【典例】

(·天津模擬改編)生態(tài)系統(tǒng)的成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者四部分，其中非生物的物質和能量、生產者和分解者對一個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持具有非常重要的意義，為了驗證其重要性和不可缺少性，設計如下實驗進行驗證。實驗過程如圖所示。

在同樣形狀同樣體積的錐形瓶中加等量的水(1、2號加清水，3、4號加少許河泥)、同樣的金魚、等量的金魚藻(2～4號)，用橡膠塞塞緊。1～3號放在陽光下，4號放入黑暗的紙箱中。(均放于室溫20 ℃條件下)

(1)1號瓶中的金魚與4號瓶中的金魚相比________生活時間長。因為________________________________________________________________________。

(2)上述1～4號瓶中________瓶中金魚生存時間最長。因為________________________________________________________________________。

(3)1、2、3號錐形瓶比較，相同的非生物因素有________，3、4號錐形瓶相比較，生態(tài)系統(tǒng)的成分中不同的是________________________________________________________________________。

(4)4號錐形瓶中的魚存活時間最短，說明________是生態(tài)系統(tǒng)根本的能量來源;3號錐形瓶的魚最后也死亡，其主要原因是________________________________________________________________________。

(5)2號與3號對照，能否說明分解者是生態(tài)系統(tǒng)的必備成分?若不能，如何設置實驗才能證明?________________________________________________________________________。

(6)本實驗所得結論是________________________________________________________________________。

解析　非生物的物質和能量是生態(tài)系統(tǒng)存在的基礎，生產者是生態(tài)系統(tǒng)中唯一把非生物的物質和能量轉變成生物群落的成分，是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分;分解者是生態(tài)系統(tǒng)必不可少的成分，沒有它，動植物的尸體就會堆積如山，生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。

答案　(1)1號瓶　4號瓶中有金魚藻，但置于黑暗處，金魚藻不能進行光合作用，且金魚藻的細胞呼吸消耗水中溶解的O2，故生存時間更短。　(2)3號　3號瓶置于日光下，有穩(wěn)定的能量來源，金魚藻和金魚的細胞呼吸共同消耗水中的溶解氧，產生CO2，金魚藻的光合作用向水中提供溶解氧，清水、河泥又為植物提供水和無機鹽，河泥中的分解者將金魚糞便分解為無機物供金魚藻利用，這種狀況能維持較長一段時間，故金魚生存的時間較長　(3)水溫和光照　有無光照　(4)光能　瓶內生物種類少，結構簡單，無法長期保持穩(wěn)定　(5)不能。應再設置一組5號瓶與3號瓶對照，除加入已經烘烤過的殺死其中微生物的河泥外，其他成分和條件與3號相同，觀察并記錄結果　(6)非生物的物質和能量(水、空氣、礦物質和陽光等)、生產者(金魚藻)、消費者(金魚)和分解者(腐生微生物)四者共同構成一個生態(tài)系統(tǒng)，缺一不可

技能提升

(1)實驗設計注意事項

①由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自動調節(jié)能力極小，所以抵抗力穩(wěn)定性極小，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸只能保持一定時間的活性。

②一些非生物因素極易影響生態(tài)缸中的生物。因此要注意生態(tài)缸中水溫不能過高，以免藻類死亡，影響能量流動和物質循環(huán)，導致實驗失敗。

③觀察指標：觀察穩(wěn)定性可以通過觀察植物、動物的生活情況、水質變化、基質變化等判斷。 (2)實驗設計的基本步驟“四步曲”