
生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)1.生態(tài)系統(tǒng)(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)是由 及 所構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能系統(tǒng)。?(2)類型:自然生態(tài)系統(tǒng)和 。?(3)組成成分:生態(tài)系統(tǒng)通常都是由 成分(無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、氣候、能源)和生物成分( 組成)。?(4)功能: 是生態(tài)系統(tǒng)的兩大重要功能。?
生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者
2.食物鏈、食物網(wǎng)(1)食物鏈①概念:在生態(tài)系統(tǒng)各生物之間,通過(guò)一系列的 和 關(guān)系,不斷傳遞著生產(chǎn)者所固定的能量,這種 的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系叫做食物鏈。?②類型a. 食物鏈:以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)的食物鏈。?b. 食物鏈:以死亡生物或現(xiàn)成有機(jī)物為起點(diǎn)的食物鏈。?③作用:食物鏈?zhǔn)悄芰苛鲃?dòng)和 的通道。?(2)營(yíng)養(yǎng)級(jí)①概念:營(yíng)養(yǎng)級(jí)是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的 的總和。?
②營(yíng)養(yǎng)級(jí)與消費(fèi)者級(jí)別的關(guān)系
③特點(diǎn):一般來(lái)說(shuō),營(yíng)養(yǎng)級(jí)的位置越高,歸屬于這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類、數(shù)量和能量就 。?
(3)生物放大①概念:化學(xué)殺蟲(chóng)劑和有害物質(zhì)通過(guò) 逐級(jí)積累和濃縮,在生物體內(nèi) ,導(dǎo)致危害的現(xiàn)象就叫生物放大。?②途徑: 。?(4)食物網(wǎng)①概念:在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,許多 彼此相互交錯(cuò)連接的復(fù)雜營(yíng)養(yǎng)關(guān)系,叫做食物網(wǎng)。?②與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系:食物網(wǎng)越復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng) 的能力就越強(qiáng);食物網(wǎng)越簡(jiǎn)單,生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動(dòng)和 。?
3.生態(tài)金字塔(1)概念:生態(tài)金字塔是指各 之間的某種數(shù)量關(guān)系。?(2)類型
考向一 生態(tài)系統(tǒng)的概念、成分和類型【典例1-1】 (2017浙江11月選考,10)下列關(guān)于食物鏈和食物網(wǎng)的敘述,正確的是( )A.食物網(wǎng)中的植食動(dòng)物屬于不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)B.陸地生態(tài)系統(tǒng)中通常以捕食食物鏈為主C.捕食食物鏈由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成D.難降解的有害物質(zhì)會(huì)沿著食物鏈轉(zhuǎn)移和富集
【典例1-2】 下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的成分的敘述,正確的是( )A.動(dòng)物都屬于消費(fèi)者,其中植食性動(dòng)物屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)B.細(xì)菌都屬于分解者,其異化作用類型有需氧型和厭氧型兩類C.生產(chǎn)者屬于自養(yǎng)型生物,是生態(tài)系統(tǒng)中是最基本、最關(guān)鍵的生物成分D.一類生物只能屬于生態(tài)系統(tǒng)中的一種生物成分
方法技巧根據(jù)生物類型判斷生態(tài)系統(tǒng)的成分(1)判斷生產(chǎn)者的主要依據(jù)是是否為自養(yǎng)型生物,若為自養(yǎng)型生物,則為生產(chǎn)者,包括綠色植物、藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌以及化能合成細(xì)菌等。(2)判斷消費(fèi)者時(shí)要特別注意“異養(yǎng)型”“非腐生”等關(guān)鍵詞,植物、微生物都有可能成為消費(fèi)者。(3)判斷分解者的主要依據(jù)是能否把動(dòng)植物的遺體、殘枝敗葉轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)物,分解者是腐生生物,也包括少數(shù)的動(dòng)物(如蚯蚓)。
考向二 食物鏈、生物放大與食物網(wǎng)【典例1-3】 (2018浙江稽陽(yáng)聯(lián)誼學(xué)校高三3月聯(lián)考)下列關(guān)于食物鏈和食物網(wǎng)的敘述,錯(cuò)誤的是( )A.一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)只含一個(gè)食物網(wǎng)B.以植食動(dòng)物為食的肉食動(dòng)物屬于三級(jí)消費(fèi)者C.在任何生態(tài)系統(tǒng)中都存在著捕食食物鏈和腐食食物鏈D.一般說(shuō)來(lái),營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,該營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的生物種類、數(shù)量和能量就越少
【典例1-4】 (2018浙江3月超級(jí)全能生考試)如圖為某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構(gòu)成的食物網(wǎng)。某個(gè)時(shí)期,當(dāng)?shù)鼐用翊罅坎稓Ⅶ?導(dǎo)致島上鼠種群暴發(fā),隨后由鼠疫桿菌引起的鼠疫通過(guò)跳蚤使人感染導(dǎo)致死亡率上升。
(1)該食物網(wǎng)中,植物中的能量能通過(guò) 條食物鏈傳遞給鷹,鷹處于 營(yíng)養(yǎng)級(jí);從生態(tài)系統(tǒng)的成分看,鼠疫桿菌屬于 。?(2)一段時(shí)間內(nèi),大量捕殺鼬后,鼠種群數(shù)量的變化過(guò)程是 。?(3)通常情況下,寄生在鼠身上的跳蚤對(duì)鼠種群數(shù)量的影響 (填“大于”“小于”或“等于”)鼬對(duì)鼠種群數(shù)量的影響,其原因是 。
答案:(1)4 第三、四 消費(fèi)者 (2)先增大后減少,最后趨于穩(wěn)定 (3)小于 從能量流動(dòng)的角度看,鼠的能量流向跳蚤的比例較少,而更多地流向鼬;且跳蚤對(duì)鼠的生命沒(méi)有直接危害解析:據(jù)圖分析,圖示植物表示生產(chǎn)者,其余生物表示消費(fèi)者。圖中有6條食物鏈,分別是:植物→人;植物→兔→人;植物→兔→鷹;植物→兔→鼬→鷹;植物→鼠→鷹;植物→鼠→鼬→鷹。(1)圖中植物到鷹的食物鏈共有4條,鷹處于第三、第四營(yíng)養(yǎng)級(jí);鼠疫桿菌為微生物,寄生于老鼠體內(nèi),屬于生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者。(2)一段時(shí)間內(nèi),大量捕殺鼬后,鼠被鼬捕殺減少,所以鼠的數(shù)量先增加;后來(lái)鷹捕殺鼠的數(shù)量增加,又導(dǎo)致鼠的數(shù)量減少,最后趨于穩(wěn)定。
(3)從能量流動(dòng)的角度看,鼠的能量流向跳蚤的比例較少,而更多地流向鼬;且跳蚤對(duì)鼠的生命沒(méi)有直接危害,因此寄生在鼠身上的跳蚤對(duì)鼠種群數(shù)量的影響小于鼬對(duì)鼠種群數(shù)量的影響。
導(dǎo)師點(diǎn)睛1.食物鏈及食物網(wǎng)分析(1)捕食食物鏈的起點(diǎn)是生產(chǎn)者,即生產(chǎn)者永遠(yuǎn)是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí);最高點(diǎn)是不被其他動(dòng)物所捕食的動(dòng)物,即最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)對(duì)某一動(dòng)物而言,其營(yíng)養(yǎng)級(jí)是不固定的;即同一種生物在不同的食物鏈中,可以占有不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(3)在食物網(wǎng)中,兩種生物之間的種間關(guān)系有可能出現(xiàn)不同概念上的重合,如蜘蛛與青蛙,二者之間既是捕食關(guān)系,又是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。(4)捕食食物鏈中不能出現(xiàn)寄生生物、腐生生物和陽(yáng)光等非生物因素,只包含生產(chǎn)者(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))和消費(fèi)者(第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)及之后各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物)。如陽(yáng)光→草→兔→細(xì)菌不是食物鏈。
2.食物網(wǎng)中生物數(shù)量變化的分析與判斷(1)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物減少對(duì)其他物種的影響第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物(生產(chǎn)者)減少時(shí),會(huì)連鎖性地引發(fā)其后的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物減少。這是因?yàn)樯a(chǎn)者是其他各種生物賴以生存的直接或間接的食物來(lái)源。(2)“天敵”一方減少,對(duì)被捕食者數(shù)量變化的影響一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少,則被捕食者數(shù)量變化是先增加后減少,最后趨于穩(wěn)定。(3)復(fù)雜食物網(wǎng)中某種群數(shù)量變化引起的連鎖反應(yīng)分析①以中間環(huán)節(jié)少的作為分析依據(jù),考慮方向和順序?yàn)?從高營(yíng)養(yǎng)級(jí)依次到低營(yíng)養(yǎng)級(jí)。②生產(chǎn)者相對(duì)穩(wěn)定,即生產(chǎn)者比消費(fèi)者穩(wěn)定得多,所以當(dāng)某一種群數(shù)量發(fā)生變化時(shí),一般不需考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。
③處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的種群有多種食物來(lái)源時(shí),若其中一條食物鏈中斷,則該種群可通過(guò)多食其他食物而維持其數(shù)量基本不變。
考向三 營(yíng)養(yǎng)級(jí)與消費(fèi)者級(jí)別【典例1-5】 下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)的圖解,相關(guān)敘述正確的是( )A.圖中共含有7條食物鏈,桉樹(shù)、合歡樹(shù)屬于生產(chǎn)者B.葉狀蟲(chóng)屬于一級(jí)消費(fèi)者、第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)C.該生態(tài)系統(tǒng)中袋鼬所含的能量最多D.屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物有蜘蛛、蜜雀
考向四 生態(tài)金字塔【典例1-6】 用各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量、數(shù)量構(gòu)建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中,第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為櫟樹(shù),第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為昆蟲(chóng),第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為蛙、蜥蜴和鳥(niǎo),第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為蛇。該櫟林?jǐn)?shù)量金字塔的示意圖是( )
1.(2015浙江10月選考,6)地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是 ( )A.一片草地 B.生物圈C.一個(gè)池塘D.一片森林
2.(2015浙江9月選考調(diào)研,18)下列關(guān)于食物網(wǎng)的敘述,正確的是( )A.一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)中只有一個(gè)食物網(wǎng)B.食物網(wǎng)僅表達(dá)了生物之間的數(shù)量關(guān)系C.食物網(wǎng)中包含的生物種類是不會(huì)改變的D.生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力與食物網(wǎng)的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)
3.(2017浙江4月選考,29)某濕地生態(tài)系統(tǒng)的部分食物網(wǎng)如下圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)該食物網(wǎng)中,藻類固定的能量可通過(guò) 條食物鏈傳遞給綠鷺。綠鷺?lè)謩e處于第 個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。?(2)若蚊子幼蟲(chóng)被大量殺滅,短期內(nèi)水蚤的數(shù)量會(huì) ,但對(duì)劃蝽的影響并不大,這是由于該食物網(wǎng)較復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng)的 功能較強(qiáng)。?(3)從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)分析,鯰魚(yú)糞便中的能量 (填“能”或“不能”)直接被水蚤利用。在該食物網(wǎng)中,體型較大的鯰魚(yú)數(shù)量比水蚤的少,其原因是 ? 。?
答案:(1)8 四、五、六(2)下降 自我調(diào)節(jié)(3)不能 鯰魚(yú)所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)比水蚤的高,獲得的能量較少解析:(1)分析食物網(wǎng)圖示可知,藻類固定的能量通過(guò)8條食物鏈傳遞到綠鷺。在不同食物鏈中,綠鷺可能處于不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí),綠鷺?lè)謩e處于第四、五、六營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)若蚊子幼蟲(chóng)被大量捕殺,則劃椿對(duì)水蚤的捕食量加大,短時(shí)間內(nèi)造成水蚤的數(shù)量下降。蚊子幼蟲(chóng)減少對(duì)劃椿總數(shù)量影響較小,主要是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)可以通過(guò)自我調(diào)節(jié)能力來(lái)維持穩(wěn)態(tài)。(3)水蚤處于食物鏈的第二或第三營(yíng)養(yǎng)級(jí),不能直接利用鯰魚(yú)糞便中的能量。在食物鏈中,能量傳遞具有逐級(jí)遞減、單向流動(dòng)的特點(diǎn),因此,處于較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所獲得的能量相對(duì)較少,數(shù)量一般也比低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物少。
4.(2018浙江6月學(xué)考,26)某生態(tài)系統(tǒng)中部分生物間物質(zhì)傳遞的關(guān)系如圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)該生態(tài)系統(tǒng)中,所有生物構(gòu)成了一個(gè) 。從生態(tài)系統(tǒng)的成分分析,家禽和家畜屬于 。在“水稻→雞→人”這條食物鏈中,人屬于第 營(yíng)養(yǎng)級(jí)。?(2)糞肥中的有機(jī)物最終來(lái)自圖示中的 。糞肥中的有機(jī)物經(jīng) 的分解作用成為無(wú)機(jī)物,這些無(wú)機(jī)物又可以被農(nóng)作物重新吸收和利用。?
(3)在家禽和家畜的養(yǎng)殖過(guò)程中,如果大量糞便排入河流,會(huì)引起水生生物大量死亡,進(jìn)一步加重污染,并引起更多生物死亡。這種調(diào)節(jié)機(jī)制屬于 調(diào)節(jié)。?
答案:(1)群落 消費(fèi)者 三 (2)水稻等農(nóng)作物 分解者 (3)正反饋解析:(1)生態(tài)系統(tǒng)的所有生物即生產(chǎn)者、分解者、消費(fèi)者構(gòu)成了生物群落。其中圖示中家禽和家畜屬于消費(fèi)者。營(yíng)養(yǎng)級(jí)別是從第一個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)始計(jì)算的,在“水稻→雞→人”這條食物鏈中,人屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)從圖示看,糞肥中的有機(jī)物最終來(lái)自圖示中的水稻等農(nóng)作物。糞肥中的有機(jī)物經(jīng)分解者的分解作用成為無(wú)機(jī)物。(3)加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化的調(diào)節(jié)屬于正反饋調(diào)節(jié),使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)。
生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)量和生物量1.初級(jí)生產(chǎn)量(1)定義:綠色植物通過(guò)光合作用所制造的 或 。?(2)單位:通常用g/(m2·a)或J/(m2·a)(a代表年)表示。(3)作用:是所有 賴以生存的基礎(chǔ)。?(4)影響初級(jí)生產(chǎn)量的因素: 、溫度、 、水、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等。?(5)總初級(jí)生產(chǎn)量(GP)、凈初級(jí)生產(chǎn)量(NP)和植物呼吸消耗量(R)之間的關(guān)系: 。?
2.生物量(1)定義: 在某一調(diào)查時(shí)刻前的 。?(2)單位:通常用g/m2或J/m2表示。(3)生物量與總初級(jí)生產(chǎn)量(GP)、植物呼吸消耗量(R)之間的關(guān)系。
3.次級(jí)生產(chǎn)量(1)定義: (包括 和 )利用現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)而生產(chǎn)出來(lái)的有機(jī)物質(zhì)。?(2)單位:通常用g/(m2·a)或J/(m2·a)表示。(3)生產(chǎn)過(guò)程
考向一 生產(chǎn)量和生物量【典例2-1】 下列關(guān)于生物量的敘述,正確的是( )A.植物的生物量是指在某一調(diào)查時(shí)期內(nèi)有機(jī)物的生產(chǎn)量B.頂極群落中所有生物的生物量之和為零,且保持不變C.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量有可能小于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量D.降低同化量與攝食量的比值,可加快圈養(yǎng)動(dòng)物的生長(zhǎng)
易錯(cuò)提醒頂極群落的生產(chǎn)量當(dāng)生產(chǎn)與呼吸消耗平衡時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),即所謂頂極群落的狀態(tài),如果生產(chǎn)量大于呼吸量,還可以繼續(xù)演替,群落的豐度還能繼續(xù)上升。換句話說(shuō)頂極群落中的總生產(chǎn)量等于總呼吸量,初級(jí)生產(chǎn)者生產(chǎn)的能量基本全部沿食物鏈被各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)消耗,因此群落總的凈生產(chǎn)量很低或?yàn)?。
考向二 初級(jí)生產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量的比較【典例2-2】 下面關(guān)于次級(jí)生產(chǎn)量的描述,錯(cuò)誤的是 ( )A.利用生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)有的有機(jī)物質(zhì)再生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì),即為次級(jí)生產(chǎn)量B.次級(jí)生產(chǎn)量的食源都是初級(jí)生產(chǎn)量C.次級(jí)生產(chǎn)量等于同化量減去呼吸量D.次級(jí)生產(chǎn)量的制造者都是異養(yǎng)生物
【典例2-3】 黑白瓶法是測(cè)定水體初級(jí)生產(chǎn)量的一種方法。取得自然水域某水層水樣(包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者),測(cè)定初始溶氧量為C,將水樣分別灌入白瓶和黑瓶中,放回原水層,24 h后分別測(cè)得白瓶和黑瓶的溶氧量為B和H,從而可以計(jì)算水體相關(guān)生態(tài)學(xué)的數(shù)據(jù)。下列相關(guān)敘述正確的是( )A.C與H的差值可表示生產(chǎn)者的呼吸量B.B與C的差值可表示凈初級(jí)生產(chǎn)量C.B與H的差值可表示次級(jí)生產(chǎn)量D.丟失C數(shù)據(jù)后也可計(jì)算出總初級(jí)生產(chǎn)量
概念辨析(1)初級(jí)生產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量的比較
(2)綠色植物通過(guò)光合作用積累的能量是進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)能量,這種能量就是初級(jí)生產(chǎn)量。(3)凈初級(jí)生產(chǎn)量(NP)、呼吸消耗的能量(R)、總初級(jí)生產(chǎn)量(GP)三者之間的關(guān)系是GP=NP+R。GP和NP通常用每年每平方米所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)干重(g/m2·a)或固定的能量值(J/m2·a)來(lái)表示。(4)動(dòng)物和其他異養(yǎng)生物靠消耗植物的初級(jí)生產(chǎn)量制造的有機(jī)物質(zhì)或固定的能量,稱為次級(jí)生產(chǎn)量。次級(jí)生產(chǎn)量不分為“凈”和“總”的能量,實(shí)際上指的就是凈次級(jí)生產(chǎn)量。
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