資源簡介

選擇性必修二·知識總結
第1章 　種群及其動態
第1節　種群的數量特征
知識點一　種群密度及其調查方法
種群概念：在一定的空間范圍內，同種生物所有個體形成的集合就是種群。
2．種群密度——種群最基本的數量特征
(1)概念：種群在單位面積或單位體積中的個體數。
(2)應用：瀕危動物保護、農田雜草狀況調查、農林害蟲的監測和預報、漁業上捕撈強度的確定等。
3．種群密度的調查方法
(1)逐個計數法
①適用范圍：分布范圍較小、個體較大的種群。
②舉例：調查某山坡上的珙桐密度。
(2)黑光燈誘捕法
適用范圍：對于有趨光性的昆蟲，可以用黑光燈進行燈光誘捕來估算它們的種群密度。
(3)樣方法
①概念
②適用范圍：植物以及活動能力弱、活動范圍小的動物，如調查昆蟲卵、蚜蟲、跳蝻等的密度。
取樣：等距取樣法、五點取樣法
計數：記上不記下，記左不記右
(4)標記重捕法
①適用范圍：活動能力強，活動范圍大的動物。
②概念
③計算種群密度
＝，估算N＝，然后用N除以面積或體積計算出種群密度。
2．標記重捕法應滿足的條件
(1)標記不易消失、脫落。
(2)標記不會對動物造成行為和壽命上的影響。
(3)標記后充分混合。
(4)標記不能過分醒目。
(5)所有個體在重捕時的捕獲概率相等。
(6)沒有新的個體出生和死亡，沒有遷入和遷出。
知識點二　種群的其他數量特征
1．出生率和死亡率
(1)概念
①出生率是指在單位時間內新產生的個體數目占該種群個體總數的比值。
②死亡率是指在單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比值。
(2)意義：出生率和死亡率直接決定種群密度大小。
2．遷入率和遷出率
(1)概念：指單位時間內遷入或遷出的個體，占該種群個體總數的比值。
(2)意義：遷入率和遷出率直接決定種群密度的大小。
3．年齡結構
(1)概念：一個種群中各年齡期的個體數目的比例。
(2)類型
類型 出生率與死亡率 種群密度 變化趨勢
增長型 出生率>死亡率 增大
穩定型 出生率≈死亡率 穩定
衰退型 出生率<死亡率 減小
(3)意義：年齡結構通過影響種群的出生率和死亡率間接影響種群密度，可預測種群密度的變化趨勢。
4．性別比例(又稱性比)
(1)概念：種群中雌雄個體數目的比例。
(2)意義：通過影響種群出生率影響種群密度。
(3)應用：利用性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體→改變正常性別比例，降低出生率→降低害蟲種群密度。
第2節 種群數量的變化
知識點一　建構種群增長模型的方法
1．數學模型
(1)概念：用來描述一個系統或它的性質的數學形式。
(2)作用：描述、解釋和預測種群數量的變化。
2．建構方法
項目 研究方法 研究實例
提出問題 觀察研究對象，提出問題 細菌每20 min分裂一次，怎樣計算細菌繁殖n代后的數量
合理 假設 提出合理的假設 在資源和生存空間沒有限制的條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響
建立 模型 根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達，即建立數學模型 ①數學公式 Nn＝2n(N代表細菌數量，n表示第幾代) ②曲線圖
檢驗 修正 通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正 觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正
知識點二　種群數量變化曲線
1．種群的“J”形增長
(1)概念
自然界有類似細菌在理想條件下種群增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“J”形。
(2)建構數學模型
①模型假設
食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等條件下，種群的數量每年以一定倍數增長，第二年的數量是第一年的λ倍。
②建立模型
t年后種群數量為Nt＝N0λt。（N0為種群起始數量，t為時間，Nt為t年后該種群的數量，λ為該種群數量是前一年種群數量的倍數）
③增長特點
種群的數量每個世代(年)以一定的倍數增長，后一個世代(年)種群數量是前一世代(年)種群數量的λ倍，種群數量的增長速率越來越快。
2.種群的“S”形增長
(1)概念：種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定，增長曲線呈“S”形。
(2)形成原因
自然資源和空間有限，當種群密度增大時，種內競爭加劇，出生率降低，死亡率升高，出生率＝死亡率時，種群的增長就會停止，種群穩定在一定水平。
(3)環境容納量概念：一定的環境條件所能維持的種群最大數量，又稱K值。
(4)增長特點
種群經過一段開始期后，呈加速增長，數量達到K/2時增長最快，此后開始減速增長，到K值時停止增長。除起點與終點外，“S”形曲線種群增長速率一直大于0。
3．實踐應用
(1)野生大熊貓：通過建立自然保護區，改善棲息環境，從而提高環境容納量，是保護大熊貓的根本措施。
(2)有害生物的防治：降低有害生物環境容納量是防治有害生物的根本措施。
控制家鼠數量的思路和相應具體措施
①思路：增大死亡率。具體措施：機械捕殺、藥物毒殺等。
②思路：降低出生率。具體措施：施用避孕藥、降低生殖率的激素等。
③思路：降低環境容納量。具體措施：養殖家貓捕食家鼠、搞好環境衛生、硬化地面、安全儲藏食物等。
4．種群數量的波動
(1)波動
在自然界，有的種群能夠在一段時期內維持數量的相對穩定。但對于大多數生物來說，種群數量總是在波動中。處于波動狀態的種群，在某些特定條件下可能出現種群爆發。
(2)下降
種群數量出現持續性的或急劇的下降。
原因：人類亂捕濫殺和棲息地破壞。當一個種群的數量過少，種群可能會由于近親繁殖等而衰退、消亡。
知識點三　探究培養液中酵母菌種群數量的變化
1．提出問題：培養液中酵母菌種群的數量是怎樣隨時間變化的？
2．材料用具：酵母菌、無菌馬鈴薯培養液或肉湯培養液、試管、血細胞計數板、滴管、顯微鏡等。
3．實驗步驟
4．實驗結果分析
增長曲線的總趨勢是先增加再降低。原因是在開始時培養液的營養充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數量劇增，隨著酵母菌數量的不斷增多、營養消耗、pH變化、有害產物積累等，使生存條件惡化，環境容納量下降，酵母菌死亡率高于出生率，種群數量下降。
5．實驗操作的注意事項
(1)制片時，要先在計數室上蓋上蓋玻片，然后用吸管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入，多余培養液用濾紙吸去。
(2)吸取培養液之前要將培養液先搖勻，使菌體分散開，減少實驗誤差。
(3)需要讓細胞沉降到計數室底部再計數。
(4)若一個小方格內酵母菌過多，難以數清，要將培養液稀釋一定倍數，再重新計數。
(5)壓線的菌體，一般計上不計下，計左不計右。
(6)本實驗有前后對照，可以不單獨設對照組。如果擔心培養過程中有污染，則需要單設不接種酵母菌的空白對照。
(7)本實驗需要重復實驗以減少實驗誤差。
【歸納總結】
種群數量增長的“J”形曲線和“S”形曲線
項目 “J”形曲線 “S”形曲線
增長 模型
前提 條件 理想狀態：①食物和空間條件充裕；②氣候適宜；③沒有天敵和其他競爭物種；④無遷入、遷出 現實狀態：①食物、空間有限；②不斷變化的自然條件；③存在其他競爭物種
增長率和增長速率
K值有無 無K值 有K值
聯系 兩種增長曲線的差異主要是環境阻力的有無
2．K值的不同表示方法
圖中A、B、C、D時間所對應的種群數量均為K值，A′、C′、D′時間所對應的種群數量均為K/2值。
第3節 影響種群數量變化的因素
知識點一　影響種群數量變化的因素
1．非生物因素
(1)在自然界，種群的數量變化受到陽光、溫度、水等非生物因素的影響。
(2)非生物因素對種群數量變化的影響往往是綜合性的。
2．生物因素
(1)種群內部
隨著種群的增長，種內競爭會加劇，從而使種群的增長受到限制。
(2)種群外部——種群間的關系
①捕食與被捕食的關系：除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的捕食對象，每種動物都需要以其他生物為食。如果食物匱乏，動物種群會出現出生率降低、死亡率升高的現象，種群數量下降。
②種間競爭關系：植物之間競爭陽光、養分等資源，動物之間競爭獵物等，導致種群數量變化。
③其他生物因素：作為宿主的動物被寄生蟲寄生，細菌或病毒引起傳染病，會影響種群的出生率和死亡率等特征，進而影響種群的數量變化。
3．思維訓練——分析循環因果關系
(1)定義：在生物學上，許多生理或生態過程的因果關系是循環性的，也就是說，一定的事件作為引起變化的原因，所導致的結果又會成為新的條件，施加于原來作為原因的事件，使之產生新的結果，如此循環往復。
(2)舉例：甲狀腺激素的調節、獵物和捕食者種群數量變化的相關性。
密度制約因素和非密度制約因素
(1)密度制約因素
①定義：一般來說，食物和天敵等生物因素對種群數量的作用強度與該種群的密度是相關的。
②舉例：同樣是缺少食物，種群密度越高，該種群受食物短缺的影響就越大，因此，這些因素稱為密度制約因素。
(2)非密度制約因素
①定義：氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災等自然災害，對種群的作用強度與該種群的密度無關，因此被稱為非密度制約因素。
②舉例：在遭遇寒流時，有些昆蟲種群不論其種群密度高低，所有個體都會死亡。
知識點二　種群研究的應用
1．種群研究的意義
研究種群的特征和數量變化的規律，在野生生物資源的合理利用和保護、有害生物的防治等方面都有重要意義。
2．種群研究的應用
(1)瀕危動物的保護：只有通過調查獲知種群密度、出生率和死亡率、性別比例、年齡結構等特征，以及影響該種群數量變化的因素，才能準確了解該種群的生存狀態，預測該種群的數量變化趨勢，進而采取合理的保護對策，例如降低環境阻力，提高K值。
(2)漁業方面：需要研究捕撈量與種群數量變化之間的關系。中等強度的捕撈(捕撈量在K/2左右)有利于持續獲得較大的魚產量。
(3)有害生物防治
①方法：a.適當采用化學和物理的方法控制現存的種群數量；b.通過減少種群獲得食物的機會等方法降低環境容納量。
②舉例：有效保護或引入天敵生物，則有利于將有害生物種群數量控制在較低的水平。
【歸納總結】
生存環境(包含非生物因素和生物因素)改變與K值的關系：生存環境條件變好，環境阻力減小，K值增加；生存環境條件變差，環境阻力增大，K值減小。
第2章　　群落及其演替
第1節　群落的結構
知識點一　群落的概念及物種組成
1．群落
在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合，叫作生物群落，簡稱群落。
2．群落水平上研究的問題
3．群落的物種組成
(1)意義：物種組成是區別不同群落的重要特征，也是決定群落性質最重要的因素。
(2)物種豐富度：一個群落中的物種數目，稱為物種豐富度。我國從東北到海南的森林群落，越靠近熱帶地區，單位面積內的物種越豐富。
(3)優勢物種：在群落中，有些物種不僅數量很多，它們對群落中其他物種的影響也很大，往往占據優勢。
(4)特點：群落中的物種組成不是固定不變的。
隨著時間和環境的變化，原來不占優勢的物種可能逐漸變得有優勢；原來占優勢的物種也可能逐漸失去優勢，甚至從群落中消失。
知識點二　群落的種間關系
1．原始合作(互惠)
(1)定義：兩種生物共同生活在一起時，雙方都受益，但分開后，各自也能獨立生活。
(2)舉例：海葵和寄居蟹。
2．互利共生
(1)定義：兩種生物長期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
(2)舉例：豆科植物與根瘤菌；地衣(真菌和藻類共生體)。
3．捕食
(1)定義：一種生物以另一種生物為食的現象。
(2)舉例：翠鳥捕魚。
(3)捕食會影響自然群落中不同物種之間種間競爭的強弱，進而調節物種的種群密度。
4．寄生
(1)定義：一種生物從另一種生物(宿主)的體液、組織或已消化的物質中獲取營養并通常對宿主產生危害的現象。
(2)舉例：馬蛔蟲與馬；菟絲子與大豆；噬菌體與被侵染的細菌。
5．種間競爭
(1)定義：兩種或更多種生物共同利用同樣的有限資源和空間而產生的相互排斥的現象。
(2)舉例：同一草原上生活的非洲獅與斑鬣狗。
(3)種間競爭可能會導致兩個種群的分布范圍縮小，甚至錯開。
知識點三　群落的空間結構
1．垂直結構
(1)現象：群落在垂直方向上具有明顯的分層現象。
(2)決定因素
①植物的分層
a．植物的分層與對光的利用有關，顯著提高了群落利用陽光等環境資源的能力。
b．除了光照，在陸生群落中，決定植物地上分層的環境因素還有溫度等條件；決定植物地下分層的環境因素則是水分、無機鹽等。
②動物的分層：群落中植物的垂直分層為動物創造了多種多樣的棲息空間和食物條件。
2．水平結構
(1)分布：群落在水平方向上常呈鑲嵌分布。
(2)決定因素：地形變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同、生物自身生長特點的不同，以及人與動物的影響等。
知識點四　群落的季節性
由于陽光、溫度和水分等隨季節而變化，群落的外貌和結構也會隨季節發生有規律的變化。
知識點五　生態位
1．概念：一個物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位。
2．研究范圍
(1)動物：棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等。
(2)植物：在研究區域內的出現頻率、種群密度、植株高度等特征，以及與其他物種的關系等。
3．意義：群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位，這有利于不同生物充分利用環境資源，是群落中物種之間及生物與環境間協同進化的結果。
知識點六　研究土壤中小動物類群的豐富度
1．采集方法：常用取樣器取樣的方法進行采集、調查。
2．調查指標：樣本中小動物的物種數和物種在群落中的相對數量。
3．物種相對數量統計方法：一是記名計算法，二是目測估計法。
4．實驗步驟
5．實驗結論
(1)組成不同群落的優勢種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。
(2)一般來說，環境條件越優越，群落發育的時間越長，物種越多，群落結構也越復雜。
6．用具分析
(1)誘蟲器
誘蟲器中的電燈是發揮作用的主要裝置，它利用土壤動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習性，遠離光源、熱源。
(2)吸蟲器
吸蟲器中的紗布作用是防止將土壤小動物吸走，將其收集在試管中。
7．注意事項
(1)用體積分數為70%的酒精溶液殺死并保存標本，若要保存活體通常用含有濕棉花的試管收集。
(2)體型較大的小動物可用包著紗布的鑷子直接取出來，體型較小的小動物則需用吸蟲器采集。
(3)命名要準確，并進行分類。如果無法知道小動物的名稱，可記為“待鑒定××”，并記錄它們的特征。
【歸納總結】
1、生物個體、種群和群落的關系
注：在一定的地域內。
2、巧辨2種種間關系曲線
(1)捕食關系曲線：坐標曲線中捕食者與被捕食者的判定：
①從最高點判斷，一般捕食者數量少，被捕食者數量多；
②從變化趨勢看，先達到波峰的為被捕食者，后達到波峰的為捕食者，即被捕食者變化在先，捕食者變化在后。
(2)種間競爭關系曲線：
一升一降，一種生物數量增加，另一種數量下降，甚至降為零。
3、水平結構與垂直結構
1．一般情況下，任何群落都有垂直結構和水平結構。
2．群落存在空間結構，而種群不具有空間結構。比如“竹林中的箭竹錯落有致”不是群落的結構特征，這里的箭竹屬于種群的范疇，不構成群落的垂直結構和水平結構。
3．高山不同垂直帶植物分布不同，屬于群落的水平結構，影響其植物分布的主要因素是地形，原因是不同高度的溫度不同。
第2節 群落的主要類型
知識點一　生物群落類型的確定及生物群落的分類
1. 群落類型的確定
(1)群落外貌：群落的外部形態，是群落中生物與生物、生物與環境相互作用的綜合反映。
(2)物種組成：區別不同群落的重要特征，也是決定群落性質最重要的因素。
①豐富度：群落中的物種數量。
②占優勢的物種：不僅在群落中數量多，更重要的是對群落的影響大。
2．生物群落分類
知識點二　陸地生物群落的主要類型
群落的分布、群落外貌及物種組成
群落類型 分布 群落外貌 物種組成
荒漠生物群落 極度干旱區 沙礫裸露，植被極度稀疏 物種少，群落結構非常簡單
草原生物群落 半干旱地區、降雨不均勻地區 草本植物像地毯般鋪向天邊 動植物種類較少，群落結構相對簡單
森林生物群落 濕潤區或較濕潤區 樹木繁茂，樹冠遮天蔽日 群落結構非常復雜且相對穩定
2．生物種類、形態結構或生理特征以及共同特點
群落類型 生物種類 形態結構或生理特征 共同特點
荒漠生物群落 植物 氣孔在夜晚才開放、根系發達等 荒漠生物具有耐旱的特性　
動物 蜥蜴和蛇的表皮外有角質鱗片等
草原生物群落 植物 旱生多年生草本植物占優勢；葉片狹窄，表面有茸毛或蠟質層 草原生物具有一定的耐旱的特性
動物 大都能夠挖洞或快速奔跑
森林生物群落 植物 有喬木、灌木、草本和藤本植物，垂直結構明顯 森林生物具有適應濕潤的特性
動物 樹棲和攀緣動物特別多
3．我國陸地生物群落分布規律
(1)在我國東部濕潤區往往隨處可見森林。
(2)在內陸半干旱區，分布有大片的草原。
(3)在西部干旱區，則出現荒漠群落。
知識點三　群落中生物的適應性及其他生物群落類型
1．群落中生物的適應性
(1)生物與環境的適應：不同群落中的生物具有與該群落環境相適應的形態結構、生理特征和分布特點。
(2)群落分布與環境因素的關系：群落的分布受水分、溫度等環境因素的影響。
(3)群落內生物之間的關系：群落中不同種群之間通過復雜的種間關系，相互依存、相互制約形成有機整體，從而維持種群之間的協調和平衡。
(4)群落的形成是有客觀規律的，人類活動應順應自然界的客觀規律。
2．其他生物群落
(1)濕地生物群落
①分布：濕地分布在沼澤、河流、湖泊等地。
②特點：動植物物種十分豐富，既有水生生物也有陸生生物。
(2)海洋生物群落
特點：微小浮游植物數量眾多，淺海區生長著大型藻類，動物種類繁多。
第3節 群落的演替
知識點一　演替的概念和類型
1．概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，叫作群落演替。
2．類型
(1)初生演替
①
②過程(以裸巖上發生的演替為例)
裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→喬木階段。
③舉例：沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。
(2)次生演替
①
②過程(以棄耕農田上發生的演替為例)
棄耕農田→一年生雜草階段→多年生雜草階段→灌木叢階段→出現喬木→樹林。
③舉例：火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農田等。
比較初生演替和次生演替
類型 初生演替 次生演替
不同點 起始條件 無任何植物繁殖體 有土壤條件甚至有植物種子或繁殖體
演替速度 慢 快
趨向 形成新群落 恢復原來的群落
經歷階段 較多 較少
相同點 演替的過程中，土壤中的有機物越來越豐富，群落中物種豐富度逐漸加大，食物網越來越復雜，群落的結構也越來越復雜
3．影響演替的因素：群落外界環境的變化，生物的遷入和遷出，群落內部種群相互關系的發展變化，以及人類的活動等等。
4．演替的結果
適應變化的種群數量增長或得以維持，不適應的數量減少甚至被淘汰，因此，群落就不斷地演替。最終會達到一個與群落所處環境相適應的相對穩定的狀態。
知識點二　人類活動對群落演替的影響
1．人類活動對群落演替的影響
(1)人類的活動
方式：
不合理：砍伐森林、過度放牧、未經處理的污水直接排入河流等
合理：封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落
(2)結果：往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。
(3)掌握群落演替規律的意義
根據現有情況，預測群落的未來，從而正確掌握群落的動向，使之朝著對人類有益的方向發展。
2．退耕還林、還草、還湖
(1)原因：以犧牲環境為代價的墾殖活動(如毀林開荒、圍湖造田等)，造成嚴重的水土流失，并且成為洪澇災害頻繁發生的重要原因。
(2)目的：處理好經濟發展同人口、資源、環境的關系，走可持續發展道路。
第3章　　生態系統及其穩定性
第1節　生態系統的結構
知識點一　生態系統的范圍
1．生態系統的概念
在一定空間內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體，叫作生態系統。
2．生態系統的范圍
(1)生態系統的空間范圍有大有小。
(2)地球上最大的生態系統是生物圈，它是地球上的全部生物及其非生物環境的總和。
3．類型
(1)自然生態系統：水域生態系統、陸地生態系統。
(2)人工生態系統：農田生態系統、人工林生態系統、果園生態系統、城市生態系統等。
知識點二　生態系統具有一定的結構
結構
2．生態系統的組成成分
(1)組成成分
比較項目 實例 作用
非生物的物質和能量 光、熱、水、空氣、無機鹽等 物質和能量是生命活動存在的最基本條件。生命活動本質上也是物質和能量的變化。非生物物質還是生物賴以生存的環境成分
生產者 自養生物，主要是綠色植物 生產者通過光合作用將無機物轉化為有機物，太陽能轉化為化學能，生產者是生態系統的基石
消費者 異養生物，包括營捕食生活的生物和營寄生生活的生物 加快生態系統中的物質循環；有利于植物的傳粉和種子的傳播等
分解者 異養生物，營腐生生活的微生物及腐食性的動物(如蚯蚓、蜣螂) 將動植物遺體和動物的排遺物中的有機物分解為無機物，供生產者重新利用
(2)生態系統結構模型
3．生態系統的營養結構——食物鏈和食物網
(1)食物鏈
①概念：在生態系統中，各種生物之間由于食物關系而形成的一種聯系。
②實例
③特點
綠色植物所固定的太陽能，能通過食物鏈由一個營養級向下一個營養級傳遞。各種動物所處的營養級并不是一成不變的。
【拓展1】
1．起止點：每條食物鏈的起點都是生產者，終點是不被其他動物所食的動物，即最高營養級，不能只寫中間一段。
2．組成：食物鏈中只有生產者和消費者，不能出現非生物的物質和能量及分解者。
(2)食物網
①概念：食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系。
②形成的原因
a．一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物。
b．一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。
(3)食物鏈(網)功能
①生態系統的營養結構。
②生態系統的物質循環和能量流動的渠道。
③生態系統保持相對穩定的重要條件。如果一條食物鏈的某種動物減少或消失，它在食物鏈上的位置可能會由其他生物來取代。一般認為，食物網越復雜，生態系統抵抗外界干擾的能力就越強。
【拓展2】
1．營養級位置：同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占有不同的營養級，例如蛇同時占有三、四、五營養級。
2．種間關系：在食物網中，兩種生物之間可能有捕食和種間競爭兩種種間關系，例如青蛙和蜘蛛之間。
3．生物種類與食物網的復雜程度：食物網的復雜程度主要取決于有食物聯系的生物種類，并非取決于生物數量。
【知識拓展】
菟絲子（植物）營寄生生活，屬于消費者。
（2）營養級位置：同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占有不同的營養級，例如蛇同時占有三、四、五營養級。
（3）種間關系：在食物網中，兩種生物之間可能有捕食和種間競爭兩種種間關系，例如青蛙和蜘蛛之間。
（4）生物種類與食物網的復雜程度：食物網的復雜程度主要取決于有食物聯系的生物種類，并非取決于生物數量。
【歸納總結】
1．生態系統各生物成分的判斷
(1)判斷生產者，主要看它是否為自養型生物，若為自養型生物，則為生產者，包括綠色植物、光合細菌、進行化能合成作用的細菌等。
(2)判斷消費者，要特別注意異養型、非腐生等關鍵詞，即消費者從活的生物體上取食，包括絕大多數的動物、寄生植物和寄生微生物(如病毒、寄生細菌、寄生真菌)。
(3)判斷分解者，主要看它是否把無生命的動植物遺體、排遺物等中的有機物轉變為無機物，分解者都是異養型生物，包括腐生細菌、腐生真菌、腐生動物(如蚯蚓、禿鷲等)。
2．生態系統中各成分的判斷
(1)根據雙向箭頭判斷非生物的物質和能量、生產者
根據圖中，可判定A、D分別是生產者、非生物的物質和能量。
(2)根據箭頭指向判斷各成分
①A有三個箭頭指出，為生產者；
②D有三個箭頭指入，為非生物的物質和能量；
③B和C為消費者和分解者，因A(生產者)和B均指向C，故C為分解者，B為消費者。
3、食物鏈和食物網中的生物數量變化分析
(1)食物鏈中第一營養級的生物(生產者)數量減少，整個食物鏈中的其他生物都會減少。
(2)“天敵”一方減少，短時間內被捕食者數量會增加，但隨著被捕食者數量增加，種內競爭加劇，被捕食者的數量又會下降，直至穩定。
(3)中間營養級的生物數量減少，則最高營養級生物數量的變化視具體食物鏈而定。
①生產者數量相對穩定原則，即消費者某一種群數量發生變化時，一般不考慮生產者數量的增加或減少。
②最高營養級的生物種群數量相對穩定原則，即當處于最高營養級的生物種群的食物有多種來源時，若其中一條食物鏈中某種生物減少，該種群的數量不會發生較大變化。
③在食物網中，當某種生物因某種原因而數量減少時，對另一種生物數量的影響，沿不同的食物鏈分析結果不同時，應以中間環節少的為分析依據。
第2節 生態系統的能量流動
知識點一　生態系統能量流動的概念和過程
1．能量流動的概念
生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。
2．能量流動的過程
(1)能量流經第一營養級的過程
①能量輸入：生產者通過光合作用把太陽能轉化為化學能，固定在它們所制造的有機物中。
②能量去向
(2)能量流經第二營養級的過程
①初級消費者攝入量＝初級消費者同化量＋初級消費者糞便量。
②初級消費者同化能量＝呼吸作用散失的能量＋用于生長、發育和繁殖的能量。
③生長、發育和繁殖的能量＝通過遺體殘骸被分解者利用的能量＋被下一營養級攝入的能量。
④糞便量是上一營養級的能量。
(3)能量流動圖解
(4)能量流動過程總結
【知識歸納1】
各營養級同化量來源和去向
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養級和分解者利用的能量。
知識點二　能量流動的特點
1．能量流動的特點
(1)生態系統中能量流動是單向的。不可逆轉，也不能循環流動。
(2)能量在流動過程中逐級遞減。能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率是10%～20%。生態系統中的能量流動一般不超過5個營養級。
【知識歸納2】
能量傳遞效率＝×100%。
2．從方向上看，能量流動不會逆轉，不能循環流動。原因：
(1)生態系統各營養級間取食和被取食的關系是不可逆的。
(2)各營養級通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。
3．從能量傳遞效率上看，能量不能百分之百從一個營養級流到下一個營養級的原因：各營養級的能量都有一部分通過呼吸作用散失；一部分未被下一營養級利用；一部分被分解者分解。
2．生態系統維持正常功能的條件
任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能。
知識點三　生態金字塔及研究能量流動的實踐意義
生態金字塔
類型 項目 能量金字塔 生物量金字塔 數量金字塔
形狀
定義 將單位時間內各營養級所得到的能量數值轉換為相應的面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列所得到的金字塔 將單位時間內各營養級生物量(每個營養級所容納的有機物的總干重)之間的關系，轉換為相應的面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列所得到的金字塔 將單位時間內各營養級的生物個體的數目轉換為相應的面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列所得到的金字塔
特點 直觀地反映出生態系統各營養級間能量的關系，由于能量在流動過程中總是逐級遞減的，因此能量金字塔通常都是上窄下寬的金字塔形 大多也是上窄下寬的金字塔形，一般來說，植物的總干重通常大于植食性動物的總干重，而植食性動物的總干重也大于肉食性動物的總干重 一般上窄下寬，有時出現上寬下窄倒置的金字塔形
特殊形狀 無 海洋生態系統中，生產者浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游動物的生物量 消費者個體小而生產者個體大，如一棵樹與樹上昆蟲的數量關系：
2．研究能量流動的實踐意義
(1)幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。
(2)幫助人們科學地規劃和設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。
(3)幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。
【知識歸納3】
3種能量流動過程圖比較
圖1：每一環節能量去向有2個，圖中出現糞便量，由于同化量＝攝入量－糞便量，所以A為攝入量，B為同化量；由圖可知B同化量總體有2個去向，即D為呼吸散失，C為用于生長、發育和繁殖；C用于生長、發育和繁殖量有2個去向，即E為流入分解者的能量，F為下一營養級攝入量。
圖2：每一營養級能量去向有3個(除最高營養級)
即：一個營養級同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(E)＋流入下一營養級(被下一營養級同化B)＋被分解者分解利用。
圖3：每一營養級能量去向有4個(研究某一時間段)(除最高營養級)
即：一個營養級同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(D)＋流入下一營養級(被下一營養級同化B)＋被分解者分解利用＋未被利用。
能量傳遞效率的相關“最值”計算
若題干中未做具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率為20%。
(1)在食物鏈A→B→C→D中，則有
①食物鏈越短，最高營養級獲得的能量越多。
②生物間的取食關系越簡單，生態系統的能量流動過程中消耗的越少。
食物網中，在能量分配比例未知時的最值分析
第3節 生態系統的物質循環
知識點一　碳循環
1．非生物環境中的碳
(1)主要存在形式：主要以CO2形式存在于大氣中和溶解于水中；碳還可以固定于煤、石油或木材中。
(2)大氣中的碳進入生物群落的途徑：生產者的光合作用以及化能合成作用。
2．生物群落中的碳
(1)主要存在形式：有機物。
(2)傳遞渠道：食物鏈和食物網。
(3)返回非生物環境的形式：CO2。
(4)返回非生物環境的途徑
3．碳在生物群落與非生物環境之間的循環主要以CO2形式進行。
4．碳循環特點
碳循環具有全球性。
知識點二　物質循環
1．物質循環的概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程，這就是生態系統的物質循環。
2．特點
(1)全球性：生態系統的物質循環中的生態系統指的是地球上最大的生態系統——生物圈，物質循環具有全球性，因此又叫生物地球化學循環。
(2)物質在生態系統中循環往復運動的特點，對于改進農業生產方式有多方面的啟示。
3．渠道：食物鏈和食物網。
知識點三　生物富集
1．概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
2．物質種類
(1)重金屬：如鉛、鎘、汞等。
(2)人工合成的有機化合物：如DDT、六六六等。
(3)某些放射性物質。
3．特點
(1)營養級越高，富集的物質濃度越高。富集的物質會沿食物鏈逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈頂端。
(2)全球性。物質可通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地。
知識點四　能量流動和物質循環的關系
1．關系
項目 能量流動 物質循環
形式 光能→化學能→熱能 化學元素(無機物??有機物)
渠道 食物鏈和食物網 食物鏈和食物網
特點 逐級遞減、單向不循環 可以被生物群落反復利用
范圍 生態系統各營養級 生物圈
聯系 同時進行，相互依存，不可分割。 ①能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解等過程。②物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體；能量是物質在生態系統中往復循環的動力
2．構建模型(根據碳循環示意圖用虛線畫出能量流動的方向)
知識點五　探究土壤微生物的分解作用
1．實驗原理
(1)土壤中存在種類、數目繁多的細菌、真菌等微生物，它們在生態系統中的成分主要為分解者。
(2)分解者的分解速度與環境中的溫度、水分等生態因子相關。
(3)土壤微生物能分泌淀粉酶將淀粉分解成還原糖(麥芽糖)，淀粉遇碘變藍。還原糖遇斐林試劑，在水浴加熱條件下，產生磚紅色沉淀。
2．實驗流程
(1)案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？
①實驗設計
對照組 實驗組
自變量 有土壤微生物 無土壤微生物
設置方式 落葉＋土壤 落葉＋滅菌土壤
因變量 落葉腐爛(快慢和程度)
無關變量 避免土壤理化性質的改變
②實驗現象
在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組。
③實驗結論
微生物對落葉有分解作用。
(2)案例2：土壤微生物能否分解淀粉？
①實驗設計
A組 B組
自變量 有土壤微生物 無土壤微生物
設置方式 淀粉＋土壤浸出液 淀粉＋蒸餾水
因變量觀測指標 淀粉顯色反應的變化； b．還原糖含量的變化
無關變量 減少土壤中帶顏色的顆粒物、淀粉量相等、土壤浸出液與蒸餾水體積相等
②實驗現象
A A1 不變藍
A2 產生磚紅色沉淀
B B1 變藍
B2 不產生磚紅色沉淀
注：A1、B1中加入碘液，A2、B2中加入斐林試劑并加熱。
③實驗結論
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。
【歸納總結】
1、“三看法”確認碳循環各成分
(1)圖1——先根據雙向箭頭且向內箭頭最多的判斷：B為CO2庫，A為生產者。再根據A、C的箭頭都指向D判斷：D為分解者，C為消費者。
(2)圖2——根據A與C之間的雙向箭頭且向內箭頭最多的判斷：A是生產者，C是CO2庫。根據A、B、D的箭頭都有指向E可進一步判斷：E是分解者，B是初級消費者，D是次級消費者。
(3)圖3——根據A與E之間的雙向箭頭且向內箭頭最多的判斷：A為CO2庫，E為生產者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他生物部分的箭頭都有指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F則為消費者。圖解中的食物鏈是E→F→D→B。
2、食物鏈(網)的構建方法
(1)根據捕食關系曲線構建食物鏈(網)
先上升先下降者為被捕食者，后上升后下降者為捕食者，故可以確定圖中食物鏈為：乙→丙→甲。
(2)根據能量的含量“由多到少”構建食物鏈(網)
營養級 A B C D
能量(kJ) 15.9 870.7 0.9 141.0
生態系統中的能量流動是單向傳遞、逐級遞減的，能量值大者為被捕食者，少者為捕食者。該表中食物鏈為：B→D→A→C。
(3)根據生物量(有機物的總干重)構建食物鏈(網)
圖1和圖2都是以每個營養級中有機物多少為依據的，圖1中的食物鏈是丙→甲→乙→丁；若兩營養級的生物量相差不大，不足以構成10%～20%的比例，則兩者應為同一營養級，故可以確定圖2中的食物網是。
(4)根據有害物質的濃度“由少到多”構建食物鏈(網)
生物體 A B C D E
有機汞濃度(ppm) 0.06 7 0.51 68 0.39
生態系統中存在生物富集現象，即營養級越高，體內有害物質的濃度越高，兩者在數值上呈正相關，故可以確定該表中食物網為：。
第4節 生態系統的信息傳遞
知識點一　生態系統中信息的種類
1．信息及信息流的概念
(1)信息：在日常生活中，可以傳播的消息、情報、指令、數據與信號等。
(2)信息流：生態系統中的生物種群之間，以及它們內部都有信息的產生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。
2．信息的種類及實例
類型 概念 來源 傳遞形式 實例
物理信息 自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場等，通過物理過程傳遞的信息 非生物環境(光、溫度、濕度、磁場等)和生物個體或群體(聲、顏色、形狀等) 物理過程 螢火蟲的閃光、蛛網的振動頻率、狼的呼叫聲
化學信息 生物產生的可以傳遞信息的化學物質 生物的代謝活動 以化學物質為信息載體 動物的性外激素，植物的生物堿、有機酸等代謝產物
行為信息 動物通過其特殊行為(主要指各種動作)在同種或異種生物之間傳遞的信息 動物的特定行為特征 動物的行為特征為行為信息　 鳥類等的報警行為、昆蟲的舞蹈、鳥類的求偶行為
3．信息傳遞的特點
(1)生物可以通過一種或多種信息類型進行交流。如孔雀既可以通過開屏等行為信息進行求偶，也可通過鳴叫等物理信息與同類交流。
(2)生態系統中的信息傳遞既存在于同種生物之內，也發生在不同生物之間。
4．信息傳遞的過程
(1)信息源、信道和信息受體概念
①信息源：信息傳遞過程中信息產生的部位。
②信道：信息傳遞過程中信息傳播的媒介。如空氣、水以及其他介質均可以傳播信息。
③信息受體：信息傳遞過程中信息接收的生物或其部位。如動物的眼、鼻、耳、皮膚，植物的葉、芽以及細胞中的特殊物質(如光敏色素)等可以接收多樣化的信息。
(2)信息傳遞的基本過程
知識點二　信息傳遞在生態系統中的作用和在農業生產中的應用1.信息傳遞在生態系統中的作用
作用 舉例
有利于生命活動的正常進行 ①海豚進行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為幾乎都依賴于超聲波；②萵苣的種子必須接受某種波長的光信息才能萌發生長
有利于生物種群的繁衍 ①植物開花需光信息刺激；②昆蟲分泌性外激素，引誘異性個體
調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定 ①草原上，草原返青時，“綠色”為食草動物提供了可采食的信息；②森林中狼用眼睛辨別獵物，也可以根據聲音作出反應追捕獵物；兔子依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕；③煙草釋放化學物質吸引害蟲天敵
2．信息傳遞在農業生產中的應用
(1)提高農畜產品的產量。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效率和結實率。
(2)對有害動物進行控制。目前控制動物危害的技術方法大致有：化學防治、生物防治和機械防治。在有害生物的防治中，有些就是利用信息來發揮作用的。如利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲的種群密度。
知識點三　能量流動、物質循環和信息傳遞
1．差異主要有以下方面
(1)物質循環和能量流動借助于食物鏈和食物網進行；信息傳遞不依賴于食物鏈和食物網，可在同一個物種內傳遞，也可在不同物種間傳遞，還可以在非生物環境與生物體之間傳遞。
(2)能量流動的特點是單向不循環的，物質是可循環利用的，但信息傳遞往往是雙向的，且不能循環利用。
2．能量流動、物質循環和信息傳遞三者同時進行，相互依存，不可分割，共同把生態系統各組分聯系成一個統一的整體。
【歸納總結】
判斷生態系統信息傳遞種類的方法
(1)從信息傳遞的途徑判斷。例如，涉及聲音、顏色、溫度等物理因素，可判斷為物理信息；涉及的信息載體為化學物質，可判斷為化學信息；涉及特殊行為，可判斷為行為信息。
(2)從文字表述的著重點判斷。例如，孔雀開屏如果是通過行為傳遞給對方，則屬于行為信息；如果通過羽毛的顏色等傳遞給對方，則屬于物理信息。
第5節 生態系統的穩定性
知識點一　生態平衡與生態系統的穩定性
1．生態平衡
(1)概念：生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。
(2)特征
①結構平衡：生態系統的各組分保持相對穩定。
②功能平衡：生產—消費—分解的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。
③收支平衡，例如，在某生態系統中，植物在一定時間內制造的可供其他生物利用的有機物的量，處于比較穩定的狀態。
(3)生態平衡是一種動態的平衡。
(4)調節機制——負反饋調節
①概念：在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。
②作用：負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統具備自我調節能力的基礎。
③舉例
a.
b.
2．生態系統的穩定性
(1)概念：生態系統維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力，叫作生態系統的穩定性。生態系統的穩定性，強調的是生態系統維持生態平衡的能力。
(2)原因：生態系統具有一定的自我調節能力。
(3)特點
生態系統的自我調節能力是有限的。當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態系統的穩定性急劇下降，生態平衡就會遭到嚴重的破壞。
知識點二　抵抗力穩定性和恢復力穩定性及提高生態系統的穩定性1.生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性。
2．比較抵抗力穩定性和恢復力穩定性
項目 抵抗力穩定性 恢復力穩定性
概念 生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力 生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力
核心 抵抗干擾，保持原狀 遭到破壞，恢復原狀
特點 一般來說，生態系統的組分越多，食物網越復雜，自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高 生態系統在受到不同的干擾(破壞)后，其恢復速度和恢復時間不同
聯系 (1)不同生態系統在這兩種穩定性的表現上有一定的差別；(2)兩者是同時存在于同一系統中的兩種截然不同的能力，它們相互作用共同維持生態系統的穩定
3．提高生態系統的穩定性
(1)意義
①處于生態平衡的生態系統可以持續不斷地滿足人類生活所需，如提供糧油、蔬果、肉蛋奶、木材等農副產品。
②處于生態平衡中的生態系統能夠使人類生活與生產的環境保持穩定。
(2)措施
①控制對生態系統的干擾強度，在不超過生態系統自我調節能力的范圍內，合理適度地利用生態系統。
②對人類利用強度較大的生態系統，應給予相應的物質、能量的投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。
知識點三　設計制作生態缸，觀察其穩定性
1．實驗目的：設計一個生態缸，觀察這一人工生態系統的穩定性。
2．基本原理
(1)在有限的空間內，依據生態系統原理，將生態系統的基本成分進行組織，構建一個人工微生態系統是可能的。
(2)設計時要考慮系統內組分及營養級之間的合適比例。
(3)人工生態系統的穩定性是有條件的，也可能是短暫的。
3．實驗流程
4．結果分析
生態缸中雖然成分齊全，生產者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質循環，但由于生態缸中的生態系統極為簡單，自我調節能力極差，所以抵抗力穩定性極低，生態系統的穩定性極易被破壞。因此，生態缸內的生物只能保持一定時間的活性。
【歸納總結】
1、生態系統調節中正反饋和負反饋的比較
比較項目 正反饋調節 負反饋調節
調節方式 使系統工作效果得到增強 使系統工作效果減弱或受限制
結果 常使生態系統遠離穩態 有利于生態系統保持相對穩定
2、生態缸實驗設計要求
設計要求 相關分析
生態缸必須是封閉的 防止外界生物或非生物因素的干擾
生態缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，成分齊全(具有生產者、消費者和分解者) 生態缸中能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定
生態缸的材料必須透明 為光合作用提供光能，保持生態缸內溫度，便于觀察
生態缸宜小不宜大，缸中的水量應適宜，要留出一定的空間 便于操作，缸內儲備一定量的空氣
生態缸的采光用較強的散射光 防止水溫過高導致水生植物死亡；
選擇的動物不宜過多，個體不宜太大 減少對氧氣的消耗，防止生產量小于消耗量
第4章 人與環境
第1節　人類活動對生態環境的影響
知識點一　人口增長與生態足跡
1．生態足跡
(1)概念：又叫生態占用，是指在現有技術條件下，維持某一人口單位(一個人、一個城市、一個國家或全人類)生存所需的生產資源和吸納廢物的土地及水域的面積。
(2)內容
①碳足跡：表示扣除海洋對碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃燒排放的二氧化碳等所需的森林面積。
②林地：表示生產木材、紙漿、薪柴等林木產品所需的林地面積。
③草地：表示生產肉、奶、毛、皮等畜牧產品所需的草地面積。
④耕地：表示用來種植人類消費的作物、油料、橡膠以及生產牲畜飼料等農產品所需的農田面積。
⑤漁業用地：表示支持水產品生產所需的水域面積。
⑥建設用地：表示交通設施、住房、工業建筑物、水電庫區等人類基礎設施所占用的土地面積。
(3)特點
①生態足跡的值越大，代表人類所需的資源越多，對生態和環境的影響就越大。
②生活方式不同，生態足跡的大小可能不同。如，與步行相比，開車出行會增大生態足跡；與食用蔬菜相比，吃牛肉也會增大生態足跡。
2．人口增長過快帶來的環境壓力
(1)現狀：生態足跡增長很快，生態承載力(地球提供資源的能力)增長較慢，環境壓力不斷增大。
(2)采取的措施：處理好人口增長和資源、環境的關系。
(3)我國面臨的問題和對策
①問題：生態足跡總量位居世界首位，而且還將繼續增大。我國依然是人口大國，未來城市化和人口老齡化還將加速。
②對策：處理好人口增長和資源、環境的關系。
知識點二　關注全球性生態環境問題
1．特點
生態環境問題具有全球性，需要全人類的關注與合作。
類型
類型 原因 表現
全球氣候變化 煤、石油和天然氣的大量燃燒以及水泥的生產等導致大氣中CO2濃度升高 ①溫室效應加劇，全球變暖；②南極冰蓋融化，地球海平面上升
臭氧層破壞 人類對氟氯烴、哈龍等化合物的使用 ①大氣中臭氧的含量持續下降，在南北極附近出現“臭氧層空洞”；②臭氧層變薄使到達地面的太陽紫外線增強
生物多樣性喪失 人類活動對野生物種生存環境的破壞、掠奪式利用等 目前物種滅絕的速率是自然滅絕速率的1000倍
水資源短缺 可利用的淡水資源少；人口劇增以及人類活動 淡水中可被人類直接利用的不到1/3
土地荒漠化 人類活動 干旱或半干旱地區的土地退化，甚至完全荒漠化。目前，除了南極洲，其他各洲均存在土地荒漠化現象
環境污染 大氣污染、水體污染和土壤污染 大氣污染會導致霧霾、酸雨頻發
3．影響
對生物圈的穩態造成了威脅，同時也影響了人類的生存和可持續發展。
4．措施
(1)應正確處理環境保護與經濟發展的關系，踐行經濟、社會和生態相互協調的可持續發展理念。
(2)我國政府倡導生態文明建設，將“全面協調可持續發展”作為基本國策。
第2節 生物多樣性及其保護
知識點一　生物多樣性及其價值
1．生物多樣性
(1)概念
生物圈內所有的植物、動物和微生物等，它們所擁有的全部基因，以及各種各樣的生態系統，共同構成了生物多樣性。
(2)包括
①遺傳多樣性(基因多樣性)：指地球上所有生物攜帶的遺傳信息的總和。
②物種多樣性：自然界中每個物種都具有獨特性，從而構成了物種的多樣性。
③生態系統多樣性：指地球上的生境、生物群落和生態系統的多樣化，還包括生態系統的組成、結構、功能等隨著時間變化而變化的多樣性。
2．生物多樣性的價值
(1)直接價值
對人類有食用、藥用和作為工業原料等實用意義的，以及有旅游觀賞、科學研究和文學藝術創作等非實用意義的價值。
(2)間接價值
①主要體現在調節生態系統的功能等方面。例如，植物能進行光合作用，具有制造有機物、固碳、供氧等功能；森林和草地具有防風固沙、水土保持作用，濕地可以蓄洪防旱、凈化水質、調節氣候，等等。
②在促進生態系統中基因流動和協同進化等方面具有重要的生態價值。
③生物多樣性的間接價值明顯大于它的直接價值。
(3)潛在價值
目前人們尚不太清楚的價值。例如，某種目前沒有直接價值的植物，有可能在未來被發現含有治療某種疾病的重要成分。
【知識拓展1】
生物多樣性各層次之間的關系
3．生物多樣性的意義
(1)生物多樣性對于維持生態系統穩定性具有重要意義。
(2)奠定了人類文明形成的物質條件。
(3)是人類賴以生存和發展的基礎。
知識點二　生物多樣性喪失的原因和保護生物
多樣性的措施
1．生物多樣性喪失的原因
(1)主要原因
①人類活動對野生物種生存環境的破壞，主要表現為使得某些物種的棲息地喪失和碎片化。
②掠奪式利用包括過度采伐、濫捕亂獵，這是物種生存受到威脅的重要原因。
(2)其他原因
①環境污染。
②農業和林業品種的單一化會導致遺傳多樣性的喪失，以及與之相應的經長期協同進化的物種消失。
③外來物種的盲目引入。
【知識拓展2】
外來物種的引入不一定會引起本地物種數目的增加；如果引入的物種對當地生物的生存是不利的，則會引起本地物種數目銳減。
2．保護生物多樣性的措施
(1)措施
④加強立法、執法、宣傳教育，使每個人都能樹立保護生物多樣性的意識，自覺形成保護生物多樣性的行為和習慣。
【知識拓展3】
易地保護主要是在物種層次上的保護，就地保護主要體現在生態系統層次上。
(2)保護生物多樣性的關鍵：處理好人與自然的相互關系。
當前主要是降低破壞地球生態環境的速度，包括控制人口增長、合理利用自然資源以及廢物的重復利用等。
(3)保護與利用的關系
保護生物多樣性只是反對盲目地、掠奪式開發利用大自然，并不意味著禁止開發和利用，而是提倡合理利用。
【歸納總結】
(1)直接價值是直接被人類所用。
(2)間接價值主要是通過影響生態環境間接被人類所用。
(3)潛在價值并不是沒有價值，而是目前沒有被開發、利用，暫時無法體現其價值。
第3節 生態工程
知識點一　生態工程的基本原理
1．關注生態工程建設
(1)生態工程概念
指人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，對人工生態系統進行分析、設計和調控，或對已被破壞的生態環境進行修復、重建，從而提高生態系統的生產力或改善生態環境，促進人類社會與自然環境和諧發展的系統工程技術或綜合工藝過程。
(2)生態工程建設的目的：遵循生態學規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。
(3)生態工程特點：與傳統的工程相比，生態工程是一類少消耗、多效益、可持續的工程體系。
2．生態工程所遵循的基本原理
(1)自生
①定義：由生物組分而產生的自組織、自我優化、自我調節、自我更新和維持就是系統的自生。
②條件
需要在生態工程中有效選擇生物組分并合理布設。需要創造有益于生物組分的生長、發育、繁殖，以及它們形成互利共存關系的條件。
③實例：濕地生態工程。
(2)循環
①定義：指在生態工程中促進系統的物質遷移與轉化，既保證各個環節的物質遷移順暢，也保證主要物質或元素的轉化率較高。
②目的：通過系統設計實現不斷循環，使前一個環節產生的廢物盡可能地被后一環節利用，減少整個生產環節“廢物”的產生。
③實例：“無廢棄物農業”。
(3)協調
①遵循協調原理要考慮的問題：指在進行生態工程建設時，需要考慮生物與環境、生物與生物的協調與適應的問題。
②條件：需要考慮環境容納量。
③實例：我國西北一些地區，由于選擇的樹種不適應當地環境，導致種植的防護林成了殘敗的“灰色長城”。
(4)整體
①遵循整體原理要考慮的問題：進行生態工程建設時，不但要考慮自然生態系統的規律，更要考慮經濟和社會等系統的影響力。
②實例：在進行林業工程建設時，一方面要號召農民種樹，另一方面要考慮貧困地區農民的生活問題，如糧食、燒柴及收入等問題。
③意義：只有應用整體原理，才能統一協調當前與長遠、局部與整體、開發建設與環境保護之間的關系，保障生態系統的平衡和穩定。
(5)進行生態工程建設需考慮的問題
不但要考慮生態學原理，而且要考慮經濟和社會的實際狀況，通過系統學、工程學的設計，在充分利用自然的基礎上，考慮節省投資和維護成本，提供務實、可持續的解決方案。
知識點二　生態工程的實例和發展前景
1．生態工程的實例
(1)農村綜合發展型生態工程
①問題：如何實現物質的多級循環利用，在資源有限的條件下提高生態效益、經濟效益和社會效益。
②對策：建立農村綜合發展型生態工程，實現物質的多級循環利用。
③案例：北京郊區的某村實施了以沼氣工程為中心的物質多級循環利用工程。
(2)濕地生態恢復工程
①濕地作用：具有蓄洪防旱，調節區域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水，為遷飛的鳥類和其他多種動植物提供棲息地，為人們提供休閑娛樂的環境等功能，被譽為地球的“腎”。
②問題：濕地面積縮小，導致局部氣候惡化、地下水位下降、生物多樣性降低、遷飛鳥類絕跡等。此外，濕地的環境污染、生物資源的過度利用等，會導致濕地生態系統嚴重退化。
③對策
a．采用工程學和生態學措施相結合的方法，如廢水處理、點源和非點源污染控制、土地處理工程，以及動植物物種引進等，使受到干擾的濕地得以恢復。
b．在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使濕地依靠自然演替等機制恢復其生態功能。
④案例：廈門筼筜湖生態恢復。
(3)礦區廢棄地的生態恢復工程
①問題：礦藏開采后造成山體、土壤、植被乃至整個地區生態系統的破壞，還可能產生嚴重的重金屬污染等。
②對策：采取人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制和植被恢復工程等措施。
③關鍵：植被的恢復，以及植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。
④案例：赤峰市元寶山礦區生態恢復工程。
2．生態工程的發展前景
(1)生態工程建設注意的問題
①不要忘記大自然固有的強大的生態恢復力量。
②不能誤認為只要有了生態工程，就可以走“先污染、破壞，后治理”的老路。
(2)我國生態工程建設的不足
①缺乏定量化模型的指導，難以設計出標準化、易操作的生態工程樣板。
②有些設計缺乏高科技含量，生態系統的調控缺乏及時準確的監測技術支持，缺乏理論性指導等。
(3)我國面臨的生態危機：環境污染與人口激增、環境與資源破壞、能源短缺等問題結合在一起的“并發癥”。
(4)我國黨和政府高度重視生態文明建設：把美麗中國作為建設社會主義現代化強國的重要目標。

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