生物與環境知識總結
總結是事后對某一階段的學習、工作或其完成情況加以回顧和分析的一種書面材料,它可使零星的、膚淺的、表面的感性認知上升到全面的、系統的、本質的理性認識上來,我想我們需要寫一份總結了吧?偨Y一般是怎么寫的呢?下面是小編收集整理的生物與環境知識總結,僅供參考,大家一起來看看吧。
生物與環境知識總結1
【知識梳理】
1、地球上有各種不同的環境,有水域,有陸地,有炎熱的地方,也有寒 冷的地方,幾乎到處都有生物存在。
2、對于每種生物來說,影響它的環境因素有:生物因素 和 非生物因素
非生物因素主要有陽光、空氣、土壤、水、溫度等。如極地狐與大耳狐的形態不同,主要受溫度影響;短日照可以促進菊花提早開花。
生物因素是指影響一個生物生活的同種或其他種類的 生物。
3、生物與生物之間的關系是復雜的,同種生物之間的影響可以是互助也可以是斗爭,如螞蟻間的互助,公羚羊之間為配偶爭斗。異種生物之間的影響也是如此;(種間關系:競爭、互助、共生、捕食、寄生等。)如蝴蝶與開花植物(互助),菟絲子與大豆(寄生)。
4、生物也能影響環境,如牛產糞便污染環境,影響牧草生長;蜣螂清除糞便,改良土壤;不同植被對空氣的濕度影響不同;樹木可凈化空氣減少噪音;蚯蚓疏松土壤。
總之生物與環境相互影響相互作用。
5、生物對環境的適應:每 一種生物都具有適應環境的能力(適者生存),生物對環境的適應不僅表現在形態和結構方面,還表現在生理和行為等各個方面。如形態上適應的有擬態、保護色等;結構上適應的有鳥有鳥翅、魚有鰭等;生理、行為上適應的有:鳥類遷徙、夏眠等。
6、科學探究的的基本方法
一、 顯微鏡的結構和使用
1、認識顯微鏡
觀察上圖的顯微鏡,辨認顯微 鏡的每一部分,弄清每一部分的名稱和功能。
。1) 機械部分:鏡座、鏡柱、鏡臂、鏡筒、粗準焦螺旋、細準焦螺旋、轉換器、載物臺、通光孔、壓片夾。
。2) 照明部分:反光鏡(含平面鏡和凹面鏡)、遮光器、光圈。
(3) 光學部分:目鏡、物鏡(低倍鏡、高倍鏡)。
2、 顯微鏡的成像原理(放大原理)
光線→反光鏡→遮光器→通光孔→標本(一定要透明)→物鏡(第一次放大成倒立實像)→鏡筒→目鏡(再放大成虛像)→眼。
3、顯微鏡的使用方法
。1) 取鏡和安放:用右手握住鏡臂,左手托鏡座,正確取出顯微鏡,放在實驗桌上,略偏左,使鏡臂對著身體,鏡筒向前。
。2) 對光: (三轉)
A. 轉動轉換器,使低倍物鏡對準通光孔。
B. 轉遮光器,選一較大的光圈對準通光孔。
C.左眼注視目鏡,轉動反光鏡,使光線通過通光孔反射到鏡筒內,通過目鏡可以看到白亮的視野。
。3) 低倍鏡觀察:
A. 放玻片標本,在載物臺上,用壓片夾壓住,使標本要正對通光孔的中心。
B. 轉動粗準焦螺旋,使鏡筒緩緩下降,直到物鏡接近玻片標本為止(注:此時實驗者的眼睛應側面看著物鏡頭和玻片之間,以免壓碎)
C. 左眼看目鏡內,同時反向緩緩轉動粗準焦螺旋,使鏡筒上升,直到看到物像,再稍稍轉動細準焦螺旋,使看到的物像更加清晰。
(4) 高倍鏡觀察:(做到先低后高)
A. 移動玻片,在低倍鏡下需要放大觀察的部分移動到視野的中央。
B. 轉動轉換器,移走低倍鏡,換上高倍鏡(勿提升鏡筒)
4、收鏡 (兩后,兩旁,一垂,一降)
取下載玻片,擦干外表,壓片夾轉后,反光鏡垂直,物鏡偏到兩旁,鏡筒下降最低處,送進鏡箱,放回原處。
二、科學探究有三個要素:明確的目標、探究過程、結果。
科學探究的一般過程:
提出問題
作出假設
制定計劃
實施實驗
實驗結果和得出結論
探究水溫變化對金魚呼吸次數的影響:水溫升高,金魚的呼吸次數加快;水溫降低,金魚呼吸次數減少。
【即時鞏固】
1.“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”描寫的是( )對植物生長的影響。
A.溫度 B.濕度 C.陽光 D.水分
2.下列敘述中,屬于生物因素對生物影響的是( )。
A.人間四月芳菲盡 B.南橘北枳 C.雨露滋潤禾苗壯 D.草盛豆苗稀
3.在雅魯藏布大峽谷,植物的分布隨海拔高度的變化情況是:下層為熱帶雨林,中層為常綠闊葉林,上層為針葉林,頂層為高山草甸。決定該地區植物分布的主要非生物因素是( )。
A.溫度 B.水分 C.陽光 D.海拔高度
4.沙漠里的一種鼠白天躲在洞里并且將洞口封住,夜間才出來活動。正確解釋這種現象的是( )。
A.鼠類對外界刺激產生的一種本能反應 B.鼠類捕食行為的一種方式
C.鼠類白天在為繁殖工作做準備 D.鼠類對沙漠環境的一種適應
5.下面三圖表示兩種生物種群隨時間(t )推移而發生的數量(n)變化的不同情況,甲、乙、丙表示的關系依次是( )。
A.共生、捕食、競爭 B.競爭、捕食、共生 C.競爭、共生、捕食 D.捕食、競爭、共生
6.使用顯微鏡觀察植物細胞的臨時裝片時,若是在光線很強的條件下,為了控制進光量,應選用的光圈和反光鏡依次是 ( )
A、較大的光圈、平面鏡 B、較 大的光圈、凹面鏡
C、較小的光圈、平面鏡 D、較小的光圈、凹面鏡
7.用顯微鏡觀察植物細胞時,用下列哪一物鏡和目鏡的組合看到的物象最 大 ( )
A、目鏡為5x,物鏡為5x B、目鏡為10x,物鏡為15x
C、目鏡為5x,物鏡為15x D、目鏡為5x,物鏡為15x
8.在影響顯微鏡視野亮度的因素 中,一般要仔細調節的是 ( )
A、光源方向 B、光圈孔的大小 C、目鏡與物鏡的組合 D、反光鏡與光源的適合度
4、在載玻片上寫下一個小小的字母“d”用顯微鏡觀察時,會看到放大的圖象形狀是 ( )
A、b B 、d C 、q D 、p[:ZXX]
9.用顯微鏡進行觀察時,如果轉動目鏡和移動玻片標本,都未能把視野中的污點移走,則可以判定污點在 ( )A、玻片上 B、目鏡上 C、物鏡上 D、反光鏡上
10.使用顯微鏡的低倍鏡觀察裝片的步驟是 ( )①②③④⑤
、賹⒀b片放在載物臺上
、谡{節粗準焦螺旋,使鏡筒徐徐上升到適當高度
、壅{節粗準焦螺旋,使鏡筒下降到一定高度
、苻D動轉換器, 使低倍鏡對準通光孔
、菡{節光圈和反光鏡,取得明亮視野
A、①②③④⑤ B、⑤④③②① C、②④①⑤③ D、②④⑤①③
11.用顯微鏡觀察標本時,第一次使用5x目鏡、10x物鏡,第二次使用10x目鏡、40x物鏡,那么第二次觀察到的情況與第一次相比 ( )
A、視野亮,細胞數目多 B、視野亮,細胞數目少
C、視野暗,細胞數目多 D、視野暗,細胞數目少
12.若不動顯微鏡的其他部分,只是轉動轉換器,將物鏡由10x轉換成45x,光線將( )
A、變亮 B、變暗 C、無變化 D、變化無規律
13.讓顯微鏡的鏡筒緩緩下降時,眼睛應注視的部位是 ( )
A、目鏡 B、物鏡 C、反光鏡 D、轉換器
生物與環境知識總結2
第一章 種群及其動態
種群的數量特征
1.種群的概念:在一定的空間范圍內,同種生物的所有個體所形成的集合。
分析:大明湖里所有的魚一個種群;大明湖里所有的鯉魚一個種群(填“是”或“不是”)。
2.種群密度:指種群在單位面積或單位體積中的個體數。種群密度是種群最基本的數量特征。
3.種群密度的調查方法
(1)逐個計數法—適用于調查范圍小、個體較大的種群。
。2)估算法
①樣方法
范圍:試用于植物、活動范圍小的動物,如昆蟲的卵、作物上蚜蟲的密度、蜘蛛、跳蝻等。
步驟:準備;
確定調查對象(一般選擇雙子葉植物,單子葉植物叢生或蔓生,不好辨別);
確定樣方的大。阂话阋1m2正方形為宜;
隨機取樣:取樣的關鍵是要做到隨機取樣,隨機取樣的方法:五點取樣法和等距取樣法;
計數:對于邊界上的調查對象,采取“計上不計下、計左不計右”的方式,然后計算密度;
計算:以所有樣方的種群密度平均值作為該種群的種群密度。
、跇擞浿夭斗
范圍:適用于活動能力強、活動范圍比較大的生物。
步驟:第一次捕獲生物量,記為M,并做好標記,放回一段時間,保證充分混合。
第二次捕獲生物量,記為N,其中帶標記的生物量記為m。
設種群的生物總量為X,則M/X=m/N。
注意:若標志物易脫落,或生物帶標記后易被天敵捕殺,導致m減小,測得X偏大;
若第一次標記后,在較短時間內進行重捕,則會導致測得X值偏小。
、酆诠鉄粽T捕法 范圍:適用于有趨光性的昆蟲。
、艹闃訖z測法 范圍:適用于微生物。
4.與種群數量有關的其他因素
種群密度反映了種群在一定時期的數量,但無法體現種群數量的變化趨勢。因此還需研究其他數量特征。
出生率:指在單位時間內新生的個體數目占該種群個體總數的比值。
死亡率: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。
遷入/遷出率:單位時間內遷入或遷出的個體占該種群個體總數的比值。
年齡結構:一個種群中各年齡群的個體數目所占的比例。
性別比例:種群中雌雄個體數目的比例。
1.2 種群數量的變化
1、種群的“J”形增長
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,種群數量每年以一定的倍數增長,第二年是第一年的λ倍。
建立模型:t年后種群的數量:Nt=N0λt
增長率與λ的關系:增長率=λ—1
2.種群數量的“S”形增長(高斯)
模型假設:資源、空間有限,天敵的威脅和競爭者的競爭等因素存在。
環境容納量:一定環境條件所能維持的種群最大數量稱為環境容納量,簡稱K值。(注意:K值只與環境條件有關,不受種群數量的影響)
保護野生動物最根本的措施是保護它們的棲息環境,從而提高環境容納量。
K值不是種群數量的最大值,K值應略低于種群所能達到的最大值(種群有過度繁殖的傾向,種群數量應圍繞K值上下波動)。
建立模型:種群數量呈S型增長
K/2值:當種群數量達到K/2時,種群有最大增長速率;其意義在于:
養殖業上,通常在2/K后進行捕撈,將生物數量保留在此處,目的是可以盡快恢復生物數量;害蟲的防治則控制在K/2以下。
J形增長模型和S形增長模型的聯系
兩種模型存在的不同主要是因為存在環境阻力。
4.種群數量的波動和下降
受氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響,大多數種群的數量總是在波動中。
當種群長久處在不利的條件下,種群數量會出現持續性的或急劇下降。種群的延續需要以一定的個體數量為基礎,當一個種群數量過少,可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。
5.探究培養液中酵母菌種群數量的變化
。1)實驗原理
用液體培養基培養酵母菌,種群的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。
在理想的環境條件下,酵母菌種群的增長呈“J”型曲線;在有環境阻力的條件下,酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。
計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法。
(2)血細胞計數板 (如下圖所示)
血細胞計數板每個大方格的面積為1 mm2,深度為0.1 mm,容積為0.1 mm3。
計算公式如下:
、僭谟嫈禃r,先統計(圖B所示)5個中方格中的總菌數,求得每個中方格的平均值再乘以25,就得出一個大方格中的總菌數,然后再換算成1 mL菌液中的總菌數。
、谠O5個中方格中總菌數為A,菌液稀釋倍數為B,則0.1 mm3菌液中的總菌數為(A/5)x25xB。已知1 mL=1 cm3=1 000 mm3,1 mL菌液的總菌數=(A/5)x25x10 000xB=50 000A·B。
。3)實驗步驟
、俳湍妇呐囵B:條件為液體培養基,無菌培養;
、谡袷幣囵B基:使酵母菌分布均勻;
、鄢闃;
、苡^察計數:先將蓋玻片放在計數室上,然后將酵母菌培養液滴在蓋玻片一側,讓培養液自行滲入,再用吸水紙吸去多余的培養液,待細胞全部沉降到計數室的底部,再用顯微鏡進行計數并計算;
⑤重復步驟④,連續觀察7天; ⑥繪圖分析。
。4)注意事項
該實驗無需設計對照實驗,因不同時間取樣已形成對照;該實驗需要做重復實驗,取平均值,目的是盡量減少誤差;若每個小方格內酵母菌數量過多,需要重新稀釋培養基再計數。
1.3 影響種群數量變化的因素
1.非生物因素:如陽光、溫度、水等。其影響主要是綜合性的。
森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度;植物種子春季萌發;蚊類等昆蟲冬季死亡;東亞飛蝗因氣候干旱而爆發等。
2.生物因素:種群內部和種群外部兩方面影響。
種內競爭會使種群數量的增長受到限制;種群間的捕食與被捕食、相互競爭關系等,都會影響種群數量;寄生蟲也會影響宿主的出生率和死亡率等。
3.食物和天敵的因素對種群數量的影響與種群密度有關。如同樣缺少食物,密度越高,種群受影響越大,這樣的因素稱為密度制約因素。而氣溫、干旱、地震、火災等自然災害,屬于非密度制約因素。
4.種群研究的應用
。1)瀕危物種的保護。
。2)漁業方面:中等強度的捕撈更有利于持續獲得較大的魚產量。
。3)有害生物防治:控制數量,降低環境容納量,增加天敵等。
第二章 群落及其演替
2.1 群落的結構
1.群落是指在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合。
2.群落的物種組成
群落的物種組成是一個群落區別于另一個群落的重要特征,也是決定群落性質最重要的因素。
物種數目的多少稱為豐富度。
群落中有些物種不僅數目很多,而且對其他物種的影響也很大,往往占據優勢,這樣的物種稱為優勢種。
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,原來有優勢的物種可能逐漸失去優勢。
3.群落的種間關系
4.群落的空間結構
。1)垂直結構
大多數群落都在垂直方向上有明顯的分層現象。
植物的垂直分層主要與對光的利用率有關,這種分層現象提高了群落對光的利用率。
陸生群落中,決定植物地上分層的環境因素還有溫度等,地下分層的環境因素有水分、無機鹽等。
動物的垂直分層主要與棲息空間和食物條件有關。
。2)水平結構
生物的垂直分層是由于地形變化、土壤濕度、鹽堿度、光照強度的不同以及生物自身生長特點的差異、人與動物的相互影響等引起的,在水平上往往呈現鑲嵌分布。
5.群落的季節性:由于陽光、溫度、水分等隨季節而變化,群落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。
6.生態位:一個物種在群落中的地位和作用,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。
研究動物的生態位,通常要研究它的棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等;
研究植物的生態位,通常要研究它在研究區域內出現的頻率、種群密度、植株高度等特征,以及它與其他物種的關系等。
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調進化的結果。
7.土壤中小動物類群豐富度的研究
【實驗原理】
(1)取樣方法:許多土壤動物身體微小且有較強的活動能力,而且身體微小,因此常用取樣器取樣的方法進行采集、調查。
(2)僅僅統計群落中的物種數,不足以全面了解群落的結構,因此還需統計群落中物種的相對數量。常用的統計方法:記名計算法和目測估計法(預先確定多度等級)。
【實驗流程】
提出問題:如調查和比較不同時間的土壤小動物類群豐富度。
制訂計劃:包括三個操作環節——取樣、觀察和分類、統計和分析。
準備:制作取樣器,記錄調查地點的地形和環境的主要情況。
取樣:選取取樣地點,注意在不同的時間、不同的地點取樣。
采集:可采用誘蟲器和吸蟲器進行采集,也可以采用簡易采集法。采集的小動物可以放入體積分數為70%的酒精中。
觀察與分類:對采集的小動物進行分類。觀察時使用體視顯微鏡,如用普通光學顯微鏡,可以用4倍的物鏡和5倍的目鏡。
統計和分析:設計統計表,分析所收集的數據。
得出結論: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。一般來說,環境條件越優越,群落發育的時間越長,物種越豐富,群落結構也越復雜。
立體農業:指充分利用群落的空間結構和季節性,進行立體種植、立體養殖或立體復合種養的生產模式。
2.2 群落的主要類型
1.荒漠生物群落:年降水量稀少且分布不均勻,物種少,群落結構非常簡單。
仙人掌具有肉質莖,氣孔夜間開放;爬行類動物體表有角質的鱗片或甲,蛋殼堅硬;體溫變化,早上去陽光下,天熱去陰涼處;以固態尿酸鹽的形式排出代謝廢物等。
2.草原生物群落:季節降雨量不均勻,動植物種類少,群落結構相對簡單。
植物葉片狹窄,表面有絨毛和蠟質;動物有挖洞和快速奔跑的特性。
3.森林生物群落:分布在濕潤或較濕潤的地區,群落結構非常復雜且相對穩定。
森林中植物有喬木、灌木、草本、藤本植物等,有明顯的垂直分層現象;動物種類繁多,樹棲和攀緣類生物較多。
4.群落中生物的適應性
生活在某一地區的物種能形成群落,,是因為它們都能適應所處的非生物環境。因此有人說,群落是一定時空條件下不同物種的天然群聚。
2.3 群落的演替
1.概念:隨著時間的推移,一個群落被另一個群落替代的過程,就叫做群落演替。
2.演替的類型
。1)初生演替:
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。
實例:火山巖、冰川泥、沙丘等沒有生物痕跡的地方。
方向:土壤有機物越豐富,群落中的物種豐富度逐漸增大,食物網越來越復雜,群落的結構也越來越復雜。
(2)次生演替—棄耕農田上的演替
一年生雜草—多年生雜草—小灌木—喬木。
實例:棄耕的農田、火災過后的草原、過量砍伐的森林等。
進程:演替成森林往往需要數十年的時間,但是在干旱的地區或許只能發展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。
注意:
在時間、資源、條件適宜的情況下,群落最終會演替成森林。
次生演替所需的時間比初生演替所需的時間短,原因是次生演替保留了原有的土壤條件,植物的種子或其他繁殖體。
演替的原因:前一個群落為后一個群落的發展提供了條件;后一個群落的生物更有競爭力。
3.演替實質:
在演替過程中,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淘汰。群落演替的實質是優勢取代。
4.人類活動
人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。
第三章 生態系統及其穩定性
3.1 生態系統的結構
1.概念:在一定的空間內,由生物群落和它的無機環境相互作用而形成的統一整體,叫做生態系統。
地球上最大的生態系統是生物圈。
2.生態系統的類型:自然生態系統和人工生態系統兩類。
2.生態系統的結構——組成成分:
生產者:將太陽能固定在它們所制造的有機物中,是生態系統的基石。自養生物都是生產者。
主要是綠色植物,但菟絲子等不是生產者。
消費者:通過自身新陳代謝,將有機物轉變為無機物,加速生態系統的物質循環。有助于植物傳粉和傳播種子。
主要是動物,但禿鷲、蚯蚓等屬于分解者。
分解者:將動植物的遺體殘骸和動物的排遺物分解成無機物。
硝化細菌屬于自養生物,屬于生產者
非生物的物質和能量:陽光、水、空氣、無機鹽等。是生態系統中物質和能量的根本來源。
生產者和分解者是聯系生物群落和無機環境的紐帶。
3、生態系統的結構——營養結構
(1)食物鏈(捕食鏈)
、俑拍睿荷鷳B系統中各生物之間由于食物關系形成的一種聯系。
、谔攸c:起點是生產者,為第一營養級;終點是最高營養級。只包含生產者和消費者。
③營養級與消費者級別的關系:消費者級別=營養級級別-1。
(2)食物網
、俑拍睿涸谝粋生態系統中,許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養結構。
②形成原因:生態系統中,一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物,而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。
、厶攸c:同一種消費者在不同的食物鏈中,可以占據不同的營養級,某一個營養級也會有不同的消費者。
(3)食物鏈和食物網的作用:生態系統物質循環和能量流動的渠道。
(4)復雜的`食物網是使生態系統保持相對穩定的重要條件。一般認為,食物網越復雜,生態系統抵抗外界干擾的能力越強。
3.2 生態系統的功能——能量流動
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。
太陽能→有機物中的化學能→熱能
2.能量流動的過程:
第一營養級的能量流動:
消費者的能量流動
3.能量流動的特點:
。1)生態系統的能量單向流動——因為捕食關系不能逆轉,能量只能從第一營養級流向第二營養級。
。2)生態系統的能量流動逐級遞減——輸入某一營養級的能量(同化量)一部分通過呼吸散失,另一部
分被分解者分解,只有少部分流向下一營養級。
生態系統的能量傳遞效率為10%~20%。在一個生態系統中,營養級越多,在能量流動中消耗的能量就越多。因此,營養級一般不超過5個。
生態系統能量傳遞效率的計算指的是相鄰兩個營養級同化量的比值。
。3)任何生態系統都需要源源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。
4.生態金字塔
能量金字塔:主要分析能量。
生物量金字塔:分析每個營養級所容納的有機物的總干重。
數量金字塔:分析每個營養級的生物個體數。
5.研究能量流動的意義
。1)研究生態系統的能量流動,可以幫助人們將生物在時間、空間是進行合理配置,增大流入某個生態系統的總能量。
。2)研究生態系統的能量流動,可以幫助人們科學的規劃和設計人工生態系統,提高能量的利用率。
(3)研究生態系統的能量流動,可以幫助人們合理調整生態系統的能量流動關系,使能量持續高效的流向對人類有益的部分。
3.3 生態系統的功能——物質循環
1.碳循環
注意:
。1)C元素在生物體內主要以含碳有機物的形式存在,在無機環境中主要以CO2、碳酸鹽的形式存在。
(2)C元素從無機環境進入生物群落的途徑:光合作用以及化能合成作用。
(3)C元素從生物群落進入無機環境的途徑:動植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃燒。
2.物質循環
物質循環的概念:組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素,都在不斷地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。
物質循環具有全球性,因此其的范圍是生物圈,因此又叫生物地球化學循環。
3.生物富集
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,稱作生物富集。這些有害物質可以通過水、大氣、生物遷移等途徑擴散,因此生物富集也是全球性的。
4.能量流動與物質循環的關系
(1)物質是能量的載體,使能量沿著食物鏈和食物網流動;能量作為動力,使物質能夠不斷的在生物群落和無機環境之間循環往復。
。2)物質可以循環利用,但能量是逐級遞減、單向流動的。
3.4 生態系統的功能——信息傳遞
1.信息:人們通常將可以傳播的消息、情報、指令、數據與信號等稱作信息。
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.生態系統中的信息種類
物理信息:光、聲、溫度、濕度、磁力等,通過物理過程傳遞的信息,都屬于物理信息。
化學信息:生物生命活動中產生的可以傳遞信息的化學物質,如植物的生物堿、有機酸等代謝產物,以及動物的性外激素等,都屬于化學信息。
行為信息:動物的特殊行為,對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息,即生物的行為特征可以體現為行為信息。
3.生物可以通過一種或多種信息類型進行交流。
4.信息傳遞的過程
信息源;
信道:空氣、水以及其他介質;
信息受體:動物的眼鼻、耳朵、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、信息傳遞的作用
對于個體:生命活動的正常進行,離不開信息的作用;
對于種群:生物種群的繁衍,離不開信息的傳遞;
對于生態系統:信息傳遞還能調節生物的種間關系,維持生態系統的穩定。
3、信息傳遞在農業中的作用
。1)提高農產品或畜產品的產量;
。2)對有害生物進行控制:化學防治、生物防治、機械防治等。
3.5 生態系統的穩定性
1.生態平衡:指生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。
特點:結構平衡:生態系統的各組分保持相對穩定;
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。
收支平衡:植物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。
2.生態系統穩定性的概念:生態系統所具有的維持或恢復自身結構和功能處于相對平衡狀態的能力,叫做生態系統的穩定性。
生態系統具有穩定性的原因:生態系統具有自我調節能力。生態系統的自我調節能力有一定的限度。
生態系統自我調節能力的基礎:負反饋調節。
負反饋調節:在一個系統中,系統工作的效果,反過來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、抵抗力穩定性:生態系統所具有的抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力。
恢復力穩定性:生態系統所具有的受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。
一般兩者成反比。
圖中:y表示受到干擾時偏離正常范圍的大小,偏離的越大,抵抗力穩定性越弱;
x表示恢復到原狀所需的時間,x越大,表示恢復力穩定性越小;
TS表示生態系統總穩定性,TS面積越大,表示生態系統的總穩定性越低。
提高生態系統的穩定性
控制對生態系統的干擾強度;
對人類利用較大的生態系統,應給予相應的物質、能量輸入。
4.設計并制作生態缸
第四章 人與環境
4.1 人類活動對生態環境的影響
人口增長與生態足跡
生態足跡:又叫生態占用,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面積。生態足跡越大,代表人類所需的資源越多,對生態和環境的影響越大。
全球性生態環境問題
全球氣候變化、水資源短缺、臭氧層破壞、土地荒漠化、生物多樣性喪失、環境污染等。
4.2 生物多樣性及其保護
1.生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性、生態系統的多樣性。
2.生物多樣性的價值:
直接價值:對人類有食用、藥用、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。
間接價值:對生態系統起到重要調節作用的價值,也叫做生態功能,例如保持水土、蓄洪抗旱等。
潛在價值:目前人類尚不清楚的價值。
注意:生態系統的間接價值明顯大于直接價值。
3.生物多樣性喪失的原因
。1)人類對野生物種生存環境的破壞:使棲息地喪失或碎片化。
。2)掠奪式利用:過度采伐、濫捕亂獵。
(3)環境污染
。4)農業、林業品種的單一化導致遺傳多樣性喪失
(5)外來物種的盲目引入
保護生物多樣性的措施
。1)就地保護:就地保護是指在原地建立自然保護區以及風景名勝區等,是最有效的保護措施;
(2)異地保護:異地保護是指將保護對象從原地遷出,例如建立植物園、動物園以及瀕危動植物繁育中心等,是為行將滅絕的生物提供最后的生存機會;
(3)建立精子庫、種子庫、基因庫:利用生物技術對瀕危物種的基因進行保護;
(4)加強立法、執法和宣傳教育;
。5)做好生態系統管理,深入開展生物多樣性及其保育研究。
4.3 生態工程
1.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.生態工程的基本原理
。1)自生: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。
要求:有效的選擇生物組分并合理布設;
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。
。2)循環: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。即保證物質循環再生。
例子:無廢棄物農業。
。3)協調:即生物與環境、生物與生物的協調與適應等也是需要考慮的問題。
要求:處理好協調問題,需要考慮環境容納量。
(4)整體:樹立整體觀,遵循整體原理。
要求:遵從自然生態系統的規律,各組分之間要有適當的比例,不同組分之間應構成有序的結構,通過改變和優化結構,達到改善系統功能的目的。
不僅要考慮自然生態系統的規律,也需要考慮經濟和社會等的影響力,考慮社會習慣、法律制度等。
3.生態工程的實例和發展前景
。1)農村綜合發展型生態工程
青貯:玉米等農作物沒有完全成熟時,將果穗和秸稈一起收獲切碎,通過厭氧發酵成為牛羊的飼料。
氨化:指利用氨水或氮素化肥處理稻麥秸稈,使之軟化適口,提高其作為飼料的營養價值。
。2)濕地生態恢復工程
。3)廈門筼筜湖生態恢復
。4)礦區廢棄地生態恢復工程:首要步驟是人工制造表土。
(5)赤峰市元寶山礦區生態恢復工程
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