生态系统与食物网

基础

生态系统 = 生物群落+环境。能量由生产者(植物)流入消费者(草食→肉食),分解者负责分解遗体。食物网由多条食物链交织成 — 箭嘴方向 = 能量流向。能量每传一级大约只剩 10%。

适合:中三科学 · 单元:生物与环境(中一内容) · 建议学习路径第 9/11 课

学完呢课,你会识:
  • 生产者→消费者→分解者;箭嘴 = 能量流向
  • 每级能量只剩约 10%
  • 食物网越复杂越稳定
科学Science

§课文原文 Passage

1生态系统是生物同环境组成的整体。能量由太阳开始:光合作用进入植物(生产者),传给吃植物的动物(初级消费者),再到吃肉动物(次级、三级消费者);细菌同真菌负责分解遗体,把养分还返泥土。

2食物网由好多条食物链交织而成。箭嘴由「被吃」指向「吃他」,代表能量流动。例如草原:草→兔→鹰,同时草→鼠→蛇→鹰——鹰既可以吃兔又可以吃蛇,网络越复杂就越稳定。

3能量传递有「十分之一定律」:每升一级,大约只有一成能量被储存,其余用于呼吸、排泄或根本没有被吃到。所以顶级消费者数量最少。如果一个物种大减,连锁反应会波及整个网络。

1重点摘要 Summary

生态系统 = 生物群落+环境。能量由生产者(植物)流入消费者(草食→肉食),分解者负责分解遗体。食物网由多条食物链交织成 — 箭嘴方向 = 能量流向。能量每传一级大约只剩 10%。

2生字卡 Vocabulary

P
Producer生产者

以光合作用自制养分,例如草、树。

C
Consumer消费者

以其他生物为食物:初级(草食)、次级/三级(肉食)。

D
Decomposer分解者

分解死物和排泄物,把养分还回泥土,例如细菌、真菌。

F
Food web食物网

多条食物链互相交织的网络。

E
Ecosystem生态系统

生物群落与其环境组成的整体,包括生物和非生物因素。

F
Food chain食物链

生物按「谁吃谁」排列的序列,显示能量流动的方向。

H
Herbivore草食性动物

直接吃植物的动物,即初级消费者,例如兔。

C
Carnivore肉食性动物

吃其他动物的消费者,例如鹰和蛇。

E
Energy pyramid能量金字塔

显示各营养级能量的图:底层生产者最多,每上一级约剩 10%。

3逐步讲解 Steps

  1. 分清角色生态系统中,生产者(植物)行光合作用自制养分,是食物链的起点;初级消费者是以植物为粮食的动物,例如兔;次级消费者猎捕初级消费者,例如蛇;三级消费者站在顶端,例如鹰。细菌和真菌则是分解者,把遗体中的养分分解并还回泥土,供生产者再次吸收,令养分得以在系统内循环使用。
  2. 箭嘴方向食物链的箭嘴由被吃者指向吃者,代表能量流动的方向,例如草、兔、鹰这条链,箭嘴由草指向兔,再指向鹰。易错提示:画成鹰指向兔即属错误;记法是箭嘴指着「谁得益」的一方。能量便这样沿着食物链逐级向上传递,箭嘴方向永远不会逆转,这是画食物链的第一守则。
  3. 能量金字塔沿着食物链每上升一级,大约只有 10% 的能量传到下一级,其余在呼吸作用中散失、随排泄物排出,或根本未被吃掉。所以生产者的数量和能量最多,顶级消费者最少,形成底阔顶尖的能量金字塔;食物链因此很少超过五层,顶级猎捕者的数目注定稀少,需要的范围也特别大。
  4. 稳定性食物网交错越复杂,生态系统越稳定:鹰可以吃兔,也可以吃蛇,某个物种减少时,猎捕者仍有替代食物,不会令整条链即时断开;相反,单一的食物链一旦断开,链上所有生物都受影响。物种数目少的系统最脆弱,一个环节出事便可能牵连全局,恢复也需时最久,所以保护物种多样性十分重要。
  5. 生物与非生物因素生态系统由生物因素和非生物因素组成:前者包括动物、植物、细菌和真菌,后者包括阳光、水分、温度、土壤和空气。非生物因素决定生物的分布,例如红树林生长在咸淡水交界的泥滩,那里栖息着弹涂鱼和招潮蟹;环境一旦改变,例如河水受污染或水温上升,整个食物网都会受波及。
  6. 物质循环,能量单向生态系统中物质循环不息:分解者把遗体中的碳、氮等养分还回泥土,供生产者再次吸收,物质可以反复利用。能量却是单向流动:由太阳进入生产者,沿食物链逐级传递,最后以热能散失,不能循环再用。这是物质与能量流动的根本分别,也是生态系统必须不断输入太阳能的原因。

4图解 Diagrams

食物网 Food web(箭嘴 = 能量流向)草Grass兔Rabbit鼠Mouse蝗虫Locust鹰Eagle蛇Snake生产者 → 初级 → 高级消费者;每级能量只剩约 10%
图 1:食物网

5例题示范 Example

草原:草 → 兔 → 鹰。如果大量捕猎鹰,会发生什么事?

  1. 鹰减少 → 兔缺乏天敌
  2. 兔数量急升 → 草被过度啃食
  3. 草减少 → 兔缺食物,数量又跌
  4. 整个系统震荡,需要时间重新平衡
  5. 答案:鹰被大量捕猎后,兔失去天敌,数量先急升,把草过度啃食;草一旦减少,兔又因缺粮而下跌,整个系统上下震荡,需时才能重新平衡。答题不可只写「兔变多」,须写出「天敌减→兔增→草减→兔崩」的连锁因果(骨牌效应),并指出最后食物网会在震荡后达到新平衡。点出「食物网越复杂,生态系统越稳定」可得更佳评价。

6常见错误 Mistakes

✗ 箭嘴画反:鹰 → 兔 ✗
✓ 能量由兔流向鹰:兔 → 鹰。箭嘴 = 「被鹰吃」。记法:箭嘴指住「哪个得益」。
✗ 以为顶级消费者数量最多
✓ 掉转:能量金字塔底部最大。生产者最多,越上层数量/能量越少。
✗ 把细菌和真菌当成食物链中的消费者
✓ 它们分解遗体和排泄物,把养分还回泥土,属于分解者,不占「吃与被吃」的消费级。
✗ 以为生态系统只包括生物
✓ 生态系统 = 生物群落+非生物环境(阳光、水分、温度、土壤等),两者合起来才构成完整的系统。

75 题快测 Quick check

Q1「草 → 蝗虫 → 青蛙 → 蛇」里面,青蛙是第几级消费者?

Q2分解者的角色是什么?

Q3为什么食物网比单一食物链稳定?

Q4生态系统中,能量的最终来源是什么?

Q5为什么一条食物链的营养级通常不超过五层?

8重点回顾 Recap

  • 生产者→消费者→分解者;箭嘴 = 能量流向
  • 每级能量只剩约 10%
  • 食物网越复杂越稳定
  • 箭嘴由被吃者指向吃者,代表能量流向
  • 十分之一定律:每升一级约只有一成能量传上去

同级其他科

同一科其他级别