1、第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性應(yīng)用一食物網(wǎng)中物種數(shù)量變動情況的分析與判斷1圖1為某草原生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)，圖2為某特殊環(huán)境中的食物網(wǎng)。請據(jù)圖判斷下列說法中正確的是()圖1中屬于次級消費者的是食草鳥、蜘蛛、蟾蜍、貓頭鷹圖1中貓頭鷹占有第三、第四、第五、第六共4個營養(yǎng)級圖2中，若黃雀的全部同化量來自兩種動物食草昆蟲和螳螂，且它們各占一半，則當綠色植物增加G千克時，黃雀增加體重最多是G/125千克圖1中如果昆蟲突然減少，食草鳥數(shù)目短期內(nèi)將不發(fā)生變化圖1中信息已體現(xiàn)出該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1中食蟲鳥與蜘蛛的關(guān)系既有競爭又有捕食關(guān)系圖1中有一條食物鏈為：草昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇A. B.?C. D.解析圖1中，食草鳥為初級

2、消費者；如果昆蟲突然減少，食草鳥被貓頭鷹捕食增加，數(shù)目短期內(nèi)將會減少（昆蟲減少對草的影響較?。?；圖1中信息只體現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)，而未體現(xiàn)出非生物的物質(zhì)和能量、分解者；其中一條食物鏈應(yīng)該為“草昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇貓頭鷹”；中所指出的不完整。圖2中，設(shè)黃雀增加體重X千克，則根據(jù)題意可列出代數(shù)式：(51/2X551/2X)5G，XG/75千克。答案B規(guī)律總結(jié)(1)在某食物鏈中，若處于第一營養(yǎng)級的生物減少，其他生物都將減少。這是因為第一營養(yǎng)級生物是其他各營養(yǎng)級生物賴以生存的直接或間接的食物來源，第一營養(yǎng)級生物的減少必會引起連鎖反應(yīng)，致使以后各營養(yǎng)級生物數(shù)量依次減少。如圖中a的數(shù)量減少會導致b、c、d、

3、e、f、g的數(shù)量都減少。(2)若一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少，則被捕食者數(shù)量會因此而迅速增加，但這種增加并不是無限的，隨著被捕食者數(shù)量的增加，種群密度加大，種內(nèi)斗爭勢必加劇，再加上沒有了天敵的“壓力”，被捕食者自身素質(zhì)(如奔跑速度、警惕靈敏性等)必然會下降，導致流行病蔓延，老弱病殘者增多，最終造成種群密度減小，直至相對穩(wěn)定，即天敵減少，造成被捕食者先增后減，最后趨于穩(wěn)定。(3)若處于“中間”營養(yǎng)級的生物減少，另一種生物的變化情況應(yīng)視具體食物鏈確定。如上圖所示的食物網(wǎng)中，d突然減少，則以d為食的e減少，以e為食的f也減少，f減少則g就更多地以b和c為食，從而導致b和c減少。在這里必

4、須明確f并非g的惟一食物，所以f減少并不會造成g的減少，g可依靠其他食物來源維持其數(shù)量的相對穩(wěn)定。應(yīng)用二與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動相關(guān)的計算2如果一個人的食物有1/2來自綠色植物、1/4來自小型肉食動物、1/4來自羊肉，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1kg體重，約消耗植物()A10kgB28kgC100kgD280kg?解析本題考查生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況及其計算能力。根據(jù)題意，可以寫出三條食物鏈：植物人，在此食物鏈中，人要增重0.5 kg，消耗植物為0.510%5kg；植物羊人，在此食物鏈中，人要增重0.25kg，消耗的植物為0.2510%10%25kg；?植物植食動物小型肉食動物人，在此食

5、物鏈中，人要增重0.25kg，消耗的植物為0.2510%10%10%250kg。所以人要增重1 kg，共消耗植物280 kg。答案D規(guī)律總結(jié)(1)根據(jù)一條食物鏈進行相關(guān)能量計算如食物鏈：ABC。如果已知A求C，計算至少(至多)獲得的能量，則C獲得的能量A的能量10%(20%)10%(20%)；如果已知C求A，計算至少(至多)需要的能量，則所需A的能量C的能量20%(10%)20%(10%)。(2)根據(jù)食物網(wǎng)進行相關(guān)能量計算如有食物網(wǎng)(如右圖)：如果不確定C的食物來源比例，已知G獲得的能量，計算需要至少(至多)消耗A的能量，則按照最短(最長)的食物鏈和最高(最低)的傳遞效應(yīng)計算。如果確定了C的食

6、物來源比例，則按照比例對每條相關(guān)的食物鏈都進行計算，將每條食物鏈的計算數(shù)字相加即可。如：已知C的食物有1/5來自F，4/5來自B，則G增加1 kg體重，要至少消耗A多少kg?JP+2計算方法是：需要消耗的C至少為120%=?5 kg。?1 kg依靠從F獲得，另4 kg依靠從B獲得。沿食物鏈ADEFC消耗A至少為120%20%20%20%625kg；沿食物鏈ABC需要消耗A至少為420%20%100kg，所以G要增加1kg，至少需要消耗A625100725kg。應(yīng)用三生態(tài)缸(瓶)的設(shè)計要求及相關(guān)分析3為觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)計4個密閉、透明的生態(tài)瓶，各瓶內(nèi)的組成和條件見下表。經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)

7、和觀測后，發(fā)現(xiàn)甲瓶是最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)組成光水草藻類浮游動物小魚泥沙生態(tài)瓶編號甲乙丙丁注：“”表示有，“”表示無。請回答下列問題：（1）乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為_，原因是_。（2）丙瓶比甲瓶有較多的有機物，原因是_。(3)丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量_，原因是_。(4)根據(jù)觀測結(jié)果，得出結(jié)論：_；_。解析生態(tài)系統(tǒng)由非生物的物質(zhì)和能量(如光照、水、溫度等)、生產(chǎn)者、消費者和分解者組成。對于生態(tài)瓶乙來說，沒有光照，該生態(tài)系統(tǒng)就沒有能量來源，不能保持穩(wěn)態(tài)。對于生態(tài)瓶丙來說，沒有泥沙，該生態(tài)系統(tǒng)就缺乏分解者，有機物不能及時分解為無機物，就不能維持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)，不能保持穩(wěn)態(tài)。對于生態(tài)

8、瓶丁來說，消費者過多，生產(chǎn)者不能滿足其對有機物和氧氣的需要，該生態(tài)系統(tǒng)也不能保持穩(wěn)態(tài)。因此，對于該生態(tài)系統(tǒng)來說，生產(chǎn)者和分解者是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，光照是維持生態(tài)系統(tǒng)長期穩(wěn)定的必要條件。答案(1)下降缺乏光照情況下，藻類不能進行光合作用，不能生長(2)缺乏泥沙，分解者數(shù)量太少(3)較少消費者較多，消耗較多的氧氣(4)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該具有生產(chǎn)者、消費者和分解者以及非生物的物質(zhì)和能量(太陽能)生產(chǎn)者、消費者以及分解者之間應(yīng)保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定規(guī)律總結(jié)人工設(shè)計生態(tài)缸要遵循生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性原理，合理組織，協(xié)調(diào)搭配，以保證其內(nèi)部的相對穩(wěn)定。1在一個生態(tài)系統(tǒng)中a、b、c、d四種生

9、物，由于食物關(guān)系形成如下幾種營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，其中最穩(wěn)定的是()A. abcdD.abcd?答案B解析生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜，食物鏈數(shù)目越多，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越高。B中有三條食物鏈，b有三個食物來源，若其中一個來源消失，對b影響不大。C和D選項各有兩條食物鏈，A只有一條，其中生物的食性單一，任何一種生物消失，對整個生態(tài)系統(tǒng)影響都很大。2生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力越強，則()生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜生態(tài)系統(tǒng)的成分越簡單營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單生態(tài)平衡容易破壞生態(tài)平衡不易破壞A. B.?C. D.答案C解析生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力越強，其組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜，生態(tài)平衡不容易破壞。3

10、下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)，下列相關(guān)敘述正確的是()A圖中共含有七條食物鏈，桉樹、合歡樹屬于生產(chǎn)者B葉狀蟲屬于初級消費者，第一營養(yǎng)級C該生態(tài)系統(tǒng)中袋鼬所含的能量最多D屬于第三營養(yǎng)級的生物有蜘蛛、蜜雀、知更鳥答案D解析考查食物網(wǎng)的分析。此食物網(wǎng)中有十條食物鏈。葉狀蟲直接以植物為食，屬于初級消費者，是第二營養(yǎng)級。該生態(tài)系統(tǒng)中含能量最多的是桉樹和合歡樹。由于能量沿食物鏈是逐級遞減的，所以袋鼬所含的能量最少。4如果一個生態(tài)系統(tǒng)中有4種生物，并構(gòu)成一條食物鏈，在某一時間分別測得這4種生物(甲、乙、丙、丁)所含有機物的總量，如圖所示，在一段時間內(nèi)，如果乙的種群數(shù)量增加，則會引起()A甲、丁的種群數(shù)量增加

11、，丙的種群數(shù)量下降B甲、丙、丁的種群數(shù)量均增加C甲、丁的種群數(shù)量下降，丙的種群數(shù)量增加D甲的種群數(shù)量下降，丙、丁的種群數(shù)量增加答案D解析此生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈為丙甲乙丁，故乙的種群數(shù)量增加，則以乙為食物的丁也會增加；由于乙吃甲，故甲的數(shù)量會減少；丙的天敵減少，則丙會增加。5如圖表示氣候變化對甲、乙生態(tài)系統(tǒng)中種群類型數(shù)量的影響。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()甲生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性一定較乙生態(tài)系統(tǒng)強甲生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的營養(yǎng)關(guān)系一定較乙復雜乙生態(tài)系統(tǒng)在S點后一定有新的物種產(chǎn)生乙生態(tài)系統(tǒng)在S點后一定經(jīng)歷次生演替過程A. B. C. D.答案B解析從圖中可以看出，甲生態(tài)系統(tǒng)種群類型數(shù)量較乙生態(tài)系統(tǒng)多，

12、一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復雜，抵抗力穩(wěn)定性越強，因此甲生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性一定較乙生態(tài)系統(tǒng)強。群落是同一時間內(nèi)在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，因此甲生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的營養(yǎng)關(guān)系不一定較乙復雜。新的物種產(chǎn)生必須經(jīng)過生殖隔離，乙生態(tài)系統(tǒng)在S點后不一定有新的物種產(chǎn)生。乙生態(tài)系統(tǒng)在S點時種群類型數(shù)量降到最低，而S點后種群類型數(shù)量又逐漸增加，可見S點后一定經(jīng)歷過一個次生演替的過程。所以正確，選B。6下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，若一種生物攝食兩種前一營養(yǎng)級的生物，且它們被攝食的生物量相等，則貓頭鷹體重增加1kg，至少需要消耗A()A100kgB312.5kgC25kgD15kg答案A

13、解析貓頭鷹增加1kg，則至少需要B、D各120%22.5kg,2.5kgB至少需要A、C各2.5kg20%26.25kg,2.5kgD至少需要C為2.5kg20%12.5kg，則(12.56.25) kgC至少需要A為18.75kg20%93.75kg，則至少需要A6.25kg93.75kg100kg。7假若某生態(tài)系統(tǒng)有四種生物，并構(gòu)成一條食物鏈abcd，在某一時間分別測得這四種生物a、b、c、d所含的有機物總量分別為m1、m2、m3、m4。下列敘述中錯誤的是()A四種生物中所含的能量歸根到底來自于a固定的能量B在一段時間內(nèi)，若b種群數(shù)量增加，則a種群數(shù)量下降，d種群數(shù)量增加C若m15m2，則

14、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會遭到破壞Dd個體所含的有機物的質(zhì)量一定比c個體所含的有機物質(zhì)量小答案D解析a是生產(chǎn)者，其固定的能量就是用于系統(tǒng)流動的能量；由于能量流動是逐級遞減的，所以m4m3m2m1，m是某個營養(yǎng)級全部個體的有機物總量，而不是每個個體的有機物的質(zhì)量；當m15m2時，說明能量傳遞效率高于20%，將影響生物和系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會遭到破壞；若b種群數(shù)量增加，將捕食更多的a生物，故a種群數(shù)量下降，而c和d得到的物質(zhì)和能量更多，種群數(shù)量增加。8在1957年，美國的生態(tài)學家H.T.Odum對佛羅里達州的銀泉進行了生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查，下表是調(diào)查結(jié)果。表中的、分別表示不

15、同的營養(yǎng)級，為分解者。GP表示生物同化作用所固定的能量，NP表示生物體貯存著的能量(NPGPR)，R表示生物呼吸消耗的能量。下列敘述中不正確的是()單位：102千焦/m2/年GPNPR15.92.8113.23871.27369.69501.580.880.340.54141.2062.0779.13211.8519.26192.59A生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道可能是B能量在第三營養(yǎng)級和第四營養(yǎng)級間的傳遞效率約為5.5%C若本生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機物的總能量會減少D營養(yǎng)級GP的去向中，未被利用的能量有一部分殘留在糞便中答案D解析GP為同化作用已固定的能量，那么不管它是否被利用

16、都不會殘留在糞便中。9如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)簡圖，請分析回答下列問題：(1)在此食物網(wǎng)中，_屬于初級消費者。(2)在此食物網(wǎng)中，占有兩個或兩個以上不同營養(yǎng)級的生物有_。(3)如果鷹的體重增加1kg，則至少需要草_kg。(4)由于捕獵的原因使鷹的數(shù)量大量減少，則蛇的數(shù)量將會_。答案(1)兔、鼠、吃草籽的鳥、食草昆蟲(2)食蟲鳥、蟾蜍、蛇、鷹(3)25(4)增多解析初級消費者以生產(chǎn)者為食物。每種生物的營養(yǎng)級不是固定的，可因食物鏈不同而不同。鷹的體重增加1 kg，則至少需要草的質(zhì)量為120%20%25 (kg)。生態(tài)系統(tǒng)中因某種生物因素減少，引起其他生物數(shù)量的變化，可以分為以下三種情況：“食物

17、”減少：在食物鏈中，某一生物減少必然引起連鎖反應(yīng)，致使下一營養(yǎng)級的生物數(shù)量依次減少?！疤鞌场睖p少，對被捕食者數(shù)量變動的影響是：先增加后減少，最后趨于穩(wěn)定。因為在一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少時，被捕食者數(shù)量會迅速增加，但隨著被捕食者種群數(shù)量的增加，種群密度不斷加大，種內(nèi)斗爭加劇，又由于沒有“天敵”的壓力，被捕食者自身素質(zhì)(如奔跑速度等)也必會下降，可能導致疾病的發(fā)生，最終使被捕食者種群密度下降，直到相對穩(wěn)定。處于“中間營養(yǎng)級”的生物減少，其他生物的變化應(yīng)視具體食物鏈而定。在較復雜的食物網(wǎng)中通常以最短的食物鏈為準。10甲、乙兩個水池中各有一個由5個物種構(gòu)成的食物網(wǎng)，如下圖所示，且這兩

18、個水池的生態(tài)系統(tǒng)在沒有人為干擾的情況下均達到相對平衡狀態(tài)。請據(jù)圖回答：(1)每個水池生態(tài)系統(tǒng)中有_條食物鏈，流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自_所固定的太陽能。(2)假如鯽魚的1/4食物來自綠藻，1/2來自輪蟲。且該系統(tǒng)能量從生產(chǎn)者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。如果鯽魚種群增加的能量為200kJ，那么其中來自綠藻和輪蟲的能量分別為_kJ和_kJ。(3)為增加甲水池生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，向池中引種了大量浮萍，一段時間后，水面長滿了浮萍，水草、綠藻和輪蟲相繼死亡。水草死亡的最主要原因是缺少_。輪蟲死亡的主要原因是缺少_。此時該水池中食物鏈只剩下2條，請畫出這2條食物鏈構(gòu)成的食物網(wǎng)。(4)為促進生物量的增加，乙池中加入了較多的有機肥，一段時間后，池中綠藻爆發(fā)，其他4種生物陸續(xù)死亡，動物死亡的主要原因是水中缺少_。不久，綠藻也大量死亡，水體發(fā)臭，導致水體發(fā)臭的生物因素是_。答案(1)5綠藻和水草(2)500500(3)陽光食物(或綠藻)如右圖