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1、第第1212讲讲 生态系统的信息生态系统的信息 传递和稳定性传递和稳定性 一、生态系统的信息传递 1.信息传递的具体体现 信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各个组成部分联系成一个整体,而且具有调节生态系统稳定性的作用。 【例1】昆虫学家法布尔做过以下实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋里，把一只雌性天蚕蛾扣在笼子里，周围撒满樟脑。尽管外面风狂雨骤，还有几十只雄蛾扑向纱笼，此现象说明() A昆虫间通过信息相联系，这种信息是无线电波 B昆虫间通过信息相联系，因为昆虫都具有趋化性 C昆虫间通过信息相联系，联系的媒介是阴雨天气 D昆虫的雌雄个体间通过信息相联系，这种信息是化
2、学信息性外激素D 【解析】昆虫在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如性外激素，它由昆虫的体表腺体所分泌，并且具有挥发性，其作用是引诱异性个体前来交尾。这样雌雄性个体就通过化学信息联系在一起，完成生殖过程。 2信息传递的一般过程 信源(信息产生)信道(信息传输)信宿(信息接收)，生态系统信息流动的基本模式(如下图)： 【例2】下列有关生态系统的信息传递的叙述，正确的是() A生态系统中物理信息的来源只能来自无机环境 B动物的特殊行为对于同种或异种生物能够传递信息 C植物开花属于化学信息 D生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的B 【解析】生态系统中的物理信息可能来自于无机环境，
3、也可能来自于同种或不同种的其他生物，A项错误；动物的特殊行为一般是一种行为信息，对于同种或异种生物也能够传递信息，B项正确；植物开花是通过花的颜色传递的一种物理信息，以吸引传粉的昆虫等生物，C项错误；信息传递可以发生在个体与个体之间、种群与种群之间、生物群落与无机环境之间，是一种双向传递，但能量是单向流动、逐级递减的，D项错误。 二、信息传递与能量流动、物质循环的比较能量流动物质循环信息传递特点单向流动，逐级递减循环运动，反复利用往往是双向的范围生态系统中各营养级生物圈生物之间，生物与环境之间地位生态系统的动力生态系统的基础调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定联系同时进行，相互依存，不可分割
4、，形成一个统一整体 【友情提醒】物理信息有明显的声、光、色、电、磁等物理载体，如鸟类鸣叫、萤火虫发光、昆虫发出的声音、植物开花都是物理信息，而非行为信息。 行为信息重在行为，较特殊。如孔雀开屏，蜜蜂以舞蹈告诉同伴食源。 生态系统的信息传递是双向的，既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递。【例3】(双选)如图表示某生态系统中甲、乙两种群在一段时间内的数量变化情况。下列有关叙述错误的是()A两个种群间能量流动的方向是甲乙BM时甲种群的出生率大于死亡率C两个种群间的信息传递是双向的D两个种群数量波动说明信息传递无法调节生态系统的稳定性BD【解析】信息传递往往是双向的，传递过程
5、中伴随着一定的物质和能量消耗。信息传递和能量流动、物质循环一起把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节系统稳定性的作用。 三、生态系统稳定性的理解及其调节 1生态系统稳定性的理解 生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可以从以下几个方面理解： (1)结构的相对稳定：生态系统中动植物的种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示： (2)功能的相对稳定：生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。 (3)图解： 【例4】天然牧场的一小片区域被作为牧草留
6、种区，为了防止鸟啄食草子，人们用网把留种区罩了起来，后来发现留种区的牧草几乎被虫吃光了，而其他区域却安然无恙。此现象给我们的启示是() A食草昆虫具有超强的繁殖能力 B生态系统的稳定性有赖于完整的营养结构 C草原鸟类的主要食物来源是昆虫 D牧草的种类单一会导致害虫的大发生B 【解析】留种区用网罩住，阻止了鸟类捕食害虫，导致牧草几乎被害虫吃光，从而影响了生态系统的稳定性。从上述事实还可以明确，生态系统的稳定性有赖于完整的营养结构，有赖于复杂的营养结构。生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越强。 2生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)图中两条虚线之间的部分
7、表示生态系统功能正常的作用范围。 (2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统相比受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的Y值。 (3)x可以表示恢复到原状所需的时间；x越大，表示恢复力定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积。可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。 (5)提高生态系统稳定性的措施 控制对生态系统干扰的程度。对生态系统的利用应该适度，不要超过生态系统的自我调节能力。
8、 对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入。保证生态系统内部结构和功能的协调。 3生态系统的反馈调节 当生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象，包括正反馈调节和负反馈调节。其中负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统达到和保持平稳或稳态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。例如，如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少，植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量。【友情提醒】生物圈稳态是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。 生物圈中生物
9、间复杂的营养关系是生物圈稳态维持的根本原因。 生态系统两种稳定性通常具有如下关系： a自我调节能力较强的生态系统抵抗力稳定性较强。 b抵抗力稳定性较强的生态系统恢复力稳定性较差。 c恢复力稳定性较强的生态系统抵抗力稳定性较差。【例5】(双选)关于生态系统稳定性的正确叙述是()A负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础B生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于抵抗力稳定性C人们对自然生态系统的干扰不应超过其抵抗力稳定性D热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性强 【解析】生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于恢复力稳定性。D之所以多错选，很大程度上学生关注了“热带”，认为热带的能量输入充足，生物生长繁衍快，
10、而且外界影响较小，所以恢复也快，但却忽略了热带雨林的生物多样性是非常突出的，种间关系也是异常复杂的，要恢复到这样的水平是非常困难的。AC1信息种类的比较 2.生态系统稳定性与营养结构的联系生态系统的稳定性常常与生态系统的营养结构(食物链与食物网)联系起来考虑，因此，把握食物链，尤其是食物网中各生物之间的变化关系尤为重要，其特点如下：食物链越短，营养结构越稳定；生产者越多，营养结构越稳定；生物种类越多，营养结构越稳定；生物关系越复杂，营养结构越稳定。3两种反馈调节的比较在生态系统的调节过程，可能出现两种反馈调节，其作用与结果是完全不同的。续表 1.(2009广东)下列不属于生态系统信息传递的是(
11、 ) A心猿意马 B飞蛾扑火 C花香引蝶 D老马识途 【解析】生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息。飞蛾扑火是利用物理信息；花香引蝶和老马识途利用化学信息。A 2.(2008江苏)下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是( ) A人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾 B控制日照时间以控制开花时间 C利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫 D中耕松土有利于产量的提高D 【解析】性外激素的重要作用是引诱异性个体交尾，生产中常用性外激素制剂干扰害虫正常交尾，降低害虫种群密度。植物的开花需要一定时间的光照，可据此将植物划分为长日照植物、短日照植物等。黑光灯可以发出较大剂量的紫外线，杀死一些对
12、紫外线敏感的害虫。 3.(2010四川)某石质海滩的潮间带由大小不一的水坑和水坑间的凸出基质两类环境组成，主要生长着浒苔、角叉苔等海藻和滨螺、岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为食，其主要天敌是海鸥。 (1)有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑(A、B)，把B坑中的全部滨螺(233只)捉出，移入几乎无滨螺的A坑，研究滨螺对海藻及岸蟹种群的影响，结果如图所示。 图 A中 浒 苔 数 量 下 降 的 主 要 原 因 是_，从种间关系角度看，浒苔和角叉苔是_关系。被滨螺捕食竞争 水坑中岸蟹种群密度与浒苔海藻的种群相对数量呈正相关。研究发现，此种海藻占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌；而另一种海藻占优势
13、的环境则相反。请据此解释B坑中的滨螺在移出前数量较多的原因_。 本研究涉及的生物构成的最长食物链为_。B坑浒苔较少，不利于岸蟹躲避天敌，岸蟹被大量捕食，因而岸蟹数量较少，岸蟹数量少，对滨螺捕食少，因而滨螺较多浒苔滨螺岸蟹海鸥 (2)通过对水坑和凸出基质这两类微型生态系统中滨螺密度和海藻物种数的调查，绘制成图C。 在滨螺极稀少的情况下，如果要最大限度地保护生物多样性，需要优先保护的是_生态系统，这种保护措施属于_。 当滨螺密度长期保持在100200只/m2时，_生态系统的抵抗力稳定性较高。凸出基质就地保护水坑 【解析】(1)第小题：图A中移入滨螺后，浒苔数量下降，因此应是被滨螺捕食。浒苔和角叉苔
14、同为藻类，且图中浒苔数量下降后，角叉苔数量上升，因此二者为竞争关系。 第小题：综合图A和图B可见，水坑中岸蟹种群密度与浒苔的种群相对数量呈正相关。浒苔占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌，因而B坑中的滨螺在移出前，浒苔较少，不利于岸蟹躲避天敌，岸蟹被大量捕食，因而岸蟹数量较少，岸蟹数量少，对滨螺捕食少，因而滨螺较多。 第小题：最长的为：浒苔滨螺岸蟹海鸥。 (2)在滨螺极稀少的情况下，分析图C，凸出基质生态系统中海藻物种数多，因此需要优先保护的是凸出基质生态系统，这种保护措施属于就地保护。 当滨螺密度长期保持在100200只/m2时，水坑生态系统的海藻物种数多，抵抗力稳定性较高。 4.(双选)下列有关
15、生态系统稳定性的叙述，不正确的是( )A生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础B生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性C生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其直接价值D生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强 【解析】生态系统生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。CD 5.(2011珠海模拟)(双选)某生物实习小组的同学用河水、洗净的砂、黑藻、草食小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作的生态瓶如下图所示，下列说法正确的是( )A乙中的生物存活时间最长B丙的稳定性最差，因为植物在暗处不能进行光合作用C往生态
16、瓶放入少量蔗糖，为植物提供营养D瓶中水量不能超过容积的一半AB 【解析】在制作生态瓶时常放入少量尿素，其作用是为植物提供氮源，植物生长不需要有机碳；瓶中水量不能超过容积的4/5，瓶中水太少，不能满足小鱼和植物的需要。 6.(2010中山模拟)下列各项中，既属于植物体的向性运动，又是由于物理信息引起的生命活动的是( ) A昙花夜间开放 B向日葵的花盘随太阳的移动而转动 C合欢树的叶子夜间合拢，白天开放 D含羞草的叶子受到震动后叶片合拢B 【解析】感性运动和向性运动都是植物体对于外界环境的适应性。感性运动是指植物体受到不定向的外界刺激而引起的运动，A、C、D均属于感性运动。植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动称为向性运动，向日葵的花盘随太阳的移动而转动，是对阳光刺激产生的反应，阳光为物理信息。7.下列不属于生态系统的信息传递在农业生产中的应用的是( )A利用人工合成的化学信息素吸引昆虫前来，提高传粉率和结实率B草原返青时的“绿色”，为食草动物提供可以采食的信息C延长光照时间，提高家禽产蛋量D利用音响设备发出不同的声信号，诱捕或驱赶某些动物 B 【解析】信息传递在农业生产中的应用：提高农产品和畜产品的产量如养鸡场在秋季通过延长光照时间提高产蛋率；对有害生物进行控制如利用音响设备发出不同的声信号，诱捕或驱赶某些动物。
