高中生物選擇性必修二生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性答案

[全]高中生物選擇性必修二生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性答案問題探討紫莖澤蘭原產(chǎn)于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。討論1.紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？提示：紫莖澤蘭的繁殖和適應(yīng)能力很強(qiáng)，在入侵地沒有天敵等因素的制約。2.我國曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實(shí)蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？提示：澤蘭實(shí)蠅可以抑制紫莖澤蘭的生長，但是澤蘭實(shí)蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實(shí)蠅之前，應(yīng)做好相關(guān)研究，如澤蘭實(shí)蠅的生物安全性研究，野外如何布點(diǎn)釋放澤蘭實(shí)蠅，定點(diǎn)釋放的蟲量應(yīng)當(dāng)為多少，等等。即在確保利用澤蘭實(shí)蠅的安全性后，再利用它進(jìn)行防治。思考?討論1討論1.小組合作，嘗試用文字、線框、箭頭等符號，簡要描繪上述兩個例子中的負(fù)反饋調(diào)節(jié)過程。提示：下圖為草地上草、兔、狼之間負(fù)反饋調(diào)節(jié)過程的示意圖。采用其他呈現(xiàn)方式也是可以的。2.利用本章第1節(jié)圖3-4（第52頁），以圖中的蛙、蛇或其他動物為例，描繪該種動物數(shù)量增長或減少時，生態(tài)系統(tǒng)可能發(fā)生的變化，并討論反饋調(diào)節(jié)是否發(fā)揮了作用。提示：下圖以“草→昆蟲→蜘蛛→捕蟲鳥→鷹”這條食物鏈為主，分析蛙數(shù)量變化時生態(tài)系統(tǒng)因?yàn)榉答佌{(diào)節(jié)可能發(fā)生的變化(部分)。如果考慮整個生態(tài)系統(tǒng)，則蛙數(shù)量變化導(dǎo)致的反饋調(diào)節(jié)過程是很復(fù)雜的。旁欄思考題1在個體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的情況?提示：人體在遇到病原體入侵時，免疫系統(tǒng)會抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似；人體也有恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的機(jī)制和趨勢，在大病初愈時，有些功能需要恢復(fù)到正常水平，這與恢復(fù)力穩(wěn)定性相似。旁欄思考題2想一想，研究不同生態(tài)系統(tǒng)在抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩方面存在的差別，對自然生態(tài)系統(tǒng)的利用和保護(hù)有什么意義？提示：在利用自然生態(tài)系統(tǒng)時，要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的差異，合理控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，干擾不能超過生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的范圍；在保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)時，要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的差異，合理確定保護(hù)對策，如采取封育措施，補(bǔ)充相應(yīng)的物質(zhì)、能量，修補(bǔ)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力。思考?討論2討論1.結(jié)合上述信息，并查閱有關(guān)資料，與小組同學(xué)討論提高人工校樹林穩(wěn)定性的措施。討論時，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何提高生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，并兼顧人工林的經(jīng)濟(jì)效益與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)保護(hù)之間的平衡"提示：從提高人工桉樹林的物種多樣性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)生態(tài)等角度檢索和閱讀相關(guān)研究文獻(xiàn)，根據(jù)科學(xué)研究結(jié)果提出科學(xué)的、有效的措施。例如，從考慮經(jīng)濟(jì)效益的角度，可以混種其他樹種，如相思樹，或間種西瓜、山毛豆等其他經(jīng)濟(jì)作物；從保持土壤肥力的角度，可以在土壤中接種固氮菌株、根際菌株等。2.按上述思路，選擇一個自己比較熟悉的生態(tài)系統(tǒng)，如退耕還林、還草、還湖過程中新形成的森林、草原、湖泊生態(tài)系統(tǒng)，城市建設(shè)中興建的森林公園或濕地生態(tài)系統(tǒng)，查閱資料，設(shè)計提高其穩(wěn)定性的方案。答案：略。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）溫帶針闊葉混交林比熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性低。（√）（2）不同的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的強(qiáng)度不同。（√）2.封山育林能有效提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是因?yàn)椋―）A.封山育林控制了物質(zhì)循環(huán)B.延長了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈C.增加了生態(tài)系統(tǒng)中消費(fèi)者數(shù)量D.使生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加3.天然森林很少發(fā)生的松毛蟲蟲害，卻經(jīng)常發(fā)生在人工馬尾松林中，合理的解釋是（C）A.馬尾松對松毛蟲抵抗力差B.人工林內(nèi)松毛蟲繁殖能力強(qiáng)C.人工林成分單一，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單D.當(dāng)?shù)貧夂蜻m于松毛蟲的生長和繁殖二、拓展應(yīng)用某江南水鄉(xiāng)小城，曾經(jīng)是一派小橋、流水、人家的怡人景象。幾百年來，當(dāng)?shù)匕傩赵诤恿魃嫌翁悦紫床?，在下游洗澡洗衣，河水的水質(zhì)一直保持良好。20世紀(jì)70年代，由于大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道，水質(zhì)惡化。20世紀(jì)90年代,當(dāng)?shù)夭扇〈胧I(yè)廢水排放進(jìn)行控制，同時將河道支流很多入水口封閉以減少污水流入，河道內(nèi)水量減少、河水流速降低，水質(zhì)仍然較差。請基于對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的認(rèn)識，回答以下問題。1.當(dāng)?shù)匕傩赵诤恿髦刑悦紫床?，洗澡洗?為什么河水仍能保持清澈？提示：生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性，當(dāng)河水受到輕微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)時，河水能通過物理沉降、化學(xué)分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。2.大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道以后,為什么會引起水質(zhì)急劇下降？20世紀(jì)90年代采取的措施沒有明顯效果，可能的原因是什么？提示：大量生活污水和工業(yè)廢水排入水中，破壞了該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，河水很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)，就會形成污染。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度，由于污染嚴(yán)重，盡管采取了治理措施，河流自身的凈化能力仍然不足以消除污染物，因此水質(zhì)仍然較差。3.可以采取什么措施來改善該地河流水質(zhì)？提示：從治理已有污染的角度，可采用物理、化學(xué)、生物等方法進(jìn)行治理，如機(jī)械除藻、底泥疏浚、在某些區(qū)段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物進(jìn)行生態(tài)修復(fù)等。從管理的角度，應(yīng)禁止生活污水和工業(yè)廢水排入河道，或污水、廢水必須經(jīng)嚴(yán)格處理才能排放；加強(qiáng)人們的水環(huán)境保護(hù)意識；加強(qiáng)執(zhí)法檢査；等等。探究?實(shí)踐討論1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計時要考慮的生態(tài)系統(tǒng)各組成成分有哪些？提示：要有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者，還要有水、無機(jī)鹽、空氣、光等非生物因素。2.生態(tài)缸經(jīng)過多長時間后才能達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)？3.達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，生態(tài)缸內(nèi)的生物種類與數(shù)量有無變化？如有，是怎樣變化的？4.在生態(tài)缸中，最后留下來的生物在這個人工生態(tài)系統(tǒng)中分別起什么作用？2~4答案：略。復(fù)習(xí)與提高一、選擇題1.下圖是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關(guān)于該系統(tǒng)的敘述，錯誤的是（C）A.沼氣池中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者B.微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量C.沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用D.多途徑利用農(nóng)作物可提高該生態(tài)系統(tǒng)的能量利用效率2.在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體，下列敘述正確的是（A）A.能量可驅(qū)動物質(zhì)循環(huán)B.物質(zhì)和能量可循環(huán)利用C.能量只能在食物鏈中流動D.能量金字塔和生物數(shù)量金字塔均可倒置3.生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞每時每刻都在進(jìn)行，下列與之相關(guān)的敘述，正確的是（B）A.物質(zhì)循環(huán)往復(fù)意味著任何生態(tài)系統(tǒng)在物質(zhì)上都是自給自足的B.能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程C.只有生物才會對信息有反應(yīng)，因此信息傳遞只發(fā)生在生物群落內(nèi)部D.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞都是沿食物鏈進(jìn)行的4.毛竹與榜樹、苦楮等闊葉樹形成的混交林，其穩(wěn)定性比毛竹純林的高。以下分析不合理的是（D）A.毛竹純林易發(fā)生病蟲害B.混交林中物種多樣性高C.混交林中食物網(wǎng)更復(fù)雜D.混交林中能量可循環(huán)利用二、非選擇題1.將以下概念之間的關(guān)系分別用概念圖的形式表示出來。生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈、食物網(wǎng)、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、生物群落、初級消費(fèi)者、次級消費(fèi)者、三級消費(fèi)者、第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級、第三營養(yǎng)級、第四營養(yǎng)級。提示：舉例如下。2.下圖是河流生態(tài)系統(tǒng)受到生活污水（含大量有機(jī)物）輕度污染后的凈化作用示意圖。請據(jù)圖冋答下列問題。（1）在該河流的AB段上，溶解氧大量減少的主要原因是什么？答案：藻類數(shù)量減少；需氧型細(xì)菌大量繁殖，溶解氧隨有機(jī)物被細(xì)菌分解而大量消耗。（2）在該河流的BC段上，藻類大量繁殖的主要原因是什么？答案：有機(jī)物分解后形成的大量的NH4+等無機(jī)鹽離子，有利于藻類的大量繁殖。（3）水中溶解氧含量逐漸恢復(fù)的主要原因是什么？答案：藻類通過光合作用釋放氧氣；有機(jī)物減少，需氧型細(xì)菌數(shù)量下降，因而對溶解氧的消耗量減少。（4）若釀造廠或味精廠將大量含有有機(jī)物的廢水排入該河流，對河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成的最嚴(yán)重的后果是什么？答案：河流中生物大量死亡，該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。3.棉鈴蟲是棉田常見的害蟲，噴灑高效農(nóng)藥可以迅速殺死棉鈴蟲，但同時也會殺死棉鈴蟲的天敵，并造成環(huán)境污染。如果放養(yǎng)棉鈴蟲的天敵——赤眼蜂，雖然不能徹底消滅棉鈴蟲，但是能將它們的種群數(shù)量控制在較低水平，也不會造成環(huán)境污染。哪一種做法有利于提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？為什么？答案：放養(yǎng)赤眼蜂。因?yàn)閲娋聘咝мr(nóng)藥、在消滅棉鈴蟲的同時，也會殺死大量的棉鈴蟲的天敵。棉鈴蟲失去了天敵的控制，就容易再度爆發(fā)。在棉田中放養(yǎng)赤眼蜂，由于棉鈴蟲和赤眼蜂在數(shù)量上存在相互制約的關(guān)系，因此能夠?qū)⒚掴徬x的數(shù)量長期控制在較低水平。從這個角度看，這種做法有利于提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.有科學(xué)家指出：“沒有物質(zhì)，什么都不存在；沒有能量，什么都不會發(fā)生；沒有信息，任何事物都沒有意義。”在生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)、能量和信息是這樣起作用的嗎？在細(xì)胞、個體、種群、群落等層次，它們所起的作用也是這樣的嗎？試舉例談?wù)剬@句話的理解。提示：生命有物質(zhì)性，即生命體都是物質(zhì)實(shí)體，因此物質(zhì)是生命的基礎(chǔ)。在生態(tài)系統(tǒng)中，生物體都是由物質(zhì)組成的，其生命活動所需要的物質(zhì)都來自環(huán)境，沒有物質(zhì)，什么都不存在。生命活動會消耗能量，能量驅(qū)動生命活動的有序進(jìn)行，因此能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的動力，沒有能量，生命活動