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第十一章 环境的可持续发展

Lesson 11/11 | Study Time: 18 Min


11.1 所有生物的家园——生物圈


所有生物的家园——生物圈





地球表面的圈层



























圈层 特点
岩石圈(陆地)

  • 占地球表面的四分之一。

  • 主要由岩石组成。


水圈

  • 占地球表面的四分之三。

  • 包括:

    • 海洋

    • 江河

    • 湖泊

    • 冰川

    • 积雪

    • 地下水




大气圈 包围着岩石圈和水圈,构成地球的气体外壳。
生物圈 生物分布的范围,是地球上全部生物及其生活领域的总称。





生物圈的特点























特点 原因
地壳内不可能有生物

  • 没有空气和水:生物无法生存。

  • 温度太高:不适宜生物生存。


生物圈的定义 生物圈是地球上全部生物及其生活领域的总称。
生物圈为生物提供的基本条件

  • 营养物质:生物生长的物质来源。

  • 阳光:为植物光合作用提供能量。

  • 空气:供氧气和二氧化碳循环。

  • 水:维持生命活动的重要成分。

  • 适宜的温度:保证生物的正常代谢。

  • 生存空间:供生物栖息和繁衍。







生境(栖息地)



















定义 特点
生境的定义 能够为某种生物的生存、成长、繁殖提供特定条件的环境,称为生境,也称栖息地。
生物的适应性 各种生物需要的生存基本条件不同,因此每种生物都有特定的区域中生存。













11.2 生物与环境的关系


生物与环境的关系





环境对生物的影响


环境中对生物产生影响的因素



















因素类型 内容
非生物因素

  • 阳光:绿色植物制造养料的主要来源。

  • 温度:影响生物分布,不同生物适应不同温度。

  • 水:生物生存的必需物质。

  • 空气:提供氧气给生物呼吸。

  • 土壤:陆生植物依赖土壤获取水和矿物盐。


生物因素

  • 每一种生物都受到周围其他生物的影响。

  • 同种生物之间有种内互助和种内斗争。




自然环境中的非生物因素



































因素 特点及影响
阳光 绿色植物通过光合作用制造养料,是生物能量的主要来源。
温度

  • 影响生物分布,不同生物适应不同温度:


    • 变温动物冬季休眠。

    • 恒温动物调节体温适应外界温度变化。

    • 候鸟迁徙至温暖地区。



生物生存的必需物质,缺水会导致生物死亡。
空气 提供氧气供呼吸,维持生命活动。
土壤 陆生植物依赖土壤获取水和矿物盐。
剧烈变化的影响 非生物因素发生剧烈变化(如干旱、缺水、温度骤降)会严重影响生物生活,甚至导致生物死亡。


非洲大草原上的动物大迁徙























季节 特点
干季 缺水少雨,植物枯黄,动物迁徙到水草丰美的地方继续生存。
湿季 雨水充足,植物繁茂,动物迁徙回到原地。
动物迁徙特点

  • 草食动物随雨季迁徙,肉食动物为捕食草食动物也随之迁徙。

  • 每年上万头有蹄类动物大迁徙,分三批进行:


    • 第一批:20多万匹野斑马。

    • 第二批:百万头牛羚。

    • 第三批:瞪羚,随后是非洲狮、猎豹等肉食动物。
















11.3 种群和群落


种群和群落





种群















定义 例子
生活在一定区域内的同种生物个体的总和。

  • 水稻田里的水稻:同一块水稻田内的所有水稻个体。

  • 亚洲象:成群生活的亚洲象。







生态系统















定义 特点
各种生物之间、生物与非生物之间、生物与环境组成的一个统一整体。

  • 生态系统包括生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分(阳光、水、空气、土壤等)。




各种水陆生态系统
































生态系统 特点 生物组成
海洋生态系统 海洋覆盖地球大部分面积,稳定性强。

  • 生产者:藻类(如浮游植物)。

  • 消费者:贝类、虾、鱼、鲸等直接或间接以藻类为食。


森林生态系统 陆地雨量充沛,植物茂盛,环境稳定,生物种类多。

  • 生产者:各种植物。

  • 消费者:昆虫、鸟类、松鼠、猴、蛇等。


草原生态系统 环境条件较差,雨量较少,夏季炎热,冬季寒冷。

  • 生产者:草类。

  • 消费者:斑马、羚羊、鸵鸟、兔、狐、角云雀等。


沙漠生态系统 雨量缺乏,植物稀少,昼夜温差大。

  • 生产者:耐旱植物,如仙人掌。

  • 消费者:蛇、蜥蜴等。







群落















定义 例子
生活在同一生活环境中,所有生物种群的总和。

  • 池塘中的群落:包括浮萍、青蛙、细菌、草履虫等。















11.4 生态系统的营养结构及其功能


生态系统的营养结构及其功能





生态系统中的能量流动























能量流动的过程 特点
绿色植物

  • 通过光合作用将太阳光能转化为化学能,储存在有机物中。

  • 光合作用是生态系统中能量的主要来源。


动物

  • 摄取食物后,消化吸收食物中的营养物质。

  • 食物中的有机物能量流入动物体内。

  • 动物通过食物链获取能量。


食物链和食物网

  • 生态系统中的有机物和能量通过食物链和食物网在生物之间转移和传递。

  • 能量沿食物链单向流动,逐级递减,最终以热能形式散失。







食物链与食物网



















概念 特点
食物链

  • 生物之间因“吃与被吃”关系形成的链状结构。

  • 能量从生产者传递到消费者,再到分解者。


食物网

  • 多条食物链交织形成的复杂网状结构。

  • 反映生物之间复杂的营养关系。







碎屑食物链


定义与主要成分















定义 主要成分
以碎屑(如动植物残体、粪便)为起点,通过分解作用完成能量和物质的循环。 分解者:包括原生动物、蚯蚓、细菌、真菌等。


碎屑食物链的作用



















作用 特点
分解有机物,转化为无机物,供生产者重新利用。 分解者是生态系统物质循环的重要组成部分。
维持生态平衡,处理动植物残体和废弃物。 碎屑食物链是生态系统中不可或缺的一部分。


例子:屎壳郎与生态平衡















背景 作用
大量牛粪覆盖牧草,阻碍牧草生长,破坏生态平衡。 屎壳郎以粪便为食,将粪便分解,释放有机物和无机物,重新建立生态平衡。












11.4 生态系统的营养结构及其功能


生态系统的营养结构及其功能





生态系统中的能量流动























能量流动的过程 特点
绿色植物

  • 通过光合作用将太阳光能转化为化学能,储存在有机物中。

  • 光合作用是生态系统中能量的主要来源。


动物

  • 摄取食物后,消化吸收食物中的营养物质。

  • 食物中的有机物能量流入动物体内。

  • 动物通过食物链获取能量。


食物链和食物网

  • 生态系统中的有机物和能量通过食物链和食物网在生物之间转移和传递。

  • 能量沿食物链单向流动,逐级递减,最终以热能形式散失。







食物链与食物网



















概念 特点
食物链

  • 生物之间因“吃与被吃”关系形成的链状结构。

  • 能量从生产者传递到消费者,再到分解者。


食物网

  • 多条食物链交织形成的复杂网状结构。

  • 反映生物之间复杂的营养关系。







碎屑食物链


定义与主要成分















定义 主要成分
以碎屑(如动植物残体、粪便)为起点,通过分解作用完成能量和物质的循环。 分解者:包括原生动物、蚯蚓、细菌、真菌等。


碎屑食物链的作用



















作用 特点
分解有机物,转化为无机物,供生产者重新利用。 分解者是生态系统物质循环的重要组成部分。
维持生态平衡,处理动植物残体和废弃物。 碎屑食物链是生态系统中不可或缺的一部分。


例子:屎壳郎与生态平衡















背景 作用
大量牛粪覆盖牧草,阻碍牧草生长,破坏生态平衡。 屎壳郎以粪便为食,将粪便分解,释放有机物和无机物,重新建立生态平衡。













11.5 生态系统的稳定性


生态系统的稳定性





食物链中能量的流动























特点 原因
能量以单向流动:能量从生产者流向消费者,最终以热能形式散失,无法逆向流动。 能量的传递不可逆,且逐级递减。
逐级递减:前一环节的生物不可能全部被后一环节的生物捕食,且储存的能量不能完全传递到后一环节。 每一级生物用于自身生长、运动、繁殖等活动的能量会散失,只有部分能量传递给下一环节。
食物链环节有限:能量逐级递减导致食物链环节不会太多,愈向食物链后端,生物体的数量愈少。 能量限制了食物链的长度,通常只有3-5个环节。





生态系统的物质循环




碳素循环















定义 作用
碳素循环:指碳元素在生物与环境之间不断循环的现象。 碳素是组成碳水化合物(如葡萄糖)、脂肪等有机物的基本物质,为生物提供能量。

碳素循环的过程



























环节 说明
呼吸作用 生物通过呼吸作用将有机物分解,释放能量并排出二氧化碳。
燃烧作用 燃烧植物、化石燃料(如煤、石油)时,释放能量并排放二氧化碳。
光合作用 绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,利用太阳能合成葡萄糖,供自身和其他生物使用。
动植物遗骸沉积 动植物死亡后,其遗骸可能沉积形成化石燃料,燃烧时将碳重新释放到大气中。



氮素循环















定义 作用
氮素循环:指自然界中的氮素与生物体内的氮素循环交换的过程。 氮素是组成蛋白质、核酸等生命物质的基本元素。

氮素循环的过程



























环节 说明
闪电固氮 雷电将大气中的氮气与氧气结合形成氮氧化物,溶于雨水后形成硝酸盐,落至地面供植物吸收。
固氮作用 豆科植物根瘤中的固氮菌或腐殖质中的固氮微生物,将大气中的氮气转化为泥土中的硝酸盐。
氨化作用 动植物尸体或排泄物中的微生物将氮素转化为氨,再进一步转化为硝酸盐。
植物吸收与动物摄取 植物吸收土壤中的硝酸盐,动物通过食物链获取植物体内的氮素。





生态平衡















定义 特点
生态平衡:生态系统的组成保持稳定,能量流动和物质循环也保持稳定。

  • 复杂性与稳定性:生态系统组成越复杂、生物种类越多,其自动调节能力越强,稳定性越高。

  • 自动调节能力:生态系统具有一定的自我调节能力,可以应对小范围的干扰或变化。

  • 调节能力的限度:如果生态系统因人类活动或自然灾害遭到严重破坏,超出自动调节能力,生态平衡就会被破坏。















11.6 人类与环境中其他生物的关系



人类与环境中其他生物的关系





人类对环境的影响















影响因素 具体表现
人口过多

  • 生态资源和空间有限:任何种群的个体数量都不能无限制增加,否则会超出生态系统的承载能力。

  • 生物圈资源有限:生物圈提供的食物、淡水、土地等资源是有限的,人口过度增长会对这些资源造成严重压力。



结果


人口过多导致资源过度消耗,环境污染加剧,生物多样性减少,生态平衡被破坏。






生物对人类的危害



















危害来源 具体表现
微生物是疾病的根源
人类生活环境中存在许多致病微生物(如细菌、真菌、病毒、寄生虫),这些微生物被称为病原体。
传染病传播

  • 流感:由病毒引起,传播迅速。

  • 寄生虫病:如疟疾、血吸虫病等。



结果


病原体对人类健康构成威胁,严重时会引发大规模疫情,影响社会稳定和经济发展。















11.7 生物多样性的保护


生物多样性的保护




生物多样性的概念























类型 定义
物种多样性 动物、植物、微生物等物种的种类丰富性。
生态系统多样性 各种生物与无机环境共同构成的生态系统类型和结构的多样性,如森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统等。
生物多样性 包括物种多样性、基因多样性和生态多样性的总称,反映了地球上生命形式的复杂性和丰富性。





生物多样性的保护


保护措施



















措施类型 具体内容
就地保护 建设国家公园或自然保护区,在生物原生环境中保护其栖息地和生态系统,维持生物的自然生存状态。
迁地保护
适用于以下情况:

- 种群数量少,难以找到配偶。

- 生活环境受威胁,如栖息地破坏或污染严重。



迁地保护方式:

- 将野生动物转移至动物园、濒危动物繁育中心。

- 将植物转移至植物园。












11.8 保护环境,实现可持续发展


保护环境,实现可持续发展




环境问题



















问题类型 具体表现
生态平衡破坏
人类对自然资源的不合理开发利用,使生态系统失衡。

表现:

- 水土流失

- 气候恶化

- 水资源短缺

- 土地沙漠化
环境污染
工农业生产、交通运输和人类活动排放有害物质,导致环境污染。

表现:

- 废水、废气、固体废弃物等污染。





环境保护措施



















措施类型 具体内容
环境污染监测与防治 检测工厂处理的“三废”(废水、废气、固体废弃物),减少污染物排放。
自然保护 对自然环境和自然资源进行保护,避免过度开发和破坏,维护生态系统的稳定性。





实现可持续发展























核心理念 具体内容
协调发展 经济、社会、资源、环境保护协调发展,避免单方面追求经济利益而忽视环境保护。
保护关键资源
同时保护人类生存所需的关键资源:

- 大气

- 淡水

- 海洋

- 土地

- 能源

- 矿产
依靠科技进步 通过科学技术的进步,解决环境问题,提高资源利用效率,实现绿色发展。





低碳生活























核心理念 具体内容
减少碳排放 通过减少二氧化碳的排放量,降低对环境的影响。
低能量、低消耗、低开支 提倡低能耗、低资源消耗和低成本的生活方式。
具体措施
- 节电:减少电力浪费,使用节能电器。

- 节气:减少燃气使用,推广新能源。

- 回收:废物利用,减少浪费。