生态系统的稳态与调节
合作与讨论
1.
生态系统的稳定是绝对的吗？它的稳定包括哪些方面？能否打破重建？
我的思路：（1）生态系统的稳定状态只是相对的，因为其结构和功能总是处于动态变化中。
（2）生态系统的稳定是系统发展的结果（发展到成熟状态）。主要包括：
①结构相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化。
②功能相对稳定：生物群落的物质输入与物质输出相对平衡，能量输入与输出相对平衡。
③可打破重建：在遵循生态系统规律的前提下，可依据人类的需要，打破原有平衡，建立更高效的生态平衡。
2.试根据所学知识，谈一下如何保护生态系统的抵抗力稳定性？
我的思路：在生态系统中某种生物数量减少，
( http: / / www.21cnjy.com )将有多种生物受到直接影响，随着时间的延续，生态系统中的全部生物都将受到影响。任何一种生物在生态系统中都占有一定的地位，起着相应的作用，体现了每一种生物在生态系统中的重要性。
生物的多样性越强，生态系统的抵抗力稳定性就
( http: / / www.21cnjy.com )越高，破坏生物的多样性就等于破坏生态系统的稳定性。因此要保护生物多样性，以维护整个生态系统的稳定。人类在发展经济的同时，应针对各种生态系统的稳定性特点，采取相应的保护对策，保护各种生态系统的稳定，从而使人与自然协调发展。
3.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系是怎样的？
我的思路：（1）含义不同。
恢复力稳定性是指生态系统“遭到破坏，恢复原状”的能力。一般来说，恢复力稳定性与营养结构成负相关。
（2）抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。（如图2－3－17）
图2－3－17
4.试从人类对生态系统的利用的角度举例说明如何提高生态系统的稳定性。
我的思路：提高生态系统的稳定性，一方面要控
( http: / / www.21cnjy.com )制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力；另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。例如，如果要使种植着单一作物的农田生态系统保持稳定，就需要不断施肥、灌溉，并要控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”，像在我国东北、华北和西北地区已经建造了大规模的“三北防护林”，防护林可以有效地防风阻沙，保护了这些地区的草原和农田。
抵抗力稳定性第1节
生态系统的结构
●教材分析
本小节内容包括两部分，即“生态系统的成分”和“食物链和食物网”。
教材单刀直入，以“池塘生态系统”的示意图为
( http: / / www.21cnjy.com )切入点，紧紧围绕这个图解分析了生态系统的组成成分，这样处理的目的是力求符合学生从感性到理性的认知规律，并且有利于提高学生的观察和分析问题能力。食物链和食物网，教材以初中生物学为基础，讲述了营养级的概念，最后以“温带草原示意图”为例形象地指出，食物链和食物网是生态系统的营养结构，是物质循环和能量流动的主渠道。
关于生态系统的成分，教材以池
( http: / / www.21cnjy.com )塘生态系统示意图为例，逐一具体地讲述了组成一个生态系统的四种成分。一是非生物的物质和能量（阳光、水、空气、溶解在水中的养料、沉积在水底的有机物和无机盐等，为生物体提供能源、空间和养料）。二是生产者（硅藻、栅藻、团藻等大量藻类植物，香蒲、莲、浮萍等绿色植物，它们的光合作用把光能转变为化学能，把无机物转变成有机物，为生物体直接或间接地提供营养物质）。三是消费者（水蚤、水生昆虫、鱼类等动物靠吃现成的有机物，依赖于绿色植物）。四是分解者（肉眼看不见的细菌和真菌等，分解动植物的遗体、遗物、残留物所含的有机物，归还自然以利循环利用）。同时一一对应地对各种成分推而广之，把生态系统的组成成分交待的一清二楚，并针对消费者又依据其食性不同分为不同级别。介绍到此，足以吻合了生态系统的概念，即生态系统指生物群落与其无机环境相互作用的统一整体。最后，教材又概括性地说明了生产者、消费者和分解者等在生态系统中的作用和意义，进一步说明三者紧密联系、缺一不可。
关于食物链和食物网，教材首先重
( http: / / www.21cnjy.com )锤响鼓地点出了食物链的概念，并以温带草原生态系统为例，以一条比较简单的食物链“草→兔→狐”为切入点，引出了营养级的概念。即：第一营养级（生产者——草），第二营养级（初级消费者——兔），第三营养级（次级消费者——狐）。同时自然而然地阐述了营养级的可变性，即某一营养级在不同的食物链中所处的营养级不一定相同。接着，教材讲述了生态系统中，由于生物种类的复杂性，个体数量的庞大性，造成了食物链的多样性，同时又基于不同食物链中同一生物体所处营养级的可变性，也就不难理解一个生态系统中不同营养级的多元性，从而也就说明了生态系统中各种食物链彼此交错，形成网状，进而顺理成章地导出了食物网的概念。
●教学目标
知识目标
应用：（1）生态系统的成分；
（2）食物链和食物网。
能力目标
1.通过对“池塘生态系统”和“温带草原生态系统”示意图的分析理解，培养学生的观察能力和识图能力。
2.通过对“池塘生态系统”中各种成分的分析归纳，发展学生的分析归纳能力。
3.通过学习生态系统的营养结构，特别是对“温带草原生态系统”食物链和食物网的分析综合，培养学生对知识的整合能力和知识的迁移能力。
情感目标
1.进一步了解生态学观点，注重生态道德修养，为形成科学的世界观做准备。
2.通过食物链和食物网的教学，使学生初步学会分析事物的内部结构和外部联系。
3.明确人类也是名副其实的消费者，在生物圈这个最大的生态系统中，应当注重人与自然协调发展的生态学道理。
●重点·落实方案
重点
1.生态系统的成分。
2.食物链和食物网。
落实方案
1.发挥学生空间想象能力，理解各种成分在生态系统中的地位和作用。
2.利用“录像资料”等电教手段，加强对生态系统中组成成分和营养结构的理解，并利用推理的方式归纳其知识网络。
3.通过图解和题例当堂巩固生态系统的组成成分以及食物链和食物网的概念与关系。
●难点·突破策略
难点
1.生产者、消费者和分解者之间的关系。
2.初级消费者和次级消费者的概念。
3.第一营养级、第二营养级等的概念。
突破策略
1.例证生产者、消费者和分解者三者之间的关系。
2.举例分析“消费者级别”和“营养级
( http: / / www.21cnjy.com )别”的概念，并理清消费者级别与营养级别的关系。趁热打铁，通过课堂练习，分析判断某种生物在一个生态系统中的相应地位。
3.列表归纳生态系统中的组成成分和营养结构的知识要点，突出性、比较性地理解和掌握其重点和难点。
●教具准备
1.录像资料：（1）池塘生态系统；
（2）温带草原生态系统。
2.表格和题例投影片。
●学法指导
1.指导学生预习。提示同学们在课前
( http: / / www.21cnjy.com )预习教材，就“池塘生态系统”示意图中具体的非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者四种成分进行实例举证，归纳出适用于各种生态系统的四种成分的作用和相互关系。根据“温带草原生态系统”的食物网示意图，初步理解食物链和食物网的概念，并准确地数出该食物网中有几条食物链。
2.指导学生联想。教学中结合录像资料，通过
( http: / / www.21cnjy.com )举一反三的口头诱导，激发学生围绕食物链展开丰富的联想，如：“螳螂捕蝉，黄雀在后”，“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”等谚语中的生态学原理；“小型生态玻璃缸”“生态大棚”“生态农业”等生态特点。通过知识迁移进一步理解：群落是生态系统中的生命部分，群落中各种群之间的“营养联系”就是生态系统的生命线，其主要形式是食物链和食物网，从而在脑海里建立起“食物链”“消费级”“营养级”和“食物网”的立体框架。
3.指导学生识图。本小节知识的考查
( http: / / www.21cnjy.com )多以图解的形式出现，因此，在教学中要注重兼收并蓄地培养学生的逻辑思维和形象思维。结合“温带草原生态系统”的食物网简图，指导学生分析各消费者级别和营养级别，为后面的内容“能量流动”和“物质循环”的学习打下坚实的基础。
●课时安排
1课时
●教学过程
［导课］
上节课，我们讨论了《生态系统的概念和类型》的有关知识，请大家回忆下面几个问题：
1.什么叫生态系统？
2.生态系统有哪几大类？举例说明。
3.各种生态系统有什么相同点？
学生回答：1、2（略）;3.都有生物群落和与其相适应的无机环境（或都有植物、动物、水、光、石、土、气、盐等生物和非生物的物质能量）。
教师评价：说得很好！大家刚才的答案又一
( http: / / www.21cnjy.com )次道出了生态系统的概念和类型。那么，在一个生态系统中，生物群落和其无机环境到底是如何相互作用的呢？生物与生物之间的内在联系是什么？具体在特定的生态系统中的组成成分是什么？它们的营养结构如何？接下来我们就来讨论这些问题。（出题）
［教学目标达成］
（一）生态系统的成分
创设情景：再次演示“池塘生态系统”的录像资料，提醒学生具体观察池塘中的各种生物及其生存环境，并结合教材示意图讨论如下几个问题：
1.池塘中除了生物之外还有哪些成分？
2.作为自养型的生物有哪些？
3.作为异养型的动物有哪些？
4.试想一下，池塘中各种动植物的尸体粪便、残枝败叶到哪去了？
学生回答1：池塘中除生物之外还有阳光、池水、溶解在水中的氧气和养料，沉积在池底的有机物和无机盐。
师生归纳：这些成分也就是咱们在生
( http: / / www.21cnjy.com )态系统的概念中讲到的“无机环境”，它们与其中的生物群落相互作用构成了一个统一的整体。这些无机环境的生物群落相互作用构成了一个统一的整体。这些无机环境为生物群落提供着物质和能量。推而广之，生态系统中的阳光、水分、热能、空气和无机盐等构成了生态系统的成分之一——非生物的物质和能量。
学生回答2：池塘中作为自养型的生物有硅藻、栅藻、团藻等大量藻类；香蒲、莲、浮萍等绿色植物。
师生归纳：这些植物通过光合作用把无机
( http: / / www.21cnjy.com )物制造成有机物，把光能转变为化学能，供其他生物体利用。大家试想一下，假如池塘中没有这些植物，这个生态系统将如何？因为，没有这些植物，动物将不能生存，该生态系统的统一性即被破坏。可见绿色植物是生态系统的主要成分——生产者。
教师强调：能把无机物转化成
( http: / / www.21cnjy.com )有机物的自养型生物只有绿色植物吗？不！还有某些能进行化能合成作用的硝化细菌、铁细菌、硫细菌等生物，当然它们也应该属于生产者。
学生回答3：池塘中异养型的动物有水蚤、水生昆虫、各种鱼类等。
师生归纳：它们均不能制造有机物，必须直接或间
( http: / / www.21cnjy.com )接地依赖于绿色植物（生产者）等现成的有机物。比如《市场营销学》中称买方为消费者一样，所购买商品不是自己制造而归自己所用。为此，我们把生态系统中的这些利用现成有机物的动物称为“买主”——消费者
教师强调：依据消费者直接或间接利用绿色
( http: / / www.21cnjy.com )植物制造的有机物的次序，将消费者又分为若干级别。即：直接以绿色植物为食的动物叫初级消费者；以植食性动物为食的肉食动物叫次级消费者；以次级消费者为食的肉食动物叫三级消费者。随着这种捕食关系的逐级上升，消费者的级别也逐渐增高，然而，各级消费者都不是生态系统的主要成分。
学生回答4：池塘中的动植物的尸体粪便和残枝败叶被肉眼看不见的细菌、真菌等分解了。
师生归纳：池塘中有许多肉眼看不见的生态功臣
( http: / / www.21cnjy.com )，它们是细菌、真菌等微生物。它们不以小而“自卑”，反以多而“自豪”，义不容辞地将动植物的尸体、粪便、残枝败叶（有机物）逐渐分解为无机物，归还大自然（无机环境），被生态系统中的生产者重新利用。同学们试想一下，如果生态系统中没有这些不起眼的小生灵，动物的遗体、粪便、残枝、败叶等必将堆积如山，这一协调统一的美好家园，将会面临崩溃。所以，我们称这些营腐生生活的细菌和真菌等微生物为生态系统中联系无机界和有机界的必备成分——分解者。
（二）食物链和食物网
创设情景：教师演示“温带草原生态系统”的录像
( http: / / www.21cnjy.com )资料，声形并茂地把学生的兴趣带入美妙的大自然中，欣赏一番草原的辽阔、物种的多样。云淡风轻万缕情丝分画谱，鸟语花香千般惬意放诗怀。遐想之余，引导学生结合教材105页示意图讨论如下问题：
1.该生态系统中箭头相连的生物之间是一种什么关系？
2.什么叫食物链？该生态系统中有几条？
3.什么叫食物网？生态系统中的生物种类和数量与食物网有何关系？
学生活动：请四位同学上讲台，结合“温带草原生态系统的食物网简图”各写出一条最短的食物链。
草→兔→狐
草→鼠→狐
草→兔→鹰
草→鼠→鹰
师生讨论：首先教师对学生写出的食物链进
( http: / / www.21cnjy.com )行评价。写出任意一条都可以，对写得快而准的给予肯定和表扬，写得慢和不对的，给以诱导启发，最终让同学们找全这四条简单的食物链。然后，以其中一条简单食物链为例具体讨论。
如：草→兔→狐
（1）箭头相连的两种生物间是什么关系？
（吃与被吃、天敌关系、捕食关系）
（2）一条链中，这种关系有何特点？
（后一种生物以前一种生物为食，沿此链逐级递推，有序进行）
（3）结合生态系统的成分和营养结构填下表：
（第一营养级、第二营养级、第三营养级；生产者、初级消费者、次级消费者）
总结：我们把生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的联系叫做食物链。
教师强调：一个生态系统中有多条食物链，一条食物链有如下特点：
①生产者永远是第一营养级，是自养型生物，是生态系统的主要成分。
②对某一动物而言，其营养级别不是固定不变的，但均为异养型的动物。
③每一条食物链均以生产者为起点，终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级），中间的任何停顿性终结，都不能算完整的食物链。
教师设疑：请同学们认真分析教材105页“温带草原生态系统的食物网简图”并讨论如下问题：
（1）该生态系统有几条食物链？
（9条）
（2）这些食物链之间有何关系？
（各自独立又相互交叉）
（3）什么是食物网？
（一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接而成的复杂的营养关系叫做食物网）
总结：食物网中，某一生物
( http: / / www.21cnjy.com )的增加或减少都会影响整个生态系统的种群变化。在生态系统中，生物的种类越多，个体数量越大，其中的食物链就越多，食物网就越复杂，生态系统就越稳定。
教师强调：在分析一个生态系统的食物网及其中的食物链时应当注意如下几点：
①同一生物在不同的食物链中，可占有不同
( http: / / www.21cnjy.com )的营养级。如：教材“温带草原生态系统食物网简图”中的猫头鹰，在此食物网的不同食物链中分别是第三、第四、第五、第六营养级。
②在食物网中，两种生物之间的
( http: / / www.21cnjy.com )关系可能出现不同上的概念性重合。如教材“温带草原生态系统食物网简图”中的蜘蛛与蟾蜍，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。
③在食物网中，当某种生物
( http: / / www.21cnjy.com )因某种原因大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的食物链分析其结果不同，应以中间环节少的为分析判断的依据。如：教材“温带草原生态系统食物网简图”中的猫头鹰减少时，直接造成影响的生物是鼠和兔，而不是虫、鸟、蛙、蛇等。
［教学目标巩固］
［例1］一个生态系统若能长期维持下去，除非生物的物质和能量外，不可缺少的是A.生产者和消费者
B.消费者和分解者
C.生产者和分解者
D.所有的生物成分
分析：在生态系统中，生产
( http: / / www.21cnjy.com )者的作用是把无机物转变为有机物，把光能转化为化学能，这样才能被生物体利用，所以，生产者是生态系统的主要成分；分解者的作用是把动植物的遗体、排出物和残落物中所含的有机物分解成无机物，归还到无机环境，这样才能被绿色植物重新利用，所以，分解者是生态系统的必备成分。消费者既不是主要成分，也不是必备成分。故生态系统长期维持下去，除非物质的物质和能量外，必须有生产者和分解者。
答案：C
［例2］兔子吃草，红狐吃兔，狼吃红狐构成的食物链中，红狐所处的消费者级别和营养级别依次是
A.次级消费者、第二营养级
B.次级消费者、第三营养级
C.三级消费者、第二营养级
D.三级消费者、第三营养级
分析：在生态系统中，消费者是指直接或间接以植
( http: / / www.21cnjy.com )物为食的异养生物（主要是动物）。直接以植物为食的为初级消费者，以植食动物为食的为次级消费者，以小型肉食动物为食的为三级消费者。而营养级是指一条食物链的每一环节上所有生物的总和，生产者为第一营养级，草食动物（初级消费者）为第二营养级，小型肉食动物（次级消费者）为第三营养级。
答案：B
［例3］表示一个生态系统食物关系时，往往得到的是网状的复杂结构，这是由于
A.生产者的数量最多
B.消费者不只以一种食物为食
C.生态系统的物质流失
D.能量在各级营养级中逐渐递减
分析：在一个生态系统中，生物的种类越多
( http: / / www.21cnjy.com )，个体数量越庞大，其中的食物就越多，彼此间的联系也就越复杂。因为一种绿色植物可能是多种草食动物的食物，而一种草食动物既可以吃多种植物，又可能成为多种肉食动物的捕食对象，从而使各条食物链彼此交错，形成食物网。
答案：B
［布置作业］
1.P88复习题一、二、三。
2.生态系统有这样的特征
A.只有绿色植物是生产者
B.只有分解者能分解有机物
C.生产者、消费者、分解者都能进行呼吸作用
D.生产者、消费者、分解者都参与食物链的组成
答案：C
3.右图是某生态系统中各种生物之间的联系图，
( http: / / www.21cnjy.com )作为一个生态系统，除了图中已有的成分外，还应该包括______，在此生态系统中的腐生细菌被称为______，该生态系统中有______条食物链。
答案：非生物的物质和能量 分解者 1
［结课］
同学们，咱们这节课着重讨论
( http: / / www.21cnjy.com )了两大问题：一是生态系统的成分，即①非生物的物质和能量；②生产者；③消费者；④分解者。二是生态系统的营养结构，即食物链和食物网。在生态系统的成分中要注意消费者的级别；在生态系统的食物链中要注意营养级的划分。特别是分析一条食物链时，同一生物一般情况下其营养级别紧随同级消费者级别之后。在复杂的食物网中，生产者是每一条食物链的第一营养级，生态系统中的物质和能量一旦被生产者固定，就是从这里沿着食物链和食物网（主渠道）进行的。那么，物质和能量在生态系统中的流动有什么特点呢？咱们下节课再说。
板书设计
●备课资料
一、生态系统的结构
1.形态结构
生态系统的形态结构是指生物
( http: / / www.21cnjy.com )成分在空间、时间上的配置与变化，即在第三章讲过的垂直、水平和时间格局。无论在森林还是水域中，都可见到这种格局的存在。
生态系统中的垂直结构（成层现象）主要是由生产
( http: / / www.21cnjy.com )者和消费者间的关系所决定的，生产者需利用太阳光能进行光合作用，而光能最强的是上层，所以森森中光合能力最大的乔木就位于最上层，即乔木层，光合能力小的其他植物则位于下层，组成了灌木层、草本层和地被层。水体中上层的光最充足，因而浮游植物多集中在上层。动物为异养生物，必须依靠植物为食或栖息，因此，它们在生态系统中也是成层分布的。同样在土壤中也有成层现象，除植物的根系外，更有成千上万的微生物和腐食生物。而一些洞穴动物，如鼠类虽栖身于土中，取食却多是在地面。
由于环境条件的不均匀性，植物在地面上的分布
( http: / / www.21cnjy.com )并非是均匀的，它们随着地形、土壤、地下水、盐分等的变化而或多或少地群聚在一起，有的地段种类多些，有的地段种类少些，有的地段则很稀疏。植物分布的变化必然引起动物的变化，在植物种类多，植被覆盖度大的地段动物种类也相应多，反之就少，这就是生态系统中的水平结构。在水域中也有这种现象，浮游植物多的地方，鱼类相对多，渔民可根据这种规律捕到更多的鱼。
生态系统的形态结构在时间上也会发生变化，这种特点是温带的生态系统中最明显。
上述生态系统中垂直结构、水平格局及时间格局
( http: / / www.21cnjy.com )的形成和变化，实际上是组成生物群落的各个种群在生态位上分化的结果，不同种群的生态位不同，它们在群落中的时、空位置不同，因而形成了各种结构。
2.营养结构——食物链和食物网
生态系统中的各种成分之间最重要的联系是通过
( http: / / www.21cnjy.com )营养来实现的，即通过食物链而把生物与非生物、生产者与消费者连成一个整体。食物链（food
chain）是指由于营养关系在生物之间形成的一种链索关系，即能量和物质从植物开始，并一级又一级地转移到消费者动物。食物链上的每一个环节称为营养级（trophic
levels）。例如，浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼，树叶→蚜虫→瓢虫→鸟类→猛禽等食物链。中国有一句古语“螳螂捕蝉，黄雀在后”，其本意虽然指的是不能只看眼前利益而不顾以后的灾难，但实际上也是一条食物链，即叶汁→蝉→螳螂→黄雀。
按照一般的理解，食物链可以很长，例如
( http: / / www.21cnjy.com )，草→蚜虫→瓢虫→蜘蛛→小鸟→蛇→老鹰，共7个营养级；浮游植物→浮游动物→虾→小鱼→大鱼→鱼鹰，有6个营养级。实际上自然界很少见到这种情况，食物链的加长不是无限的。因为当物质和能量通过食物链由低向高流动时，高一级的生物不能全部利用低一级的能量和有机物，总有一部分不能利用，这样每经过一个营养级，能量和物质都要减少。如鹿仅吃树叶、草叶和嫩枝，而留下树干、根系不能被利用，老虎吃鹿时只吃肉而剩下骨头、心脏、皮毛等，即使像大鱼吃小鱼那样全部吞食，也还有粪便排出。一般认为，后一营养级只能把前一营养级5%~20%的转变成为自己的原生质。所以一般食物链只有3~4个营养级，5个营养级是罕见的。
在生态系统中，食物链主要有三种不同的
( http: / / www.21cnjy.com )类型：①牧食食物链（grazing
food
chain），从绿色植物开始，然后是草食动物，一级肉食动物，二级肉食动物，前面所举的例子都是这种类型；②腐食食物链（detritus
food
chain），也称碎屑食物链，从死亡的有机体开始，例如，木材→白蚁→食蚁兽，植物残体→蚯蚓→线虫→节肢动物等。③寄生食物链（parasite
food
chain），或是从植物开始，或者从动物开始，接着是寄生物和其他动物，例如。大豆→菟丝子，牛→蚊子→蜘蛛，鼠→跳蚤，等等。上述三种类型的食物链中，①、③是从活的有机体开始，②是从死亡有机体开始，但它们的最初起点都是植物。三种食物链中，①、②两种类型是最重要的。
需指出的是，在生态系统中的
( http: / / www.21cnjy.com )，一种生物不可能固定在某一种食物链上，例如，牛、羊、兔、鼠等可摄食羊草，羊草就可能与4条食物链相连，再如，黄鼠狼可捕食鼠、鸟类、蛙等，它本身也可能为狐狸和狼所捕食，这样它就处在不同的营养级上。实际上，生态系统中的食物链很少是孤立出现的（除非食性都是专一的）。这样生态系统中的食物链必然是交叉链索，形成了一种很复杂的网络，即食物网（food
webs）。
生态系统中食物链不是固定不变的，动物在
( http: / / www.21cnjy.com )个体发育的不同阶段，食性发生改变就会引起食物链的改变；例如，动物食性的季节变化，以及杂食动物都可引起食物链的变化。食物缺乏、环境改变也能引起动物食性的变化，如狼捕食牛、马、羊、狐狸偷鸡等。在种类繁多、结构复杂的生态系统中，食物链的变化不会出现大的问题，但在有些情况下，食物链的某一环节发生变化，可能破坏整个食物链，甚至影响到生态系统的结构和功能。因此食物链的概念是非常重要的，通过食物链生物和非生物环境才能有机地联成一个整体。而生态系统中的能量流动和物质循环正是沿着食物链这条渠道实现的。
二、生态系统成分的划分、作用及相互关系
在生态系统中，生产者、消费者和分解者的划分
( http: / / www.21cnjy.com )是依据各自的代谢类型和在生态系统中的功能特征来决定的。即：根据某种生物在该生态系统中的功能特性分为三大类群：
①生产者属于自养型，是生态系统的主要成分。绝大多数进行光合作用，少数进行化能合成作用（如：硝化细菌、铁细菌、硫细菌）。
②消费者属于异养型，虽然存在着不同的级别，
( http: / / www.21cnjy.com )但是生态系统的非必要成分。主要指各种动物。不过有些寄生细菌，它们从活的生物体内吸取有机物，在生态系统中也扮演着“小型消费者”的角色，故寄生细菌属于消费者。
③分解者属于异养型，是生态系统的必备成
( http: / / www.21cnjy.com )分。然而像一些腐食性动物（如：蚯蚓、蝇、蜣螂等）也能分解残枝败叶、尸体、粪便等有机物，故腐食性动物属于分解者。
总之，生态系统中的四种组成成分的相
( http: / / www.21cnjy.com )互关系是：非生物的物质和能量的作用是为各种生物提供物质和能量；生产者的作用是转化物质和能量；消费者的作用是推动物质和能量在群落中的流动；分解者的作用是把物质和能量归还到无机自然界。
三、生态系统中的特殊成分
自然界的生物千姿百态，形形色色，无奇不有
( http: / / www.21cnjy.com )。那么，在分析生态系统的成分时，当对某些特殊的生物作出特殊的界定，现对这些特殊的生物在生态系统中的地位作一参考性说明：
①绿色植物中的消费者。如食
( http: / / www.21cnjy.com )虫植物在长期的进化过程中，通过自然选择形成了特殊的捕虫器，一般生长在缺乏氮素的环境中，根系也不发达甚至退化。捕虫器内有高度分化的分泌细胞，可以分泌出消化液，消化吸收捕到昆虫的营养，以适应不良的生活环境。当然，这些植物都具有叶绿体，能进行光合作用，属于生产者（第一营养级），若当这些植物捕虫消化吸收过程发生时，就应该归为消费者（最低是第三营养级）。如：猪笼草、狸藻、瓶子草等。另外寄生在其他植物上的绿色植物菟丝子等不含叶绿体，叶子退化，仅有发达的生殖器，它们可以从寄主那里获取营养物质，属于异养型，是地道的消费者。但不是全部的寄生植物都是消费者，如：桑寄生、槲寄生等，这些植物只是寄主那里吸收水分和无机盐（同根的作用），且能通过光合作用合成自身物质，其代谢类型为自养型，属半寄生，依然属于生产者。
②动物中的生产者。一些单细胞的
( http: / / www.21cnjy.com )动物，如原生动物中的鞭毛虫类，其中的一部分无细胞壁，有叶绿体，能进行光合作用，符合生产者的特征。然而，当其生活环境中有现成的有机物时，可直接从环境中摄取有机物，故它们既是生产者又是消费者。又如绿眼虫既是自养生物（生产者）又是异养生物。当然也有完全营自养生活的衣滴虫。
③病毒应属于消费者。病毒
( http: / / www.21cnjy.com )是非细胞结构的生物，主要由核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成，其生存的环境仅限于活细胞内。病毒繁殖时是由自身的遗传物质利用寄主细胞里的有机物为原料来合成自身物质的，并没有把寄主细胞里的有机物分解成无机物回归到无机环境中，可见，病毒不能作为分解者，应属于消费者。
四、食物链的类型与营养级的大小
食物链主要有三种类型，即捕食链、寄生链和腐生链。
①捕食链（牧食食物链）：指生物界普遍存在的由捕食关系形成的食物链。
②寄生链：指生物体内以寄生方式形成的食物链。如：马蛔虫寄生在马体内、某些原生动物又寄生在马蛔虫的体内。
③腐生链：指以动植物遗体为食物而形成的食物链。
一般来说，一条食物链的营养级不超过5个，这是
( http: / / www.21cnjy.com )因为能量在沿着食物链这一主渠道流动时，大部分被消耗掉了（传递效率仅为10%~20%）这样流动3~4个营养级后，能量就少到不足以再维持一个营养级的生命活动了。当然自然界中也有更长的食物链（6~7个营养级），如：棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰→食鹰动物。
五、典型例题分析
［例1］生态系统中属于生产者的是
A.仅限于绿色植物
B.仅限于自养生物
C.全部植物及细菌和真菌
D.全部自养生物及部分异养生物
分析：本题旨在考查生态系统的成分
( http: / / www.21cnjy.com )。生产者是指能直接将无机物合成有机物的生物成分，其同化类型应为自养型，而自养型生物除光合自养型的植物及光合细菌外，还应包括各种化能合成作用的自养型生物，如硝化细菌、铁细菌、硫细菌等。题中A选项仅指绿色植物，C选项中的细菌、真菌均为异养生物不应归为生产者，D选项也含部分异养生物，因而都不符合“生产者”概念。
答案：B
［例2］构成生态系统食物网的生物因素是
A.生产者和消费者
B.各级消费者
C.生产者和分解者
D.生产者、消费者和分解者
分析：本题旨在考查生态系统营养结构及组
( http: / / www.21cnjy.com )成成分，以食物网为背景把食物链和生态因素联系在一起。大家知道，构成食物链的生物既有生产者，也有消费者，但不可能全是消费者，故排除B。分解者不参与营养级，只算生态系统的成分，故排除C、D。
答案：A
［例3］右图为一食物网，若把蛇全部捕光，请回答：
（1）此食物网中，何种生物数量大量减少？______。
（2）何种生物数量有增加的趋势？______。
分析：此题旨在考查生态系统食物网
( http: / / www.21cnjy.com )中某种生物数量变动对其他物种的影响。从上述食物网中可以看出，蛇既是山猫的天敌，又是鹰的食物，而鹰又是兔的天敌。因而当蛇全部损光后，山猫将失去天敌的捕食，数量剧烈增加。鹰则将更多地以兔为食，保持数量基本不变，同时，山猫也是兔的天敌，山猫的增加，也将引起兔的减少，因而蛇减少的结果必然引起山猫数量的上升和兔数量的下降。
答案：（1）兔 （2）山猫
六、相关高考题回顾
1.(1998年上海高考题)在下列生态系统叙述中，不正确的是
A.海洋对于调节大气CO2含量起重要作用
B.生态系统中的营养级一般只有4~5级
C.消费者通过同化有机物获得能量
D.生态系统中的食物链由网状向直线状演化
答案：D
2.(1999年上海高考题)下列各组生物中，全部属于生产者的是
A.海带、梨树、酵母菌
B.蘑菇、水绵、洋葱
C.马铃薯、菠菜、乳酸菌
D.硝化细菌、紫菜、苹果树
答案：D
3.（1999年上海高考题）连接生命世界和无机自然界的两个重要环节是
A.生产者和非生物成分
B.消费者和非生物成分
C.生产者和消费者
D.生产者和分解者
答案：D
4.（2000年广东高考题）下列符合生物学意义的食物链是
A.大米→鼠→蛇→人
B.阳光→青草→蛇→人
C.青草→鼠→蛇→鹰
D.营养物质→鼠→蛇→鹰
答案：C
●教后分析
本小节内容在生态系统一节中起着至关
( http: / / www.21cnjy.com )重要的作用，既是以生态系统的概念和类型为基础的，又是学习物质循环和能量流动的基础。通过阅读、讨论、分析、归纳等教学方法，学生不难掌握生态系统的四种成分和食物链及食物网的概念，但更重要的是理解与应用。然而，课堂上的时间是有限的，大量的题例分析又恐影响对本节课内容的教学，为此，教师还需要强调学生首先落实课本上的知识，特别是概念的理解与记忆。
录像资料、投影片的使用，一则形象生动，容易激发学生的学习兴趣；二则节省时间，可以演示大量的题例（图表）巩固知识。第2节
生态系统的功能
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。
2．使学生了解生态系统的主要功能和较多的名词概念以及能量流动与物质循环的特点。
3．使学生理解掌握能量流动过程和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。
（二）能力训练点
1．学会识图，提高学生分析能力。
2．通过电视录像和多媒体软件的观察以及实地考查生态系统，结合课本上理论联系实际，培养学生的观察能力和分析问题的能力。
3．通过讨论交流培养口头表达能力。
4．以生态系统中能量流动和物质循环与人类生存的关系为题撰写小论文，提高学生的综合能力。
（三）德育渗透点
通过生态系统功能的学习，使学生热爱大自然、保护生态环境，热爱祖国的美好山河，热爱家乡，培养高尚的爱国主义情操。
二、教学重点、难点及解决方法
1．重点
（1）生态系统的能量流动过程及特点。
（2）生态系统的物质循环过程及特点。
（3）碳循环过程图解。
（4）生态系统的能量流动和物质循环的关系。
2．难点
（1）生态系统的能量流动过程。
（2）生态系统的物质循环过程。
3．疑点
在生态系统中为什么只能是物质循环，能量能否循环。
4．解决办法
（1）将能量流动和物质循
( http: / / www.21cnjy.com )环的知识重点、难点编制成图文、音形并茂的多媒体课件，使它们变静为动，变抽象为形象，将难理解的内容转化为易接收的知识。
（2）培养提高学生的识图能力，分析问题、解决问题等思维能力，讨论交流将知识化难为易。
三、课时安排
2课时：能量流动1课时，物质循环1课时。
四、教学方法
多媒体组合教学模式，采用自学、讨论与讲述法。
五、教具准备
1．能量流动和物质循环的多媒体软件及电教设备。
2．电视录像带、放像机。
六、学生活动设计
1．自学生态系统的能量流动和物质循环的全部内容。
2．质疑讨论、学生相互启迪，教师点拨指导。
3．交流总结，相互取长补短，获取新的知识体系。
4．巩固所学的新知识，学生相互提问解答，归纳小结，课后练习，写小论文。
七、教学步骤
第一课时
（一）明确目标
1．使学生理解生态系统的能量流动的起点，能量流动的数量及其作用。
2．以一条食物链为例阐述生态系统中能量流动的过程和特点。
3．使学生理解什么是能量金字塔？人们研究生态系统中能量流动的目的是什么？
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
引言：作为生物与环境组成的统一整体，生态系
( http: / / www.21cnjy.com )统不仅具有一定的结构，而且具有一定的功能。生态系统的主要功能一是生态系统的能量流动，二是生态系统的物质循环，首先学习讨论生态系统的能量流动。
1．生态系统的能量流动
讲述：生态系统中生物之间的最重要联系是通过食物链和食物网联成一个整体，所以食物链和食物网是生态系统中能量流动和物质循环的主渠道。
学生活动：观看生态系统的能量流动电视录像片和多媒体课件，使学生身临其境，看完录像后，师生共同讨论。
（1）生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的？能不能从动物开始为什么？
生态系统的能量流动是从生产
( http: / / www.21cnjy.com )者所固定的太阳能开始的。这里指的生产者主要是绿色植物，因为只有绿色植物才能把太阳光能转变为化学能，储存在有机物中，所以，流经生物群落中的能量是从绿色植物开始的。
生态系统的能量流动起点能不
( http: / / www.21cnjy.com )能从动物开始？不能，因为我们通过动植物细胞结构与功能的学习，知道绿色植物的细胞结构有特殊的叶绿体能固定太阳光能，而动物细胞结构没有叶绿体是无法固定太阳光能的，所以只能利用现有的有机物。
（2）能量流动的数量及作
( http: / / www.21cnjy.com )用：生态系统的生产者——绿色植物通过光合作用，把太阳光能转化为化学能，储存在它们制造的有机物中。生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。能量流经生态系统后，就是一切生物生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的动力。
（3）生态系统的能量流动全过程。
分组讨论生态系统的能量流动图的涵义：
能量流动的起点：地球上所
( http: / / www.21cnjy.com )有的生态系统所需的能量都是来自太阳，是从生产者通过光合作用把太阳能固定在它们所制造的有机物中。生产者固定的全部太阳能就是流经生态系统的总能量。所以生态系统的能量流动是从生产者固定太阳光能开始的。
生态系统能量流动的数量，是生产者所固定的全部太阳光能，就是流经生态系统的总能量，这些能量能在生态系统各个营养级中进行流动。
生态系统能量流动的途径：通过食物链阐述其能量
( http: / / www.21cnjy.com )流动的过程，结合播放能量流动的多媒体课件，加深学生的印象。生态系统中的能量流动的课件看完后，推荐一个学生归纳其中心内容，其他学生补充，老师点拨指导。
第一、生态系统的总能量，其中一部分能
( http: / / www.21cnjy.com )量用于生产者自身的新陈代谢等生命活动，即呼吸作用消耗掉了；另一部分能量随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来；还有一部分能量被植食性动物摄入体内。
第二，植物被草食动物吃了以后，一部分
( http: / / www.21cnjy.com )以粪便等排泄物被动物排出体外，其余大部分被动物所同化。这样能量由植物流入动物即能量从第一营养级→第二营养级→第三营养级→第四营养级，各营养级所同化的能量，一部分通过呼吸作用消耗掉；另一部分用于各营养级生物的生长、发育、繁殖等生命活动。消费者的尸体、粪便等与生产者的遗体，残枝败叶一样，被分解者分解利用，并通过分解者的呼吸作用将其能量释放到环境中去最终消失。
（4）生态系统能量流动的特点
讲述：
美国生态学家林德曼，明确提
( http: / / www.21cnjy.com )出了“十分之一定律”。从理论上讲，一个人靠吃鱼增长身体1kg，就得吃掉10kg鱼，10kg的鱼则要吃掉100kg的浮游动物，100kg的浮游动物要吃掉1000kg的浮游植物。也就是说，1000kg的浮游植物才能养活10kg的鱼，进而才能使人增长1kg体重。
根据林德曼能量传递的“十分之一定律”，编制成多媒体课件，图、文、音、形并茂，形象逼真，学生一目了然。
观看后，学生归纳小结如下：
第一、能量流动不是循环的而
( http: / / www.21cnjy.com )是单向的：从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。
第二、能量流动是逐级递减的：传
( http: / / www.21cnjy.com )递率为10％～20％，一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为10％～20％，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。
（5）研究生态系统能量流动的目的
问：能不能改变生态系统能量流动的规律？
不能，人们虽然不能改变能量流动的客观规
( http: / / www.21cnjy.com )律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。
（三）总结、扩展
学生活动思维训练
1．为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？
引导学生根据林德曼能量流动的“十分之一定律”来阐述这个问题，如鱼体重增加1kg，所需浮游植物100kg等，结合日常生活实际讲解。
2．下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。
图中D表示______。
能量在逐级递减中，传递率
( http: / / www.21cnjy.com )按20％计算，若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能量为______千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为______千焦。
图中各营养级通过A______作用被消耗，通过B______利用，而B又通过C______被消耗。
太阳能；②1.6
200；③呼吸
分解者
呼吸作用
3．总结
从能量传递过程看，流经生态系统的能量就
( http: / / www.21cnjy.com )是绿色植物所固定的全部太阳能，这些能量沿着食物链和食物网的各个营养级传递，可见生产者是消费者和分解者获得能量的源泉，是生态系统存在和发展的基础。
从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级
( http: / / www.21cnjy.com )是逐级递减的，单向不循环的，传递率为10％－20％，因为大部分能量用于各营养级自身的新陈代谢等生命活动，另一部分随遗体等被分解者所利用，真正流入下一个营养级的能量只有10％－20％。所以，一条食物链一般不能超过五个营养级，到第五营养级时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。
（四）作业
1．识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答，
（1）将A、B、C、D各营养级的名称依次写在图中：
A．______B．______C．______D．______
（2）图中a1代表______。
（3）图中a2代表______。
（4）a3＜a2的原因是______。
（5）从生态系统能量传递效率上看，一个营养级的能量，流到下一个营养级只有______。因此，一个食物链一般不能超过______。
答案：（1）生产者、初级消费者、次级消费
( http: / / www.21cnjy.com )者、三级消费者；（2）生产者所固定的太阳能；（3）从第一营养级流动到第二营养级的能量；（4）初级消费者呼吸作用消耗了大部分的能量，只有10％-20％的能量传递给次级消费者，所以a3＜a2；（5）10％－20％，五个营养级。
2．思考题：生物的个体数量是否能成为金字塔？答案：略。
（五）板书设计生态系统的稳态与调节
知识研究
设计和制作模拟淡水生态系统的生态瓶
模拟法是设计一个与自然现象或过程相似的模型或情景，通过模型研究原型规律性的研究方法。
生物圈是一个高度复杂的生态系统，它是
( http: / / www.21cnjy.com )所有生物共同的家园。我们可以设计各种相对封闭的微型生态系统，模拟自然的或受干扰的生态系统，用于研究其结构、功能及其稳态维持的机制。请你参考以下方案设计和制作模拟淡水生态系统的生态瓶，学会观察和分析封闭的微型生态系统稳定性的各种因素。
题 目
指导教师
组长
成员
班级
课题的目的意义
研究计划
材料用具
变量设置
方法步骤
制 作
观察记录动植物的生活状况
总结交流
结 论
存在问题
改进方法
知识总结
生态系统的稳态与调节是本单元的重点，本节内容
( http: / / www.21cnjy.com )主要介绍了生态系统的概念、组成成分和生态系统的营养结构——食物链和食物网。这部分的学习需要联系前面学过的植物代谢、动物代谢、微生物的生活方式等知识，如光合作用、呼吸作用、化能合成作用、寄生、腐生等。对于生态系统，要特别注意它的整体性，各组成成分不是简单相加，生物成分与生物成分、生物成分与非生物成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而相互影响、依存和制约，组成一个具有自动调节能力的统一整体。各成分所处的地位和作用是不同的，如非生物环境为生物群落的存在和发展提供物质和能量；生产者是生态系统的主要成分；生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
通过独立或合作完成设计并制作小生态
( http: / / www.21cnjy.com )瓶、“分析生态系统的组成成分”“研究生态系统的食物链和食物网”，可培养我们动手操作、分析问题、解决问题的能力和勇于探究的科学精神。环境保护与可持续发展
1.如何防治赤潮？
我的思路：①建立完善的赤潮监控体系，及时
( http: / / www.21cnjy.com )发现赤潮，采取防范措施。②控制污染，减缓或扭转海域富营养化。③喷洒化学药品直接杀死赤潮生物；或喷洒絮凝剂，使生物黏在一起，沉降到海底。④机械方法：可通过机械设备把含赤潮的海水吸到船上进行过滤，把赤潮生物分离。⑤用围栏把赤潮发生区域隔离，避免扩散，污染其他海域。
2.如何防治温室效应？
我的思路：①尽量减少化石燃料在工业、家庭
( http: / / www.21cnjy.com )生活等方面的使用量，且利用科技手段，提高能源利用效率。②开发新能源，改进能源结构，如光能利用、核能利用、水能利用等。③提倡植树种草、保护和发展森林资源，提高森林覆盖面积。
3.环境污染主要有哪几种类型？对生物的影响是怎样的？如何治理？
我的思路：
主要污染物
危 害
生物防治
大气污染
化学污染物（如烟尘、CO2、SO2、氮氧化物等）、生物性污染（微生物）、放射性污染
酸雨、急慢性中毒、传染病、致癌作用
绿色植物的净化作用
水污染
重金属（汞、镉、铅等）、农药、过量的N、P元素、粪便、垃圾
毒害、富营养化、传染病
生物防治害虫，需氧型微生物的净化
固体废弃物污染
废渣、废塑料生活垃圾
污染环境、传染病
填埋、堆肥
噪声污染
噪声
损伤听力、影响心理、干扰睡眠、诱发疾病
植树绿化
土壤污染
化肥、农药、污水灌溉、酸雨等
农作物减产、间接危害人畜健康
生物防治害虫，施用农家肥，污水净化
4.生物多样性受到破坏的原因是什么？如何保护生物多样性？
我的思路：（1）多样性受到破坏的原因
( http: / / www.21cnjy.com )：①生态环境的破坏；②掠夺式的过度利用；③滥捕乱猎；④过度采挖野生经济植物，如人参、甘草等；⑤环境污染；⑥外来物种入侵。
（2）保护途径：①设立自然保护区；②饲养繁殖（动物园、植物园、种子库、精子库、基因库等）；③法规的建设、政策的调整；④限制贸易等。
5.作为一名中学生，谈一下为保护环境我们应该怎样做。
我的思路：（1）倡导步行，骑
( http: / / www.21cnjy.com )单车；（2）不使用非降解性塑料餐盒；（3）不燃放烟花爆竹；（4）双面使用纸张；（5）节约粮食；（6）拒绝使用一次性木筷；（7）拒绝使用一次性物品；（8）消费肉类要适度；（9）随手关闭水龙头；（10）一水多用；（11）随手关灯，节约用电；（12）尽量使用太阳能。
6.如何理解“可持续发展”？
我的思路：可持续发展强调的是生态环境与经
( http: / / www.21cnjy.com )济建设的协调发展，追求人与自然的和谐，既要使人类的各种需要得到满足，又要保护生态环境，不对后代人的生存和发展构成危害。其核心思想是建立在生态平衡和持续基础上健康的经济发展，鼓励对环境有利的、对环境友好的经济活动，不单纯片面用国民生产总值作为衡量发展的唯一指标，而是用包括生态环境和维护生物多样性的多项指标来衡量发展。可持续发展总体策略的内容包括人口、生产和环境保护三个方面多项政策和行动计划。
环境保护与可持续发展
思考过程
人口、资源和环境是全球生态系统中相
( http: / / www.21cnjy.com )互制约、相互作用的最基本因素，为了维护人类自身的利益和维持全球生态系统的平衡，20世纪80年代初，联合国世界环境与发展委员会提出了可持续发展的理论和战略。可持续发展的定义是：“既满足人类目前的需要和追求，又不对未来的需要和追求造成危害。”在这句话里，“目前的需要和追求”和“未来的需要和追求”具有一致性，这些需要和追求就是工业文明中人们的物质文化需求。而关系和影响着“目前”和“未来”的关键条件就是“环境”，就是我们的地球，就是地球的资源、能源以及生态环境。可持续发展是用包括生态环境和维护生物多样性在内的多项指标来衡量人类文明进步的。所以，学习本节内容，要用“可持续发展”的核心思想来思考问题，来指导自己的生产生活，并以此来进行生态环境的保护。
知识总结
本节的主线是环境保护的措施和
( http: / / www.21cnjy.com )意义，落脚点是使学生形成走可持续发展之路、与环境和谐发展的理念。同学们可以在课下借助多种媒体搜集一些有关环境污染和生物多样性的资料。从各种角度，以直观方式来了解环境污染和生物多样性遭受破坏的血淋淋的事实，激发自己的思考：人类生产生活中造成的环境污染有哪些？这些污染有哪些解决办法？生物多样性保护的内容包括哪些？怎样保护生物的多样性？什么样的人类活动会威胁到生物多样性？产生问题后，自然想到解决问题的途径。然后探究某一种环境污染（或生物多样性遭到破坏）具体的解决办法。这些解决方法是否可行呢？同学们可以再通过设计实验来验证。这样，通过思维过程，并通过自行设计验证性实验，激发自己自觉、迫切地保护环境的意识。同时，培养同学们科学思维的方法和分析解决实际问题的能力。生态系统的结构
复习导入
前面我们讲了《生态系统的概念和类型》，请大家回忆下面几个问题：
什么叫生态系统？
生态系统可以分为哪几大类？举例说明。
各种生态系统有什么共同特点？
设问切入正题：1、这些生物与无机环境之间是如何相互作用的？
2、生物与生物之间的内在联系是什么？
要解决这两个问题，我们必须研究“生态系统的结构”。
生态系统的结构包括两个方面：一、生态系统的成分
二、生态系统的营养结构，即食物链和食物网。
新授
（一）生态系统的成分
下面我们就以池塘生态系统为例，来分析生态系统的成分。
观察与思考：1、找出池塘中有哪些成分是没有生命的？
答：阳光、水、空气、沉积在池底的有机物、无机盐、溶解在水中的氧气和养料，热能、温度、石子等。
再思考：这些成分都没有生命，那么它们能不能不存在呢？
答：不能。
引导回答：阳光为生态系统提供源源不断
( http: / / www.21cnjy.com )的能量，水、空气等为生物提供必须的物质。所以，这些没有生命的成分为生态系统中的生物提供物质和能量，我们把这些成分称为“非生物物质和能量”。它们是生态系统必须的成分之一。
2、请同学们从池塘中找出自养型生物？
温故知新：什么是自养型生物？
新陈代谢过程包括同
( http: / / www.21cnjy.com )化作用和异化作用两个方面，同化作用根据能不能利用无机物制造有机物，将新陈代谢分为自养型和异养型两种。异化作用根据是否需要氧，分为需氧型和厌氧型两种。
答：硅藻、栅藻、团藻，以及其他水草等。它们能够进行光合作用，将无机物制造有机物，同时将光能转变成化学能，储存在有机物中。
归纳：整个生态系统中的生物所需的有机物和能量几乎都有绿色植物制造出来。所以把绿色植物称为“生产者”。
思考：假如生态系统中没有这些生产者，那么对这个生态系统会有什么影响？
答：其他生物也将会死亡。
归纳：所以说生产者是整个生态系统中最重要、最主要的一种成分，是必不可少的一种成分。
延伸：只有绿色植物才是自养型生物吗？
引导回答：只要能够将无机物制造成有机物的生物都称为自养型生物。如：硝化细菌能够利用化学能将无机物制造成有机物，它也是生产者。
3、池塘中还有哪些其他生物？
答：鱼、虾、小甲壳动物、螃蟹以及其他一些浮游动物等等。
思考：这些动物从同化作用角度来看，属于哪一种新陈代谢类型？
答：异养型生物。因为它们不能将无机物制造成有机物，必须直接或间接以植物为食。
归纳：动物只能吃现成的有机物，自己不能制造，所以我们把它称为“消费者”。
启发：根据消费者直接或间接地利用植物制造有机物的次序，又可以将消费者分为若干个级别。
举例：有句谚语“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴。”（其实虾米吃的是浮游植物）
归纳：虾米吃浮游植物，虾米直接以绿色植物为食的动物称为植食性动物，叫“初级消费者”。
小鱼吃虾米，小鱼以植食性动物为食的动物称为肉食性动物，叫“次级消费者”。
大鱼吃小鱼，大鱼以次级消费者为食的大型肉食性动物，叫“三级消费者”。
随着捕食关系的逐渐上升，消费者的级别也逐渐增高。
练习：虫吃植物，鸡吃虫，人吃鸡。这一种关系中，分别说出消费者的级别？
思考：消费者在生态系统中有什么重要作用呢？
引导归纳：像蜜蜂采蜜，可以将帮助植物完成花粉传播和受精工作。有些消费者也可以传播种子。这就是消费者的一些重要作用。
3、思考：生老病死是生物的一种自然现象，那么，在这个池塘中，各种动植物的遗体以及一些残枝败叶都去哪了呢？
引导回答：被细菌、真菌等微生物分解了。
归纳：我们肉眼看不到的真
( http: / / www.21cnjy.com )菌、细菌等把动植物遗体、排出物和残落物中所含的有机物分解成无机物，回归到无机环境中，被绿色植物中重新利用。我们把这些细菌和真菌称为“分解者”。假如说没有这些分解者的话，那动植物遗体就会堆积如山。
4、请学生起来归纳生态系统的成分以及相应的代谢类型和作用。完成表格。
5、我们根据生态系统各成分之间的作用来分析，生产者、消费者、分解者三者之间的关系。
(二)食物链和食物网
试着练习：1、根据下列生物之间的捕食关系：兔子吃草，狐狸吃兔子，老虎吃狐狸，用箭头写出他们的关系。（强调：箭头方向由被捕食者指向捕食者。）
2、写出这条食物链中的每种生物的成分。
3、这条食物链总共有几种生物？
归纳：一条食物链上有几种生物就几个环节，每个环节即为一个营养级。草到老虎总共有四个“营养级”。
设问：那么怎样确定食物链中的营养级呢？
答：生产者总是对应第一营养级，初级消费者对应第二营养级，次级消费者对应第三营养级，三级消费者对应第四营养级等等。
归纳：一条完整的食物链必须包括生产者和消费者两部分，没有分解者。
举例：有句谚语：“螳螂捕蝉，黄雀在后。”这是否构成一条完整的食物链？为什么？
练习：下面我们来看一个生态系统简图，数出图中有几条食物链？分别一一列出。
答：9条。
(1)草─→兔
─→
狐
(2)草─→兔
─→
猫头鹰
(3)草─→鼠
─→
猫头鹰
(4)草─→鼠
─→
狐
(5)草─→鼠
─→
蛇
─→猫头鹰
(6)草─→昆虫→吃虫鸟→猫头鹰
(7)草─→昆虫→蜘蛛
→
吃虫鸟→猫头鹰
(8)草─→昆虫→青蛙─→
蛇
─→
猫头鹰
(9)草─→昆虫→蜘蛛
→
青蛙
─→
蛇
→
猫头鹰
观察：1、猫头鹰在不同的食物链占有几个营养级？
答：第三、第四、第五、第六
归纳：各种生物处的营养级的
( http: / / www.21cnjy.com )级别，并不是一成不变的。同一种生物，在不同的食物链中可以是不同的营养级。同种生物，所属消费者级别和所处的营养级级别一定是不同的。
2、猫头鹰可以吃哪些食物？
答：兔、鼠、蛇、吃虫鸟
3、昆虫可以被哪些生物吃？
答：吃虫鸟、蜘蛛、青蛙
4、青蛙和蜘蛛是什么关系？
答：既是捕食关系，又是竞争关系。
归纳：一种生物可以吃几种不同的食物，同一种生物可以被几中不同的生物吃。因此就使得各种食物链彼此交错连接，形成网状。
提出食物网的概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互连接的复杂的营养关系，就叫食物网。
知识拓展：是不是只有通过捕食关系才能构成食物链？
草
→
兔
→
狐
→
虎
（捕食链）
马→马蛔虫→原生动物
（寄生链）
植物落叶→蚯蚓
→节肢动物
（腐生链）
归纳：捕食链、寄生链、腐生链都是食物链。
总结：食物链和食物网是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。
思考：假如食物链中某个环节安生了变化，对其他生物有影响呢？例如：上图中猫头鹰减少了，会有什么样的影响？
引导回答：直接影响是鼠和兔，然后再间接影响其他生物。
总结：所以我们必须爱护我们的生态，爱护我们的家园。
小结本课：投影
巩固练习
五、板书设计
生态系统的结构
组成成分
营养结构第二节
生态系统的功能
生态系统的物质循环、信息传递
一、学习目标：
析生态系统的物质循环的过程与特点。
概述研究物质循环的意义。
3、理解物质循环和能量流动的关系。
4、探究土壤微生物的分解作用
5、举例说明生态系统中信息的种类
6、说出信息传递在生态系统中的作用
7、描述信息传递在农业生产中的应用
二、知识结构：
一、生态系统的物质循环
物质循环概念：___________________
_____________
碳循环
氮循环
物质循环的特点
二物质循环和能量流动的关系
项目
能量流动
物质循环
形式
过程
范围
特点
联系
1.
______________和______________是生态系统的主要功能，二者是________________________2、能量的____、_______、_______和______，离不开物质的___和
3.
_________________是能量沿
和
流动的载体。
_________________是物质在生态系统中往复循环的动力。
4、态系统的各组成成分，通过
和
，形成一个统一的整体。
1．生态系统中的
、
、
、
、
等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
2．生物在生命活动过程中产生一些可以传递信息的化学物质，例如植物的
、
等代谢产物，以及动物的
等，这就是化学信息。
3．动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为
。
4．生命活动的正常进行，离不开
( http: / / www.21cnjy.com )
的作用；生物种群的繁衍，也离不开
。信息还能够调节
，以维持生态系统的稳定。
5．信息传递在农业生产上的应用有两个方面：一是
；二是
。
三、典例解析：
1、碳循环
例1：下图是生态系统的碳循环示意图。先填写示意图，再回答有关问题
1、C在无机环境中以_____
或______________的形式存在。
2、在生态系统中，碳元素主要以________________状态进行循环，碳循环始终_____________结合在一起。
3、产生CO2的途径有三条：
一是_______________
二是_________________
三是_________________
4、由此可见，生态系统的物质循环具有如下特点：
(1)_________________
(2)_________________
2、氮循环
例2、阅读下面短文，回答有关问题：
（1）N是构成生物体的重要化合物－－蛋白
( http: / / www.21cnjy.com )质．核酸的必需元素，（2）一般植物由根吸收土壤中的NH4＋和NO3－与光合作用产生的化合物合成氨基酸等有机物，（3）动物以所摄取的食物中的有机物为原料．合成有机N化合物，（4）并且将不需要的有机N化合物中的N转化为其它N化合物排出，（5）生物遗体和排泄物中的有机N化合物在微生物等的作用下转变为NO2－，NO3－，再被植物吸收，（6）另外，生活于豆科植物根瘤中的根瘤菌还能将大气中的N2固定为NH3或NH4＋，（7）再经硝化细菌转变为NO2－，NO3－供植物吸收利用。
（1）文章中叙述了生态系统的功能之一是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（2）动物能合成有机N化合物，却属于异养型。这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（3）经常松土．土壤中NH4＋／NO3－的比例会变＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿
（4）其中（4）必须经过蛋白质代谢中的＿＿＿＿＿＿作用
（5）由（6）．（7）可看出，豆科植物与根瘤菌的种间关系______
小结：氮的固定是指_________________________________的过程
②固氮的途径一般有三条：________________________________
③生物群落中的氮素传递是以＿＿＿＿形式通过生物的＿＿＿作用实现的。
④无机氮被植物吸收后转变为有机氮（主要是__________），然后沿着___________传递。
⑤______________的活动会降低土壤中的肥力，但对氮循环来说是必不可少的。
⑥动植物遗体．排泄物中的有机氮
( http: / / www.21cnjy.com )是通过微生物的＿＿＿作用及＿＿＿作用转变为植物再度利用的形式。＿＿＿＿条件下，土壤中的硝酸盐被＿＿＿细菌等多种微生物还原为＿＿＿＿，最终还原为＿＿＿＿返回大气中。
例1．光照周期可以作为外界的“线索”，对生物体内的生物钟起到“扳机”的作用，引起一系列的生理过程。
（1）这
（是、不是）生态系统中的信息；若是，属于哪一类信息？
？
（2）试举光照周期影响生物生理活动的具体例子：
。
思路探究：
光属于生态系统中的物理信息，同
( http: / / www.21cnjy.com )时也是一种生态因子。生物能积极地利用一些生态因子的周期性变化，以作为确定时间，调整其生理节律和生活史中的各种节律的线索。一个最明显的例子就是光照周期。光照周期可以作为外界的“线索”，对生物体内的生物钟起到“扳机”的作用，引起一系列的生理过程。例如植物的生长和开花，动物的换毛、迁徙、繁殖、滞育和冬眠。这里，环境条件对有机体起到了信号的作用。
答案：（1）是
物理信息
（2）植物的生长和开花，动物的换毛、迁徙、繁殖、滞育和冬眠等。
例2．斑蝶的求偶行为是这样的：当雌碟出现在雄
( http: / / www.21cnjy.com )碟的视野范围内时，一系列定型的求偶行为便宣告开始了：对雌碟来说，雄蝶的出现是一个刺激，首先是雄碟追逐雌碟，经过一番“角逐”，最后追上了她。当雄蝶飞到离雌碟背上几英寸距离时，它突然伸出长于腹部两侧的毛束，并通过毛束散发出带有强烈麝香气味的物质。接着，雄碟便在雌碟周围上下飞舞，并以毛束反复碰扫对方的头部和触角……雌碟终于降落到草丛内，而雄碟仍然继续飞舞和扇动毛束，雌碟则紧紧折起双翅，竖于背上。受这个动作的刺激，雄碟收起毛束，降落到雌碟身旁并进行交配。倘若交配成功，雄碟就带着雌碟（雌碟悬挂在雄碟腹部的末端）起飞，举行婚后飞舞。倘若失败了，雄碟便再次在雌碟的上方盘旋，继续上述的求偶行为。
请回答：
（1）上述求偶行为至少包括哪些信息
。
（2）利用斑蝶的求偶行为，如何简单统计斑蝶的种群数量？
（3）斑蝶的求偶行为属于生物的
，它是由
构成的。
思路探究：
此题是一道信息题，综合了多个知识点。解答此
( http: / / www.21cnjy.com )题需认真分析、充分占有阅读材料，可知，整个求偶行为至少包括三种信息：物理信息、化学信息、行为信息，是一种非常复杂的行为，也属于动物的本能行为，本能行为是由一系列的非条件反射按一定顺序连锁发生构成的。
答案：（1）物理信息、化学信息、行为信息
（2）：在诱捕器里放进活
( http: / / www.21cnjy.com )的、没有交尾的雌斑蝶，或者放进人工合成的性引诱剂等，引诱雄斑蝶前来，进而捕获；定期检查捕获的虫数，从中统计斑蝶的种群数量。
（3）本能
一系列的非条件反射按一定顺序连锁发生构成的
变式训练：
化学信息中的多种激素能影响动物的繁殖和育雏行为，试举几例。
（1）
（2）
（3）
答案：（1）性激素影响动物的性行为
（2）催乳素调控某些动物对幼仔的照顾行为。
（3）促性腺激素能够促进性腺的发育和性激素的分泌，进而影响动物的性行为。第二单元
生物群体的稳态与调节
第三章
生态系统的稳态与调节
2.3.1
生态系统的结构
生态系统的概念是由英国生态学家坦斯
( http: / / www.21cnjy.com )利(A.G.Tansley,
1871~1955年)在1935年提出来的，他认为，“生态系统的基本概念是物理学上使用的‘系统’整体。这个系统不仅包括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因子复合体”。“我们对生物体的基本看法是，必须从根本上认识到，有机体不能与它们的环境分开，而是与它们的环境形成一个自然系统。”“这种系统是地球表面上自然界的基本单位，它们有各种大小和种类。”随着生态学的发展，人们对生态系统的认识不断深入。20世纪40年代，美国生态学家林德曼(R.L.Lindeman)在研究湖泊生态系统时，受到我国“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”这一谚语的启发，提出了食物链的概念。他又受到“一山不能存二虎的启发，提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。今天，人们对生态系统这一概念的理解是：生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。生态系统是生物与环境之间进行能量转换和物质循环的基本功能单位。
为了生存和繁衍，每一种生物都要从周围的环境中
( http: / / www.21cnjy.com )吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质；生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。对任何一种生物来说，周围的环境也包括其他生物。例如，绿色植物利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素，食草动物以绿色植物为食物，肉食性动物又以食草动物为食物，各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物，又是微生物的营养来源。微生物活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质。经过长期的自然演化，每个区域的生物和环境之间、生物与生物之间，都形成了一种相对稳定的结构，具有相应的功能，这就是人们常说的生态系统。
1.
生态系统的概念
生态系统（ecosyste
( http: / / www.21cnjy.com )m）是英国生态学家Tansley于1935年首先提上来的，指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。生态系统不论是自然的还是人工的，都具下列共同特性：（1）生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。（2）生态系统内部具有自我调节能力。其结构越复杂，物种数越多，自我调节能力越强。（3）能量流动、物质循环是生态系统的两大功能。（4）生态系统营养级的数目因生产者固定能值所限及能流过程中能量的损失，一般不超过5~6个。（5）生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。
生态系统概念的提出为生态学的研究和发展奠定了新的基础，极大地推动了生态学的发展。生态系统生态学是当代生态学研究的前沿。
2.
生态系统的组成成分
生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和分解者。
（1）非生物环境
包括
( http: / / www.21cnjy.com )：气候因子，如光、温度、湿度、风、雨雪等；无机物质，如C、Ｈ、O、N、CO2及各种无机盐等。有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。
（2）生产者（producers）
( http: / / www.21cnjy.com )主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。
（3）消费者（consumers）
异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。
（4）分解者（decomposers）
( http: / / www.21cnjy.com )
异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。
3.
生态系统的结构
生态系统的结构可以从两个方面理解。
( http: / / www.21cnjy.com )其一是形态结构，如生物种类，种群数量，种群的空间格局，种群的时间变化，以及群落的垂直和水平结构等。形态结构与植物群落的结构特征相一致，外加土壤、大气中非生物成分以及消费者、分解者的形态结构。其二为营养结构，营养结构是以营养为纽带，把生物和非生物紧密结合起来的功能单位，构成以生产者、消费者和分解者为中心的三大功能类群，它们与环境之间发生密切的物质循环和能量流动。
4.
生态系统的初级生产和次级生产
生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合
( http: / / www.21cnjy.com )作用。光合作用积累的能量是进入生态系统的初级能量，这种能量的积累过程就是初级生产。初级生产积累能量的速率称为初级生产力（primary
productivity），所制造的有机物质则称为初级生产量或第一性生产量（primary
production）。
在初级生产量中，有一部分被植物自己的
( http: / / www.21cnjy.com )呼吸所消耗，剩下的部分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖，我们称这部分生产量为净初级生产量（net
primary
production,
NPP），而包括呼吸消耗的能量（R）在内的全部生产量称为总初级生产量（gross
primary
production,
GPP）。它们三者之间的关系是GPP=NPP+R。GPP和NPP通常用每年每平方米所生产的有机物质干重（g/m2.a）或固定的能量值（J/m2.a）来表示，此时它们称为总（净）初级生产力，生产力是率的概念，而生产量是量的概念。
某一特定时刻生态系统单位面积内所积存的
( http: / / www.21cnjy.com )生活有机物质量叫生物量（biomass）。生物量是净生产量的积累量，某一时刻的生物量就是以往生态系统所累积下来的活有机物质总量。生物量通常用平均每平方米生物体的干重（g/m2）或能值（J/m2）来表示。生物量和生产量是两个不同的概念，前者是生态系统结构的概念，而后者则是功能上的概念。如果GP-R>O，生物量增加；GP-R次级生产是除生产者外的其它有机
( http: / / www.21cnjy.com )体的生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，表现为动物和其它异养生物生长、繁殖和营养物质的贮存。动物和其它异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量或第二性生产量（secondary
production），其生产或固定率称次级（第二性）生产力（secondary
productivity）。动物的次级生产量可由下一公式表示：P=C-FU-R，式中，P为次级生产量，C代表动物从外界摄取的能量，FU代表以粪、尿形式损失的能量,R代表呼吸过程中损失的能量。
5.
生态系统中的分解
生态系统的分解（或称分解作用）（dec
( http: / / www.21cnjy.com )omposition）是指死有机物质的逐步降解过程。分解时，无机元素从有机物质中释放出来，得到矿化，与光合作用时无机元素的固定正好是相反的过程。从能量的角度看，前者是放能，后者是贮能。从物质的角度看，它们均是物质循环的调节器，分解的过程其实十分复杂，它包括物理粉碎、碎化、化学和生物降解、淋失、动物采食、风的转移及有时的人类干扰等几乎同步的各种作用。将之简单化，可看作是碎裂、异化和淋溶三个过程的综合。由于物理的和生物的作用，把死残落物分解为颗粒状的碎屑称为碎裂；有机物质在酶的作用下分解，从聚合体变成单体，例如由纤维素变成葡萄糖，进而成为矿物成分，称为异化；淋溶则是可溶性物质被水淋洗出来，是一种纯物理过程。分解过程中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。
分解过程的速率和特点，决定于资源的质量、分
( http: / / www.21cnjy.com )解者种类和理化环境条件三方面。资源质量包括物理性质和化学性质，物理性质包括表面特性和机械结构，化学性质如C：N比、木质素、纤维素含量等，它们在分解过程中均起重要作用。分解者则包括细菌、真菌和土壤动物（水生态系统中为水生小型动物）。理化环境主要指温度、湿度等。
6.
生态系统中的能量流动
能量是生态系统的基础，一切生
( http: / / www.21cnjy.com )命都存在着能量的流动和转化。没有能量的流动，就没有生命和生态系统。流量流动是生态系统的重要功能之一，能量的流动和转化是服从于热力学第一定律和第二定律的，因为热力学就是研究能量传递规律和能量形式转换规律的科学。
能量流动可在生态系统、食物链和种群三个
( http: / / www.21cnjy.com )水平上进行分析。生态系统水平上的能流分析，是以同一营养级上各个种群的总量来估计，即把每个种群都归属于一个特定的营养级中（依据其主要食性），然后精确地测定每个营养级能量的输入和输出值。这种分析多见于水生生态系统，因其边界明确、封闭性较强、内环境较稳定。食物链层次上的能流分析是把每个种群作为能量从生产者到顶极消费者移动过程中的一个环节，当能量沿着一个食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值，就可提供生态系统内一系列特定点上能流的详细和准确资料。实验种群层次上的能流分析，则是在实验室内控制各种无关变量，以研究能流过程中影响能量损失和能量储存的各种重要环境因子。
在这里我们还介绍一下食物链、食物网、营
( http: / / www.21cnjy.com )养级、生态金字塔等概念。植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中的传递，这种生物之间的传递关系称为食物链（food
chains）。一般食物链是由4~5环节构成的，如草→昆虫→鸟→蛇→鹰。但在生态系统中生物之间的取食和被取食的关系错综复杂，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网（food
web）。一般而言，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之亦然。在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链，即捕食食物链（grazing
food
chain）和碎屑食物链（detrital
food
chain），前者是以活的动植物为起点的食物链，后者则以死生物或腐屑为起点。在大多数陆地和浅水生态系统中，腐屑食物链是最主要的，如一个杨树林的植物生物量除6%是被动物取食处，其余94%都是在枯死凋落后被分解者所分解。一个营养级（trophic
levels）是指处于食物链某一环节上的所有生物种群的总和，在对生态系统的能流进行分析时，为了方便，常把每一生物种群置于一个确定的营养级上。生产者属第一营养级，植食动物属第二营养级，第三营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物，一般一个生态系统的营养级数目为3~5个。生态金字塔（ecological
pyramids）是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,分别构成生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
7.
生态系统中的物质循环
生态系统的物质循环（circulatio
( http: / / www.21cnjy.com )n
of
materials）又称为生物地球化学循环（biogeochemical
cycle），是指地球上各种化学元素，从周围的环境到生物体，再从生物体回到周围环境的周期性循环。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，它们使生态系统各个营养级之间和各种组成成分之间组织为一个完整的功能单位。但是能量流动和物质循环的性质不同，能量流经生态系统最终以热的形式消散，能量流动是单方向的，因此生态系统必须不断地从外界获得能量；而物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。同时两者又是密切相关不可分割的。
生物地球化学循环可以用库和流通率两个概念加以
( http: / / www.21cnjy.com )描述。库（pools）是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的。这些库借助于有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系，物质在生态系统单位面积（或体积）和单位时间的移动量就称为流通率（flux
rates）。一个库的流通率（单位/天）和该库中的营养物质总量之比即周转率（turnover
rates），周转率的倒数为周转时间（turnover
times）。
生物地球化学循环可分为三大类型，即水
( http: / / www.21cnjy.com )循环（water
cycles）、气体型循环（gaseous
cycles）和沉积型循环（sedimentary
cycles）。水循环的主要路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面，H和O主要通过水循环参与生物地化循环。在气体型循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相关，具有明显的全球性，循环性能最为完善。属于气体型循环的物质有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。参与沉积型循环的物质，主要是通过岩石风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的物质，它们的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，循环的全球性不如气体型循环明显，循环性能一般也很不完善。属于沉积性循环的物质有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等，其中P是较典型的沉积型循环元素。气体型循环和沉积型循环都受到能流的驱动，并都依赖于水循环。
生物地化循环是一种开放的循环，其时间跨
( http: / / www.21cnjy.com )度较大。对生态系统来说，还有一种在系统内部土壤、空气和生物之间进行的元素的周期性循环，称生物循环（biocycles）。养分元素的生物循环又称为养分循环（nutrient
cycling），它一般包括以下几个过程：吸收（absorption），即养分从土壤转移至植被；存留（retention），指养分在动植物群落中的滞留；归还（return），即养分从动植物群落回归至地表的过程，主要以死残落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成；释放（release），指养分通过分解过程释放出来，同时在地表有一积累（accumulation）过程；储存（reserve），即养分在土壤中的贮存，土壤是养分库，除N外的养分元素均来自土壤。其中，吸收量=存留量+归还量。
生物圈的相关知识
生物圈的概念，以下几点是公认的：①地球上
( http: / / www.21cnjy.com )凡是生物分布的区域都属于生物圈；②生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合；③由于生物种类的迁移性与无机环境的连续性使其结构和功能不断变化，并且不断趋于相对稳定的状态。地球上最大的生态系统是生物圈，陆地上最大的生态系统是森林生态系统，我国最大的生态系统是草原生态系统。
森林生态系统的作用
森林覆盖率是衡量一个国家和地区生态
( http: / / www.21cnjy.com )环境的重要指标。如果一个地区的森林覆盖率达到30%，并且分布比较均匀，就能够有效地调节气候，减少自然灾害的发生。森林的具体作用有以下几个方面：
①调节生物圈中O2和CO2的相对
( http: / / www.21cnjy.com )平衡 处于生长季节的每公顷阔叶林一天可吸收1000
kg的CO2，放出730
kg的O2。平均每人拥有10
m2的森林，即可以满足多氧环境的需要。
②净化空气 植物的枝叶能吸附烟尘、
( http: / / www.21cnjy.com )粉尘等污染物和SO2等有毒气体，如夹竹桃、梧桐、柳杉、槐树能吸收SO2，松树的针叶分泌物能杀死结核杆菌和白喉杆菌等。
③消除噪音 30
m宽的林带便可以吸收和降低噪音6～8分贝。
④涵养水源、保持水土、防风固沙。
⑤调节气候、增加降水、美化环境。
我国古代森林覆盖率高达60%以上，现在我国的森林覆盖率仅16.55%，人工造林面积居世界第一。
农业生态系统的原理
首先是生态系统中能量的多级利
( http: / / www.21cnjy.com )用和物质循环再生。食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，还是一条增值链。其次农业生态系统的各种生物之间遵循相互依存、相互制约的原理。在农业生态系统中，人们利用生物种群之间的关系．对生物种群进行人为调节，增加有害生物的天敌种群，可以减轻有害生物的危害。如放养赤眼蜂防治稻纵卷叶螟，防止农药的污染。
生态农业的设计和布局主要从
( http: / / www.21cnjy.com )平面、垂直、时间、食物链等方面着手。平面设汁是在一定区域内．确定各种作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域，即农业区划或农业规划布局。垂直设计是运用生态学的原理．将各种不同的种群组合在合理的复合生产系统，达到最充分、最合理地利用环境资源的目的。垂直结构包括地上和地下两部分，地上部分包括不同作物在不同层次空间上的茎、叶的合理配置，以便最大限度地利用光、热、水，气等自然资源。地下部分是复合作物的根系在不同土层中的分布，以更好地利用土壤中的水分和矿质元素。时间上的设计是根据各种农业资源的时间节律，设计出有效利用农业资源的生产格局。主要包括各种作物种群的嵌合设计，如套种、复种、育苗移栽，改变作物生长期的调控设计。食物链的设计是根据生态学的原理和当地的实际情况科学地设计农业生态系统内的食物链结构．实现对物质和能量的多级利用，提高整体经济效益。其重点是在原有的食物链中引入或增加新的环节。例如，引进天敌动物以控制有害昆虫的数量．增加新的生产环节将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副业产品等。
生态系统中某种生物减少引起其他物种变动情况
( http: / / www.21cnjy.com )。处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种变动：在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其它生物都减少。这是因为第一营养级是其它各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源，这一营养级生物的减少必会引起连锁反应，致使以下营养级依次减少。
“天敌”一方减少，对被食者数量变动的影响：
( http: / / www.21cnjy.com )若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的。而是随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质(如奔跑速度、警惕性、灵敏性等)必会下降，导致流行病蔓延，老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被食方先增加后减少，最后趋向稳定。
若处于“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变化情况应视具体食物链确定。研究时，按照从高营养级到低营养级的方向和顺序考虑。
生态标准原则
坚持生态标准原则,就是以自然、社会和人的和谐
( http: / / www.21cnjy.com )统一为主题,推进生态城市和环保模范城市群建设,发展循环经济,集中解决水污染、大气污染、森林覆盖率低、固体废弃物污染和局部环境脏乱差问题。对生态功能区和重点生态资源实施强制性保护。搞好中水回用,开发新水源,建设节水型城市。发展清洁能源。大规模植树造林,提高人均占有绿地水平。完善环境与发展综合决策机制,加强环保能力建设。
大量观测数据和
( http: / / www.21cnjy.com )经验表明，生态系统是生物体与气候、水、土等诸因素组成的相互制约和促进，相对平衡并有自我修复组织功能的系统。某种人为因素的介入会打破它的平衡，而一旦介入因素削弱或消失，大多数系统仍具有逐渐恢复到接近原生态状况的自我修复能力。这里要注意的是人力工程仅能作用于局部，自我修复则可以普惠广袤大地。第二单元
生物群体的稳态与调节
第三章
生态系统的稳态与调节
第三节
生态系统的稳定性
生态系统的概念是由英国生态学家
( http: / / www.21cnjy.com )坦斯利(A.G.Tansley,
1871~1955年)在1935年提出来的，他认为，“生态系统的基本概念是物理学上使用的‘系统’整体。这个系统不仅包括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因子复合体”。“我们对生物体的基本看法是，必须从根本上认识到，有机体不能与它们的环境分开，而是与它们的环境形成一个自然系统。”“这种系统是地球表面上自然界的基本单位，它们有各种大小和种类。”随着生态学的发展，人们对生态系统的认识不断深入。20世纪40年代，美国生态学家林德曼(R.L.Lindeman)在研究湖泊生态系统时，受到我国“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”这一谚语的启发，提出了食物链的概念。他又受到“一山不能存二虎的启发，提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。今天，人们对生态系统这一概念的理解是：生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。生态系统是生物与环境之间进行能量转换和物质循环的基本功能单位。
为了生存和繁衍，每一种生物都要从周围的环
( http: / / www.21cnjy.com )境中吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质；生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。对任何一种生物来说，周围的环境也包括其他生物。例如，绿色植物利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素，食草动物以绿色植物为食物，肉食性动物又以食草动物为食物，各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物，又是微生物的营养来源。微生物活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质。经过长期的自然演化，每个区域的生物和环境之间、生物与生物之间，都形成了一种相对稳定的结构，具有相应的功能，这就是人们常说的生态系统。
1.
生态系统的概念
生态系统（ecosystem）是英国生
( http: / / www.21cnjy.com )态学家Tansley于1935年首先提上来的，指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。生态系统不论是自然的还是人工的，都具下列共同特性：（1）生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。（2）生态系统内部具有自我调节能力。其结构越复杂，物种数越多，自我调节能力越强。（3）能量流动、物质循环是生态系统的两大功能。（4）生态系统营养级的数目因生产者固定能值所限及能流过程中能量的损失，一般不超过5~6个。（5）生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。
生态系统概念的提出为生态学的研究和发展奠定了新的基础，极大地推动了生态学的发展。生态系统生态学是当代生态学研究的前沿。
2.
生态系统的组成成分
生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和分解者。
（1）非生物环境
包括：气候因子，如光
( http: / / www.21cnjy.com )、温度、湿度、风、雨雪等；无机物质，如C、Ｈ、O、N、CO2及各种无机盐等。有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。
（2）生产者（produce
( http: / / www.21cnjy.com )rs）
主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。
（3）消费者（consumers）
异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。
（4）分解者（decomposers）
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异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。
3.
生态系统的结构
生态系统的结构可以从两个方面理解。其一
( http: / / www.21cnjy.com )是形态结构，如生物种类，种群数量，种群的空间格局，种群的时间变化，以及群落的垂直和水平结构等。形态结构与植物群落的结构特征相一致，外加土壤、大气中非生物成分以及消费者、分解者的形态结构。其二为营养结构，营养结构是以营养为纽带，把生物和非生物紧密结合起来的功能单位，构成以生产者、消费者和分解者为中心的三大功能类群，它们与环境之间发生密切的物质循环和能量流动。
4.
生态系统的初级生产和次级生产
生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合
( http: / / www.21cnjy.com )作用。光合作用积累的能量是进入生态系统的初级能量，这种能量的积累过程就是初级生产。初级生产积累能量的速率称为初级生产力（primary
productivity），所制造的有机物质则称为初级生产量或第一性生产量（primary
production）。
在初级生产量中，有一部分被植物自己的呼吸所
( http: / / www.21cnjy.com )消耗，剩下的部分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖，我们称这部分生产量为净初级生产量（net
primary
production,
NPP），而包括呼吸消耗的能量（R）在内的全部生产量称为总初级生产量（gross
primary
production,
GPP）。它们三者之间的关系是GPP=NPP+R。GPP和NPP通常用每年每平方米所生产的有机物质干重（g/m2.a）或固定的能量值（J/m2.a）来表示，此时它们称为总（净）初级生产力，生产力是率的概念，而生产量是量的概念。
某一特定时刻生态系统单位面积内所积存的
( http: / / www.21cnjy.com )生活有机物质量叫生物量（biomass）。生物量是净生产量的积累量，某一时刻的生物量就是以往生态系统所累积下来的活有机物质总量。生物量通常用平均每平方米生物体的干重（g/m2）或能值（J/m2）来表示。生物量和生产量是两个不同的概念，前者是生态系统结构的概念，而后者则是功能上的概念。如果GP-R>O，生物量增加；GP-R次级生产是除生产者外的其它有机体的
( http: / / www.21cnjy.com )生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，表现为动物和其它异养生物生长、繁殖和营养物质的贮存。动物和其它异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量或第二性生产量（secondary
production），其生产或固定率称次级（第二性）生产力（secondary
productivity）。动物的次级生产量可由下一公式表示：P=C-FU-R，式中，P为次级生产量，C代表动物从外界摄取的能量，FU代表以粪、尿形式损失的能量,R代表呼吸过程中损失的能量。
5.
生态系统中的分解
生态系统的分解（或称分解作用）（d
( http: / / www.21cnjy.com )ecomposition）是指死有机物质的逐步降解过程。分解时，无机元素从有机物质中释放出来，得到矿化，与光合作用时无机元素的固定正好是相反的过程。从能量的角度看，前者是放能，后者是贮能。从物质的角度看，它们均是物质循环的调节器，分解的过程其实十分复杂，它包括物理粉碎、碎化、化学和生物降解、淋失、动物采食、风的转移及有时的人类干扰等几乎同步的各种作用。将之简单化，可看作是碎裂、异化和淋溶三个过程的综合。由于物理的和生物的作用，把死残落物分解为颗粒状的碎屑称为碎裂；有机物质在酶的作用下分解，从聚合体变成单体，例如由纤维素变成葡萄糖，进而成为矿物成分，称为异化；淋溶则是可溶性物质被水淋洗出来，是一种纯物理过程。分解过程中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。
分解过程的速率和特点，决定于资源
( http: / / www.21cnjy.com )的质量、分解者种类和理化环境条件三方面。资源质量包括物理性质和化学性质，物理性质包括表面特性和机械结构，化学性质如C：N比、木质素、纤维素含量等，它们在分解过程中均起重要作用。分解者则包括细菌、真菌和土壤动物（水生态系统中为水生小型动物）。理化环境主要指温度、湿度等。
6.
生态系统中的能量流动
能量是生态系统的基础，一切生命都存在着能
( http: / / www.21cnjy.com )量的流动和转化。没有能量的流动，就没有生命和生态系统。流量流动是生态系统的重要功能之一，能量的流动和转化是服从于热力学第一定律和第二定律的，因为热力学就是研究能量传递规律和能量形式转换规律的科学。
能量流动可在生态系统、食物链和种群三个
( http: / / www.21cnjy.com )水平上进行分析。生态系统水平上的能流分析，是以同一营养级上各个种群的总量来估计，即把每个种群都归属于一个特定的营养级中（依据其主要食性），然后精确地测定每个营养级能量的输入和输出值。这种分析多见于水生生态系统，因其边界明确、封闭性较强、内环境较稳定。食物链层次上的能流分析是把每个种群作为能量从生产者到顶极消费者移动过程中的一个环节，当能量沿着一个食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值，就可提供生态系统内一系列特定点上能流的详细和准确资料。实验种群层次上的能流分析，则是在实验室内控制各种无关变量，以研究能流过程中影响能量损失和能量储存的各种重要环境因子。
在这里我们还介绍一下食物链、食
( http: / / www.21cnjy.com )物网、营养级、生态金字塔等概念。植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中的传递，这种生物之间的传递关系称为食物链（food
chains）。一般食物链是由4~5环节构成的，如草→昆虫→鸟→蛇→鹰。但在生态系统中生物之间的取食和被取食的关系错综复杂，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网（food
web）。一般而言，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之亦然。在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链，即捕食食物链（grazing
food
chain）和碎屑食物链（detrital
food
chain），前者是以活的动植物为起点的食物链，后者则以死生物或腐屑为起点。在大多数陆地和浅水生态系统中，腐屑食物链是最主要的，如一个杨树林的植物生物量除6%是被动物取食处，其余94%都是在枯死凋落后被分解者所分解。一个营养级（trophic
levels）是指处于食物链某一环节上的所有生物种群的总和，在对生态系统的能流进行分析时，为了方便，常把每一生物种群置于一个确定的营养级上。生产者属第一营养级，植食动物属第二营养级，第三营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物，一般一个生态系统的营养级数目为3~5个。生态金字塔（ecological
pyramids）是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,分别构成生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
7.
生态系统中的物质循环
生态系统的物质循环（circulat
( http: / / www.21cnjy.com )ion
of
materials）又称为生物地球化学循环（biogeochemical
cycle），是指地球上各种化学元素，从周围的环境到生物体，再从生物体回到周围环境的周期性循环。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，它们使生态系统各个营养级之间和各种组成成分之间组织为一个完整的功能单位。但是能量流动和物质循环的性质不同，能量流经生态系统最终以热的形式消散，能量流动是单方向的，因此生态系统必须不断地从外界获得能量；而物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。同时两者又是密切相关不可分割的。
生物地球化学循环可以用库和流通率两个概念加以
( http: / / www.21cnjy.com )描述。库（pools）是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的。这些库借助于有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系，物质在生态系统单位面积（或体积）和单位时间的移动量就称为流通率（flux
rates）。一个库的流通率（单位/天）和该库中的营养物质总量之比即周转率（turnover
rates），周转率的倒数为周转时间（turnover
times）。
生物地球化学循环可分为三大类型，
( http: / / www.21cnjy.com )即水循环（water
cycles）、气体型循环（gaseous
cycles）和沉积型循环（sedimentary
cycles）。水循环的主要路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面，H和O主要通过水循环参与生物地化循环。在气体型循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相关，具有明显的全球性，循环性能最为完善。属于气体型循环的物质有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。参与沉积型循环的物质，主要是通过岩石风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的物质，它们的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，循环的全球性不如气体型循环明显，循环性能一般也很不完善。属于沉积性循环的物质有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等，其中P是较典型的沉积型循环元素。气体型循环和沉积型循环都受到能流的驱动，并都依赖于水循环。
生物地化循环是一种开放的
( http: / / www.21cnjy.com )循环，其时间跨度较大。对生态系统来说，还有一种在系统内部土壤、空气和生物之间进行的元素的周期性循环，称生物循环（biocycles）。养分元素的生物循环又称为养分循环（nutrient
cycling），它一般包括以下几个过程：吸收（absorption），即养分从土壤转移至植被；存留（retention），指养分在动植物群落中的滞留；归还（return），即养分从动植物群落回归至地表的过程，主要以死残落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成；释放（release），指养分通过分解过程释放出来，同时在地表有一积累（accumulation）过程；储存（reserve），即养分在土壤中的贮存，土壤是养分库，除N外的养分元素均来自土壤。其中，吸收量=存留量+归还量。
生物圈的相关知识
生物圈的概念，以下几点是公认的：①地球上凡是
( http: / / www.21cnjy.com )生物分布的区域都属于生物圈；②生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合；③由于生物种类的迁移性与无机环境的连续性使其结构和功能不断变化，并且不断趋于相对稳定的状态。地球上最大的生态系统是生物圈，陆地上最大的生态系统是森林生态系统，我国最大的生态系统是草原生态系统。
森林生态系统的作用
森林覆盖率是衡量一个国家和地区生态环境的
( http: / / www.21cnjy.com )重要指标。如果一个地区的森林覆盖率达到30%，并且分布比较均匀，就能够有效地调节气候，减少自然灾害的发生。森林的具体作用有以下几个方面：
①调节生物圈中O2和CO2的
( http: / / www.21cnjy.com )相对平衡 处于生长季节的每公顷阔叶林一天可吸收1000
kg的CO2，放出730
kg的O2。平均每人拥有10
m2的森林，即可以满足多氧环境的需要。
②净化空气 植物的枝叶能吸附烟尘
( http: / / www.21cnjy.com )、粉尘等污染物和SO2等有毒气体，如夹竹桃、梧桐、柳杉、槐树能吸收SO2，松树的针叶分泌物能杀死结核杆菌和白喉杆菌等。
③消除噪音 30
m宽的林带便可以吸收和降低噪音6～8分贝。
④涵养水源、保持水土、防风固沙。
⑤调节气候、增加降水、美化环境。
我国古代森林覆盖率高达60%以上，现在我国的森林覆盖率仅16.55%，人工造林面积居世界第一。
农业生态系统的原理
首先是生态系统中能量的多级利用和物质循
( http: / / www.21cnjy.com )环再生。食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，还是一条增值链。其次农业生态系统的各种生物之间遵循相互依存、相互制约的原理。在农业生态系统中，人们利用生物种群之间的关系．对生物种群进行人为调节，增加有害生物的天敌种群，可以减轻有害生物的危害。如放养赤眼蜂防治稻纵卷叶螟，防止农药的污染。
生态农业的设计和布局主要从平
( http: / / www.21cnjy.com )面、垂直、时间、食物链等方面着手。平面设汁是在一定区域内．确定各种作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域，即农业区划或农业规划布局。垂直设计是运用生态学的原理．将各种不同的种群组合在合理的复合生产系统，达到最充分、最合理地利用环境资源的目的。垂直结构包括地上和地下两部分，地上部分包括不同作物在不同层次空间上的茎、叶的合理配置，以便最大限度地利用光、热、水，气等自然资源。地下部分是复合作物的根系在不同土层中的分布，以更好地利用土壤中的水分和矿质元素。时间上的设计是根据各种农业资源的时间节律，设计出有效利用农业资源的生产格局。主要包括各种作物种群的嵌合设计，如套种、复种、育苗移栽，改变作物生长期的调控设计。食物链的设计是根据生态学的原理和当地的实际情况科学地设计农业生态系统内的食物链结构．实现对物质和能量的多级利用，提高整体经济效益。其重点是在原有的食物链中引入或增加新的环节。例如，引进天敌动物以控制有害昆虫的数量．增加新的生产环节将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副业产品等。
生态系统中某种生物减少引起其他物种变动
( http: / / www.21cnjy.com )情况。处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种变动：在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其它生物都减少。这是因为第一营养级是其它各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源，这一营养级生物的减少必会引起连锁反应，致使以下营养级依次减少。
“天敌”一方减少，对被食者数量
( http: / / www.21cnjy.com )变动的影响：若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的。而是随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质(如奔跑速度、警惕性、灵敏性等)必会下降，导致流行病蔓延，老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被食方先增加后减少，最后趋向稳定。
若处于“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变化情况应视具体食物链确定。研究时，按照从高营养级到低营养级的方向和顺序考虑。
生态标准原则
坚持生态标准原则,就是以自然、社会和人的和谐
( http: / / www.21cnjy.com )统一为主题,推进生态城市和环保模范城市群建设,发展循环经济,集中解决水污染、大气污染、森林覆盖率低、固体废弃物污染和局部环境脏乱差问题。对生态功能区和重点生态资源实施强制性保护。搞好中水回用,开发新水源,建设节水型城市。发展清洁能源。大规模植树造林,提高人均占有绿地水平。完善环境与发展综合决策机制,加强环保能力建设。
大量观测数据
( http: / / www.21cnjy.com )和经验表明，生态系统是生物体与气候、水、土等诸因素组成的相互制约和促进，相对平衡并有自我修复组织功能的系统。某种人为因素的介入会打破它的平衡，而一旦介入因素削弱或消失，大多数系统仍具有逐渐恢复到接近原生态状况的自我修复能力。这里要注意的是人力工程仅能作用于局部，自我修复则可以普惠广袤大地。生态系统的结构
一、教学目标
1.举例说明什么是生态系统。
2.讨论某一生态系统的结构。
3.尝试建构生态系统的结构模型。
二、教学重点和难点
1.教学重点
讨论生态系统的结构。
2.教学难点
说明生态系统是一个整体。
三、教学设想
学生对“生态系统”一词并不陌生，对其最基本的
( http: / / www.21cnjy.com )内涵通过初中生物课的学习已有初步的了解。生态系统的概念是形成生态学思想的基础，本章是围绕着剖析生态系统概念的实质展开的。因此，在教学中要突出生态系统内各组分的相互联系与相互作用、有序与和谐、多样与复杂等。要从培养学生的生态学思想的角度，制定教学策略。
本节可以结合“思考与讨论”中的素材，讨论“
( http: / / www.21cnjy.com )你认为什么是生态系统”的话题。让学生根据自己对生态系统的理解，列举五个生态系统的实例，并列出生态系统的判断要点。学生之间相互交换作业，并对同伴的作业作出评判。
四、教学方法：讲授法
五、教学过程
在学生讨论的基础上，教师以池塘生
( http: / / www.21cnjy.com )态系统为例，进一步分析“思考与讨论”中提出的问题。有条件的学校，教师可制作若干个不同控制条件的“生态缸”，让学生观察各个生态缸中的状况，增加感性认识。问题7是让学生尝试建构生态系统的结构模型，这是本节的教学目标之一。生态系统中各种生物和非生物成分繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。
生态系统的结构包括两方面的内容：
( http: / / www.21cnjy.com )生态系统的成分，食物链和食物网。大多数学生在讨论了问题1~5后，应当能达成这一教学目标。对此，教师可进一步提出本节“问题探讨”中的素材，让学生演练，使学生对生态系统具有一定的结构有一定认识。
生物群落与其无机环境之间的关系不是
( http: / / www.21cnjy.com )静止的，而是处于动态的变化之中：能量在其中流动，物质在其中循环，信息在其中传递，多种多样的生物及其与环境之间构建起了动态平衡的关系。
生态系统的空间大小各异，一个池塘、一片草
( http: / / www.21cnjy.com )地、一块农田、一座山林、一条河流等，都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其无机环境构成的生态系统称为生物圈。在生物圈中，繁衍着各种各样的生物，每一种生物都生活在各自的特定环境中，它们既利用环境资源满足了自身生长发育的需要，使种群得到延续，同时，它们自身也是构成环境的重要因素。
通过列举生态系统的各种类型，
( http: / / www.21cnjy.com )启发学生思考生态系统类型多种多样，但在结构上具有许多共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之间的关系，阐释生态系统中各组成成分之间紧密联系构成一个统一整体，体现一定的结构和功能。
“生态系统是一个统一整体”是教学的难点。
( http: / / www.21cnjy.com )在各种类型的生态系统中，都包含有非生物的物质和能量、植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而是通过物质和能量的联系形成一定的结构。
关于“食物链与食物网”的教学，教师要向学
( http: / / www.21cnjy.com )生说明：群落是生态系统中有生命的部分，群落中生物间的“营养联系”就是生态系统的“生命线”，其主要形式就是“食物联系”。接着以教材中的图示为例，分析生物之间的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概念。
.生态系统的营养结构
生态系统内各要素之间的作用是通过以食物联系连接的营养结构实现的。营养结构包括食物链与食物网。
（1）食物链
食物链是指生产者所固定的能量和物质，
( http: / / www.21cnjy.com )通过一系列取食和被食关系在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列的链状顺序。食物链上的每一环节，称为营养阶层（营养级）。自然生态系统主要有三种类型的食物链。
①牧食食物链或捕食食物链：是以活的绿色植物为基础，从食草动物开始的食物链，例如，小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟。
②碎屑食物链或分解食物链：是以死亡的动植物
( http: / / www.21cnjy.com )残体为基础，从真菌、细菌和某些土壤动物开始的食物链，例如，死亡的动植物残体→跳虫、螨类→食虫昆虫、蜘蛛→食虫鸟、小型哺乳动物。
③寄生食物链：以活的动植物有机体为基础，从某些专门营寄生生活的动植物开始的食物链，例如，鸟类→跳蚤→鼠疫细菌。
生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在
( http: / / www.21cnjy.com )进化历史上有改变，在短时间内也有改变。动物在个体发育的不同阶段里，食物的改变（如蛙）就会引起食物链的改变。动物食性的季节性变化也会引起食物链的改变。因此，食物链往往具有暂时的性质，只有在生物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类，食物链才是比较稳定的。
一般生态系统中的能量在沿着食物链的传递过
( http: / / www.21cnjy.com )程中，从前一环节到后一环节，能量大约要损失90％左右（能量转化效率大约是10％）。因此，越是处于食物链顶端的动物，生物量越小，能量也就越少。处于顶位的肉食动物最少，以致于不可能再有别的动物以它们为食，因为从它们身上所获得的能量不足以弥补为搜捕它们所消耗的能量。一般说来，能量从太阳开始沿着食物链传递几次以后就所剩无几了，所以食物链一般都很短，通常只由4~5个环节构成，很少有超过6个环节的。
（2）食物网
在生态系统中，一种生物不可能固
( http: / / www.21cnjy.com )定在一条食物链上，而往往同时属于数条食物链。实际上，生态系统中的食物链很少单条、孤立地出现（除非食性是专一的），它们往往相互交叉，形成复杂的网络式结构，即食物网。食物网形象地反映了生态系统内各生物有机体间的营养位置和相互关系，生物正是通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的相对稳定。
教后感:
一般地说，具有复杂食物网
( http: / / www.21cnjy.com )的生态系统，一种生物的消失不致引起整个生态系统的失调，但食物网简单的系统，尤其是在生态系统功能上起关键作用的种，一旦消失或遭受严重破坏，就可能引起这个系统的剧烈变动。教育学生要有环保意识,自觉保持环境。生态系统的功能
思考过程
1.生态系统金字塔的类型。
能量金字塔：是利用各营养级所固定的总能量值的多少来构成金字塔。从能量的角度形象地描述能量在生态系统中的转化。
生物量金字塔：以生物组织的干重表示
( http: / / www.21cnjy.com )每一个营养级中生物的总重量。但是在湖泊和开阔的海洋这样的水域生态系统中，微小的单细胞藻类是主要的初级生产者，这些生物世代经历期短、繁殖迅速，只能积累很少的有机物，并且浮游生物对它们的取食强度大，因而现存生物量很小，这样就会出现金字塔的倒置。但是，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。
数量金字塔：食物链不同环节上生物个体的数量
( http: / / www.21cnjy.com )存在巨大的差异。通常在食物链的始端个体数量多，之后的各环节上生物的数量逐渐减少。数量金字塔的缺点是忽视了生物的重量因素。譬如，一棵树上生活着许多某种昆虫。因而数量金字塔在某种情况下也可能出现倒置的现象。
【例1】一片树林中，树、昆虫和食
( http: / / www.21cnjy.com )虫鸟类的个体数比例关系如图2－3－11所示。图2－3－12能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小）（ ）
图2－3－11
图2－3－12
思路：题目给出的是树、昆虫、食虫鸟三者的
( http: / / www.21cnjy.com )生物个体数量金字塔，要求从选项中选出树、昆虫和食虫鸟三者的能量金字塔。数量金字塔是以生态系统中每一营养级的生物个体数目为指标绘制的，有时会倒置，本题就是一个实例。而能量金字塔通常是不会倒置的，也就是说，生态系统中能量流动逐级递减的规律是普遍适用于各种生态系统的。本题中尽管昆虫的数目较多，但个体却很小，所含的能量也少。所以三者之间的能量流动关系应该是沿食物链“树→昆虫→食虫鸟”中营养级的顺序逐级递减。
答案：C
2.加强图示和表解题型的训练。
通过图示能将有关知识内容量的变化、
( http: / / www.21cnjy.com )质的变化以及内在联系表示出来。学习中要学会读懂模式图、示意图和图解，理解图、表的主要内容及特征，并对自然科学基础知识能够用适当的形式（文字、图或表）进行表达。如画出食物链、生物间的关系、补充完善物质循环图等。
【例2】如果一个生态系统有四种生物
( http: / / www.21cnjy.com )，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、乙、丙、丁）所含有机物的量，如图2－3－13所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起（ ）
图2－3－13
A.甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B.甲、丙、丁的种群数量均增加
C.甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加
D.甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
思路：本题考查的主要知识是对食物链、食物链中
( http: / / www.21cnjy.com )各营养级、各营养级之间的“能量金字塔”关系、种群数量及其制约因素的认识。考查的目标是：理解食物链的概念；理解食物链上各营养级能量逐级递减的原理；理解各营养级生物所含有机物与所含能量的递变关系是一致的原理；理解在捕食关系作用下种群数量变动的规律；能理解题目中图示的四种生物种群所含有机物总量的多少的比较。在平衡的生态系统内，食物链上某一种群数量的增加，应该导致其前一营养级生物种群数量因天敌的压力增大而减少，同时后一营养级生物种群数量因食物压力减小而增加。从图示量值关系看出，有机物占有量依次为丙、甲、乙、丁，因此按营养级由低至高关系形成的食物链应该是丙→甲→乙→丁。如果以种群乙的数量增加为起因，继而引起的变化应以D项合理。
答案：D
知识总结
生态系统的功能是本章的教学重点，物
( http: / / www.21cnjy.com )质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。能量流动沿食物链进行，它开始于生产者固定太阳能，逐步消失于生物的呼吸。能量流动是单向的、逐级递减的，物质则在生物群落与非生物环境之间循环流动。二者互为因果、相辅相成，不可分割。方式多样的信息传递不但可以与能量流动、物质循环一起将生态系统的各组分联系为一体，而且在生物的生存、繁衍、调节种间关系乃至调节生态系统稳定性等方面起着十分重要的作用。
在本节内容中，关于生态系统功能在实践
( http: / / www.21cnjy.com )中的应用部分介绍较少，这就需要我们通过不同的渠道自主地查阅有关生态农业、温室效应、信息传递在农业生产中的应用（如生物防治）的资料，以加深对教材知识的理解，同时也将培养我们自主学习、分析问题、解决问题的能力和严谨的科学态度。生态系统的结构
思考过程
食物链和食物网反映了生态系统的营养结构。生
( http: / / www.21cnjy.com )态系统中各种生物成分正是通过食物网（食物链）发生直接或间接的联系，维持着生态系统的功能和稳态。在分析食物网时，应注意以下问题：
（1）每条食物链的起点总是生产者，最高点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。中间的任何停顿都不能算完整的食物链。
（2）同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
（3）在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。如有的生物之间既是捕食关系，又是竞争关系。
（4）食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
（5）食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而非取决于生物的数量。
【例1】在图2－3－2食物网中，同时占有两个或两个以上营养级，既是捕食关系又是竞争关系的两种生物是（ ）
图2－3－2
A.B和C
B.C和D
C.D和E
D.E和G
思路：位于两条或两条食物链的交
( http: / / www.21cnjy.com )汇点上的生物往往同时占有两个或两个以上的营养级。根据此规律，C同时占有第二、第三两个营养级；D同时占有第三、第四两个营养级；E同时占有第三、第四和第五营养级，但C、D之间仅为捕食关系；C、E之间无直接关系；D、E之间既有捕食关系，又因都以G为食，所以又为竞争关系。
答案：C
关于生态系统中因某种生物减少致使其他物种变动情况的分析与判断：
（1）处于食物链中第一营养级的生
( http: / / www.21cnjy.com )物减少而导致其他物种变动：在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其他生物都将减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生存的直接或间接食物来源，这一营养级生物的减少必会引起连锁反应，致使以下营养级生物依次减少。
（2）“天敌”一方减少，对被食者数量变动的影
( http: / / www.21cnjy.com )响：若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的。而是随着数量的增加，种群的密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕灵敏性等）必会下降，导致流行病蔓延，老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被食方先增加后减少，最后趋向稳定。
（3）若处于“中间”营养级的生物减
( http: / / www.21cnjy.com )少，另一种生物的变化情况应视具体食物链确定。如图2－3－3所示的食物网中，蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟，从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物，所以蛇减少并不会造成鹰的大量减少，它可依靠其他食物来源来维持数量基本不变。
图2－3－3
【例2】在图2－3－4所示食物网中，若A突然减少，则D的数量会（ ）
图2－3－4
A.增加
B.减少
C.先增后减
D.先减后增
思路：A为第一营养级的生物，它是该食物网中其
( http: / / www.21cnjy.com )他各种生物赖以生存的直接或间接食物来源，是该食物网存在和发展的基础，所以它的减少必然使该食物网中各种生物都减少。
答案：B第1节
生态系统的结构
【知识网络】
1．生态系统：是生物圈的
( http: / / www.21cnjy.com )结构和功能基本单位。是生物群落与其无机环境相互作用而形成的统一整体。它一方面是指生物群落与无机环境相互作用的自然系统，是无机环境与生物群落的有机结合，包括生产者、消费者和分解者，非生物的物质和能量；另一方面是指在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间通过能量流动和物质循环而相互
生态系统概念的四个要点：①空间和时间界限；②系统的基本组成；③系统的基本功能；④系统在功能上统一的结构基础和发展趋势。
名称
分布
特点
生物特点
存在主要意义
陆地生态系
森林生态系统
湿润或较湿润地区
物种多使得群落结构复杂、抵抗力稳定性强。
植物以乔木为主，动物以树栖、攀援动物为主。
有很强的经济效益与生态效益，被喻为“绿色水库”。
草原生态系统
干旱或半干旱地区
年降水不多，使得物种少，群落结构不稳定、易变。抵抗力稳定性较差。
植物以草本为主，动物多具挖洞或快速奔跑能力。
能提供大量的畜牧产品（肉、奶、皮毛），另防风固沙、调节气候。
农田生态系统
各种可耕地区域
生物种类单一，以农作物为主，人的作用突出，抵抗力稳定性差。
农作物是优势种，另有一些小型两栖动物和昆虫。
粮食的主要来源
城市生态系统
城市
人是主导因素，自动调节能力差，环境污染易发生，对其它生态系统具有高度依赖性。
人为主，生产者、分解者都很少。
能将其它生态系统的产品进行加工，满足人类生活所需。
过渡生态系
湿地生态系统
人工湿地或沼泽或沿海滩涂
具有陆地和水域生态系统的共同特点，动植物种类多，自我净化能力强。
水生、陆生生物均有，种类较多。
生活、工农业的直接水源；消除污染的重要场所，能提供丰富的动植物资源。
水域生态系
海洋生态系统
海洋
巨大生态系统。动植物种类多，生存斗争相对较弱。
以浮游植物为主，动物多有游泳的能力。
既能维持生物圈的碳－氧玩平衡、水循环，又是未来人类所需的蛋白质、工业原料和能源的重要来源。
2．生态系统的类型
3．生态系统结构的内容：生态系统的成分，食物链、食物网
（1）生态系统的成分
成 分
内 容
作 用
地 位
非生物的物质与能量
阳光、热量、空气、水、无机盐。
将有机物分解为无机物，供生产者利用。
不可缺少
生产者
光能自养生物、化能自养生物
为生物提供有机物和可以利用的能量。
不可缺少
消费者
除腐生生物外的其它异养生物（如捕食者和寄生生物）。
一方面进行有机物相互之间的转变，另一方面有助于有机物分解为无机物。
有助于增强生态系统的抵抗力稳定性。
分解者
腐生生物（如大部分细菌和某些真菌）
将有机物分解为无机物
不可缺少
（2）食物链与食物网
食物链：各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。常见为由于捕食关系而形成的食物链。食物链源于生产者，止于本条食物链的最高级别的消费者。
食物网：食物链彼此相互交错连接而形成的复杂营养关系。食物网形成的原因有二：一是动物食性的多样性；二是一种植物可成为多种动物的食物。
食物链
草→蚱蜢→相思鸟→蛇
消费者级别
初级消费者
次级消费者
三级消费者
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
二者关系
营养级＝消费者级别＋１
（3）消费者级别与营养级的关系：
【考点透视】
一、考纲指要
1．理解生态系统概念，正确区分生态系统与物种、种群、群落的区别与联系；
2．了解几个主要类型的生态系统（森林、草原、农田、海洋、湿地和城市生态系统）的分布区域、主要特点、优势种、生物的典型适应特征及价值；
3．掌握生态系统的结构；生态系统的成分（非生物成分、生物群落）及食物链、食物网的形成原因、特点。
二、命题落点
1．生态系统与物种、种群、群落的区别与联系；
2．森林、草原、农田、海洋、湿地和城市生态系统的分布区域、主要特点、优势种、生物的典型适应特征及价值；
3．生态系统成分的内容、作用、地位；
4．食物链的特点、计数；食物网的形成原因、特点及构成生物的相互关系。
【典例精析】
例1：浅海中牡蛎与鱼类、节肢动物、棘皮动物等生物生活在一起，这些生物构成了（
）
A．群落
B．种群
C．生态系统
D．生态因素
解析：群落是指生活在一定地域中
( http: / / www.21cnjy.com )的所有具有直接或间接关系的生物总和；种群是指生活在一定地域中的所有同种生物个体的总和；生态系统则是一定地域中的所有生物及其生活的无机环境的统一整体；生态因素则是指环境中影响生物的形态、生理、分布等的因素。
答案：A。
例2：在生态系统中，下列各组生物属于生产者的是
（
）
A．光合细菌、酵母菌
B．光合细菌、硝化细菌
C．乳酸菌、酵母菌
D．硝化细菌、乳酸菌
解析：生产者是指能将无机物合成有机物的所有自养型生物，包括光能自养生物（绿色植物、光合细菌）、化能自养生物（如硝化细菌）。
答案：Ｂ。
例3：在“草→兔→狐→狼”这条食物链中，属于第一营养级和二级消费者的生物分别是（
）
A．狼和兔
B．免和狼
C．草和狐
D．草和兔
解析：生物之间的营养关系是错综
( http: / / www.21cnjy.com )复杂的，生态学上常用营养级来表示，同一营养级是指处在食物链同一环节上所有生物的总和，食物链中每个环节称为一个营养级，生产者是食物链的开端，它总是处于第一营养级，初级消费者（各类草食性动物）属于第二营养级，次级消费者（各类以草食性动物为食的肉食性动物）属于第三营养级，以此类推，那么本题中，属于第一营养级的是草，属于二级消费者的生物是狐。
答案：C。
例4：如果在草原上使用高效灭鼠药，使鼠类在短时期内几乎全部死亡，在草原生态系统中的各种成分，受影响最大的首先是
（
）
A．生产者
B．分解者
C．初级消费者
D．次级消费者
解析：在生态系统中，生物之间通过食
( http: / / www.21cnjy.com )物关系而形成特定的营养关系，在一条食物链中，各生物之间一环紧扣一环，如果其中一个环节发生巨大变化，那么紧接在这一营养级之后的生物马上受到很大的影响，而其他营养级也会逐渐受到不同程度的影响，但同紧接在下一营养级的生物相比，影响要小些，而且一般要慢一些。本题包含的食物链中，鼠为初级消费者，是第二营养级，接下来的第三营养级就是以鼠为食的次级消费者，所以，受影响最大的是次级消费者。
答案：D。
例5：右图示某生态系统的营养结构，其中竞争最为激烈的是
（
）
A．狼和兔
B．狼和红狐
C．兔和鼠
D．昆虫和青草
解析：在生态系统中，处于同一营养级的生物
( http: / / www.21cnjy.com )因为共用相同的资源而竞争激烈，本题中“狼和红狐”、“兔和鼠”处于同一营养级，排除了A和D，再考虑到狼和红狐还有各自的食物来源，因此竞争程度应小于兔和鼠的竞争。
答案：C。
【常见误区】
1．误以为生态系统就是生物群落与无机环境的简单叠加，其实是这二者通过物质循环与能量流动联系起来的一个统一的有机整体。
2．误以为各个生态系统中的生物都是完全相同的，其实不同类型的生态系统中的生物都有自己的优势种，也都有自己的典型适应特征。
3．误以为任何生物都可以参与捕食链的建构，其实分解者是不能参与的。
4．误以为任何食物链的一段又可以构成一条新的食物链，其实任何食物链都起点于生产者，终于最高营养级的消费者。
5．误以为任何生物的营养级或消费
( http: / / www.21cnjy.com )者级别都是固定不变的，其实除了生产者是第一营养级，植食动物是第二营养级（初级消费者）外，其它生物的营养级或消费者级别是因食物的不同而不同的。
【基础演练】
1．在一阴湿山洼的草丛中，有堆长满苔熊
( http: / / www.21cnjy.com )的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，下面有关对阴湿山洼草丛及其生物等的叙述，正确的组合是
（
）
①阴湿山洼草丛是一个生态系统
②阴湿山洼草丛中的蚂蚁是一个种群
③阴湿山洼草丛中的动物是一个生物群落
④苔藓是自养生物，属于生产者
A．①②
B．③④
C．②③
D．①④
2．下列哪一生态系统人的作用消失后，会很快退化
（
）
A．森林生态系统
B．草原生态系统
C．农田生态系统
D．海洋生态系统
3．营腐生生活的细菌和真菌在生态系统中占有重要地位，这主要因为它们
（
）
A．能释放氧气和吸收代谢废物
B．能净化环境
C．能分解有机物使之变为无机物，归还到无机环境中
D．能为其他生物提供食物来源
4．火灾常给森林带来较大危害，但是某些国
( http: / / www.21cnjy.com )家有时对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是
（ ）
A．消灭森林病虫害
B．刺激树木种子萌发
C．加速生态系统的分解过程
D．提高森林的蓄水能力
5．右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是（
）
A．a＞b＞c
B．c＞b＞a
C．c＝b＞a
D．a＞c＝b
6．兔吃草，红狐吃兔，狼吃红狐，构成一条食物链，其中红狐在这条食物链中所处的消费级别及其营养级别分别是
（ ）
A．次级消费者、第二营养级 B．次级消费者、第三营养级
C．三级消费者、第三营养级 D．三级消费者、第二营养级
7．实验表明森林生态系统对太阳能的利用率远大于农田生态系统，其主要原因是前者（
）
A．植物多
B．土壤有机物含量高
C．不施农肥
D．群落垂直结构
8．在非洲草原上狮子捕食长颈鹿群中的弱者,被食后残余的长颈鹿尸体又被鬣狗争食。
（1）此生态系统的食物链是_______，其中第一营养级的生物是_____,初级消费者是____。
（2）狮子与长颈鹿的关系，在生物学上称为_________。
（3）体弱的长颈鹿被捕杀，对长颈鹿群的意义是________。
（4）当长颈鹿大量繁殖时，开始狮子的数量会____,进而狮子的数量会_____，其中后一种变化产生的原因是 。
9．下图为阿拉斯加苔原生态系统的食物网，请分析：
（1）在此生态系统的成分中，除了非生物的物质和能量外，还必须有 存在。
（2）由于此生态系统的成分单纯，结构简单，所以
差，若
受到根本性破坏，则此生态系统将崩溃。
（3）前苏联核实验曾把从13
( http: / / www.21cnjy.com )7Cs等放射性元素，释放到空中，以后Cs被地衣以 （方式）吸收并积累在体内，结果受污染最重的生物是 。
（4）写出一条表示爱斯基摩人为第四营养级的食物链
。
10．下图是一个简化的食物网。据图分析回答下列问题：
（1）该食物网由________条食物链组成。
（2）其中的次级消费者是________。
（3）只处于第四营养级的生物有_________种。
（4）蜘蛛与青蛙的种间关系是________。
参考答案：
1D；2C；3C；4C；5A；6B；7D。
8．（1）草→长颈鹿→狮
( http: / / www.21cnjy.com )子和草→长颈鹿→鬣狗/草/长颈鹿；（2）捕食；（3）优胜个体保留，利于种群的进化；（4）增多/减少/食物减少，种内斗争加剧。
9．（1）腐生的细菌和真菌（或分解者）；
( http: / / www.21cnjy.com )（2）自动调节能力/地衣（或生产者）；（3）主动运输/爱斯基摩人；（4）地衣→驯鹿→狼→爱斯基摩人。
10．（1）5；（2）鹰、食虫鸟、蜘蛛、青蛙；（3）0；（4）捕食与竞争。
a
b
c
落
叶
供
给
量
土壤有机物量生态系统的功能
一、教学目标
（一）知识教学点
1．使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。
2．使学生了解生态系统的主要功能和较多的名词概念以及能量流动与物质循环的特点。
3．使学生理解掌握能量流动过程和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。
（二）能力训练点
1．学会识图，提高学生分析能力。
2．通过电视录像和多媒体软件的观察以及实地考查生态系统，结合课本上理论联系实际，培养学生的观察能力和分析问题的能力。
3．通过讨论交流培养口头表达能力。
4．以生态系统中能量流动和物质循环与人类生存的关系为题撰写小论文，提高学生的综合能力。
（三）德育渗透点
通过生态系统功能的学习，使学生热爱大自然、保护生态环境，热爱祖国的美好山河，热爱家乡，培养高尚的爱国主义情操。
二、教学重点、难点及解决方法
1．重点
（1）生态系统的能量流动过程及特点。
（2）生态系统的物质循环过程及特点。
（3）碳循环过程图解。
（4）生态系统的能量流动和物质循环的关系。
2．难点
（1）生态系统的能量流动过程。
（2）生态系统的物质循环过程。
3．疑点
在生态系统中为什么只能是物质循环，能量能否循环。
4．解决办法
（1）将能量流动和物质循
( http: / / www.21cnjy.com )环的知识重点、难点编制成图文、音形并茂的多媒体课件，使它们变静为动，变抽象为形象，将难理解的内容转化为易接收的知识。
（2）培养提高学生的识图能力，分析问题、解决问题等思维能力，讨论交流将知识化难为易。
三、课时安排
2课时：能量流动1课时，物质循环1课时。
四、教学方法
多媒体组合教学模式，采用自学、讨论与讲述法。
五、教具准备
1．能量流动和物质循环的多媒体软件及电教设备。
2．电视录像带、放像机。
六、学生活动设计
1．自学生态系统的能量流动和物质循环的全部内容。
2．质疑讨论、学生相互启迪，教师点拨指导。
3．交流总结，相互取长补短，获取新的知识体系。
4．巩固所学的新知识，学生相互提问解答，归纳小结，课后练习，写小论文。
七、教学步骤
第一课时
（一）明确目标
1．使学生理解生态系统的能量流动的起点，能量流动的数量及其作用。
2．以一条食物链为例阐述生态系统中能量流动的过程和特点。
3．使学生理解什么是能量金字塔？人们研究生态系统中能量流动的目的是什么？
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
引言：作为生物与环境组成的统一整体，生态系
( http: / / www.21cnjy.com )统不仅具有一定的结构，而且具有一定的功能。生态系统的主要功能一是生态系统的能量流动，二是生态系统的物质循环，首先学习讨论生态系统的能量流动。
1．生态系统的能量流动
讲述：生态系统中生物之间的最重要联系是通过食物链和食物网联成一个整体，所以食物链和食物网是生态系统中能量流动和物质循环的主渠道。
学生活动：观看生态系统的能量流动电视录像片和多媒体课件，使学生身临其境，看完录像后，师生共同讨论。
（1）生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的？能不能从动物开始为什么？
生态系统的能量流动是从生产者所
( http: / / www.21cnjy.com )固定的太阳能开始的。这里指的生产者主要是绿色植物，因为只有绿色植物才能把太阳光能转变为化学能，储存在有机物中，所以，流经生物群落中的能量是从绿色植物开始的。
生态系统的能量流动起点能不能从动物开始
( http: / / www.21cnjy.com )？不能，因为我们通过动植物细胞结构与功能的学习，知道绿色植物的细胞结构有特殊的叶绿体能固定太阳光能，而动物细胞结构没有叶绿体是无法固定太阳光能的，所以只能利用现有的有机物。
（2）能量流动的数量及作
( http: / / www.21cnjy.com )用：生态系统的生产者——绿色植物通过光合作用，把太阳光能转化为化学能，储存在它们制造的有机物中。生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。能量流经生态系统后，就是一切生物生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的动力。
（3）生态系统的能量流动全过程。
分组讨论生态系统的能量流动图的涵义：
能量流动的起点：地球上所有
( http: / / www.21cnjy.com )的生态系统所需的能量都是来自太阳，是从生产者通过光合作用把太阳能固定在它们所制造的有机物中。生产者固定的全部太阳能就是流经生态系统的总能量。所以生态系统的能量流动是从生产者固定太阳光能开始的。
生态系统能量流动的数量，是生产者所固定的全部太阳光能，就是流经生态系统的总能量，这些能量能在生态系统各个营养级中进行流动。
生态系统能量流动的途径：通过食
( http: / / www.21cnjy.com )物链阐述其能量流动的过程，结合播放能量流动的多媒体课件，加深学生的印象。生态系统中的能量流动的课件看完后，推荐一个学生归纳其中心内容，其他学生补充，老师点拨指导。
第一、生态系统的总能量，其中一部
( http: / / www.21cnjy.com )分能量用于生产者自身的新陈代谢等生命活动，即呼吸作用消耗掉了；另一部分能量随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来；还有一部分能量被植食性动物摄入体内。
第二，植物被草食动物吃了以后，一部分以粪
( http: / / www.21cnjy.com )便等排泄物被动物排出体外，其余大部分被动物所同化。这样能量由植物流入动物即能量从第一营养级→第二营养级→第三营养级→第四营养级，各营养级所同化的能量，一部分通过呼吸作用消耗掉；另一部分用于各营养级生物的生长、发育、繁殖等生命活动。消费者的尸体、粪便等与生产者的遗体，残枝败叶一样，被分解者分解利用，并通过分解者的呼吸作用将其能量释放到环境中去最终消失。
（4）生态系统能量流动的特点
讲述：
美国生态学家林德曼，明确提出了“十分
( http: / / www.21cnjy.com )之一定律”。从理论上讲，一个人靠吃鱼增长身体1kg，就得吃掉10kg鱼，10kg的鱼则要吃掉100kg的浮游动物，100kg的浮游动物要吃掉1000kg的浮游植物。也就是说，1000kg的浮游植物才能养活10kg的鱼，进而才能使人增长1kg体重。
根据林德曼能量传递的“十分之一定律”，编制成多媒体课件，图、文、音、形并茂，形象逼真，学生一目了然。
观看后，学生归纳小结如下：
第一、能量流动不是循环的而是
( http: / / www.21cnjy.com )单向的：从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。
第二、能量流动是逐级递减的：传递率
( http: / / www.21cnjy.com )为10％～20％，一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为10％～20％，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。
（5）研究生态系统能量流动的目的
问：能不能改变生态系统能量流动的规律？
不能，人们虽然不能改变能量流动的客
( http: / / www.21cnjy.com )观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。
（三）总结、扩展
学生活动思维训练
1．为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？
引导学生根据林德曼能量流动的“十分之一定律”来阐述这个问题，如鱼体重增加1kg，所需浮游植物100kg等，结合日常生活实际讲解。
2．下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。
图中D表示______。
能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若
( http: / / www.21cnjy.com )狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能量为______千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为______千焦。
图中各营养级通过A______作用被消耗，通过B______利用，而B又通过C______被消耗。
太阳能；②1.6
200；③呼吸
分解者
呼吸作用
3．总结
从能量传递过程看，流经生态系统的能
( http: / / www.21cnjy.com )量就是绿色植物所固定的全部太阳能，这些能量沿着食物链和食物网的各个营养级传递，可见生产者是消费者和分解者获得能量的源泉，是生态系统存在和发展的基础。
从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级
( http: / / www.21cnjy.com )是逐级递减的，单向不循环的，传递率为10％－20％，因为大部分能量用于各营养级自身的新陈代谢等生命活动，另一部分随遗体等被分解者所利用，真正流入下一个营养级的能量只有10％－20％。所以，一条食物链一般不能超过五个营养级，到第五营养级时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。
（四）作业
1．识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答，
（1）将A、B、C、D各营养级的名称依次写在图中：
A．______B．______C．______D．______
（2）图中a1代表______。
（3）图中a2代表______。
（4）a3＜a2的原因是______。
（5）从生态系统能量传递效率上看，一个营养级的能量，流到下一个营养级只有______。因此，一个食物链一般不能超过______。
答案：（1）生产者、初级消费者、
( http: / / www.21cnjy.com )次级消费者、三级消费者；（2）生产者所固定的太阳能；（3）从第一营养级流动到第二营养级的能量；（4）初级消费者呼吸作用消耗了大部分的能量，只有10％-20％的能量传递给次级消费者，所以a3＜a2；（5）10％－20％，五个营养级。
2．思考题：生物的个体数量是否能成为金字塔？答案：略。
（五）板书设计
七、教学步骤
第二课时
（一）明确目标
1．了解生态系统的物质循环的概念及物质循环的重要意义。
2．理解掌握生态系统的物质循环过程，重点以碳循环为例搞清楚物质循环的过程及特点。
3．掌握生态系统的能量流动和物质循环互为因果关系。
（二）重点、难点的学习及目标完成过程
引言：
生态系统的物质循环也是顺着生
( http: / / www.21cnjy.com )态系统的营养结构即食物链和食物网这个主渠道进行循环流动的。前面讲的能量流动与物质循环是不同的，能量在流经生态系统各个营养级时，是逐级递减、单向不循环的。而物质循环是在生态系统的生物群落与无机环境之间可以反复出现，是循环流动的。那么，生态系统中物质到底是怎样循环的呢？
2．生态系统的物质循环
讲述：
（1）物质循环的概念
生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动。
生物地化循环：生物圈是地球上最大的生态系统，其中的物质循环带有全球性，这种物质循环又叫生物地化循环。
生态系统的物质循环反复出现，循环流动，不会消失，生物可反复利用。
（2）物质循环的特点
学生活动
演示水、碳、氮循环的多媒体课件（自制），增强学生的感性认识，为学习物质循环奠定基础。
学生谈观后感：老师点拨指导。
水循环：水是组成生物体的重要
( http: / / www.21cnjy.com )成分，约占体重的
60％～95％，体内进行一切生化反应都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
碳循环：碳元素约占生物体干重的
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47％，碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间是以CO2的形式进行循环的。
氮循环：氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占
( http: / / www.21cnjy.com )大气成分的79％，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。
物质循环的主要特点：物质循环是带有全球性的，生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现反复利用，周而复始进行循环，不会消失。
为了进一步搞清楚生态系统的物质循环全过程，现以碳循环为例来进行系统学习。
（3）碳的循环过程
演示碳的循环过程多媒体课件，增加学生感性认识。
看图说话，P·267中图104碳的循环过程，一人发言，其他同学补充，老师点拨指导。
碳的作用：糖、脂肪、蛋白质、核
( http: / / www.21cnjy.com )酸都是构成生物体的基本物质，在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大约占生物体干重的49％，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。
碳在无机自然环境中存在的形式即以CO2和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）的形式存在。
碳的循环形式：碳在无机环
( http: / / www.21cnjy.com )境与生物群落间是以CO2的形式进行循环的。大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使CO2中的“C”变成为有机物中的“C”，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此从“C”的循环可见绿色植物是生态系统的基石。除此之外，还有化能合成作用的微生物也能把CO2合成为有机物。
还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，这部分“C”暂时脱离循环，一经开采运到地面燃烧，仍可产生CO2再返回碳循环。
3．能量流动和物质循环的因果关系
生态系统的存在是靠物质循
( http: / / www.21cnjy.com )环和能量流动来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物键和食物网的渠道实现的，二者相互伴随进行，又相辅相存，密不可分的统一整体。但是，能量流动和物质循环又有本质上的区别：能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减，而且运动是单向的、不是循环的，最终在环境中消失。物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。
（三）总结、扩展
1．进入生态系统中生物群落的能量和物质都是通过光合作用进行的，从物质循环、能量流动的角度看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
2．在碳的循环中，森林生态系统是碳的主要吸收
( http: / / www.21cnjy.com )者，每年大约固定
36×1012公斤碳。但是，近年来由于人类大量地采伐森林，再加上燃烧化石燃料以及环境污染，因而使大气中的CO2浓度明显增加，这种趋势如果继续发展下去世界的气候就可能发生剧烈变化，后果令人担忧。
3．总结
生态系统的主要功能是进行能量
( http: / / www.21cnjy.com )流动和物质循环，能量流经生态系统各个营养级时，是逐级递减的，流动是单向不循环的。物质循环具有全球性，物质在生物群落与无机环境间可以反复出现，循环运动。能量流动与物质循环既有联系，又有区别，是相辅相承，密不可分的统一整体。
（四）布置作业
1．识图作答：
（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生CO2的方式。
____②____③____
____⑤____
（2）碳在无机环境与生物群落之间以____形式进行循环。
（3）碳循环中最简单的循环途径是在____和大气之间的循环。
答案：
（1）光合作用、呼吸作用、微生物分解作用、呼吸作用、燃烧。
（2）CO2
（3）绿色植物
2．写小论文浅谈能量流动和物质循环与生物生存发展的关系。
（五）板书设计生态系统的结构
合作与讨论
1.请简要叙述你对生态系统概念的理解。
我的思路：
生态系统是生物群落和非生物
( http: / / www.21cnjy.com )环境相互作用而形成的不可分割的统一整体。它强调了自然界中生物成分和非生物成分之间在功能上的统一性，在这个功能整体中，生物成分与生物成分、生物成分与非生物成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而相互影响、依存和制约，组成一个具有自动调节能力的统一整体，地球上最大的生态系统是生物圈。
图2－3－1
生态系统的内涵包括以下三个方面：
（1）生态系统的基本组成
非生物环境为生物群落的存在和发展提供物质和能量。
非生物环境与生物群落之间物质与能量的转化关系
( http: / / www.21cnjy.com )与光合作用、化能合成作用及生物的细胞呼吸及分解者的分解作用密切相关，即是依赖生物群落内不同生物的生理活动来完成的。
（2）生态系统的基本功能——物质循环和能量流动。
（3）生态系统在结构和功能上的统一
生物与生物之间、生物与非生物环境之间虽
( http: / / www.21cnjy.com )然可以构成或表现为不同的生物关系，但都体现着物质和能量的联系，依靠物质循环和能量流动将相对独立的各个部分联系成为一个整体。四种不同的组成成分在物质循环和能量流动中所起的作用不同，但它们之间是相互依赖的关系。
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分解者：分解动、植物遗体，保证物质循环的正常运行，为生产者的“再生产”提供无机原料。
2.生态系统的每种组成成分是多种多样的，各种成分在生态系统中的地位也不一样，请阐述你对这两个问题的理解。
我的思路：非生物环境主要包括阳
( http: / / www.21cnjy.com )光、土壤、水、温度等；生产者的特征为将无机物合成有机物。因此除了绿色植物以外，还包括进行光合作用的细菌及进行化能合成作用的化能合成细菌等；消费者特征为消耗现存生物的有机物，所以包括除去营腐生生活的动物以外的各类动物；分解者特征为将动植物遗体、排出物、残落物中的有机物分解为无机物，所以包括各类营腐生生活的细菌、真菌及蚯蚓、蜣螂等动物。
非生物环境是不可缺少的环境；
( http: / / www.21cnjy.com )生产者和分解者是联系生物群落及非生物环境的两大“桥梁”，是生态系统中不可缺少的成分；消费者是生态系统的能量流动和物质循环的主要渠道，现实生态系统中是不可缺少的，但由于生产者和分解者的“桥梁”作用，所以理论上消费者并不是必需的。
3.怎样理解生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的“桥梁”？
我的思路：在生态系统的成分中，起主导作用的
( http: / / www.21cnjy.com )是生产者，太阳能主要依靠具有叶绿素的植物进行光合作用而进入生态系统，它们吸收太阳能，将简单的无机物质CO2和H2O同化为含有能量的有机物，这些有机物一部分供给自身的生长和代谢的能量需要，而另一部分维持着其他全部有机体的生命活动。如果没有生产者，生态系统的物质循环和能量流动就会停止，生态系统的功能丧失，生态系统也就无法生存。
分解者能将动植物遗体等分解成无机物，如果没有分解者，动植物的遗体便会堆积如山，生态系统也将崩溃。
4.为什么说绿色植物是生态系统的主要成分？
我的思路：（1）从生态系统各生物成员的联
( http: / / www.21cnjy.com )系看：生态系统各生物成员是通过物质循环和能量流动相互制约的。具体途径是食物链和食物网，而食物链的基础是绿色植物。
（2）从形态结构看：绿色植物决
( http: / / www.21cnjy.com )定一个生态系统的形态结构。在生态系统中，动物和微生物都依附于绿色植物而生存，植物的空间分布支配着动物和微生物的空间分布。植物的结构越复杂，为动物和微生物提供的生活环境就越多样，动物和微生物的种类就越丰富，生态系统的稳定性就越大，生态系统稳定性就越容易维持。
（3）从能量流动来看：生态系统流动的能量基
( http: / / www.21cnjy.com )本来源是绿色植物固定的太阳能。没有绿色植物，消费者和分解者就不可能获得生命必需的能量。所以，绿色植物是生态系统的存在基础。
（4）从物质循环来看：绿色
( http: / / www.21cnjy.com )植物是生态系统中能利用无机物合成有机物的自养生物，是沟通无机界与有机生物界的桥梁。绿色植物通过光合作用合成的有机物是生态系统中其他生物的食物来源。因此，绿色植物的光合作用是生态系统中物质循环的最基本环节。
①②
①②
非生物环 境
①②第二单元
生物群体的稳态与调节
第三章
生态系统的稳态与调节
2.3.2
生态系统的功能
生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生
( http: / / www.21cnjy.com )态系统的循环运动。生态系统中的物质循环可以用库(pool)和流通(flow)两个概念来加以概括。库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化合物所构成的。对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量。
在物质循环中，周转率越大，周转时间就越短。
( http: / / www.21cnjy.com )如大气圈中二氧化碳的周转时间大约是一年左右(光合作用从大气圈中移走二氧化碳)；大气圈中分子氮的周转时间则需100万年(主要是生物的固氮作用将氮分子转化为氨氮为生物所利用)；而大气圈中的水的周转时间为10.5d，也就是说，大气圈中的水分一年要更新大约34次。在海洋中，硅的周转时间最短，约800a，钠最长，约2.06亿年。
物质循环的速率在空间和时间上是有很大的变化
( http: / / www.21cnjy.com )，影响物质循环速率最重要的因素有：①循环元素的性质：即循环速率由循环元素的化学特性和被生物有机体利用的方式不同所致；②生物的生长速率：这一因素影响着生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度；③有机物分解的速率：适宜的环境有利于分解者的生存，并使有机体很快分解，迅速将生物体内的物质释放出来，重新进入循环。
物质循环的类型
生态系统的物质循环可分为三大类
( http: / / www.21cnjy.com )型，即水循环(water
cycle)，气体型循环(gaseous
cycle)和沉积型循环(sedimentary
cycle)。
生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动
( http: / / www.21cnjy.com )下完成的，因此，没有水的循环，也就没有生态系统的功能，生命也将难以维持。在气体循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切相联，具有明显的全球性，循环性能最为完善。凡属于气体型循环的物质，其分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程。属于这一类的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。主要蓄库与岩石、土壤和水相联系的是沉积型循环，如磷、硫循环。沉积型循环速度比较慢，参与沉积型循环的物质，其分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程，时间要以千年来计。这些沉积型循环物质的主要储库在土壤、沉积物和岩石中，而无气体状态，因此这类物质循环的全球性不如气体型循环、循环性能也很不完善。属于沉积型循环的物质有：磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等，其中磷是较典型的沉积型循环物质，它从岩石中释放出来，最终又沉积在海底，转化为新的岩石。
气体循环和沉积型循环虽然各有特点，但都能受能量的驱动，并能依赖于水循环。
生态系统中的物质循环，在自然状态
( http: / / www.21cnjy.com )下，一般处于稳定的平衡状态。也就是说，对于某一种物质，在各主要库中的输入和输出量基本相等。大多数气体型循环物质如碳、氧和氮的循环，由于有很大的大气蓄库，它们对于短暂的变化能够进行迅速的自我调节。例如，由于燃烧化石燃料，使当地的二氧化碳浓度增加，则通过空气的运动和绿色植物光合作用对二氧化碳吸收量的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。硫、磷等元素的沉积物循环则易受人为活动的影响，这是因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比较稳定和迟钝，因此不易被调节。所以，如果在循环中这些物质流入蓄库中，则它们将成为生物在很长时间内不能利用的物质。
碳循环
自然界碳循环的基本过程如下：大气
( http: / / www.21cnjy.com )中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。
有机体和大气之间的碳循环
绿色植物从空气
( http: / / www.21cnjy.com )中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。
一部分（约千分之一）动、植物残
( http: / / www.21cnjy.com )体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
大气和海洋之间的二氧
( http: / / www.21cnjy.com )化碳交换
二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气。这种交换发生在气和水的界面处，由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等，大气中二氧化碳量增多或减少，海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。
碳质岩石的形成和分解
大气
( http: / / www.21cnjy.com )中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸，碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐，并被河流输送到海洋中。海水中的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的，接纳新输入的碳酸盐，便有等量的碳酸盐沉积下来。通过不同的成岩过程，又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。在化学和物理作用（风化）下，这些岩石被破坏，所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。碳质岩石的破坏，在短时期内对循环的影响虽不大，但对几百万年中碳量的平衡却是重要的。
人类活动的干预
人类燃
( http: / / www.21cnjy.com )烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳。从1949年到1969年，由于燃烧矿物燃料以及其他工业活动，二氧化碳的生成量估计每年增加
4.8％。其结果是大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常。矿物燃料燃烧生成并排入大气的二氧化碳有一小部分可被海水溶解，但海水中溶解态二氧化碳的增加又会引起海水中酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。生态系统的稳态与调节
教学目标
1．知识方面
（1）生物圈的概念（理解）；
（2）生物圈稳态能够自我维持的原因（理解）；
（3）酸雨等全球性环境问题（理解）。
2．态度观念方面
（1）通过学习生物圈的概念，理解生物与无机环境的和谐统一，增强爱护环境的意识；
（2）通过学习生物圈稳态的自我维持，理解生物圈稳态的原因，树立人类社会的可持续性发展的观点；
（3）通过了解全球性环境问题，理解人类生存与环境的关系、人类发展与环境的关系，提高拯救、优化环境的意识。
3．能力方面
（1）处理信息的能力：通过回答阅读提纲中问题的方式，引导学生阅读材料，培养学生处理信息，归纳、总结知识的能力；
（2）进行思维能力的训练：在课堂上，给予学生充分的思考、讨论的机会，在培养学生语言表达能力的同时，进行思维训练，培养思维能力。
重点、难点
1．重点：
( http: / / www.21cnjy.com ) （1）生物圈的概念是本节的教学重点。因为“生物圈”是生物与无机环境相互作用、协同发展的统一整体，理解生物圈的概念，是进一步学习生物圈的稳态、生物圈稳态的自我调节的基础。
（2）酸雨等全球性环境问题也是本节的教学重点。本节以酸雨为例，真切地反映了生物与无机环境的关系，阐述了人类面临的严峻的环境形势，增强学生的使命感，强调了保护生物圈的重要性。
2．难点：
生物圈稳态的自我维持是本节教学的难点。因为在生物圈这一大范围内理解稳态的维持，是比较抽象的，学生难以理解。但是可以通过理解其中某一生态系统或某一方面稳态的维持来突破难点。
教学模式
“目标——发展”模式
流程：材料引入——掌握原理——了解现状——巩固提高
教学手段
录像、板图等。
课时安排
1课时。
设计思路
首先以“生
( http: / / www.21cnjy.com )物圈Ⅱ号”为背景材料，引出课题，使学生明确地球是人类目前惟一的家园，要保护地球。通过分析“生物圈Ⅱ号”失败的原因讨论生物圈稳态的维持，使学生明确，人类在地球上生存、繁衍、发展的基础是生物圈的稳态。然后以录像的形式使学生了解人类面临的环境问题，萌生环境危机的紧迫感。最后，通过讨论提出可行性建议，培养学生参与意识。
教学过程：
以《“生物圈Ⅱ号”的
( http: / / www.21cnjy.com )终结》为背景材料，引起学生对生物圈问题的思考，并作为本课的开场白。思考以下问题：
1．“生物圈Ⅰ号”、“生物圈Ⅱ号”分别代表什么？
2．进行“生物圈Ⅱ号”实验的意义是什么？
3．设计“生物圈Ⅱ号”的原理是什么？
4．“生物圈Ⅱ号”由哪些成分组成？
5．什么原因导致了这场实验的失败？
6．实验的失败又说明了什么？
通过阅读和思考，不仅使学生联想到高二所学的有关生态系统的结构、生态系统能量流动、生态系统物质循环、生态系统稳定性等已有的知识结构，而且促使学生从整个生物圈的高度重新审视生态系统的知识，将新问题与己有知识之间建立起有机联系。
通过以上的学习、讨论，使学生明确只有生物圈的稳定，人类才能在地球上生存、发展，地球是我们的惟一家园。从而进一步引起学生对本节知识学习的兴趣，明确本节的学习目的。
1．生物圈的概念。
这一部分内容是本节的重点之一，主要通过阅读、讨论来解决，阅读的目的在于了解，讨论的目的在于在大脑思维活动的基础上，通过语言表达将思维过程外显，达到思维训练的目的。
阅读提纲：
（1）地球由哪些圈层组成？生物圈指的是其中的哪些圈层？
（2）什么是生物圈？
（3）生物圈是怎样形成的？你能用简单图表的形式表示其形成过程吗？
此部分中第3问是一个具有开放性、有一定难度的问题，它不仅要学生看懂教材，还要将知识内容在理解的情况下，整合为一体，从而达到突出重点，培养学生学习能力的目的。
2．生物圈稳态的自我调节。
此部分是本节的教学难点。为解决这一难点，首先，仍然从“生物圈Ⅱ号”所设计的问题出发，更进一步讨论是什么原因导致了“生物圈Ⅱ号”的失败。
思考：
（1）“生物圈Ⅱ号”中能量是怎样流动的？
（2）“生物圈Ⅱ号”中物质是怎样循环的？
（3）“生物圈Ⅱ号”失败的原因？
（4）生物圈自动调节能力的基础是什么？为什么？
通过（1）～（3）小问，学生理解了能量的流动和物质的循环在生物圈稳态中的作用，更强调了生物圈的自我调节能力，使学生理解就目前科学技术发展的水平来看，地球是我们惟一的家园，通过对（4）小问的分析回答，使学生了解维持生物圈的稳态，应从爱惜生物圈的一草一木、一水一石做起，对我们的生存空间应倍加爱惜。
现在我们的地球是怎样的状况？这是
( http: / / www.21cnjy.com )学生此时最想了解的问题。
（1）全球性环境问题是什么？可以通过提问的形式由学生归纳。
（2）你想了解哪些内容？
此时可以通过括放录像《我们的地球》，使学生通过声像真切地感受环境的危机，倾听地球的呐喊。这套录像中所涉及环境污染的内容很多，教师可根据学生的需求重点选择2～3个供学生课上观看，其余留在机动课观看。其中关于酸雨的一段应在课上看，便于对教材内容的理解和掌握。
（3）酸雨的形成及危害。
通过看录像和阅读教材，回答阅读提纲，达到初步理解酸雨的成因、危害的目的。问题如下：
①酸雨形成的主要原因是什么？
②二氧化硫的来源是什么？
③二氧化硫的去路是什么？
④酸雨的危害是什么？
⑤怎样减轻和避免酸雨的危害？
教后感:环境问题是每个公民都关心的问题，
( http: / / www.21cnjy.com )因为维持他们生存和发展的每一分子的物质都离不开环境。所以教学过程中容易产生共鸣。因此教师应很好地利用这一点，合理安排教学内容，展开教学。
环境问题是一个很大的问题，教学过程中要从具体的问题入手，深入讨论，将问题谈透，防止泛泛讨论。生态系统的功能
1.请思考有关能量流动的一
( http: / / www.21cnjy.com )些问题：能量流动的起点、途径、流经生态系统的总能量、每个营养级的能量来源和去路、单向流动和逐级递减的原因、“林德曼效率”的含义。
我的思路：（1）能量流动是从生产者固定太阳能开始的；
（2）能量流动的途径是食物链和食物网；
（3）流经生态系统的总能量是全部生产者固定的太阳能的总量；
（4）每个营养级的能量来源：生产者的能
( http: / / www.21cnjy.com )量主要来自太阳光；各级消费者的能量来自上一个营养级，流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用过程中所同化的物质中含有的能量总和，消费者粪便中所含有的能量不能计入排便生物所同化物质中的能量；分解者的能量来自生产者和消费者；
（5）每个营养级的能量去路：一是通过呼吸
( http: / / www.21cnjy.com )作用分解一部分有机物，释放能量，供生命活动利用；二是随尸体、排泄物等流入分解者中去；三是有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级中（最后一个营养级除外），这是通过捕食关系进行的；
（6）能量在流动中逐级递减的
( http: / / www.21cnjy.com )原因是：第一，各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量；第二，各营养级总有一部分生物未被下一个营养级的生物所利用；
（7）能量流动之所以是单向的原因是：第一，食
( http: / / www.21cnjy.com )物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果；第二，各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能的形式散失掉，热能是能量流动的最终归宿。这些能量是不能重复利用的；
（8）“林德曼效率”即“十分之一
( http: / / www.21cnjy.com )定律”，其含义是“在输入到一个营养级的能量中大约只有10%～20%的能量流动到下一个营养级”。这里的能量指的是该营养级生物同化的能量。即：能量传递效率=下一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%。
2.生态系统的能量流动与物质循环的关系是怎样的？
我的思路：
项目
能量流动
物质循环
形式
以有机物的形式流动
以无机物的形式流动
过程
沿食物链（网）单向流动
在无机环境生物群落间往复循环
范围
生态系统各营养级
全球性
特点
单向流动、逐级递减
反复出现、循环流动
联系
①能量的固定、转移、释放离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链（网）流动的载体；③能量是物质在生态系统中往复循环的动力。总之，二者互为因果、相辅相成，具有不可分割的联系
生态系统中的各种组成成分——非生物环
( http: / / www.21cnjy.com )境、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环，才紧密地联系在一起，形成一个统一的整体，图解如图2－3－10：
图2－3－10
3.请利用有关碳循环的知识解释“温室效应”的产生原因、危害，并提出一些防止或减缓的措施。
我的思路：碳循环开始于绿
( http: / / www.21cnjy.com )色植物，通过光合作用使CO2从大气中进入生物群落。产生CO2的途径有三条：一是微生物分解，二是动植物的呼吸，三是化石燃料的燃烧。
由于现代工业的迅速发展，人
( http: / / www.21cnjy.com )类大量燃烧煤和石油等化石燃料，使地层中经过千百万年积存的碳元素在很短时间内释放出来。再加上人类乱砍滥伐，使森林等植被面积大幅度萎缩，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加。这样，太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面产出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质吸收，从而引起大气变暖的效应，即“温室效应”。大气中的二氧化碳像厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。
温室效应对生物圈和人类社会都有着
( http: / / www.21cnjy.com )不可忽视的影响。荒漠将扩大，土地侵蚀加重，旱涝灾害严重，雨量将增加7%～11%，由于气温升高，会加快极地冰川的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存，尤其是沿海发达城市构成威胁。
要保持大气中CO2浓度在0.03%左右，
( http: / / www.21cnjy.com )①可以大力推行植树造林活动，同化CO2（增加温室气体的去路）；②还可以通过改善能源结构，开发新能源（核能、水能等），改造厂房、燃油工具等减少CO2的排放量
（减少温室气体的来源）。第三节
生态系统的稳定性
一、学习目标：
①、理解生态系统稳定性的概念。
②、理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念，二者区别、联系。具有抵抗力稳定性的原因。
③、理解生态系统稳定性的保护。
二、知识结构：
一.生态系统的稳定性的概念
生态系统具有的
自身结构和功能
的能力，叫做生态系统的稳定性
二.生态系统的自我调节能力
生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有
。
1实例：①河流：河流受到
( http: / / www.21cnjy.com )轻度污染时，可通过
、
和
很快消除污染，河流中生物种类与数量
受到严重影响。
②森林：当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，
，这样害虫种群数量就会受到抑制。
2.自我调节有正反馈和负反馈调节。其中，
在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。
3.负反馈调节存在于___________________、___________________________
4.生态系统的自我调节能力是
。当
超过了生态系统的自我调节能力，生态系统也就难以恢复了。
三.抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统的稳定性包括两个方面：一方面是
。另一方面是
。
(一)
抵抗力稳定性
1．概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构功能
的能力。
2．核心是：____________________
3．影响因素：一般来说,_____________________________________________
_____________________,抵抗力稳定性就越高。
（二）恢复力稳定性
1．概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功能破坏后
的能力。
2．核心：_____________________
3．影响因素：生态系统的特征；外界干扰的特征和强度；环境条件等
（三)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
一般来说,抵抗力稳定性和恢复力稳定性
( http: / / www.21cnjy.com )呈相反关系。但这一看法并不完全合理。如果对一个生态系统的两个方面进行说明，则必须强调它们所处的环境条件。环境条件好，恢复力稳定性较高，反之亦然。
四.提高生态系统的稳定性
一方面要控制对
的程度，对生态系统的利用要适度，不应超过
；
另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的
投入，保证生态系统
的协调。
三、典例解析：
例1．调查某湖泊的水质污染状况，在注入湖泊
( http: / / www.21cnjy.com )的四个主要水源的入口处采集水样镜检水中动物、植物的种类和数量，结果如下：1号水源水样中有单一种类的纤毛虫，如草履虫，且数量极多；2号水源水样中单细胞藻类种类较多，且数量也极大；3号水源水样中未见任何动物、植物，且发出刺鼻的气味；4号水源水样中浮游动物、植物均有发现，但数量不多。根据以上结果分析，该湖泊的污染中污染的严重性由重到轻的排列顺序是：
A、3124
B、3142
C、4213
D、243
思路探究：3号水源水样受污染程
( http: / / www.21cnjy.com )度最重，因为水样中未见任何动物、植物，且发出刺鼻的气味；1号水源水样受污染的程度较重，因为草履虫数量大，说明水体中细菌数大大增加；2号水源水样受污染的程度较小，因为水样中单细胞藻类种类较多，且数量也极大，说明水体富营养化严重；4号水源水样受污染程度最小。应选A。
答案：A
例2．图5-15是一个鼠群迁入一个新的生态系统后的生长曲线图。试分析在曲线中哪段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素（
）。
图5-15
A．EF段
B．DE段
C．BD段
D．CB段
思路探究：因为鼠群在刚迁入新的生态系统时，
( http: / / www.21cnjy.com )其食物来源是充裕的，因此选项D不正确；曲线的BD段，DE段走势大致相似，说明这两个阶段鼠群的增加速度基本相同，因此选项B和C也不正确；而EF段鼠群的增长比前面几段减慢了，且鼠群种群数量也达到曲线中较高的水平，因此，EF段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素，应选A。
答案：A
例3．下面关于生态系统结构和功能的叙述，哪一项是正确的
（
）
A．所有生态系统的生产者都是绿色植物
B．在不同的食物链中，能量传递的效率都是相同的
C．各营养级的生物主要以有氧呼吸方式将碳返回无机环境中
D．不同生态系统的自动调节能力是相同的
解析：生态系统的生产者主要包括绿
( http: / / www.21cnjy.com )色植物，此外，还有自养的微生物。能量的传递效率为10%~20%，是约数，在不同的食物链中，能量传递的效率不一定相同；不同生态系统的自动调节能力有高有低，不一定相同的。
答案：C
例4．在美国的亚利桑喀巴
( http: / / www.21cnjy.com )高原上狮子、狼捕食鹿。为了保护鹿，人们就开始对鹿的这些天敌进行了大规模的驱赶和捕杀，若干年后，鹿的数量剧增，以致它们得不到足够的食物，许多鹿饿死了，其他的鹿啃食树皮，因而树也死了，对鸟类和其他小型哺乳动物的生存也造成了严重影响，水土大量流失。你认为造成上述生态系统稳定性被破坏的根本因素是
（
）
A．鹿的繁殖能力太强
B．缺乏足够的水，使高原上草的生长受到影响
C．鹿的适应能力太差
D．人类的干预违背了生态系统的自然规律
解析：人类的活动无论出于何种目的，都必须在遵循生态系统的自然规律的基础上进行，否则将会事与愿违。
答案：D
例5．下列哪项措施最能提高一个生态系统的抵抗力稳定性？（
）
A、减少肉食性动物和寄生生物的数量
B、平衡生产者和消费者的数量。
C、增加物种的数量
D、植树造林，增加绿色植物的数量
解析：生态系统的抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度成正比，而物种数量越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强。
答案：C
例6．下列是几种生态系统所具有的特点，你认为哪一种较为稳定？（
）
A、食物链较长
B、食物链中消费者较多
C、生物种类较少
D、生物种类多，营养结构复杂
答案：D第3节
生态系统的稳定性
【知识网络】
一、生态系统的功能：能量流动和物质循环
（一）能量流动
1．起点：从生产者固定太阳能开始。
2．数量：生产者所固定的全部太阳能是流经生态系统的总能量。
3．渠道：食物链和食物网。
4．能量流动特点：单向、逐级递减
5．能量传递效率(约10－20%
)的表示方法：
能量金字塔，如右图所示：图中ＡＢＣ代表从低到高不同营养级，各自的体积代表所具有的能量，体积比代表能量传递效率（如：VA/VB或VC/VB）
6．研究能量流动的目的：调整生态系统中能量流动的方向，使能量更多地流向对人类有益的部分，从而提高生态中能量的利用率。
（二）物质循环
1．概念：组成生物体的C、
( http: / / www.21cnjy.com )H、O、N等基本元素在生态系统内的生物群落和无机环境之间所形成的反复的循环运动。地球上最大的生态系统是生物圈，所以物质循环带有全球性，称为生物地球化学循环。
2．特点：全球性、循环性、生化性
3．物质循环(以碳循环为例)
特点：以光合作用为主、化能合
( http: / / www.21cnjy.com )成作用为辅合成有机物构成全球的基础生产；在生物群落与无机环境之间以CO2的形式进行循环，在生物群落内部以含碳有机物的形式进行循环；
CO2是最重要的温室气体，不同的生态系统固定CO2的速率差别很大；大气中CO2的浓度有日变化和年变化的特征。具体情况如下图所示：
（三）能量流动与物质循环的关系
物质作为能量的载体，使能量随着物
( http: / / www.21cnjy.com )质循环而进行；能量作为动力，使物质能够不断在生物群落与无机环境之间循环往复。二者互为因果、相辅相成，具有不可分割的联系。通过能量流动和物质循环使生态系统的各成分紧密联系在一起，形成一个统一的整体。
二、生态系统的稳定性
（一）概念：
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能的相对稳定的能力。
1．抵抗力稳定性
（1）概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
（2）原因：生态系统内部具有一定的自动调节动力。
（3）特点：生态系统的成分越单
( http: / / www.21cnjy.com )纯，营养结构越简单，自动调节能力越小，抵抗力稳定性越低。反之则越高。不同生态系统的自动调节能力不同，抵抗力性稳定性也不同。
2．恢复力稳定性
（1）概念：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。
（2）特点：生态系统的成分越单纯，营养结构越
( http: / / www.21cnjy.com )简单，自动调节能力越小，恢复力稳定性越高。反之则越低。不同生态系统的自动调节能力不同，恢复力性稳定性也不同。
3．抵抗力和恢复力之间存在着的关系：相反（如下图所示）
4．提高生态系统的稳定性
适当提高生态系统营养结构的复杂程度（如增加种群数量），提高生态系统的自动调节能力，有助于提高生态系统的的抵抗力性。
【考点透视】
一、考纲指要
1．理解生态系统能量流动的过程、特点和意义；掌握能量流动规律。
2．掌握物质循环的特点；重点掌握碳循环的特点及其与光合作用、细胞呼吸、等知识的关系。
3．理解物质循环与能量流动的关系及利用
4．理解生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的实质及其原因，合理利用生态学原理为工农业生产和建立和谐社会提供帮助。
二、命题落点
1．能量流动的过程、特点和意义，尤其是能量传递效率的相关计算及应用
2．物质循环的意义，碳循环的特点
3．生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的实质及其原因、利用。
【典例精析】
例1：根据生态学原理，要使能量流经食物链的总耗量最少，人们应采取下列哪一种食物结构
（
）
A．以禽类、蛋类为主
B．以淡水养殖的鱼虾为主
C．以谷物和植物蛋白为主
D．以猪肉等家畜的肉类为主
解析：在能量流动过程中，食物链
( http: / / www.21cnjy.com )越短、营养级越少，损失的能量越少，传递给人的能量越多，其中直接利用生产者的物质（谷物、植物蛋白）是得到能量最多的食物结构。
答案：C。
例2：
在草→食草的昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇
( http: / / www.21cnjy.com )→猫头鹰这条食物链，设流经这条食物链的总能量为100％，按最高传递率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为
（
）
A．20％和2％
B．0.8％和0.032％
C．4％和0.8％
D．0.4％和0.016％
解析：在生态系统中，能量最高传递效率
( http: / / www.21cnjy.com )为20％，按此计算，蟾蜍为第四营养级，其所得能量为20％
20%
20%
100%=0.8％;
猫头鹰为第六营养级，其所得能量为20％
20%
20%
20％
20％
100%=0.032％。
答案：B。
例3：自然界中，动植物的有机物被苍蝇舔食，而植物中的捕蝇草也能捕到苍蝇，即苍蝇→捕蝇草。这一事实说明
（ ）
①捕蝇草只能是异养型生物
②捕蝇草既属自养型，也可属异养型生物
③绿色植物在自然界的食物链中，只有一个营养级
④有些植物在自然界的食物链中，不只有一个营养级
⑤食虫植物的原产地生长环境中往往严重缺乏氮元素，其根系不发达，甚至退化，叶肉虽有叶绿体，但制造的养料不足，必须捕捉小虫以摄取有机物
A．①③⑤
B．②④⑤
C．③④⑤
D．②③④
解析：在生态系统中，生物属于哪一种成分
( http: / / www.21cnjy.com )或哪一营养级，与其营养物质的来源密切相关，不可死记硬背，要根据具体情况来分析。本题中，捕蝇草能捕到苍蝇，即苍蝇→捕蝇草的事实说明，某些植物在特定环境中也是可以作为消费者的，即营养级发生了改变。捕蝇草能捕捉苍蝇的目的是为了补充体内氮元素的不足，是一种适应现象。
答案：B。
例4：与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是
（
）
A．线粒体和染色体
B．叶绿体和线粒体
C．叶绿体和核糖体
D．线粒体和内质网
解析：自然界的碳循环中，通过光合作用使大气中
( http: / / www.21cnjy.com )的碳素（二氧化碳）进入生态系统，光合作用与叶绿体密切相关的；而通过生物的有氧呼吸使生物中的碳素（有机物中的碳）回到自然界中，线粒体是有氧呼吸的主要的细胞器，因此与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是叶绿体和线粒体。
答案：B。
例5：下图是生态系统中碳循环的简明示意图，请根据图回答下列问题：
（1）A过程是
的
作用，具体包括
和
两种类型。
（2）图中缺少的一个重要箭头是
。
（3）与A过程本质相同的有
过程（用图中字母代号填写）。
（4）碳在无机环境中以
形式
( http: / / www.21cnjy.com )存在，而在无机环境与生物群落之间。以
形式进行循环。碳循环始终与
结合在一起进行。
（5）生态系统的四种成分是通过
和
紧密联系在一起而形成的一个统一整体的。
解析：本题要考查学生有关碳循环过程的
( http: / / www.21cnjy.com )理解程度。读图可知，本图少了一个箭头，即从大气中CO2库到绿色植物的箭头，这是大气中的CO2通过自养生物进入生物群落的途径，如果没有这一途径，碳元素就不能在无机环境与生物群落之间返复循环；图中的字母A表示分解者的呼吸作用，分解者将有机物氧化分解，释放出能量，同时产生CO2，这一过程的本质是这些生物的呼吸作用，与图中的字母B和C是相同的；而图中字母D表示的是燃烧释放CO2的过程，不属于生物的呼吸作用；本题的最后两问主要考查生态系统中物质循环和能量流动的关系的。
答案：（1）分解者/分解/有氧
( http: / / www.21cnjy.com )呼吸/无氧呼吸；（2）从大气中的CO2库到绿色植物；（3）B、C；（4）CO2或碳酸盐/CO2/能量流动；（5）物质循环/能量流动。
【常见误区】
1．误以为动物从外界所摄取的能量就是其同化的能量，其实动物摄取的能量中只有一部分被动物所同化，还有一部分存在于粪便中，未被同化。
2．误以为能量流动独立于物质循环之外，其实物质是能量的载体，能量流动离不开物质循环，二者相辅相成，不可分割。
3．误以为能量流动也是可以循环的，其实
( http: / / www.21cnjy.com )能量流动是单向的，各个营养级的能量都趋向于通过细胞呼吸以热能的形式散失到无机环境，而散失的热能不可能再被转变成生物可以利用的能量。
4．误以为物质循环指的是化合物一成不变的循环，其实是组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间的循环运动。
5．误以为任何生态系统的稳定性是一开始就有的，其实生态系统的稳定性也是生态系统发展到一定阶段后逐步形成的，是生态系统自我发展的结果。
【基础演练】
1．生态系统中能量流动逐级递减的原因是
（
）
A．各营养级的生物因呼吸而消耗相当大的一部分能量
B．各营养级的生物中总有一部分未被下一个营养级的生物所利用
C．下一营养级的生物比上一营养级的生物少
D．A和B的叙述都正确
2．“一山不存二虎”这一谚语，用生态学观点可以理解为
（
）
A．虎所需要的生活空间大
B．虎性情孤独，不群居
C．营养级越高的生物，则得到的能量越少，个体数量也越少
D．身体强壮的虎以身体弱小的虎为食
3．某一生态系统中，已知一
( http: / / www.21cnjy.com )只鹰增重2
kg要吃l0
kg小鸟；小鸟增重0.25
kg要吃2
kg昆虫；而昆虫增重100
kg要吃1000
kg绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为
（
）
A．0.05％
B．0.5％
C．0.25％
D．0.025％
4．在一个生态系统中，已知
( http: / / www.21cnjy.com )初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、 N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列4项中正确的是
（
）
A．N1·M1＞N2·M2
B．N1·M1＝N2·M2
C．N1·M1＜N2·M2
D．N1·M1≥N2·M2
5．某地区初级消费者和次级消费者的总能量分别为W1和W2，当下列哪种情况发生时，就可能使生态平衡遭到破
（
）
A．W1>10W2
B．W1>5W2
C．5W2D．W1<5W2
6．下列哪一生态系统的自动调节能力最强
（
）
A．热带雨林生态系统
B．沙漠生态系统
C．池塘生态系统
D．草原生态系统
7．与自然界碳循环无直接关系的是
（
）
A．光合作用
B．呼吸作用
C．分解作用
D．蒸腾作用
8．在生态系统的物质循环中，切断下列哪个过程，碳循环就基本停止
（
）
A．工厂等使用煤和石油
B．动物的呼吸作用
C．植物的光合作用
D．微生物的分解作用
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141.0
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
9．下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能
量的总量，Pn表示生物体贮存能量（Pn=Pg－R），R表示生
物呼吸消耗的能量。分析回答：
（1）能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的？
为什么？ 。
（2）该生态系统中能量从第一营养级传递到第四营养级的效
率是多少？
。
（3）从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么？
。
10．如果人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉。
（1）画出其食物网简图 。
（2）人每增加１千克体重，消耗植物约在 至 千克之间。
第四节
生态系统的功能和稳定性（参考答案）
1D；2C；3C；4A；5D；6A；7D；8C。
9．（1）B，因为B营养级含能量最多，是生产者
（2）5.7%
（3）增加，因为该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和
10．（1）
（2）35
280。
Ａ
Ｂ
Ｃ
能量金字塔
稳定性
群落结构复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
绿色植物
草食动物
小型肉食动物
人
羊第一节
生态系统的结构
一、学习目标：
1．举例说明生态系统的范围。
2．举例说明生态系统的类型。
3．解释生态系统的整体性。
4．举例说出生态系统的成分
5．举例说明生态系统的营养结构
6．认同生物与环境是一个统一的整体
二、知识结构：
一、生态系统的概念
1．概念：在一定的空间和时间内
( http: / / www.21cnjy.com )，
与
相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是
。
2．类型：
（1）
生态系统
主要特点：动植物种类
，
复杂，
和
能长时期处于较稳定的状态。
主要物种：植物：
为主；动物：营树栖攀援生活的种类较多。
保护与管理：实行限额采伐，确保森林资源的
低于年生产量，实现对森林资源的可持续利用。
（2）
生态系统
主要特点：动植物种类
，
群落结构
，种群密度和群落结构常发生
。
主要物种：植物：
为主；动物：大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点。
利用与保护：以发展
业为
( http: / / www.21cnjy.com )主，合理确定
量，发展
放牧和
放牧，并进行科学管理。
（3）
生态系统
主要特点：占地球表面积的71%，可看作一个巨大的生态系统。
主要物种：植物：微小的
植物；动物：种类很多。
利用与保护：颁布法律，规定禁渔期、禁渔区、捕捞工具等。
（4）
生态系统
定义：指沼泽地、泥炭地、河流、湖泊、红树林、沿海滩涂、浅海水域等。
作用：水源，调节流量、控制洪水，补充缺水，缓解旱情，储藏丰富的动植物资源。
（5）
生态系统
主要特点：
的作用突出，群落结构单一，动植物种类较少。
主要物种：人工种植的各种农作物。
（6）
生态系统
主要特点：
起主导作用，物质和能量的
大，运转快，高度
，自动调节能力弱，易出现环境污染。
组成：自然系统、经济系统、社会系统。
二、生态系统的结构
物质：
、
、
；
非生物的物质和能量
能量：
。
生产者：属
生物，主要是
，是生态系统的
成分。
消费者：属
生物，主要是
。
分解者：属
生物，主要是
，作用是
。
食物链：在生态系统中，各种生物之间由于
关系而形成的一种联系。
捕食食物链的基本模式：
食物网：在一个生态系统中，许多
彼此交错连接的复杂的营养关系。
特点：食物链和食物网是生态系统的
结构，生态系统的物质循环和能量流动都是沿着这种渠道进行的。
三。、例题分析：
例1
（2004年江苏卷）下列有关生态系统的叙述，错误的是
A．森林生态系统的种群密度和群落结构一般能够长期处于较稳定的状态
B．草原生态系统的种群密度和群落结构常常会发生剧烈的变化
C．农田生态系统总是朝着对人有益的方向发展
D．整个地球上海洋可以看作是一个巨大的生态系统
考点分析
本题考核生态系统的类型（森林、草原、农田、海洋），主要考核几种
生态系统的主要特点。
解题思路
森林生态系统的动植物种类繁多，群落结构复杂，因此种群密度和群落
结构能长时期处于较稳定的
( http: / / www.21cnjy.com )状态。草原生态系统动植物种类较少，群落结构简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化。农田生态系统中人的作用突出，群落结构单一，动植物种类较少。人们必须不断的从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫活动，才能使该系统朝着对人类有益的方向发展。如果人的作用消失，农田生态系统就会退化。海洋生态系统占地球表面积的71%，可看作一个巨大的生态系统。本题正确答案是C。
失分陷阱
农田
( http: / / www.21cnjy.com )生态系统是为人类提供多种产品的系统，给人类带来了很多的好处，因此有同学会以为不管何种状态下，农田生态系统总是朝着对人有益的方向发展的，其实不然。
例2
(2001年上海高考题)
1977年，科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉
喷出的海水温度超过300℃，并且富含
( http: / / www.21cnjy.com )硫化氢和硫酸盐。令人惊奇的是，在这样的海水中，竟发现大量的硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，在热泉口周围还发现多种无脊椎动物，如大海蛤、蟹、管水母、没有口也没有消化道的管居环节动物等。近20年来，人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类似。请根据以上材料回答：
(1)上述硫细菌的同化作用类型是什么？
(2)与一般生态系统相比，深海热泉生态系统有哪些特殊之处
(3)研究深海热泉生态系统有什么意义
考点分析
本题一方面考核生态系统的概念、类型，另一方面此题是典型的文字叙述式信息给予题，内容新颖，篇幅较长，需要学生具备一定的文字阅读能力，考核提取信息，并根据有关信息推衍出相关问题答案的能力。
解题思路
解这种类型的题目，最好是从
( http: / / www.21cnjy.com )所问出发，更有利于提炼有效信息。如本题针对问题可以从题干获取以下信息：(1)热泉生态系统处在深海中的火山口周围，所以无光照，压力大，温度高。(2)海水中大量的硫细菌通过氧化硫化物来还原二氧化碳合成有机物，所以硫细菌是生产者，其合成有机物所需的能量来自氧化硫化物所放出的化学能，而非太阳能。(3)热泉生态系统高温、高压的无机环境与早期生命所处的环境类似，这为研究生命的起源提供了材料。
从以上得到的有效信息找出规律，展开联想：本题中的硫细菌其同化作用的方式应同课本上学到的硝化细菌类同，属化能自养型生物，不同于光能自养型的绿色植物。这样，本题的答案就很容易得到。本题正确答案是(1)硫细菌的同化作用类型是化能自养型。(2)与一般生态系统相比，深海热泉生态系统的不同之处有：
a.能源是化学能，不是太阳能；b.生产者是化能自养细菌，不是绿色植物；c.外界是高温高压无光的环境，不是常温常压有光环境。(3)研究深海热泉生态系统的意义有：
a.丰富人们对生物适应性、多样性的认识；b.对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值；c.对研究生命的起源和生物的进化有一定的意义。
失分陷阱
提取信息不全面、不准确，会影
( http: / / www.21cnjy.com )响判断，不能全面总结出深海热泉生态系统的特点。对细菌的同化作用易错误的认为是异养型。而语言表达能力欠佳、思维不全面是影响回答第三问的障碍。
例3（2004年广东卷）拟调查一个池塘生态系统(如图29—1)的组成成分。请根据图示及提供的实验器材，写出调查项目。
地点：池塘。
器材：温度计、光照强度测定仪、酸度计、溶氧测定仪、水网、显微镜、放大镜、笔、记录本等
调查项目：
(1)非生物因素：____________________。
(2)生物成分：
①______________________________；
②_______________________________；
③
________________________________。
考点分析
本题考核生态系统的结构
中生态系统的成分。
解题思路
图中是一个池塘生态系统，
它的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。分析图示可看出，阳光
照射在水面上，提供了能量来源，水中溶解有空气和养料，沉积在池底还有有机物和无
机物。本题转换思维角度，考核生态系统中的非生物因素。其中的非生物因素有照射在
水面的光照强度，水体具有的温度和pH值、水中的溶解氧量等。依图将其中的生物按生
产者、消费者、分解者进行归类。本题正确答案是（1）水温、水中含氧量、水面光照强
度、pH（2）①生产者：水草、浮萍、栅藻、团藻②消费者：虾、草鱼、黑鱼③分解者：
细菌、真菌。
失分陷阱
将非生物因素与非生命的物质和能量混淆，错答成后者；对非生物因素
分析不全面，会漏掉水温、pH值、溶氧量等一些因素；对图中的有些生物不认识，不知
其分类地位，无法归类，出现划分错误。
例4（2004年河南、湖南、湖北卷）下列属于生态系统食物网特征的是
A．一种生物只能被另一种生物捕食
B．食物链的环节数是无限的
C．一种生物可能属于不同的营养级
D．食物网上的生物之间都是捕食关系
考点分析
本题考核生态系统的结构中的食物链和食物网的有关知识。
解题思路
在生态系统中，各种生物之间
( http: / / www.21cnjy.com )由于食物关系形成了食物链。在食物链中，一种生物可以被一种或若干种生物捕食，也可以去捕食若干种其它生物。因此一种生物分属于不同的食物链，同时可以占据不同的营养级。食物网中的生物可以是捕食关系，也可能是食性相同的竞争关系。由于能量传递遵循逐级递减的原则，因此一条食物链的环节数最多是五级，不可能无限的。本题正确答案是C。
失分陷阱
食物链组成食物网时，对一种生物可
( http: / / www.21cnjy.com )以占据不同的营养级，一种生物可以被几种生物捕食认识不准确。有的同学会认为食物链是由于食物关系形成的，因此食物网上的生物之间都是捕食关系而错选D。
四、难点分析：
1、生产者、消费者、分解者的关系
（1）、生产者能够制造有机物，
( http: / / www.21cnjy.com )为消费者提供食物和栖息场所；生产者还能固定光能，是消费者和分解者获得能量的源泉。所以生产者是生态系统的主要成分，是生态系统存在和发展的基础。
（2）、分解者能够将动植物的尸体等分解成无机物，归还到无机环境中去，供生产者再吸收利用，它是生态系统中物质得以循环的保证。
（3）、消费者存在与否，不影响生态
( http: / / www.21cnjy.com )系统的根本性质，因为如果没有消费者，生态系统的物质仍然能够循环。但它对于植物的传粉和种子的传播等方面有着重要的作用。
所以说，生产者、消费者、分解者在生态系统中紧密联系、缺一不可。
2、三种食物链
兔子吃草，狐狸吃兔子，虎吃狐
( http: / / www.21cnjy.com )狸，这种由捕食关系而形成的食物链，叫捕食链。它是生物界最普遍的食物链，教材中主要介绍了这种食物链。生物以寄生方式而形成的食物链叫寄生链，如牧草→黄鼠→跳蚤→鼠疫细菌。专以动植物遗体为食物而形成的食物链叫腐生链。如植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物。一般说来，三种食物链在不同类型的生态系统中几乎是同时存在的，它们各有侧重，相互配合。保证了能量流动在生态系统中的畅通。
3、营养级
食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。
例题：根据下图所表示的食物网回答问题。
（1）该生态系统中有____条食物链。（教会学生数食物链）
（2）图中的次级消费者是__________。
（3）图中占有两个不同营养级的生物是__________。
（4）如果由于灾害使得植物大减，则鹰的数量将会_________。
生态系统的结构
图29—1
