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文档简介

1、生态系统的概念及成分生态系统的概念及成分 1 概念:_生物群落 与它所在的无机环境相互作用而形成的统一整体。生物圈是地球上最大的生态系统。 2生态系统的成分 (1)非生物的物质和能量 物质包括:水、空气、无机盐等。 阳光 、热能等。 能量:_(2)生产者 绿色植物 ,属于 范围:主要是_自养 生物。 地位:生态系统的基石。 光合作用 , 将_太阳能 转 变 成 作 用 : 通 过_化学能 。 _ (3)消费者 植食性动物 范围:动物,包括_,肉食性动物,杂食性动物和寄生动物等。 作用 a 通过 自身 的_新陈代谢 ,将_有机物 转化 为_无机物 ,加快生态系统的 物质循环 。 传粉 和种子的传

2、播等具有重要作用。b对于植物的_ (4)分解者 范围:主要是细菌和真菌。 作用:将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物。 生态系统的营养结构生态系统的营养结构 1食物链 食物 关系而形(1)概念:生态系统中各生物之间由于_成的一种联系。 (2)特点:_生产者 是食物链的开始,消费者所处营养级不固定,一般不会超过5个营养级 2食物网 (1)概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的_营养结构 。 (2)功能:生态系统物质_ 循环 、能量_流动 的渠道。 输入 、 _传递 、 _转化 1 概念: 生态系统中能量的_散失 的过程。 和_ 2过程 (1)输入过程:主要是生产者的_光

3、合作用 。 (2)起点:从_生产者 固定太阳能开始,总能量为生产者所固定的全部太阳能。 (3)传递途径:_食物链 和_食物网 。 细胞呼吸 ,以 (4)散失:通过_热能 的形式散失。 能量流动能量流动 3特点 (1)单向流动:沿食物链由低营养级流向高营养级,不能循环流动 。 逆转;也不能_(2)逐 级 递 减 : 能 量 在 沿 食 物 链 流 动 的 过 程 中 是逐级减少 的,传递效率大约为_10%20% 。 _4能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得到的能量由低到高 绘制成图,所形成的一个金字塔图形。 数值_5研究能量流动的实践意义 人工生态系统 ,使能(1)帮助人们科学规划,设计_量得

4、到最有效的利用。 调整 生态系统中能量流动关系,(2)帮助人们合理地_使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 物质循环物质循环 C、H、O、N、P、S 等元1概念:指组成生物体的_无机环境 到 生物群落 ,又从素,都不断进行着从_生物群落 到_无机环境 的循环过程,又称为_生物地球化学循环 。 _2物质循环的实例碳循环 CO2 和碳酸盐。 (1)无机环境中存在形式:_(2)生物群落中主要存在形式:_有机物 。 (3)特点:具有_ 全球性 。 3物质循环与能量流动的关系 物质作为能量的_使能量沿着_载体 ,食物链(网) 流 动 ; 能 量 作 为_动力 , 使 物 质 能 够 不 断 地 在生

5、物群落 _和无机环境之间循环往返。 传播 的消息、情报、指令、数1信息的概念:可以_据与信号等。 2种类 光 、_声 、(1)物理信息:生态系统中的_温度 、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息。例如: _蜘蛛网的振动频率。 (2)化学信息:生物在生命活动过程中,产生了一些可以传递信息的_化学物质 ,如植物的生物碱、有机酸,动物的_ 性外激素 等。 (3)行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息。例如蜜蜂的舞蹈。 信息传递信息传递 3作用 生命活动 的正常进行,(1)在个体与种群中的作用:_离不开信息的作用,生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。 (2)在群落和生态系统中的

6、作用:信息能调节生物的种间 关系,以维持_生态系统 的稳定。 _4应用:提高农产品或畜产品的产量;对有害动物进行控制。 保持或恢复 自身结构1概念:生态系统所具有的_和功能相对稳定的能力。 负反馈 调节。 2生态系统自我调节能力的基础:_3种类 (1)抵抗力稳定性:生态系统抵抗_外界干扰 并使自身 的结构与功能_保持原状 的能力。 (2)恢复力稳定性:生态系统在受到_外界干扰 因素的 破坏后恢复到原状的能力。 生态系统的稳定性生态系统的稳定性 4特点 (1)不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差别,生态食物网 越复杂, 自我调节 的能力就 系统中的组分越多,_其_越强,抵抗力稳定性就越高。 (

7、2)不同的 生态系 统在受到 不同的干 扰(破坏)后,其_恢复速度 与恢复时间不同。 5提高稳定性的措施 (1)控制对生态系统干扰的程度。 物质、能量 投入,保证生态系统内部(2)实施相应的_结构与功能 的协调。 _ 生态系统的结构生态系统的结构 有关“生产者是生态系统的主要成分”的理解,正确的是( ) 生产者能将无机物合成有机物,属于自养型生物 生产者的细胞呼吸将有机物分解成无机物,实现了物质的循环 绿色植物的蒸腾作用降低了环境温度 生态系统内流动的能量全来自生产者固定的能量 A B C D 解析 生产者是自养型生物, 能够把无机物转变成有机物,这些有机物一部分用于满足自身的生长和代谢的需要

8、, 另一部分维持着生态系统内除生产者以外的全部有机体的生命活动。 答案 D 1生态系统中四种成分的关系及地位 (1)非生物的物质和能量是生态系统存在的基础。 (2)生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体的物质和能量的成分。若无生产者,消费者和分解者都不能生存。生产者是生态系统的主要成分,是生态系统存在的前提。 (3)分解者:分解动植物的遗体残骸,如果无分解者,动植物的遗传残骸将堆积如山,生态系统将崩溃。分解者是生态系统的必备成分。 (4)消费者:不是生态系统的必备成分,但消费者的存在能加快生态系统的物质循环。 2食物链与食物网 (1)食物链 组成: 生产者, 各级消费者。 注

9、意分解者不参与捕食链。 起点是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,中间不能中断。 食物链一般不会超过五个营养级, 因为能量流动沿食物链是逐级递减的。 (2)食物网: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的重合, 具体判断要根据它们之间的食物关系来确定。 (3)食物链(网)中各营养级生物数量变动 处于食物链中第一营养级生物减少的情况:若第一营养级生物数量减少会导致其他的生物数量减少,即出现连锁反应,因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。 “天敌”减少的情况:若“天敌”减少,则被捕食者数量增加。但随着数量增加,种内斗争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定,但结果比原来

10、的数量要增大。 “中间”营养级生物减少的情况:如下图所示食物网中,青蛙突然减少,则以它为食的蛇也将减少,鹰就要过多的吃兔和鸟,从而导致兔、鸟减少。但因为鹰不只吃蛇一种生物,它可依靠其他食物来源维持其数量基本不变。 跟踪训练1 关于生态系统中分解者的叙述,正确的是( ) A专门营腐生生活的细菌也不一定是分解者,而有可能是生产者或消费者 B分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供硝化细菌再利用 C分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可供绿色植物同化作用再利用 D微生物不一定都是分解者,分解者一定都是微生物 【答案】B 【解析】微生物有两种:一种是营腐生的,一种是营寄生的。营腐生的是分解者,

11、营寄生的是消费者。硝化细菌是生产者。 分解者分解动植物遗体释放出来的能量是热能, 是一种低效能,不能被绿色植物所利用。有些分解者不是微生物,如蚯蚓等。 跟踪训练2 下列有关生态系统组成成分的叙述, 正确的是( ) A太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分 B硝化细菌是自养生物,在生态系统中属于生产者 C病毒是异养生物,在生态系统中属于分解者 D蚯蚓是需氧生物,在生态系统中属于消费者 【答案】B 【解析】 太阳光属于非生物的物质和能量, 属于生态系统的成分;病毒营寄生生活,但自身不能独立进行代谢活动,蚯蚓为分解者。 生态系统的功能生态系统的功能 生态系统的能量流动是指( ) A太阳能被绿色植

12、物固定的过程 B系统内生物体能量代谢的过程 C系统内伴随物质循环的能量转移过程 D能量从生物体进入环境的过程 解析 生态系统的能量流动是指能量的输入、传递和散失的过程,整个过程是随着物质的循环进行的,是能量伴随着物质在不同物质、不同生物间的转移过程。A,B,D仅仅是能量流动的一个方面。 答案 C 1能量流动过程分析 (1)能量流动的源头是阳光(光能)。 光合作用(2)能量的输入:阳光 生物群落。 (3)能量的传递:能量以物质的形式沿着食物链或食物网这一渠道向前传递。 特点是:单向流动,逐级递减,传递效率为10%20%。 能量流动是单向的原因是:第一, 食物链各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期

13、自然选择的结果;第二,各营养级散失的热能不能重新利用,不能循环,只能单向流动。 过程: 一个营养级同化的能量的去向: a自身呼吸消耗; b分解者利用; c下一营养级所同化。 (4)能量的转化: 光合作用细胞呼吸太阳能 生物体中的化学能 ATP和热能 (5)能量的散失: 形式:热能。 主要途径:细胞呼吸。 能量传递效率及有关计算: a能量传递效率: 下一营养级的同化量能量传递效率100% 上一营养级的同化量一般来说,能量传递的平均效率大约为10%20%。 b能量传递效率的相关“最值”计算: 能量在流经各个营养级时,上一营养级的能量大约有10%20%传到下一营养级,营养级越高,能量越少。因此食物链

14、越长,能量损失越多。为了充分利用能量,应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法总结如下: ?选最短食物链求低营养级获得能量最多? ?按20%计算?选最长食物链求高营养级获得能量最少?按10%计算?选最长食物链?需最多能量?10%计算知高营养级?按?求低营养级?选最短食物链?需最少能量?20%计算?按? 2生态金字塔 (1)能量金字塔: 能量金字塔的形状永远是正金字塔形。 能量金字塔每一台阶的含义: 代表食物链中每一营养级生物所含能量多少。 能量金字塔形状的象征含义: 表明能量流动沿食物链流动过程具有逐级递减的特性。 (2)数量金字塔: 数量金字塔每一台阶含义: 表示每一营养级生物个体的数目

15、。 数量金字塔的特殊形状: 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系可形象表示如下图: (3)生物量金字塔: 生物量金字塔的特殊形状:如海洋生态系统中,生产者浮游植物个体小,寿命短,又会不断被浮游动物吃掉,因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量, 但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。 3研究能量流动的意义 (1)帮助人们科学规划设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。 (2)合理调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 4物质循环的概念分析 (1)参与物质循环的物质:是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,而不是由这些

16、化学元素组成的糖类、脂质、蛋白质等生物体所特有的有机物。 (2)循环过程:无机环境生物群落。 (3)范围:生物圈(全球性)。 5碳循环 (1)图解: 过程图解读: 析图: a大气中的碳元素进入生物群落,是通过植物的光合作用(主要途径)或硝化细菌等的化能合成作用完成的。 b碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2;碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行,传递形式为有机物。 ?分解者的分解作用?c大气中CO2的主要来源?动植物的细胞呼吸?化学燃料的燃烧? d碳元素在无机环境与生物群落之间传递时,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他成分都是单向传递的。(判断成分的依据)

17、 (2)温室效应: 成因: a工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用,向大气中释放大量的CO2。 b森林、草原等植被面积的破坏,大大降低了对大气中CO2的调节能力。 危害:加快极地冰川融化,导致海平面上升,对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。 缓解措施: a植树造林,增加面积。 b开发清洁能源,减少化学燃料燃烧。 6物质循环与能量流动的关系 能量流动 物质循环 形 式 以有机物为载体 无机物 特 点 单向传递,逐级递减 循环往复 范 围 生态系统各营养级 生物圈(全球性) (1)同时进行、相互依存、不可分割 联 系 (2)物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力 7.信息传递在生态系统

18、中的作用 (1)任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递,它们是生态系统的基本功能,三者密不可分,但各有不同。 能量流动生态系统的动力?生态系统?物质循环生态系统的基础?基本功能?信息传递决定能量流动和物质? 循环方向和状态 (2)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。 (3)信息传递的作用及应用: 作用或应用 举 例 蝙蝠依靠回声定位实现对周围环境的有利于生命活 识别、取食与飞行 动的正常进行 莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长 有利于生物种 植物开花需光信息刺激 群的繁衍 昆虫分泌性外激素,引诱异性

19、个体 草原上,草返青时,绿色为食草动物提调节生物的种供了可采食的信息 间关系,维持森林中狼与兔相互依据对方气味捕食生态系统的稳或躲避猎捕 定 烟草释放化学物质调控害虫天敌 跟踪训练3 下列表示生态系统中处于第二营养级的生物,其能量流动的过程图解,有关叙述正确的是( ) A图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能 B呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较小 C流入下一个营养级的能量占摄入量的10%20% D 从图示可知, 能量在营养级之间不具有单向流动的特点 【答案】A 【解析】 第二营养级的生物同化的能量是摄入的能量减去粪便中的能量。 粪便中的能量是第二营养级的生物没有同化的能量,属

20、于生产者经光合作用所固定的太阳能。呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的大部分。流入下一个营养级的能量占第二营养级的生物同化能量的10%20%, 不是占摄入量的10%20%。 第二营养级的生物同化的能量的流向不是单一的,能量在营养级之间的流动是单向的。 跟踪训练4 如图所示,下列有关生态系统的表述正确的是( ) A若图中A、B、C依次表示同一个种群中老、中、幼年龄段个体数量,则此种群为增长型种群 B若A、B、C为某生态系统中的三个营养级,则A、B、C构成该生态系统的生物群落 C若A、B、C为某生态系统中的三个种群,并且形成ABC的食物链,那么A、B、C不一定符合能量金字塔 D若A、B、C为某生

21、态系统中的三个营养级,B、C中不会出现同一生物种群 【答案】C 【解析】若图中A、B、C依次表示同一个种群中老、中、幼年龄段个体数量,则此种群为衰退型种群;若A、B、C为某生态系统中的三个营养级(包括生产者、消费者),则A、B、C与分解者共同构成该生态系统的生物群落;生态系统中,三个相邻营养级的能量关系符合能量金字塔,但每一营养级中不只有一个种群,故三个种群间不一定符合能量金字塔。在食物网中一种生物可能兼跨不同的营养级,即不同的营养级中可能出现同一种生物。 跟踪训练5 法国的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,把一只雌性大蚕蛾扣在笼子里,周围撒满樟脑。尽

22、管当时狂风骤雨,但还是有几十只雄蛾扑向纱笼,下列选项中,正确的是( ) A昆虫间通过信息相互联系,这种信息是无线电波 B昆虫间通过信息相互联系,因为昆虫都具有趋化性 C昆虫间通过信息相互联系,联系的媒介是阴雨天气 D昆虫的雌雄个体间通过信息相互联系,这种信息是化学信息性外激素 【答案】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。 这样雌雄性个体就可以通过化学信息联系在一起,完成生殖过程。 生态系统的稳定性生态系统的稳定性 下列有关生态系统稳定性的叙述,错误 的是( ) A生态系统具有自

23、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,体现了其间接价值 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高 解析 生态系统具有自我调节能力,这是生态系统稳定性的基础; 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; 生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用, 体现了其间接价值; 生态系统中的组成成分越多, 食物网越复杂,生态系统抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越低。 答案 D 1对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,其结构和功能能够保持相

24、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,可用下图的曲线表示: (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: (4)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较: 2.稳定的维持机制 生态系统具有一定的自我调节能力 (1)净化作用:包括物理沉降、化学分解、微生物的分解三个方面,是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。 (2)反馈调节:完善的营养结构使生态系统具有反馈调节机制,进而抵抗外界干扰,维持自身稳定

25、。 反馈调节的含义: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。 反馈调节的方式:正反馈和负反馈。 负反馈调节在生态系统中普遍存在,两者比较如下: 负反馈调节 是生态系统自我调节能力的基础,能使最初发生的作那种变化向相反的方向发用 展,使生态系统达到并保持相对稳定 森林中的食虫鸟和害虫的数量变化 正反馈调节 加速生态系统最初所发生的变化,使生态系统向着更好或更坏的方向发展,即人们常说的良性循环或恶性循环 实例 跟踪训练6 近年来, 包括我国在内,世界上很多国家和地区遭受了各种自然灾害的侵袭,生态学家分析,自然灾

26、害的频繁发生与环境的破坏有巨大联系。请分析并回答下列问题: (1)大气中二氧化碳过多引发温室效应,导致全球气候变化,海平面上升,为了减缓温室效应带来的危害,中国政府做出了节能减排的承诺,倡导低碳经济和绿色生活。降低大气中种植绿色植物、减少化石燃料 二氧化碳含量的有效措施有_ 的使用 _。(写出两种即可) (2)关于南方地区的旱灾,有人猜测与绿化过程中大面积种植桉树林有关,桉树根系吸水能力极强,会减少地下水的储备,桉树在生态系统中的成分是_,据调查,大面积桉生产者 树林周围几乎不能生长其他植物, 这是由于桉树与其他植物存在_ 竞争 关系,因此桉树林的 抵抗力 稳定性较弱。 (3)品 种 单 一

27、的 桉 树 林 容 易 引 发 虫 灾 , 原 因 是_生态系统组成成分单一,营养结构简单 。相关部门准备引进一些青蛙来消灭以桉树为食的害虫,在这条食物链中,青蛙的营养级是_一般来说,桉树通过光合作第三营养级 。用储存的能量只有10%20%会流入害虫体内, 这是由于除了一 部 分 用 于 桉 树 自 身 呼 吸 消 耗 , 还 有 一 些 能 量被分解者利用,一部分未被利用 _ 【解析】(1)绿色植物可通过光合作用吸收二氧化碳;开发并加大非化石燃料的使用,可有效减少二氧化碳的排放量。(2)桉树是绿色植物,可以合成有机物,在生态系统中的成分是生产者;大面积桉树林周围几乎不能生长其他植物,即生态系

28、统组成成分单一,营养结构简单, 因此, 抵抗力稳定性较弱,容易引发虫灾。(3)生态系统中上一营养级到下一营养级的能量传递效率一般是10%20%, 原因是除了一部分用于本营养级自身呼吸消耗,还有一些能量被分解者利用,一部分未被利用。 跟踪训练7 某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖,导致藻类数量减少,接着又引起水蚤减少。后期因排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述,正确的是( ) A早期不属于负反馈调节,后期属于负反馈调节 B早期属于负反馈调节,后期属于正反馈调节 C早期、后期均属于负反馈调节 D早期、后期均属于正反馈调节 【答案】B

29、【解析】 负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化, 题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。 正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化,题干中所述的后期属于正反馈调节。 设计并制作生态缸,观察其稳定性 兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题:取4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表(图中“”表示有,“”表示无)。经过一段时间的培养后,下面判断错误的是( ) 生态瓶编号 光照 水草 甲 乙 丙 丁 生态系统组成 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙 A甲瓶的抵抗力稳定性较高 B乙瓶中生物比丙瓶的维持时间

30、要长 C丙瓶比甲瓶有较多的有机物 D甲瓶的氧含量比丁瓶的高 解析 分析表格中的各组分,由于甲中无小鱼而有浮游动物, 这样有机物和氧气消耗相对较小, 生产者及浮游动物的种类能较长时间地保持基本稳定。 丙瓶中无小鱼和泥沙, 消费者和分解者较少, 所以有机物比甲瓶多; 由于乙瓶处于无光照的环境中, 生产者不能进行光合作用, 所以乙瓶中生物维持时间最短。 答案 B 1实验原理 在有限的空间内, 依据生态系统原理, 将生态系统具有的基本成分进行组织, 构建一个人工微生态系统是可能的。 但同时, 这个人工生态系统的稳定性是有条件的, 也可能是短暂的,它会发生群落的演替。 2实验步骤 (1)按100 cm7

31、0 cm50 cm的标准制作生态缸框架。 (2)在生态缸内底部铺垫沙土和花土,花土在下,一边高,一边低;沙土在上,沙土层厚510 cm。往缸内低处倒适量的水。将收集或购买的动物和植物放在生态缸中,其中浮萍、水草与小乌龟放在水中,仙人掌或仙人球移植到沙土上,蕨类植物和杂草移植到花土上,蚯蚓与蜗牛也放置在花土上。 (3)封上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。 (4)每一天观察一次生态缸内生物种类与数量变化,并且进行记录,连续观察一星期。 3.生态缸稳定性观察与分析 (1)观察稳定性,可通过观察动植物的生活情况,水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。 (2)由于生态缸中的生态系统极为简单,自我调节能量极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被破坏。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 (3)如果生态缸是一个开放的生态系统,则生态系统的成分复杂,自我调节、自我修复和自我延伸的能力强,在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。 跟踪训练1 就建立一个封闭的水族箱生态系统, 以下说法正确的是( ) A应尽量增加里面生物的种类和数量,以提高该生态

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