物成分,箭头表示生理过程。下列相关叙述中,不正确的是( )
二、生物富集
1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在
机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.传递特点:被富集的物质(如铅)会沿着食物链逐渐在生物体内聚集最终积累
在食物链的顶端。生物富集现象同样具全球性特点。
鱼鹰体内DDT的含量2.5ⅹ10-3
大鱼体内DDT的含量2ⅹ10-6
小鱼体内DDT的含量5ⅹ10-7
浮游动植物体内DDT的含量4ⅹ10-8
水中DDT的含量3ⅹ10-12
随营养级升高,浓度逐级 递增,呈现生物放大现象
人工合成有机物
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)
3.物质
如DDT、六六六
重金属
1.物理信息的概念、感受部位、来源、会举例子
2.化学信息的概念、举例、来源
3.行为信息的概念、举例、来源
1.生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
2.生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。
3.调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。
4.生态系统的信息传递的范围及特点?
1.提高农产品或畜产品的产量
2. 对有害动物进行控制:化学防治、生物防治(利用信息发挥作
用)、机械防治
三、信息传递在农业生产
中的应用
二、信息传递在生态系
统中的作用(前3 条)
3.4 生态系统的信息传递
一、生态系统中信息的种类
信息的种类 概念 来源
实例
物理信息 生态系统中的光、声、温度、 湿度、磁力等,通过物理过程 传递的信息 无机环境 或生物
光、声、温度、 湿度、磁力等
化学信息 生物在生命活动过程中,产生 的可以传递信息的化学物质 生物的代 谢活动
生物碱、有机酸、 性外激素等
行为信息 动物的特殊行为,对于同种或 异种生物也能够传递某种信息, 即生物的行为特征可以体现为 行为信息 动物的 特殊行为
蜜蜂跳舞、
孔雀开屏等
日常生活中, 一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
一、生态系统的信息传递
2.生态系统中信息的种类
1.信息:
括细胞之间的传递,而是指种群内部
个体之间、种群之间以及生物群落与
无机环境之间的传递。
(2)据图分析生态系统的信息传递模型
(1) 图中“信息”可来自何处? 无机环境或生物。
(2) 从图中可以看出,生态系统的信息传递是
否只发生于生物与生物之间?
不是,在生物与生物之间以及生物与无机环境之间都能发生信息传递。
(3)从信息传递的方向来看,生态系统的信息传
(1)信息传递的范围:
可在生态系统任何一个层次
生态系统中的信息传递的范围不包
一、生态系统的信息传递
信息传递具有双向传递的特点
递具有什么特点?
层次
作用
个体
生命活动的正常进行, 离不开信息的作用
种群
生物种群的繁衍,离不 开信息的传递
群落和 生态系 统
信息还能调节生物的种 间关系,以维持生态系 统的稳定
植物开花需光信息的刺激,当日照时 间达到一定长度时,植物才能够开花;
莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种 波长的光信息,才能萌发生长
草原上,草返青时, “绿色”为食草 动物提供了可采食的信息;
许多动物都能在特定时期释放用于吸 引异性的信息素
许多动物都能在特定时期释放用于吸 引异性的信息素
烟草释放化学物质调控害虫天敌
蝙蝠的回声定位
一、生态系统的信息传递
(3)信息传递在生态系统中的作用
利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物, 降低害虫的种群密度;
利用特殊的化学物质干扰某些动物的雌 雄交配,使有害动物种群的繁殖力下降, 从而减少有害动物对农作物的破坏
目前控制动物危害的技术大 致有化学防治、生物防治
和机械防治等。这些方法各 有优点,但是目前人们越来 越倾向于利 用对人类生存
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,提高果树的传粉效 率和结实率。
利用音响设备发出结群信号吸引鸟类,
使其结群捕食害虫;
光照使鸡多下蛋.
(4)信息传递在农业生产中的应用
①提高农产品或畜产品的产量。
生物防治中有些就是利用信 息传递作用
一、生态系统的信息传递
环境无污染的生物防治
②对有害动物进行控制
1.提高农产品或畜产品的产量
1)利用人工合成的各种化学信息素吸引昆虫传粉
2)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子,可以提高发芽率,获得增产。
一、生态系统的信息传递
养鸡场夜晚用灯光照射,可以提高产蛋率
蛾类传粉
播放集群信号录音吸引 稻草人赶鸟 诱蛾灯捕杀园林害虫
2.对有害动物进行控制:化学防治、生物防治、机械防治
频振诱蛾灯诱捕害虫
利用音响设备驱赶鸟类
鸟类捕食林业害虫
性引诱剂诱捕害虫
比较项目 能量流动 物质循环
信息传递
区 别 来源 太阳能 生态系统
无机环境或生物
途径 食物链和食物网
多种途径
特点 单向流动, 逐级递减 全球性,循环性
往往是双向的
范围 食物链各营 养级生物间 群落与无机环境之间
生物与生物之间、
生物与无机环境之间
地位 生态系统的动力 生态系统的基础
决定能量流动和物质 循环的方向和状态
联系 同时进行,相互依存,不可分割,共同把生态系统各组分联 系成一个统一整体,调节生态系统的稳定性
归纳 :
1.生态平衡的概念?
2.处于生态平衡的生态系统具有什么特征?
3.生态系统平衡的调节机制是什么?
4.什么是负反馈调节?负反馈调节的作用是什么?
5.负反馈调节可以发生在群落内部,也可以发生在生物群落与无机环境之间
6.负反馈调节与正反馈调节的比较(详见ppt)
7.生态系统稳定性的概念?包含哪两个方面?
8.生态系统稳定性的原因是什么?自我调节能力的基础是什么?
9.明确自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧
下降,生态平衡遭破坏。
1.抵抗力稳定性的含义?有什么规律?有什么特点?
2.恢复力稳定性的含义?
3.抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较(重点掌握)
4.抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往是相反的关系。
5.特例: 特例: 生存条件极其恶劣的环境,比如北极苔原生态系统抵抗力稳定性恢复力稳定性都低。 6.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性关系解读(详见ppt)
7. 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是不一样的。
三、提高生态系统的稳定性 如何提高生态系统的稳定性(2 条)?
四、设计生态缸并观察其稳定性详见 ppt
二、抵抗力稳定性与恢 复力稳定性
一、生态平衡与生态系 统的稳定性
3.5 生态系统的稳定性
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1. 生态平衡的概念
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。注意这是一种动态平衡。
2. 处于生态平衡的生态系统具有的特征
1)结构平衡:生态系统各组分保持相对稳定
2)功能平衡: 生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了物质总在循环,
能量不断流动,生物个体持续发展和更新。
3)收支平衡:生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物量,处
于比较稳定的状态。
思考:这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?
4)负反馈调节的实例—群落内部
在一片草地上,如果兔大量增加,草就会被大
量啃食,兔种内竞争加剧,同时,捕食者狼因 食物(兔)丰富而数量增多,这样经过一段时 间后,兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
自我调节能力
有限
严重的破坏
狼数量增加
兔子数量减少
3. 生态系统平衡的调节机制—负反馈调节
(恢复原水平)
减弱或受到限制
兔子数量增加
草数量减少
4)负反馈调节的实例—生物群落与无机环境之间
在森林中,随着植被的大量生长,森林逐渐变得郁闭,林间阳光减少,制约了林下树苗的成
长,还导致枯枝落叶的积累,不久, 一场森林火灾发生了,灾后由于光照更加充足,土壤的 无机养料增多,于是许多种子萌发,幼苗迅速成长,森林面貌逐渐恢复。
火灾
种群密度降低
阳光养料充足
种子萌发,长成新植株
种群密度升高(郁闭)
5)负反馈调节与正反馈调节的比较
4. 生态系统的稳定性
1)概念: 生态系统维持或恢复自身结构与功能相对平衡状态的能力。
也就是说生态系统维持生态平衡的能力。
抵抗力稳定性:
恢复力稳定性:
3)机理: 生态系统 原 自我调节 基 负反馈
稳定性 因 能力 础 调节
4)自我调节能力有限 当外界干扰因素的强度超过一定限度时, 生态系统的稳
定性急剧下降,生态平衡遭破坏。
2)两个方面:
2)规律 生态系统的成分越单纯, 营养结构 越
简单,自我调节能力就越
,抗力稳定性 就越低;反之则越高。
(3)特点 生态系统的自我调节能力有一定限度,
越过限度, 自我调节 能力就遭到破坏。
生态系统抵抗外界干扰并使自身结构
与功能保持原状(不受损害)的能力。
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
1. 抵抗力稳定性
蝗灾过后草又青
发达根系抗干旱
1)含义
2.恢复力稳定性
1)含义: 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。
2)与抵抗力稳定性的关系: 往往相反。
“野火烧不尽,春风吹又生”
火后森林重恢复
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区 别 实质 保持 自身结构功能相对稳定
恢复 自身结构功能相对稳定
核心 抵抗干扰保持原状
遭到破坏恢复原状
影响 因素 生态系统中物种多,营养结构越复杂, 抵抗力稳定性越高
生态系统中物种少,营养结构越简单, 恢复力稳定性越高
3. 抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较(重点读一读)
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
营养结构复杂程度
一般存在相反关系
稳定性
自我调节能力 强
抵抗力稳定性 高 恢复力稳定性 低
自我调节能力 弱
抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 高
热带雨林
生物种类 多
营养结构 复杂
人工林
生物种类 少
营养结构 简单
练习:比较抵抗力与恢复力稳定性的高低
森林生态系统
抵抗力稳定性较 强 (营养结构复杂)
火灾后(不是全部烧光)恢复力稳定性较强
过度砍伐后恢复力稳定性较 弱
农田生态系统
抵抗力稳定性较 弱
恢复力稳定性较 强
练习:比较抵抗力与恢复力稳定性的高低
生存条件极其恶劣:
生产者主要是地衣, 其他生物直接或间接 依靠地衣生活。地衣 大面积破坏,生态系 统会崩溃。
生物种类 少
营养结构 简单 自我调节能力 弱 抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 低
特例: 北极苔原生态系统
4.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系解读
农田生态系统与草原生态系统相比
恢复原状所经历的时间即恢复力 稳定性,其值越小,恢复越快
该生态系统的总稳定性大小, 面积越小时,稳定性越强。
T值更大, S值更小, TS值更大。
T值越大抵抗力稳定 性越弱,反之越强
抵抗力稳定性大小
此“阴影面积”可代表:
其偏离值大小代表:
S跨度值代表:
归纳
5. 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是不一样的。
1)河流受到轻微污染,通过自身净化,能够很快消除污染。
苏州——“江南水乡,小桥流水人家”
“ 上游淘米洗菜,下游洗
澡洗衣,水仍然很清澈。
”
5. 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是不一样的。
2)河流重度污染,恢复力稳定性被破坏
垃圾污染
打捞垃圾
下令拆迁
污水排放
5. 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是不一样的。
3)热带雨林在遭到严重砍伐,草原经过极度放牧后,它们恢复原状的时间漫长,难度极大。
在有限的空间内,依据生态系统原理,将生态系统具有的基本成分进行组织,构建一 个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转,在设计时还要考虑系统 内不同营养级生物之间的合适比例。应该注 意,人工生态系统的稳定性是有条件 的,也可能是短暂的。
(2)实验流程:
(1)实验原理:
1. 实验:设计并制作生态缸,观察其稳定性(探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替)
四、设计生态缸并观察其稳定性
设计要求
相关分析
生态缸必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
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
为生产者提供充足的能量来源,
同时又防止水温过高导致水生植物死亡
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
选择生命力强的生物,放入的动物不宜太 多, 个体不宜太大,食物链不宜太长
减少对氧气的消耗,防止生产量小于消耗量, 使生产者同化的能量可以维持生态缸更长时间
1. 实验:设计并制作生态缸,观察其稳定性
(3)实验设计要求
四、设计生态缸并观察其稳定性
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。
2. 观察生态缸的稳定性时,要注意以下几点:
(1)设计一份观察记录表,内容包括植物、动物的生活情况,水质情况
(由颜色变化进行判别)及基质变化等。
(2)定期观察,同时做好观察记录。
(3)如果发现生态缸中的生物已经全部死亡,说明此时该生态系统的稳
定性已被破坏,记录下发现的时间。
(4)依据观察记录,对不同生态缸进行比较、分析,说明生态缸中生态
系统稳定性差异的原因。
3.结论: 1)人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久。
2)人工生态系统的稳定性是有条件的。
藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗
有机物分解后形成大量的NH+4等无机盐离子,有利于藻类的大量繁殖
藻类通过光合作用释放氧气;
有机物减少,需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少
河流中生物大量死亡,该生态系统的稳定性遭到破坏