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1、生态系统稳态的维持 思考过程1.生态系统金字塔的类型能量金字塔：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每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，这些生物世代周期短、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
2、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、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如右图所示。下列选项能正确表示树、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）（）思路：题目给出的是树、昆虫、食虫鸟三者的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
3、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：C2.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、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1】如果一个生态系统有四种生物，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）所含有机物的含量，如下图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起（）A.甲、丁的种群数量增
4、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：食物链、食物链中各营养级、各营养级之间的“能量金字塔”关系，种群数量及其制约因素。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
5、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【例2】在下列四个生态系统中，绿色植物所固定的太阳能相等。如果物种甲是人类所需的资源，那么能提供给甲最多能量的生态系统是（）思路：本题考查生态系统的功能中能量流动的特点。在生态系统中，生物间的取食关系越复杂，生物在生存斗争中消耗的能量就越多；反之则越少。图A非常类似于取食关系较简单的人工生态系统，能量传递渠道简单，食物链较少，取食关系比较固定，故能使甲获得较多的能量。答案：A3.外来种的入侵从字面
6、上理解是增加了一个地区的生物多样性。事实上，历史上那些无害的生物也是通过人的努力而扩大了分布范围的，一些驯化的作物或动物已经成为人类的朋友。如我们食物中的马铃薯、西红柿、芝麻、南瓜、白薯、芹菜等；树木中的洋槐、英国梧桐、火炬树；动物饲料中的苜蓿；动物中的虹鳟鱼、海湾扇贝等，这些物种进入到异国他乡带来的利益是大于危害的。然而，以下实例却违背了人们的初衷，造成了生物多样性的锐减并危及当地生态系统的稳定。你能否分析出现这种结果的原因？实例1：为了保护海岸带免受海水的侵蚀，1963年南京大学钟崇信教授从英国和丹麦引进大米草，经过几十年的努力，引种成功了50多万亩，而且使大米草的分布范围从温带向南扩大，
7、并证明大米草具有明显的生态效应与经济效应。然而，不幸的事还是发生了，由于大米草的强烈扩张性，很快影响了贝类等的养殖，使贝类产量急剧下降。而再除去大米草，则是十分困难的事情。目前，人们逐步认识到了引种大米草对中国自然海滩生态系统的可能负面影响，连引种大米草的钟教授本人也认为需要开展进一步的研究。实例2：水葫芦（凤眼莲），上世纪70年代作为猪饲料引进我国，后又被证明该物种具有明显的吸收污染物的功能，是水污染净化的优良种类。因此，国内大部分水域开始引种，没有想到，它的侵占能力是如此巨大，引进数株水葫芦，几个月后就会密布水面，且分布的区域有我国南方的热带亚热带地区，直到北方的温带寒温带地区。许多湖泊如
8、滇池、洞庭湖、微山湖深受其害。国家曾投资40亿元人民币处理滇池的水葫芦污染，收效却不大，可见生物入侵的危害有多大。实例3：陕西长青自然保护区是以保护大熊猫为主的保护区。该保护区的前身是国有林场，上世纪60年代为了生产的需要，引种了大量日本落叶松。目前，落叶松大量繁殖，其落叶造成了土壤的酸性，原来生长良好的大熊猫的食物箭竹却适应不了日本落叶松产生的酸性环境，而生长不起来，造成箭竹死亡或根本不能萌发。这样，在大熊猫活动的领域就形成了一大片的食物空白，成为保护区的一大害。现在，自然保护区的技术人员与领导向国内外专家求援，要求迅速除掉这些入侵的日本落叶松。实例4：食人鲳的故乡在南美洲的亚马孙，它有着美
9、丽的外衣，其实是一种很有威胁的物种，一旦进入到自然环境，由于缺乏天敌的控制，会无限泛滥，对其他物种造成致命的危害，已经影响到城市水域、鱼塘、河流等。鉴于这种严重问题，中国有关部门于2002年12月18日下达了紧急通知，对食人鲳实行“捕杀令”，虽对大部分公众场所内的食人鲳实行了消灭，但分散在个人家庭中的该物种仍然得不到控制。对生态系统稳定性和生物多样性来讲，生物的入侵毕竟是个扰乱生态系统稳定性的过程，因为，任何地区的生态平衡和生物多样性是经过了几十亿年演化的结果，这种平衡一旦打乱，就会失去控制而造成危害。或者说，一些物种种群的增加，可能导致其他物种种群的衰退，从而使一个地区的物种多样性减少。人们
10、最初引进物种时，仅是引入了原产地生态系统的一个组分，食物网中的一些天敌或者它所控制的物种是没有办法引进的。这样，在缺少天敌、环境又适宜的情况下，数量就会剧增，控制不好，成灾就不可避免。而成灾的一个直接后果是造成对生态系统其他生物的破坏，对当地的生态多样性造成危害，生态系统的营养结构简化，生态系统的稳定性下降，甚至是灭顶之灾。4. 生态系统的结构、功能与其稳定性的关系。生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性，它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素
11、之间的协调关系。生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道，完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础；而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起，有利于形成典型的食物链关系，推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构与功能能够保持相对稳定。系统内各种生物的种类和数量虽有波动，但总是大体相同的，表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定。完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。例如，在森林生态系统中，当害虫数量增加时，林木的生长自然受到危害，但食虫鸟类由于食物丰富数量增多，这样害虫种群增长就会受到抑制，出现了“有虫不成灾”的现象。生态系统的自动调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低。生态系统抵抗力稳定性的高低，是由它的成分和营养结构决定的。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低；相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。用心 爱心 专心
