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田久沛:关于生态系统认识的几个误区  

2014-05-18 09:01:23|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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高中生物生态学部分属于宏观生物学范畴,相对于微观生物学部分学生比较容易掌握,但其中一些基础知识、基本理论容易被错误理解,导致在分析生态学问题时出现偏差。下面就关于生态系统的几个易混、易错问题进行简要分析。

1.生态系统的结构 

生态系统的结构包括两层含义,即生态系统的成分和生态系统的营养结构,而不是仅指其中的一项内容。按营养功能区分,生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四大成分,其中生产者、消费者和分解者被称为生态系统的三大功能类群,承担着生态系统的物质循环、能量流动和信息传递的功能。生态系统的营养结构指食物链和食物网,高中生物仅对捕食食物链(网)进行分析,不涉及腐食食物链(网)和寄生食物链(网)。

2.生态系统能量流动的起点 

生产者固定的太阳能是流经整个生态系统的总能量,也是生态系统能量流动的源头。生产者固定的太阳能并不等于生产者吸收的太阳能。吸收的太阳能一部分将随着蒸腾作用散失,只有被转移到有机物中的能量才属于被固定的太阳能。

3.能量单向流动的原因 

能量的单向流动,一方面是由于捕食关系不能逆转,另一方面是由于生物体不能利用热能。捕食关系是经自然选择形成的,如狼可以吃羊,但羊不能吃狼。自然界也有一些特例,如捕蝇草。就这一特例而言,好像能量从消费者流向了生产者,但捕蝇草的能量来源仍然是太阳能,其捕蝇的特性只不过是对缺氮环境的一种适应。

生态系统需要源源不断的太阳能输入,才能维持生态系统的相对稳定。进入生态系统的太阳能,最终以热能的形式离开生物圈。热量不能正常的离开生物圈,就导致了温室效应。但生物不能利用热能。如果生物能利用热能来进行同化作用,那么人就可以晒太阳、烤火,而不用一日三餐来获取能量了。相同质量的热馒头和冷馒头,对人而言,从中获取的化学能是一样多的,只不过热馒头可以减少人体的热量散失。

4.能量传递效率的理解

两个营养级之间的能量传递效率一般为10%──20%。这一数值是指两个营养级同化能量的比值。如果下一营养级包括多个种群,则下一营养级的同化量应指各种群同化量之和,而不是指其中一个种群的同化量。需要注意的是,植物吸收的太阳能不等于其同化的太阳能,植物的蒸腾作用将散失大量热量;动物摄入的食物量也不等于其同化的能量,一部分能量将随粪便排出。动物的粪便属于上一营养级个体的残余,而不是该营养级动物的遗体。

能量传递效率不是指两个营养级生物体重的比值。每一营养级同化的能量,相当大的一部分在呼吸作用过程中以热能的形式散失,特别是恒温动物,90%以上的同化量用于维持体温的恒定,剩余部分用于生物的生长、发育和繁殖,因此生物的体重远小于其同化量。题目中经常出现的食物网中某动物增重1千克,需要生产者多少千克的说法其实是非常不准确的。除了上述原因之外,相同质量的植物性食物和动物性食物所含有的能量也是不相同的。

能量传递效率也不是指相邻两个营养级的生物个体之间的能量传递效率。一只狼捕食一只兔子,获得这只兔子能量的比例问题,也不适用10%──20%这一传递效率。

某一营养级的生物同化能量的去向,经常出现“未利用”这一说法。在较短时间内,该种生物部分个体既未被下一营养级捕食,也未被分解者分解,但从较长时间来看,“未利用”的能量最终也将被分解者利用。

5.生态系统的物质循环

生态系统的物质循环一般指的是组成生物体的某种元素在生态系统中反复出现,循环流动,如碳循环、氮循环等。生态系统的水循环指的是水这种化合物的循环。

在生物圈中的某个生态系统中,并不能实现物质循环,如在森林生态系统、农田生态系统中,有机物的合成大于分解,而在城市生态系统中,则是分解大于合成。城市需要农村提供粮食,需要森林提供木材,农田需要不断的施肥,在整个生物圈中,才能真正实现物质循环,所以才有了物质循环的全球性的特点。

6.生态系统的信息传递

生态系统的信息传递发生于无机环境与生物群落、生物群落的各个种群、同一种群的不同个体之间。生物与生物之间的信息传递一般是双向的,但无机环境与生物之间的信息传递不是双向,而是单向的,无机环境可以给予生物光照、温度、湿度等物理信息,但无机环境不会感知生物的任何信息。

2014-05-12  人教网
滕州市第五中学 田久沛 魏 巍
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