能量流动、物质循环和信息传递的比较
比较 项目 能量流动 物质循环 信息传递
途径 食物链或食物网 食物链或食物网 多种途径
特点 单向流动、逐级递减 循环性、全球性 往往是双向的
范围 主要在食物链各营养级之间 生物圈 生物与生物之间或生物与非生物环境之间
模式图
联系 （1）任何一个生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递三个基本功能，能量流动、物质循环、信息传递同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体； （2）能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定着能量流动和物质循环的方向
1.（2023·杭嘉湖金调研）下列关于生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递的叙述，正确的是（ ）
A.物质循环往复说明所有的生态系统在物质上都是自给自足的
B.生态系统中能量流动包括能量的输入、传递和散失的过程
C.只有生物能对信息作出反应，因此信息传递只发生在群落内部
D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
2.物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列说法与之不相符合的是（ ）
A.在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
B.物质循环的关键环节之一是分解者的分解作用
C.在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断地在群落和非生物环境中循环往返
D.生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的
3.如图为生态系统成分的模式图，下列叙述错误的是（ ）
A.图中的各成分之间均可以传递信息
B.生产者和消费者之间的信息传递可以调节种间关系
C.非生物环境发出的信息种类只能是物理信息
D.能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能
1.（2023·浙江1月选考7题）在我国西北某地区，有将荒漠成功改造为枸杞园的事例。改造成的枸杞园与荒漠相比，生态系统的格局发生了重大变化。下列叙述错误的是（ ）
A.防风固沙能力有所显现
B.食物链和食物网基本不变
C.土壤的水、肥条件得到很大改善
D.单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多
2.（2022·浙江6月选考20题）生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是（ ）
A.调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B.整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C.归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D.测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
3.（2020·浙江1月选考22题）下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是（ ）
A.营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C.生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大
D.营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
4.（2023·浙江1月选考22题）2021年，栖居在我国西双版纳的一群亚洲象有过一段北迁的历程。时隔一年多的2022年12月，又有一群亚洲象开启了新的旅程，沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统，再次引起人们的关注。回答下列问题：
（1）植物通常是生态系统中的生产者，供养着众多的 和分解者。亚洲象取食草本植物，既从植物中获取物质和能量，也有利于植物 的传播。亚洲象在食草的食物链中位于第 营养级。
（2）亚洲象经过一片玉米地，采食了部分玉米，对该农田群落结构而言，最易改变的是群落的 结构；对该玉米地生物多样性的影响是降低了 多样性。这块经亚洲象采食的玉米地，若退耕后自然演替成森林群落，这种群落演替类型称为 演替。
（3）与森林相比，玉米地的抗干扰能力弱、维护系统稳定的能力差，下列各项中属于其原因的是哪几项？ 。
A.物种丰富度低 B.结构简单
C.功能薄弱 D.气候多变
（4）亚洲象常年的栖息地热带雨林，植物生长茂盛，凋落物多，但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是：在雨林高温、高湿的环境条件下， 。
5.（2023·浙江6月选考21题）地球上存在着多种生态系统类型，不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态系统的发展过程。
回答下列问题：
（1）在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在，其含量如图所示（图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值）。由图可知，随着营养级的递增，Q含量的变化规律是 ；在同一营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物与多年生植物相比，Q含量较高的是 。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是 。该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为 。
（2）农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的 和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统 过程。
（3）热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统，物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在 。雨林中动物种类丰富，但每种动物的个体数不多，从能量流动的角度分析该事实存在的原因是
。
章末整合提升
综合归纳
1.B 自然生态系统的元素在群落和无机环境间不断循环确保了其在物质上的自给自足，但是农业生态系统中农作物不断地输出，需要不断地补充矿质元素，如由于氮元素不断通过产品输出该生态系统，因此还要往农田中不断施加氮肥，A错误；能量流动是指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，B正确；无机环境也可以给生物传递物理信息，C错误；信息传递往往可以在群落和无机环境之间进行，并非一定沿食物链进行，D错误。
2.A 在捕食链中，各营养级获得能量的方式不一定相同，生产者通过光合作用获取能量，而各级消费者利用上一个营养级现成的有机物，A错误；分解者的分解作用的实质是呼吸作用，将群落中的有机物分解为无机物进入非生物环境，所以是物质循环的关键环节之一，B正确；在生态系统中，物质是能量的载体，能量作为动力，使物质能够不断在群落和非生物环境中循环，C正确；在食物链上，相邻物种的某些行为与种群特征为对方提供大量有用信息，所以生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的，D正确。
3.C 从图中可以看出，生态系统的每种成分均能发出信息，也能接受信息，所以说生态系统的信息传递在生态系统的各种成分间均能进行。信息传递的主要功能之一就是调节种间关系。非生物环境发出的信息可以是物理信息，也可以是一些营养物质发出的化学信息。
真题体验
1.B 枸杞园营养结构更为复杂，抵抗力稳定性更高，防风固沙能力增强，A正确；荒漠植被恢复成枸杞园的过程中发生了群落的次生演替，物种丰富度增加，食物链增多，食物网更加复杂，B错误；枸杞园植被增多，保水能力上升，土壤的水、肥条件得到很大改善，C正确；枸杞园植被增多，单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多，D正确。
2.D 各营养级之间的能量关系组成生态系统的能量金字塔，因此测定各个营养级的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D错误。
3.B 相邻营养级之间的能量传递效率一般不会随营养级数量的增多而降低，A错误；某个营养级生物同化的能量减去自身呼吸作用消耗的能量的差就是净生产量，呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多，B正确；生产者的净初级生产量越大，各级消费者获得的能量可能越多，但是体型不一定越大，C错误；由于能量是单向流动、逐级递减的，所以营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。
4.（1）消费者 繁殖体 二 （2）水平 遗传 次生 （3）ABC （4）分解者将有机物快速分解为无机物
解析：（1）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，植物通常是生态系统中的生产者，供养着众多的消费者和分解者。动物既从植物中获取物质和能量，也有利于植物繁殖体的传播。亚洲象食草的食物链中，亚洲象属于初级消费者，位于第二营养级。（2）亚洲象采食了部分玉米，最易改变的是群落的水平结构；生物多样性包括三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性，其中部分玉米被取食，降低了遗传多样性。退耕后仍保留原有土壤条件及繁殖体，这种群落演替类型称为次生演替。（3）与森林相比，玉米地的物种丰富度低，结构简单，功能薄弱，抵抗力稳定性弱，即抗干扰能力弱、维护系统稳定的能力差，A、B、C正确；气候与生态系统抵抗力稳定性无关，D错误。故选A、B、C。（4）在雨林高温、高湿的环境条件下，分解者将有机物快速分解为无机物，故土壤中有机质含量低。
5.（1）逐级积累（或增大） 多年生植物 温度和水分 逐渐减小 （2）物质循环 物质循环 （3）群落的分层现象复杂 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在沿食物链流动过程中是逐级递减的
解析：（1）从图中数据可知，随着营养级递增，Q含量的变化规律是逐渐积累。某些物质，如Q等，具有化学性质稳定、难以分解、无法排出等特点，其在生物体内的含量会随着生物体年龄的增长而增加，因此，与一年生植物相比，多年生植物Q的含量较高。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是温度和水分。该演替过程中，草原中的优势种会被替代，草原中优势种的生态位逐渐减小。（2）在水稻田里用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼都干预了系统的物质循环和能量流动。一般来说，土壤中的有机物被分解者分解为无机物后才能被生产者利用，在稻田里施无机肥，无机肥中的无机营养可被生产者直接利用，因此，在稻田里施无机肥干预了系统物质循环过程。（3）热带雨林中的植物在垂直方向上分层现象更明显，为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，动植物种类更多，垂直结构更加复杂。流经热带雨林生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在沿食物链流动过程中逐级递减，因此存在热带雨林中动物种类丰富，但每种动物的个体数不多的事实。
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能量流动、物质循环和信息传递的比较
比较项
目 能量流动 物质循环 信息传递
途径 食物链或食物网 食物链或食物网 多种途径
特点 单向流动、逐级递减 循环性、全球性 往往是双向的
比较项目 能量流动 物质循环 信息传递
范围 主要在食物链各营养级之间 生物圈 生物与生物之间
或生物与非生物
环境之间
模式图
联系 （1）任何一个生态系统都具有能量流动、物质循环和信息
传递三个基本功能，能量流动、物质循环、信息传递同时
进行，相互依存，不可分割，形成统一整体；
（2）能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系
统的基础，信息传递决定着能量流动和物质循环的方向
1. （2024·杭嘉湖金调研）下列关于生态系统中的物质循环、能量流
动和信息传递的叙述，正确的是（ ）
A. 物质循环往复说明所有的生态系统在物质上都是自给自足的
B. 生态系统中能量流动包括能量的输入、传递和散失的过程
C. 只有生物能对信息作出反应，因此信息传递只发生在群落内部
D. 生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行
的
解析： 自然生态系统的元素在群落和无机环境间不断循环确保
了其在物质上的自给自足，但是农业生态系统中农作物不断地输
出，需要不断地补充矿质元素，如由于氮元素不断通过产品输出该
生态系统，因此还要往农田中不断施加氮肥，A错误；能量流动是
指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，B正确；无机环境
也可以给生物传递物理信息，C错误；信息传递往往可以在群落和无机环境之间进行，并非一定沿食物链进行，D错误。
2. 物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列说法
与之不相符合的是（ ）
A. 在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
B. 物质循环的关键环节之一是分解者的分解作用
C. 在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断地在群落和非生
物环境中循环往返
D. 生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的
解析： 在捕食链中，各营养级获得能量的方式不一定相同，生
产者通过光合作用获取能量，而各级消费者利用上一个营养级现成
的有机物，A错误；分解者的分解作用的实质是呼吸作用，将群落
中的有机物分解为无机物进入非生物环境，所以是物质循环的关键
环节之一，B正确；在生态系统中，物质是能量的载体，能量作为
动力，使物质能够不断在群落和非生物环境中循环，C正确；在食
物链上，相邻物种的某些行为与种群特征为对方提供大量有用信
息，所以生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的，D正确。
3. 如图为生态系统成分的模式图，下列叙述错误的是（ ）
A. 图中的各成分之间均可以传递信息
B. 生产者和消费者之间的信息传递可以调节种间关系
C. 非生物环境发出的信息种类只能是物理信息
D. 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能
解析： 从图中可以看出，生态系统的每种成分均能发出信息，
也能接受信息，所以说生态系统的信息传递在生态系统的各种成分
间均能进行。信息传递的主要功能之一就是调节种间关系。非生物
环境发出的信息可以是物理信息，也可以是一些营养物质发出的化
学信息。
1. （2023·浙江1月选考7题）在我国西北某地区，有将荒漠成功改造
为枸杞园的事例。改造成的枸杞园与荒漠相比，生态系统的格局发
生了重大变化。下列叙述错误的是（ ）
A. 防风固沙能力有所显现
B. 食物链和食物网基本不变
C. 土壤的水、肥条件得到很大改善
D. 单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多
解析： 枸杞园营养结构更为复杂，抵抗力稳定性更高，防风固
沙能力增强，A正确；荒漠植被恢复成枸杞园的过程中发生了群落
的次生演替，物种丰富度增加，食物链增多，食物网更加复杂，B
错误；枸杞园植被增多，保水能力上升，土壤的水、肥条件得到很
大改善，C正确；枸杞园植被增多，单位空间内被生产者固定的太
阳能明显增多，D正确。
2. （2022·浙江6月选考20题）生态系统的营养结构是物质循环和能量
流动的主要途径。下列叙述错误的是（ ）
A. 调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B. 整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C. 归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D. 测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
解析： 各营养级之间的能量关系组成生态系统的能量金字塔，
因此测定各个营养级的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D
错误。
3. （2020·浙江1月选考22题）下列关于生态系统能量流动的叙述，正
确的是（ ）
A. 营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B. 呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C. 生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大
D. 营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
解析： 相邻营养级之间的能量传递效率一般不会随营养级数量
的增多而降低，A错误；某个营养级生物同化的能量减去自身呼吸
作用消耗的能量的差就是净生产量，呼吸消耗量在同化量中所占比
例越少，生物量增加就越多，B正确；生产者的净初级生产量越
大，各级消费者获得的能量可能越多，但是体型不一定越大，C错
误；由于能量是单向流动、逐级递减的，所以营养级所处的位置越
高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。
4. （2023·浙江1月选考22题）2021年，栖居在我国西双版纳的一群亚
洲象有过一段北迁的历程。时隔一年多的2022年12月，又有一群亚
洲象开启了新的旅程，沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统，
再次引起人们的关注。回答下列问题：
（1）植物通常是生态系统中的生产者，供养着众多的
和分解者。亚洲象取食草本植物，既从植物中获取物质和能
量，也有利于植物 的传播。亚洲象在食草的食物
链中位于第 营养级。
消费者
繁殖体
二
解析： 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，植物通常是生态系统中的生产
者，供养着众多的消费者和分解者。动物既从植物中获取物
质和能量，也有利于植物繁殖体的传播。亚洲象食草的食物
链中，亚洲象属于初级消费者，位于第二营养级。
（2）亚洲象经过一片玉米地，采食了部分玉米，对该农田群落结
构而言，最易改变的是群落的 结构；对该玉米地生
物多样性的影响是降低了 多样性。这块经亚洲象采
食的玉米地，若退耕后自然演替成森林群落，这种群落演替
类型称为 演替。
水平
遗传
次生
解析： 亚洲象采食了部分玉米，最易改变的是群落的水
平结构；生物多样性包括三个层次：遗传多样性、物种多样
性、生态系统多样性，其中部分玉米被取食，降低了遗传多
样性。退耕后仍保留原有土壤条件及繁殖体，这种群落演替
类型称为次生演替。
（3）与森林相比，玉米地的抗干扰能力弱、维护系统稳定的能力
差，下列各项中属于其原因的是哪几项？ 。
A. 物种丰富度低 B. 结构简单
C. 功能薄弱 D. 气候多变
ABC
解析： 与森林相比，玉米地的物种丰富度低，结构简
单，功能薄弱，抵抗力稳定性弱，即抗干扰能力弱、维护系
统稳定的能力差，A、B、C正确；气候与生态系统抵抗力稳
定性无关，D错误。故选A、B、C。
（4）亚洲象常年的栖息地热带雨林，植物生长茂盛，凋落物多，
但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是：在
雨林高温、高湿的环境条件下，
。
解析： 在雨林高温、高湿的环境条件下，分解者将有机
物快速分解为无机物，故土壤中有机质含量低。
分解者将有机物快速分解
为无机物
5. （2023·浙江6月选考21题）地球上存在着多种生态系统类型，不同
的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态
系统的发展过程。
回答下列问题：
（1）在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残
留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均
监测到Q的存在，其含量如图所示（图中数据是土壤及不同
营养级生物体内Q的平均值）。由图可知，随着营养级的递
增，Q含量的变化规律是 ；在同一
营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物
与多年生植物相比，Q含量较高的是 。因某
些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过
程的关键环境因素是 。该演替过程中，草原
中的优势种所占据生态位的变化趋势为 。
逐级积累（或增大）
多年生植物
温度和水分
逐渐减小
解析： 从图中数据可知，随着营养级递增，Q含量的变
化规律是逐渐积累。某些物质，如Q等，具有化学性质稳
定、难以分解、无法排出等特点，其在生物体内的含量会随
着生物体年龄的增长而增加，因此，与一年生植物相比，多
年生植物Q的含量较高。因某些环境因素变化，该草原生态
系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是温度和水
分。该演替过程中，草原中的优势种会被替代，草原中优势
种的生态位逐渐减小。
（2）农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对
其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在
水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼
等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的
和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统
过程。
物质循环
物质循
环
解析： 在水稻田里用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂
草、放养甲鱼都干预了系统的物质循环和能量流动。一般
来说，土壤中的有机物被分解者分解为无机物后才能被生
产者利用，在稻田里施无机肥，无机肥中的无机营养可被
生产者直接利用，因此，在稻田里施无机肥干预了系统物
质循环过程。
（3）热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统，物种之丰
富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从
群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在
。雨林中动物种类丰富，但每种动物的个
体数不多，从能量流动的角度分析该事实存在的原因是
。
群落
的分层现象复杂
流
经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在沿食
物链流动过程中是逐级递减的
解析： 热带雨林中的植物在垂直方向上分层现象更明
显，为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，动植物
种类更多，垂直结构更加复杂。流经热带雨林生态系统的总
能量是生产者固定的太阳能，能量在沿食物链流动过程中逐
级递减，因此存在热带雨林中动物种类丰富，但每种动物的
个体数不多的事实。
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