專題22生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)（講解部分）（完整版）

專題22生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)生物江蘇省專用考點(diǎn)1生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)清單一、生態(tài)系統(tǒng)的成分1.非生物的物質(zhì)和能量:無機(jī)鹽、陽光、熱能、水、空氣等。

生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者營養(yǎng)方式①自養(yǎng)

異養(yǎng)異養(yǎng)生物類型(1)光能自養(yǎng)型生物:②綠色植物

和藍(lán)藻

等(2)化能合成型生物:硝

化細(xì)菌等大多數(shù)③動物

,寄

生植物(如菟絲子)④腐生細(xì)菌和真菌,腐食動物地位生態(tài)系統(tǒng)的基石生態(tài)系統(tǒng)最活躍部分生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵成分2.生物群落作用(1)合成有機(jī)物,儲存能

量(2)為消費(fèi)者提供⑤

食物和棲息場所

(1)加快⑥物質(zhì)循環(huán)

(2)幫助植物傳粉和傳

播種子將有機(jī)物分解為無機(jī)

物,供生產(chǎn)者重新利用3.對生態(tài)系統(tǒng)成分認(rèn)識的4個(gè)誤區(qū)二、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)1.食物鏈(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)中生物之間由于⑦營養(yǎng)

關(guān)系而形成的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。錯(cuò)誤說法特例細(xì)菌都是分解者硝化細(xì)菌是自養(yǎng)生物,屬于生產(chǎn)者;寄生細(xì)菌如結(jié)核桿菌屬于消費(fèi)者動物都是消費(fèi)者以動、植物殘?bào)w為食的腐食性動物屬于分解者,如禿鷲、蚯蚓、蜣螂等生產(chǎn)者是綠色植物硝化細(xì)菌等自養(yǎng)生物也是生產(chǎn)者,正確的說法是:生產(chǎn)者包括綠色植物植物都是生產(chǎn)者菟絲子營寄生生活,屬于消費(fèi)者

(3)特點(diǎn):⑧生產(chǎn)者

為第一營養(yǎng)級,消費(fèi)者所處營養(yǎng)級不固定,食物鏈中

一般不超過⑨4~5

個(gè)營養(yǎng)級。(2)實(shí)例2.食物網(wǎng)(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)的許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)形成更為復(fù)雜的網(wǎng)狀營養(yǎng)結(jié)

構(gòu)。(2)食物網(wǎng)分析

a.營養(yǎng)級位置:同一種消費(fèi)者在不同食物鏈中,可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級,如狼占據(jù)第三、第四營養(yǎng)級。b.種間關(guān)系:在食物網(wǎng)中,兩種生物之間的種間關(guān)系可出現(xiàn)多種,如狼和狐既

是捕食關(guān)系,又是競爭關(guān)系。c.食物網(wǎng)復(fù)雜程度:食物網(wǎng)復(fù)雜程度主要取決于有食物聯(lián)系的生物種類,而

并非取決于生物數(shù)量。特別提醒1.食物鏈中的捕食關(guān)系是長期自然選擇形成的,通常不會逆

轉(zhuǎn)。2.某一營養(yǎng)級的生物所代表的是該營養(yǎng)級的所有生物,不代表單個(gè)生物個(gè)

體,也不一定是一個(gè)種群。考點(diǎn)2生態(tài)系統(tǒng)的功能與穩(wěn)定性一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.概念理解

2.生產(chǎn)者的能量來源與去路3.消費(fèi)者的能量來源與去路

(1)從上述圖解可以得到:攝入量=同化量+⑦糞便量

。(2)在各營養(yǎng)級中,能量的幾個(gè)去路:通過呼吸作用以熱能的形式散失、被

下一營養(yǎng)級生物利用、被分解者利用、未利用。注意:最高營養(yǎng)級消費(fèi)者的能量沒有流向下一營養(yǎng)級這條途徑。4.特點(diǎn)

5.能量流動的最值計(jì)算(1)適用范圍:題目沒有明確傳遞效率和食物鏈之間的關(guān)系時(shí),需根據(jù)“最少”“最多”“至少”“至多”等信息判斷傳遞效率及選擇計(jì)算的食物鏈。(2)規(guī)律

(3)能量傳遞效率與能量利用率不同a.能量傳遞效率=(下一營養(yǎng)級同化量÷該營養(yǎng)級同化量)×100%,約為10%~20%。b.能量利用率是指流入最高營養(yǎng)級(或人類)的能量占生產(chǎn)者固定總能量的

比值。一般來說,食物鏈越短,能量利用率越高。二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的概念

2.碳循環(huán)的過程(1)碳的存在形式與循環(huán)形式a.在生物群落和無機(jī)環(huán)境間:主要以

CO2

形式循環(huán)。b.在生物群落內(nèi)部:以

含碳有機(jī)物

形式傳遞。c.在無機(jī)環(huán)境中:主要以

CO2和碳酸鹽

形式存在。(2)碳進(jìn)入生物群落的途徑:生產(chǎn)者的光合作用和

化能合成作用

。(3)碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑a.生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用;b.分解者的分解作用(實(shí)質(zhì)是呼吸作用);c.化石燃料的燃燒。3.碳循環(huán)的破壞——溫室效應(yīng)(1)形成原因:大量化石燃料的燃燒,導(dǎo)致大氣中的CO2含量迅速增加,打破

了生物圈中碳循環(huán)的平衡。(2)影響:使氣溫升高,加快極地和高山冰川的融化,導(dǎo)致海平面上升,進(jìn)而對

人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。三、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞1.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類實(shí)例類別傳遞形式光、聲、溫度、濕度等物理信息物理過程動物的性外激素化學(xué)信息信息素蜜蜂跳舞、孔雀開屏行為信息動物的特定行為特征2.信息傳遞的作用3.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉

動物,就可以提高果樹的傳粉率和結(jié)實(shí)率。層次作用舉例個(gè)體生命活動的正常進(jìn)行,離不開信

息的作用(1)蝙蝠的回聲定位(2)萵苣種子必須接受某種波長

的光才萌發(fā)種群生物種群的繁衍,離不開信息的

傳遞(1)植物開花需光信息刺激(2)昆蟲分泌性外激素,引誘異性

個(gè)體群落和生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)

生物種間關(guān)系

,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定食物鏈上相鄰物種為對方提供

大量的有用信息群密度。四、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.概念:生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。2.形成原因:生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的

自我調(diào)節(jié)

能力。(2)控制有害動物。如利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物,降低害蟲的種3.自我調(diào)節(jié)能力(1)實(shí)例

(2)基礎(chǔ):

負(fù)反饋

調(diào)節(jié),在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。(3)特點(diǎn):生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的,當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過

一定限度時(shí),生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力會迅速喪失,生態(tài)系統(tǒng)難以恢復(fù)。4.類型

抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別實(shí)質(zhì)保持自身結(jié)構(gòu)功能相對穩(wěn)定恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)功能相對穩(wěn)定核心抵抗干擾,保持原狀遭到破壞,恢復(fù)原狀影響因素生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度越高,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度越小,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單,恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)二者聯(lián)系①相反關(guān)系:一般抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng),恢復(fù)力穩(wěn)定性弱,反之亦然;②二者是同時(shí)存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的作用力,它們相互作

用共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。如圖所示:

5.提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施(1)控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度,對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)適度,不應(yīng)超過生態(tài)

系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。(2)對人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)和能量投入。比較項(xiàng)目正反饋負(fù)反饋調(diào)節(jié)方式加速最初發(fā)生變化的那種成分

所發(fā)生的變化抑制和減弱最初發(fā)生變化的那

種成分所發(fā)生的變化結(jié)果常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)有利于生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定實(shí)例分析

草原上食草動物兔與植物的平

衡6.反饋調(diào)節(jié)的種類與判斷方法(1)種類(2)判斷正反饋、負(fù)反饋調(diào)節(jié)的方法a.依據(jù):從調(diào)節(jié)后的結(jié)果與原狀態(tài)之間的變化分析。b.方法:調(diào)節(jié)后

考點(diǎn)3生態(tài)環(huán)境的保護(hù)一、全球性的生態(tài)環(huán)境問題1.環(huán)境污染的成因與防治

成因機(jī)制危害防治措施溫室效應(yīng)煤、石油和天然氣的

大量燃燒→大氣中CO2

增加→溫室效應(yīng)→全

球氣候變暖全球氣候變暖;海平面

上升減少化石燃料的燃燒;

開發(fā)新能源;植樹造林酸雨煤、石油和天然氣燃

燒→硫和氮的氧化物+

大氣中的水汽→硫酸

和硝酸→酸雨水體酸化,影響動物的

生長發(fā)育,傷害植物的

葉和芽,腐蝕建筑物和

金屬材料減少化石燃料的燃燒;

使用脫硫煤;開發(fā)新能

源;植樹造林臭氧層破壞使用氟利昂→臭氧層

變薄→南極上空出現(xiàn)

臭氧層空洞導(dǎo)致人患皮膚癌、白

內(nèi)障等疾病的概率上

升;植物的光合作用受

到抑制,農(nóng)作物減產(chǎn)等減少氮氧化物和氟氯

烴的排放水體污染生活污水、工業(yè)廢水

進(jìn)入水體,海洋運(yùn)輸時(shí)

石油泄漏和傾倒污染

物等水體富營養(yǎng)化,若出現(xiàn)

在海洋中稱為赤潮;若

出現(xiàn)在湖泊等淡水流

域稱為水華減少生活污水、工業(yè)

廢水和污染物等的產(chǎn)

生土地荒漠化植被(如草原、森林等)

遭到破壞是主要原因沙塵暴遮天蔽日,破壞

力極強(qiáng)合理利用和保護(hù)現(xiàn)有

植被;大量營造防護(hù)林;

部分地區(qū)退耕還林、

還草等2.特點(diǎn):全球性。3.影響:對生物圈的①穩(wěn)態(tài)

造成嚴(yán)重威脅,并且影響到人類的②生存和發(fā)展

。4.可持續(xù)發(fā)展——人類的必然選擇(1)含義:“在不犧牲未來幾代人需要的情況下,滿足我們這代人的需要”,

它追求的是③自然、經(jīng)濟(jì)、社會

的持久而協(xié)調(diào)的發(fā)展。(2)實(shí)現(xiàn)措施:保護(hù)生物多樣性,保護(hù)環(huán)境和資源,建立起人口、環(huán)境、科技

和資源消費(fèi)之間的協(xié)調(diào)與平衡。二、生物多樣性1.生物多樣性的內(nèi)容(1)范圍:生物圈中。(2)層次(3)生物多樣性的判斷

2.生物多樣性的價(jià)值(1)⑦直接

價(jià)值:食用、藥用、文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作。(2)⑧間接

價(jià)值:調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源。(3)潛在價(jià)值:未發(fā)現(xiàn)尚不清楚的價(jià)值。3.保護(hù)生物多樣性的措施(1)就地保護(hù):建立自然保護(hù)區(qū)以及風(fēng)景名勝區(qū)等。(2)⑨易地保護(hù)

:把待保護(hù)物種遷至異地進(jìn)行專門保護(hù)。(3)利用⑩生物技術(shù)

對瀕危物種的基因進(jìn)行保護(hù)。(4)加強(qiáng)立法、執(zhí)法和宣傳教育。4.外來物種入侵(1)侵入種的危害a.造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞和生物污染。b.導(dǎo)致生物多樣性喪失。c.生態(tài)災(zāi)害頻繁發(fā)生。(2)外來物種入侵引發(fā)生態(tài)危機(jī)的原因a.占據(jù)生態(tài)位。b.侵入種具有頑強(qiáng)生命力,傳播能力強(qiáng),一旦侵入,能迅速傳播蔓延開來。c.外來物種缺少天敵的控制。5.水體富營養(yǎng)化分析

項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)

定和發(fā)展的影響物種多樣性原理物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定

性關(guān)系物種多樣性程度高,可提高生態(tài)

系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡可避免系統(tǒng)的失衡和破壞整體性原理生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)相統(tǒng)一統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系,保障系統(tǒng)的

平衡與穩(wěn)定4.生態(tài)工程的基本原理系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:分布

式結(jié)構(gòu)優(yōu)于集中式和環(huán)式結(jié)構(gòu)改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),以改善

功能系統(tǒng)整體性原理:總體功能大于

各部分之和能保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力5.我國生態(tài)工程建設(shè)的實(shí)例Ⅰ.治污生態(tài)工程(1)內(nèi)容:主要涉及固體、液體及有機(jī)廢棄物的處理,生物肥料的研制與試

用,湖區(qū)污染的生態(tài)治理,塑料的再生利用等。(2)實(shí)例①生物氧化塘a.原理:利用藻類和細(xì)菌等生物之間的協(xié)同作用連續(xù)處理污水的生物循環(huán)

過程。氧化塘中,藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣和空氣中的氧氣,有利于好氧菌

降解污水中的有機(jī)物;兼性菌和厭氧菌通過好氧或厭氧反應(yīng),分解污水中的

有機(jī)物。b.多功能生物氧化塘工藝流程示意圖多功能生物氧化塘不僅具有凈化污水的作用,還可使污水資源化,其工藝流程示意圖如下:

污水進(jìn)來后,首先進(jìn)入沉砂環(huán)節(jié),讓一些固體廢棄物沉淀下來。若污水中有機(jī)物的含量高,就采用流程Ⅰ。若污水中有機(jī)物的含量低,就采用流程Ⅲ或流程Ⅳ。流程Ⅰ是利用了某些微生物能去除塘中的營養(yǎng)物質(zhì);流程Ⅱ和流程Ⅲ利用

了植物的光合作用等;流程Ⅳ(藻、菌互生環(huán)節(jié))就是利用藻類吸收無機(jī)物

產(chǎn)生氧氣和細(xì)菌分解有機(jī)物的作用,促進(jìn)污水凈化。出水前可通過對藻、

菌進(jìn)行控制以達(dá)到改善水質(zhì)的目的。②隔河泄水藍(lán)藻去除生態(tài)工程。(3)治污生態(tài)工程主要涉及的生態(tài)工程原理有物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等。Ⅱ.生態(tài)恢復(fù)工程(1)內(nèi)容:恢復(fù)某一地區(qū)的生物群落,形成合理、高效的食物鏈,并在演替過

程中保持長期的穩(wěn)定與平衡。其中恢復(fù)植被是生態(tài)工程的第一步。(2)實(shí)例:我國西部生態(tài)治理。(3)生態(tài)恢復(fù)工程主要涉及的生態(tài)工程原理有生物多樣性原理、協(xié)調(diào)與平

衡原理等。Ⅲ.生態(tài)農(nóng)業(yè)工程(1)依據(jù):生態(tài)學(xué)原理。(2)前提:環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。(3)特點(diǎn):多層次、多功能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(4)實(shí)例:留民營村生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。知能拓展提升一生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)建一、食物網(wǎng)中生物數(shù)量的變化分析1.食物鏈的第一營養(yǎng)級生物減少,相關(guān)生物都減少。2.“天敵”減少,被捕食者數(shù)量增加,但隨著其數(shù)量增加,種內(nèi)斗爭加劇,種

群密度還要下降,直到趨于穩(wěn)定。3.“中間”營養(yǎng)級生物減少的情況,舉例如下:若青蛙突然減少,則以它為食的蛇將減少,鷹過多捕食兔和食草鳥,從而導(dǎo)致兔、食草鳥減少,因鷹不只捕食蛇一種生物,一段時(shí)間內(nèi)它可以依靠其他

食物來源維持?jǐn)?shù)量基本不變。二、食物鏈(網(wǎng))的構(gòu)建方法1.依據(jù)種群數(shù)量變化曲線圖構(gòu)建圖1(1)分析依據(jù):先上升、先下降者為被捕食者。(2)食物鏈:乙→丙→甲(圖1)。2.依據(jù)所含能量(生物量)構(gòu)建

圖2

圖3(1)分析依據(jù):根據(jù)營養(yǎng)級間能量傳遞效率10%~20%,可確定相鄰兩個(gè)營養(yǎng)

級能量差別在5倍左右,若能量相差在5倍以內(nèi),很可能為同一營養(yǎng)級。(2)結(jié)果:①圖2可形成一條食物鏈:丙→甲→乙→丁。②圖3生物可形成食物網(wǎng):

。(1)信息:古樹上有紅蜘蛛、蚜蟲、草蛉、七星瓢蟲、麻雀、花喜鵲6種動

物,它們之間的關(guān)系是草蛉、七星瓢蟲捕食紅蜘蛛、蚜蟲;紅蜘蛛、蚜蟲以

植物的各器官為食物;麻雀、花喜鵲以紅蜘蛛、蚜蟲、草蛉為食。(2)依據(jù)捕食關(guān)系直接繪圖如下:

3.根據(jù)提供的捕食方面的信息構(gòu)建4.根據(jù)生物體內(nèi)有害物質(zhì)的含量構(gòu)建假設(shè)在這5個(gè)種群構(gòu)成的食物網(wǎng)中,消費(fèi)者只能以其前一個(gè)營養(yǎng)級的所有物種為食。種群甲乙丙丁戊重金屬含量(μg/kg鮮重)0.00370.00370.0350.0350.34(2)分析結(jié)果:

(1)分析依據(jù):生物的富集作用。重金屬、農(nóng)藥等有害物質(zhì)被生物體吸收后難以排出體外,所以此類物質(zhì)會隨著食物鏈逐級積累,即營養(yǎng)級越高的個(gè)體中含有有害物質(zhì)的量越多,其含量往往是上一營養(yǎng)級個(gè)體含量的5~10倍。提升二生態(tài)系統(tǒng)的功能與穩(wěn)定性模型1.“箭頭分析法”分析常見物質(zhì)循環(huán)模型

(1)“三看法”快速判斷(2)模式圖常見變式分析①圖1中,A為生產(chǎn)者,B為大氣中CO2庫,C為消費(fèi)者,D為分解者。②圖2中,A為生產(chǎn)者,B為大氣中CO2庫,C為初級消費(fèi)者,D為次級消費(fèi)者,E為分解者。③圖3中,E為生產(chǎn)者,A為大氣中CO2庫,B、