2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第3章 生态系统及其稳定性第5节　生态系统的稳定性

2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第3章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性课程内容标准核心素养对接1.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。2.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。4.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。5.设计并制作生态缸，观察其稳定性。1.生命观念——通过学习生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，建立稳态与平衡观。2.社会责任——认同生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响。3.科学探究——通过设计并制作生态缸，观察其稳定性的实验，提升探究实践能力，促进学科核心素养的发展。知识点1生态平衡与生态系统的稳定性1.生态平衡2.生态平衡的调节机制(1)负反馈：在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。(2)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。3.生态系统的稳定性知识点2抵抗力稳定性和恢复力稳定性1.两者比较2.提高生态系统的稳定性(1)控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。(1)生态平衡包括结构平衡、功能平衡和收支平衡三个方面。(√)(2)草本植物阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强。(×)(3)负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定。(√)(4)一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高。(×)(5)农田生态系统抵抗力稳定性较弱，但其恢复力稳定性较强。(√)(6)河流受到轻度污染后河水仍能清澈如初及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性。(×)(7)制作好生态缸后，可以放在阳光下直射。(×)亚马逊森林已经存在至少上千万年了，中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害，也遭受了人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但现在依然保持着森林景观(如图)。(1)分析热带雨林生态系统具有稳定性的原因是什么？提示该生态系统具有一定的自我调节能力。(2)请思考并总结生态系统中生物种类与其自我调节能力及稳定性的关系。提示生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，则其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。探究点一生态系统的稳定性阅读下列材料，回答问题：材料1在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，于是兔之间对食物等资源的竞争就会加剧，导致兔的生存空间和资源减少；同时，捕食者狼因食物(兔)丰富而数量增多，它们会捕食更多的兔。这样经过一段时间后兔的数量又会恢复或接近原来的水平。材料2下图为某湖泊生态系统发生的某种调节活动：(1)材料1中的这种调节方式属于什么调节？尝试用文字、方线框、箭头等描绘上述调节过程。提示这种调节方式属于负反馈调节。调节过程如图所示：(2)材料2中的调节过程属于什么调节？提示正反馈调节。生态系统稳定性的2个易误点(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定性程度高。(2)生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。比较归纳正反馈调节与负反馈调节[例1]某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是()A.食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线B.图中a点的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性答案B解析早期食草动物进入草原生态系统，由于空间、资源充足，又不受其他生物的制约，所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”形曲线，A正确；环境容纳量是指在相当长一段时间内，环境所能维持的种群最大数量，即该种群在该环境中的稳定平衡密度。而图中a点纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量，所以环境容纳量应小于a，B错误；由图可知，食草动物过多会导致植物数量的下降，食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多，属于典型的负反馈调节，C正确；生态系统有自我调节能力，但有一定的限度，过度放牧使得草原生物的种类和数量减少，降低了草原生态系统的自我调节能力，致使草原退化，D正确。[例2]当河流受到轻度污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解，很快消除污染，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。这个事例说明()A.生态系统具有相对稳定的物质循环B.生态系统具有一定的自我调节能力C.生态系统具有稳定的能量来源D.生态系统具有大量的生产者和消费者答案B解析由题干信息“河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响”可知，河流生态系统具有一定的抵抗力稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有一定的自我调节能力。(1)负反馈调节不只存在于生态系统，在生命系统的各个层次均有体现。如甲状腺激素分泌的调节。(2)生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性，而不是一种状态。(3)自我调节能力与生物的种类、数量呈正相关，但主要与生物种类有关。探究点二抵抗力稳定性和恢复力稳定性1.苏州某一水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍然很清澈，说明生态系统具有什么能力？这种能力反映生态系统的哪种稳定性？提示生态系统具有自我调节能力，这种能力反映生态系统的抵抗力稳定性。2.一块管理良好的棉田和内蒙古草原上的草场相比，其抵抗力稳定性哪个高？试说明理由。提示内蒙古草原上的草场的抵抗力稳定性高于棉田。因为棉田的成分单一，营养结构简单，其自我调节能力较弱，则抵抗力稳定性较低。3.对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈什么关系？所有的生态系统都这样吗？举例说明。提示一般来说，对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系且同时存在。但对于一些特殊的生态系统比如极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。巧判生态系统抵抗力稳定性大小抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较[例3]下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是()A.河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性B.恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强C.“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性D.引入新物种到一个生态系统使生物种类增加从而提高其抵抗力稳定性答案C解析河流受到轻微污染依然清澈，表现为“抵抗干扰，保持原状”，属于抵抗力稳定性，A错误；有些生态系统(如苔原)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低，B错误；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性，C正确；引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝，从而使该生态系统抵抗力稳定性下降，D错误。[例4]两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，由图不能得出的结论是()A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高B.同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移C.若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移D.乙生态系统b点后一定有新的物种产生答案D解析从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到同等强度干扰后，与乙相比，甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高；若乙生态系统干扰提前，其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前，即b点左移；若甲的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，c点右移；乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。探究点三设计制作生态缸，观察其稳定性阅读教材P78“探究·实践”，回答下列问题：1.为保证生态缸中的物质循环和能量流动，使其在一定时期内保持生态系统稳定，从生态系统组成成分角度思考，生态缸中必须具备哪些成分？提示生产者、消费者、分解者等。2.衡量生态缸稳定性的指标时可通过什么来判断生态系统的稳定性？提示观察动植物的生活情况、水质变化。3.该生态缸能否构成一个完整的生态系统？倘若将该生态缸置于黑暗处会怎样？提示该生态缸具备了生态系统的四类组成成分——非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者，故可构成一个完整的生态系统。倘若将生态缸置于黑暗处，则会因丧失能量持续供应而使生态系统崩溃，其内生物将很快死亡。生态缸实验设计要求及分析设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能；便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气生态缸的采光要用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定选择的动物不宜过多，个体不宜过大减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量[例5]某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列说法错误的是()A.甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少B.乙瓶中的生物存活的时间相对较长C.丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中D.若想维持稳定性，丙瓶不应放在黑暗中答案A解析甲瓶中小鱼很快死亡的原因是小鱼过多，瓶中水藻不能制造足够的氧气，小鱼因缺氧而死，A错误；乙瓶中水藻丰富，小鱼数目适当，氧气、有机物等可以自给自足，所以乙瓶中生物存活时间相对较长，B正确；分解者主要存在于河水及池泥中，C正确；丙瓶在黑暗中，水藻不能进行光合作用制造氧气，若想维持稳定性，丙瓶应放在散射光下，D正确。[例6]设计制作封闭型生态缸应该遵循一定的原理和要求，下列原理或要求中合理的是()A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量B.应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些D.生态缸的各种生物之间以及生物与非生物环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动答案D解析应该将生态缸放在散射光下，而不能放在阳光能够直接照射的地方，A错误；生态缸应该是密闭的，不能通气，B错误；生态缸中投放的生物的数量和比例要适中，C错误；生态缸的各种生物之间以及生物与非生物环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动，D正确。思维导图晨读必背1.生态平衡是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。2.处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡、收支平衡三个特征。3.负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。4.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。5.抵抗力稳定性与生态系统的组分和营养结构复杂程度呈正相关。随堂检测1.以下实例可以说明生态系统具有自我调节能力的是()A.豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得含氮养料B.草原上羊的数量剧增会导致草的数量减少，进而抑制了羊的数量增长C.山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的发生D.废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林答案B解析豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得养料，说明豆科植物和根瘤菌是互利共生关系，A错误；草原上羊的数量剧增会导致草的数量减少，进而抑制了羊的数量增长，体现了生态系统的自我调节能力，B正确；植被被破坏导致泥石流发生，是自然现象，没有体现生态系统的自我调节能力，C错误；废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林，是群落演替，D错误。2.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。故选B。3.自然灾害和人类活动能破坏自然生态系统，自然生态系统的恢复与重建需要利用恢复生态学的理论和技术。下列关于生态系统恢复的叙述，错误的是()A.恢复生态学主要是利用了生物群落演替理论B.生态系统恢复过程中，其抵抗力稳定性会提高C.引入外来物种一定能使被破坏的生态系统实现恢复D.生态系统恢复的关键之一是恢复生态系统的结构与功能答案C解析恢复生态学主要是利用了生物群落演替理论，A正确；生态系统在恢复过程中，群落结构不断变得更加复杂，所以其抵抗力稳定性会提高，B正确；外来物种的引入可能引起本地物种减少，C错误；生态系统恢复的关键之一是恢复生态系统的结构与功能，D正确。4.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为()A.封山育林控制了物质循环B.延长了生态系统中的食物链C.增加了生态系统中消费者数量D.使生态系统营养结构复杂性增加答案D解析大气中的气体没办法通过封山育林来控制，所以封山育林不能控制物质循环，A错误；封山育林，不是引进新物种，是保持森林自给自足的生态模式，B错误；封山育林有可能增加消费者的数量，但这与提高生态系统的稳定性关系不大，C错误；生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，生态系统的稳定性就越强，D正确。课时作业(时间：30分钟)知识点1生态平衡与生态系统的稳定性1.生态系统的自我调节能力，对于维持生态系统的稳定起着关键作用。这是通过()A.种群密度的一定的规律性变化而实现的B.群落与非生物环境之间的物质循环而实现的C.生态系统内部的负反馈调节机制来实现的D.人工建造“生态屏障”和环境保护来实现的答案C解析生态系统的自我调节能力与群落的丰富度有关，群落结构越复杂，自我调节能力越强，生态系统的抵抗力稳定性就越高。而负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础，C正确。2.某生态系统生态平衡遭到破坏，合理的解释是()A.这个生态系统没有自我调节能力B.这个生态系统的自我调节能力一定很弱C.这个生态系统的动植物种类一定很少D.外来干扰超过了这个生态系统的自我调节能力答案D解析一般情况下生态系统具有自我调节能力，但是，生态系统的自我调节能力有一定限度，如果外界干扰超过这个限度，则导致生态平衡失调。3.媒体上经常出现“生态平衡”的概念，下列关于“生态平衡”和“生态系统稳定性”的叙述，不正确的是()A.生态平衡是生态系统在一定条件下结构和功能的相对稳定状态B.生态系统稳定性是生态系统具有的维持或恢复其结构和功能相对稳定的能力C.生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础D.生态平衡与生态系统的稳定性无关答案D解析生态平衡与生态系统的稳定性通常是一致的，D错误。知识点2抵抗力稳定性和恢复力稳定性4.如图为某一生态系统稳定性图解，对此理解错误的是()A.a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性B.a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性C.恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关D.抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈负相关答案B解析生物种类越多、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。因此，一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关，且一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性也呈负相关。5.下列表述不正确的是()A.温带针阔混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低B.草原生态系统比沙漠生态系统抵抗干扰的能力弱C.不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性不同D.一般来说，组分越多的生态系统，抵抗力稳定性就越高答案B解析温带针阔混交林物种丰富度小于热带雨林，故其抵抗力稳定性相对较低，A正确；草原生态系统比沙漠生态系统抵抗干扰的能力强，B错误；不同的生态系统，生物的种类不同，营养结构的复杂程度不同，抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般不同，C正确；一般来说，组分越多的生态系统，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高，D正确。6.要提高生态系统维持稳定性的能力，最有效的方法是()A.减少分解者的数目 B.增加物种的多样性C.改变环境中的湿度 D.减少消费者的数目答案B解析在生态系统中，生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。知识点3设计制作生态缸，观察其稳定性7.如图所示为某同学制作的小生态缸，据图分析正确的是()A.生态缸中生物种类齐全，能实现能量循环再生B.生态缸要适时打开瓶盖，适量补充二氧化碳C.为保证生态缸的正常运转，瓶内各种成分应比例适中D.在强烈光照条件下，才能维持生态缸的稳定性答案C解析生态缸中生物种类齐全，有生产者、消费者、分解者，能实现物质循环再生，A错误；生态缸要遵循物质循环的原理，所以不能打开瓶盖，B错误；为保证生态缸的正常运转，瓶内各种成分应比例适中，C正确；生态缸不能放在强烈光照条件下，应该放在散射光下，才能维持生态缸的稳定性，D错误。8.甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述错误的是()生态系统组成光水草藻类浮游动物小鱼泥沙生态瓶编号甲＋＋＋＋－＋乙－－＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋＋＋＋注：“＋”表示有；“－”表示无。A.生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理B.乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入C.丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行D.丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定答案A解析生态瓶必须是密闭的，但不能让阳光直射，因为光照过强，生态瓶内温度太高，会使生物失去活性；缺乏光照情况下无法进行光合作用，生产者不能生长，生态瓶不稳定，说明了生态系统需要稳定的能量输入；由于丙瓶中没有泥沙，分解者数量太少或没有分解者的分解作用，所以不利于物质循环的顺利进行；与甲瓶相比，丁瓶氧气含量减少，因为消费者(小鱼等)较多，呼吸要消耗较多的氧气。9.黄河某河段因沿线城市扩建，工业废水排放等因素而被严重污染，导致大量植被、鱼类和鸟类消失。近几年，随着人工栽种和培养，使该河段生态环境很快得到了恢复。下列说法正确的是()A.该河段生态环境很快得到恢复表明生态系统具有很强恢复力稳定性B.河岸的芦苇由于土壤含水量和污染程度的差异呈现镶嵌分布，这体现了群落的水平结构C.上述过程体现了人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行D.若要保持该河段的持续稳定，人类需要不断地投入物质和能量答案C解析该河段生态环境很快得到恢复是人为因素的作用结果，所以无法体现恢复力稳定性的强弱，A错误；芦苇丛的分布属于种群的空间结构，而不是群落的水平结构，B错误；由于人类活动，该河段的生态系统先污染又很快得到恢复，所以体现了人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，C正确；该河段的生态环境得到恢复后，依据自我调节能力，无需投入过多的物质和能量，D错误。10.下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是()A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降D.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高答案B解析生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的组分和营养结构的复杂程度有关，组分和营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，相应地，其恢复力稳定性就越低，A、C、D项中的生态系统，都是向着组分和营养结构复杂化的方向发展，而B项中生态系统是趋向单一化(只让牧草生长)发展，其抵抗力稳定性降低。11.下列关于生态系统自我调节能力的叙述，错误的是()A.森林中，害虫数量增加时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节B.冻原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低C.自我调节能力强的生态系统，其恢复力稳定性也高D.当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失答案C解析自我调节能力强的生态系统，其抵抗力稳定性也高，但恢复力稳定性不一定高，C错误。12.如图表示环境变化对不同生物群落的影响，下列相关叙述合理的是()A.群落乙代表低多样性生物群落，群落甲代表高多样性生物群落B.随着环境的变化，群落乙出现的波动较大C.群落甲、乙均具备一定缓冲外来冲击的能力D.群落甲中任一物种的消失必会破坏整个系统稳定性答案C解析在相同环境条件的影响下，群落甲的变化明显，说明其生物多样性较低，A错误；随着环境的变化，群落甲出现的波动较大，B错误；群落甲、乙随着环境变化出现波动，最终都恢复到接近原状，说明两群落具备一定缓冲外来冲击的能力，C正确；生态系统具有一定的自我调节能力，群落甲中任一物种消失，可能由其他物种代替，生态系统的稳定性未必会被破坏，D错误。13.生态平衡是一种动态平衡，包括结构和功能上的稳定。如图所示，图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态，其中A、B、C表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向。请分析回答：(1)A、B参与构成生态系统的________结构，这是实现其________________等功能的主渠道。(2)自然生态系统中，能量的输入依赖于________(填字母)，碳元素在A、B、C间以________形式传递。(3)任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性，该特性称为________稳定性，一般而言，A、B、C的种类越多，该稳定性越________。(4)氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，但是还要往处于置位点的农田生态系统中不断施加氮肥，主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)营养物质循环和能量流动(2)A含碳有机物(3)抵抗力高(4)农田生态系统中氮元素的输出大于输入解析(1)已知A、B、C表示生态系统中的三种生物成分，由图可知，A为生产者、B为消费者、C为分解者，由A和B参与构成生态系统的营养结构——食物链或食物网，而食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道。(2)能量的输入依赖于A生产者，碳元素在A、B、C三种生物之间以含碳有机物的形式进行传递。(3)抵抗外界干扰，保持生态平衡，这属于生态系统的抵抗力稳定性；一般而言，生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越高。(4)农田生态系统属于人工生态系统，每年都有大量的农产品输出，使农田生态系统中氮元素的输出大于输入，因此需要不断施加氮肥。微专题(二)生态系统中能量流动的相关计算一、能量传递效率的计算公式二、能量传递效率的相关“最值”计算若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。1.在食物链A→B→C→D中，则有注①食物链越短，最高营养级获得的能量越多；②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中损耗的能量越少。2.在食物网中则有[典例1]如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约()A.100kg B.44.5kgC.25kg D.15kg答案C解析分析题图可知，图中有3条食物链，即A→B→猫头鹰、A→C→B→猫头鹰、A→C→D→猫头鹰。题中所问为猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A的质量，已知高营养级的能量求低营养级能量时，需最少能量，选最短食物链(A→B→猫头鹰)，能量传递效率按20%计算，则至少消耗A的质量为1÷20%÷20%＝25kg，C正确。[典例2]下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少需消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。答案25100000解析能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻量时，应选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻量为x，则x×20%×20%＝1kg，x＝25kg；求最多消耗水藻量时，应选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻量为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1kg，y＝100000kg。三、与能量传递效率有关的“定值”计算1.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算例如：在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。2.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。[典例3]由于“赤潮”的影响，一条6kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物，1/3来自食草鱼类，1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类；那么按能量传递效率20%来计算，该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物()A.310kg B.240kgC.180kg D.150kg答案A解析由题意可知，题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼；杂食性鱼的食物1/3来自食物链①，1/3来自食物链②，1/3来自食物链③。该杂食性鱼从食物链①消耗的海洋植物为2÷20%＝10kg，从食物链②消耗的海洋植物为2÷20%÷20%＝50kg，从食物链③消耗的海洋植物为2÷20%÷20%÷20%＝250kg，因此共需海洋植物10＋50＋250＝310kg，A正确。[典例4]如图若黄雀的全部同化量来自两种动物——食草昆虫和螳螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是多少千克()A.G/125 B.G/100C.G/75 D.G/50答案C解析假设黄雀体重增加最多(能量传递效率为20%)为x，由题意可知，黄雀的全部同化量来自两种动物，食草昆虫和螳螂各占一半，所以黄雀要吃食草昆虫x÷20%÷2＝2.5x，同理黄雀要吃螳螂也是2.5x，而螳螂增重2.5x需要消耗食草昆虫2.5x÷20%＝12.5x，加起来相当于吃了食草昆虫15x，又相当于吃绿色植物15x÷20%＝75x。已知绿色植物增加G千克，所以75x＝G，x＝G/75，C正确。四、具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养