高考生物一轮复习 【听课手册】02 第18讲　生态系统及生态工程 【正文】

第18讲生态系统及生态工程一、生态系统的结构1.生态系统(1)概念:在一定空间内,由与它的相互作用而形成的统一整体。

(2)范围:地球上最大的生态系统是,包括地球上的及其非生物环境。

2.生态系统的组成成分成分组成内容作用非生物的物质和能量光、热、水、空气、无机盐等为生物提供和,是生物群落赖以生存和发展的基础

生产者自养生物,主要是

无机物→有机物;光能、无机化学能→有机化学能;是生态系统的

消费者动物,包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等加快生态系统中的,有利于植物的传粉和种子的传播

分解者主要是和

将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物3.食物链(1)特点:为第一营养级;消费者所处的营养级并不是一成不变的;食物链上一般不超过个营养级。

(2)动物所处营养级级别=+1,实例:

4.食物网(1)概念:生态系统中彼此相互交错连接成的复杂营养关系。

(2)形成的原因:一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物;而一种植食性动物既可能吃多种,也可能被多种所食。

(3)功能①食物链和食物网是生态系统的,是物质循环和能量流动的。

②食物网越,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。

((1)生态系统组成成分的辨析①细菌不都是分解者:硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于特殊的消费者。②动物不都是消费者:以动植物遗体、动物粪便、土壤或水体中的有机碎屑等为食的动物属于分解者。③生产者不都是绿色植物:蓝细菌等进行光合作用的原核生物以及硝化细菌等进行化能合成作用的原核生物也是生产者。④植物不都是生产者:菟丝子营寄生生活,属于消费者。(2)食物网中生物数量变化的分析①食物链的第一营养级生物数量减少,相关生物数量都减少。②“天敌”减少→被捕食者数量增加→种内竞争加剧→种群密度下降,直到趋于稳定。③若“中间”营养级的生物数量减少,则某种生物数量的变化视具体食物链而定。示例:若青蛙突然减少,则短时间内以它为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。二、生态系统的能量流动1.概念:生态系统中能量的、、和的过程。

2.过程(1)能量流经第一营养级的过程(2)能量流经中间营养级的过程(3)能量流经最高营养级的过程与中间营养级相似,但无流向下一营养级的能量。【及时梳理】能量流动过程中的数量关系(1)摄入量=同化量+粪便量,即动物粪便中的能量不属于该营养级的同化量,应为上一个营养级的同化量。(2)同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。(3)用于生长、发育和繁殖的能量=被分解者利用的能量+下一营养级的同化量(最高营养级除外)+暂时未利用的能量。(4)某营养级流向分解者的能量=该营养级遗体残骸中的能量+下一营养级粪便中的能量。3.特点(1)流动:沿食物链由低营养级流向高营养级,不可逆转,也不能循环流动。其原因是生物之间的关系一般不可逆转。

(2)逐级递减原因:a.各营养级生物的消耗;

b.各营养级同化的能量会有一部分流入,也会有的部分。

4.能量传递效率(1)计算方法:能量传递效率=×100%。

(2)一般来说,相邻两个营养级间的能量传递效率约为。

5.生态金字塔的类型及特点项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特征通常不可倒置,呈正金字塔形一般为正金字塔形,但可能出现“倒置”,如“树→昆虫→鸟”一般为正金字塔形,可能倒置,如某一时间段浮游动物与浮游植物的生物量金字塔6.研究能量流动的意义(1)可以帮助人们将生物在、上进行合理配置,增大,如间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗等立体农业生产方式。

(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,实现对能量的,提高能量的,如用秸秆饲养牲畜,牲畜的粪便用于生产沼气,沼渣作为肥料还田等。

(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向,如农业中除掉害虫,减少农作物流向害虫的能量。

三、生态系统的物质循环1.概念:组成生物体的,如碳、氢、氧、氮、磷、硫等,不断进行着从,又从的循环过程。

2.特点:、运动。

3.碳循环(1)循环形式在生物群落与非生物环境间:主要以的形式进行。

在生物群落内:以的形式进行。

(2)过程图解4.生物富集(1)概念:生物体从周围环境吸收、积蓄或,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。

(2)特点:食物链的生物积累最多;生物富集具有性。

5.能量流动和物质循环的关系(1)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,它们同时进行,彼此。

(2)物质是能量沿食物链(网)流动的,能量是物质在生态系统中循环往返的。

四、生态系统的信息传递1.信息的种类(1)物理信息概念:通过物理过程传递的信息。举例:光、声、温度、湿度和磁场等。(2)化学信息概念:生物在生命活动中,产生的一些可以传递信息的。

举例:植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等。(3)行为信息概念:动物的特殊行为,主要指各种动作,这些动作能够向生物传递某种信息。

举例:蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”等。2.范围:一般在生物与生物之间或之间。

3.特点:往往是向的。

4.在生态系统中的作用及实例5.在农业生产中的应用:提高农畜产品的产量;对有害动物进行控制。五、生态系统的稳定性1.生态平衡(1)概念:生态系统的和处于相对稳定的一种状态。

(2)特征:结构平衡、功能平衡、平衡。

2.生态系统的稳定性(1)概念:生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。(2)生态系统维持稳定的原因:生态系统具有。

(3)调节基础:。

3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性类型抵抗力稳定性恢复力稳定性实质自身结构与功能相对稳定

自身结构与功能相对稳定

核心抵抗干扰,原状

受到破坏,原状

影响因素联系一般情况下二者呈负相关,a为稳定性,b为稳定性。对于某些特殊的生态系统如苔原生态系统来说,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较

六、人类活动对生态环境的影响1.生态足迹(1)概念:指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的和吸纳废物的土地及的面积。又称。

(2)特点①生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越,对生态和环境的影响就越。

②生活方式不同,生态足迹的大小可能不同,如与食用蔬菜相比,吃牛肉会生态足迹。

2.生态环境问题类型及主要原因类型主要成因全球气候变化CO2等温室气体的大量排放水资源短缺人口剧增及人类的活动臭氧层破坏氟氯烃、哈龙等化合物的大量使用土地荒漠化人类活动会导致干旱或半干旱地区的土地退化,甚至完全荒漠化生物多样性丧失生物生存的环境被破坏环境污染最常见的是大气污染、水体污染和土壤污染七、生物多样性及其保护1.生物多样性(1)类型:多样性(基因多样性)、多样性、多样性。

(2)价值①直接价值:对人类有食用、药用和作为工业原料等的,以及有科学研究、旅游观赏和文学艺术创作等的价值。

②间接价值:主要体现在调节生态系统的功能等方面,如森林和草地具有防风固沙、水土保持作用,等等。此外生物多样性在促进生态系统中基因流动和协同进化等方面的生态价值。③价值:目前人们尚不太清楚的价值。例如,某种目前没有直接价值的植物,有可能在未来被发现含有治疗某种疾病的重要成分。

(3)丧失的原因①人类活动对野生物种生存环境的破坏:栖息地丧失和碎片化;②掠夺式利用:过度采伐、滥捕乱猎;③环境污染;④农业和林业品种的单一化;⑤外来物种的盲目引入。2.保护生物多样性的措施(1)保护:在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等,是最有效的保护。

(2)保护:把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护,如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等,这是为行将灭绝的物种提供。

(3)其他措施:建立精子库、种子库、基因库,利用生物技术对濒危物种的进行保护等。

八、生态工程1.生态工程的基本原理基本原理理论基础措施实例自生由生物组分产生的、自我优化、自我调节、自我(1)遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并。一般而言,应尽量提高生物多样性程度,利用种群之间互利共存关系,构建复合的群落。

(2)要维持系统的自生,需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成关系的条件

应用太阳能水生态修复系统改善湖水水质循环指在生态工程中促进系统的与,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的较高

通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生无废弃物农业协调生态工程建设时,要考虑生物与、生物与的协调与适应

处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑

西北地区的防护林建设出现的问题整体构成的复合系统

(1)遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的,不同组分之间应构成有序的结构。

(2)综合考虑社会、经济、自然的关系林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题【及时梳理】生态工程原理的辨析(1)强调物质循环、废物利用→循环原理。(2)体现物种多、营养关系复杂,考虑生态位差异、种间关系→自生原理。(3)强调生物与生物、生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力→协调原理。(4)涉及自然、经济和社会,如林业生态工程建设时,一方面号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题→整体原理。2.生态工程的实例分析实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程农村人多地少,产出不足、

建立农村综合发展型生态工程,实现物质的多级循环利用北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程湿地生态恢复工程环境污染、生物资源的过度利用等,使湿地生态系统严重退化、、

采用工程学和生态学措施相结合的方法,如控制污染、动植物物种引进等;建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰厦门筼筜湖生态恢复矿区废弃地的生态恢复工程矿区山体、土壤、植被遭到破坏,还可能产生重金属污染、、

人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等赤峰市元宝山矿区生态恢复工程考点一生态系统的结构和功能1.[2025·北京卷]近年来,北京建设了许多大型湿地公园,对于生态环境的改善产生了积极作用。以下关于湿地公园生态功能的叙述错误的是()A.调蓄洪水,减缓水旱灾害B.改变温带季风气候C.自然净化污水D.为野生动物提供栖息地2.[2021·北京卷]野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是()A.种植此类草本植物可以减少水土流失B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移考点二生态环境的保护3.[2024·北京卷]朱鹮曾广泛分布于东亚,一度濒临灭绝。我国朱鹮的数量从1981年在陕西发现时的7只增加到如今的万只以上,其中北京动物园38岁的朱鹮“平平”及其27个子女对此有很大贡献。相关叙述错误的是()A.北京动物园所有朱鹮构成的集合是一个种群B.朱鹮数量已达到原栖息地的环境容纳量C.“平平”及其后代的成功繁育属于易地保护D.对朱鹮的保护有利于提高生物多样性4.[2024·北京卷]1961年到2007年间全球人类的生态足迹如图所示,下列叙述错误的是()A.1961年到2007年间人类的生态足迹从未明显下降过B.2005年人类的生态足迹约为地球生态容量的1.4倍C.绿色出行、节水节能等生活方式会增加生态足迹D.人类命运共同体意识是引导人类利用科技缩小生态足迹的重要基础5.[2022·北京卷]2022年4月,国家植物园依托中科院植物所和北京市植物园建立,以植物易地保护为重点开展工作。这些工作不应包括()A.模拟建立濒危植物的原生生境B.从多地移植濒危植物C.研究濒危植物的繁育D.将濒危植物与其近缘种杂交培育观赏植物6.[2021·北京卷]随着改革实践不断推进,高质量发展已成为对我国所有地区、各个领域的长期要求,生态保护是其中的重要内容。以下所列不属于生态保护措施的是()A.长江流域十年禁渔计划B.出台地方性控制吸烟法规C.试点建立国家公园体制D.三江源生态保护建设工程7.[2020·北京卷]生物安全是国家安全体系的组成部分。新型冠状病毒感染蔓延对我国生物安全防御体系建设提出了新的要求,引起了全社会对生物安全形势的高度关注。以下选项中不会给我国带来生物安全风险的是()A.人类及动植物中可能暴发的重大疫病B.保护沿海滩涂红树林中的生物多样性C.全球气候变暖导致生态环境发生改变D.收集我国公民及生物资源的遗传信息考点三综合应用8.[2023·北京卷]为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响,研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验(此实验中人工光源对植物的影响可以忽略;实验期间,天气等环境因素基本稳定)。实验持续15天:1~5天,无人工光照;6~