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第1章 种群及其动态 第1节 种群的数量特征 1. 种群的概念：生活在 的 生物的 个体。 2. 种群的数量特征包括： 、 、 、 和 。 3. 种群密度 (1)概念：种群在 或 中的 。是种群最基本的 。 (1)特点 ①同一物种的种群密度在不同环境中 (会/不会)发生变化，如蝗虫在夏天和秋天密度不同。 ②不同物种的种群密度在同样的环境条件下 (相同/不同)，如一片草地上的仓鼠和野驴。 4.调查种群密度的方法 在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以 。但是，在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取 的方法。 Ⅰ.样方法 ①适用范围：一般适用于 ，也适用于及 的种群密度的调查，如植株上、等。 ②步骤：随机选取若干个样方→计数每个样方内的 →求每个样方的种群密度→求所有样方种群密度的 。 ③【探究】用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度 a.调查对象：宜选用 草本植物，因单子叶植物多为，难以计数。 b.样方选取：草本植物样方一般以 的正方形为宜。若该种群个体数较少，样方面积可适当 。 c.取样方法：取样的关键是要做到 ，不能掺入主观因素，确保选取的样方具有代表性，使 结果(估算值)更接近真实值。常用取样方法有 和 。
的个体。边界线上的遵循“计上不计 下，计左不计右”的原则，如图(实心圈表示统计的个体)。 ④统计时，若没有计数衰老个体，则会使估算值比实际值 。 Ⅱ.标志重捕法 ①适用范围：适用于 的种群密度的调查，如哺乳类、鸟类、鱼类等。 ②步骤：捕获一部分个体→做上标记后放回原来的环境→一段时间后重捕→根据重捕到的个体中标记 个体数占总个体数的比例估计种群密度。 ③公式：＝ →种群密度＝ ④若标志脱落，标记个体死亡、迁出、很难再次抓到等，将会使估算值比实际值 。 Ⅲ.灯光诱捕法：对于有趋光性的昆虫，还可以用 的方法调查他们的种群密度。 5. 出生率和死亡率
死亡率：指在单位时间内 占 的的比率。 练习：某种群年初时的个体数为100，年末时个体数为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10， 则该种群的年出生率为 ，死亡率为 。 (2)意义：是种群大小和种群密度的 因素。繁殖能力强的种群出生率 ，种群增长 。 注：增长率＝ － ，差值最大时，种群增长率最大，种群数量增长最快。 (3)与社会的联系：要控制人口过度增长，关键是降低人口 。 6. 迁入率和迁出率 (1)概念：种群中在单位时间内 的个体数，占原种群 的比率。 (2)意义：是种群大小和种群密度的 因素。 7. 年龄结构 (1)概念：指一个种群中 的个体数目的比例。
A图 ：幼年个体 ，老年个体 ，出生率 死亡率，种群密度会越来越 。 B图 ：各年龄期个体数比例 ，出生率 死亡率，种群密度 。 C图 ：老年个体 ，幼年个体 ，死亡率 出生率，种群密度会越来越 。 由分析可知，年龄组成通过影响种群的 和 ，从而间接影响种群密度(数量)。 (3)意义：是种群密度的影响因素，研究 可预测种群密度(数量)的。 (4)变式图辨析：
曲线图中：A图表示 B图表示 柱形图中：A图表示 B图表示 C图表示 8. 性别比例 (1)概念：指种群中 的比例。 (2)意义：对 有一定的影响。性别比例通过影响种群的 来间接影响种群密度。 (3)应用：用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的 ，使很多雌性个体不能完成交配，使 降低，从而使害虫的种群密度明显 。 (4)相同年龄组成情况下
性别比例 ♀≈♂→种群密度 ♀＜♂→种群密度增长
9. 种群的空间特征 (1)概念：组成种群的个体，在其生活空间中的。
①水稻的空间分布—— 。 ②某种杂草的空间分布—— 。 ③瓢虫的空间分布—— 。 第2节 种群数量的变化 1. 构建种群增长模型 (1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的 。 (2)构建方法 ①观察对象，提出问题 —— 细菌每20min分裂一次 ②提出 —— 在条件(资源和空间)充足情况下，增长不受密度影响 ③用适当的 表达 —— Nn＝2n ④检验或修正 —— 观察、统计细菌数量 (3)数学模型的表达形式 ①数学方程式：优点是 ，但不能看出种群的数量变化趋势。 ②曲线图：优点是能 地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出。 2. 种群数量增长的“J”型曲线 (1)形成条件： 和 充裕； 适宜；没有 等条件。(理想条件) (2)数量变化：种群的数量每年以增长，第二年的数量是第一年的 。 (3)建立模型 ①数学公式：t年后种群数量为：(条件：λ＞1，且为常数)。 模型中各参数意义：N0为该种群的 ，t为 ，Nt表示t年后该种群的 ， λ表示该种群数量是一年前种群数量的 。(注：增长率＝) ②曲线图(以 为横坐标，以 为纵坐标)
 画出“J”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“J”型曲线增长率 ，增长速率 。 定义：增长率：指种群在单位时间内 占 的比率。 增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100%＝出生率—死亡率 增长速率：指种群在单位时间内 。增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／增长时间×100% (4)种群数量呈“J”型增长的情形 ① 条件下；②种群迁入到一个新的 。 (5)λ值的应用分析(注：λ－1表示增长率) ①当λ＞1时，出生率 死亡率，种群数量 ，种群的年龄组成为 。 ②当λ＝1时，出生率 死亡率，种群数量 ，种群的年龄组成为 。 ③当0＜λ＜1时，出生率 死亡率，种群数量 ，种群的年龄组成为 。 3. 种群数量增长的“S”型曲线 (1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量 的曲线，称为“S”型曲线。 (2)形成条件：自然界的 和 是有限的；有 。(条件有限) (3)形成原因：当种群密度增大时， 就会加剧，天敌数量也会 ，这就会使种群的出生率 ，死亡率 。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会 ，有时会 。 (4)环境容纳量：在 不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群 称为环境容纳量，又称 。K值不是固定不变的，K值可以随 的变化而变化。 (5)建立模型：曲线图(以 为横坐标，以 为纵坐标)
①画出“S”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“S”型曲线增长率 ， 值时增长率0；增长速率 ， 值时增长速率最大， 值时增长速率为0， 值时种群出生率等于死亡率，种群数量最大且保持相对稳定。 值时种内竞争最剧烈。 ②图中t1时对应的种群数量为 ，t2时对应的种群数量为 。 (5)适用条件：生存条件 的自然种群。 (6)“S”型曲线在生产中的应用 ①野生生物资源的保护：应保护生物的 ，使K值 (增大/降低)，如大熊猫的保护。 有害生物的防治：如鼠害防治，应设法使K值 (增大/降低)，通过引入天敌等措施将种群数量控制在较低水平。 ②资源开发与利用：捕捞、采伐应该在种群数量达到 值以上时进行，而且剩余种群数量应保持在 值左右，因为此时种群增长速率 ，再生能力 ，可保证持续获取高产量。 ③草场放牧，最大载畜量不能超过 值；鱼的养殖也不能超过 值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致K值 (增大/降低)。 4. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较
(1)图中 时间所对应的种群数量为K/2值。 (2)图中 时间所对应的种群数量为K值。 6. 种群数量的变化包括： 等。 7.【探究】培养液中酵母菌种群数量的变化 (1)实验原理：①用液体培养培养基培养酵母菌，种群的增长 受培养液的 、 、pH、 等因素的影响。 ②理想环境中，酵母菌种群的增长呈 型曲线；有限环境下，酵母菌种群的增长呈 型曲线。 (2)计数：对培养液中酵母菌种群数量进行计数时，常采用 法。 (3)操作方法：先将盖玻片放在计数室(血球计数板)上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在显微镜载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。 (4)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是 。若不振荡，会导致估算值。 第3节 影响种群数量变化的因素 1. 非生物因素：如 、 、 等。 非生物因素对种群数量变化的影响往往是___ 2. 生物因素： 种群外部生物因素----其他生物的影响： ；种群内部生物因素：种内斗争。 3. 人为因素： 的影响。 4.种群研究的应用 （1）濒危动物保护方面 （2）渔业合理捕捞量的确定 （3）有害生物的防治
第2章 群落及其演替 第1节 群落的结构 1. 群落：同一时间内聚集在 中 的集合，包括所有的动物、植物和微生物。 2. 群落的物种组成 (1)意义：是区别不同群落的重要特征。 (2)衡量指标：物种丰富度，指群落中 的多少。 (3)规律：不同群落的物种数目 。一般越靠近热带地区，单位面积内物种 。 3. 种间关系：指(同种/不同种)生物之间的关系 (1)捕食 ①概念：一种生物以另一种生物作为 的现象。(注：两种生物不会因捕食而导致一种灭绝) ②举例： 。 ③数量变化：数量上呈现出“ ”的不同步性变化。(如图)
(2)竞争 ①概念：两种或两种以上生物生活在一起，相互争夺等的现象。竞争的结果常表现为，有时表现为一方占据，另一方处于 甚至 。 ②举例：牛与羊、农作物与杂草、大草履虫与双小核草履虫。
(3)寄生 ①概念：一种生物(寄生者) 于另一种生物(寄主)的 ，摄取寄主的养分以维持生活的现象。对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活的更好。 ②举例：蛔虫与人、菟丝子与大豆、噬菌体与被侵染的细菌。 注：蛔虫只能进行 呼吸，体细胞中没有 (细胞器)。 菟丝子不能进行 作用，体细胞中没有 (细胞器)。 (4)互利共生 ①概念：两种生物共同生活在一起 ， ， ，如果彼 此分开，则双方或一方不能独立生存的现象。 ②举例：豆科植物与根瘤菌、地衣中的真菌和单细胞藻类。 ③数量变化：数量上两种生物“”，呈现出“ ”的同步性变化。(画出曲线图) 4. 种内关系：指(同种/不同种)生物之间的关系 (1)：同种的个体或种群在生活过程中互相协作，以维护生存的现象。 举例：蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫；雄褐马鸡引开鹰，保护小鸡、母鸡逃避。 (2)：同种生物个体之间，由于争夺食物、空间、配偶或其它生活条件而发生争斗的现象。 举例：相邻作物植株争夺阳光、水分、养料等；鲈鱼以本物种的幼鱼为食。 5. 群落的空间结构 (1)形成原因：在群落中，各个生物种群分别占据了，使群落形成一定的结构。 (2)类型 ①垂直结构： a.含义：在 垂直 方向上，生物群落具有明显的 分层 现象。 b.举例：森林垂直结构：植物： 水体垂直结构：植物： (决定因素) 动物： (决定因素) 动物： 在群落中，的垂直分层现象决定了的垂直分层现象，因为植物可以为动物提供多种多样的。 c.意义：群落的垂直结构显著提高了群落利用 的能力。 ②水平结构 a.含义：在 方向上， 往往分布着不同的种群，同一地段上 也有差别， 它们常呈分布。 b.影响因素：非生物因素： 变化、土壤 的差异、 强度不同等。 生物因素：生物自身 的不同、 的影响。 c.举例： 在高山植物群落中，不同海拔地带的植物分布不同属于群落的水平结构，主要受 的影响。 我国南北群落水平结构的差异主要受 影响；东西群落水平结构的差异主要受影响。 6.【探究】土壤中小动物类群丰富度 (1)土壤小动物特点：许多土壤动物有，而且 ，因此不适于用或进行调查。 (2)调查方法：常用 的方法进行采集、调查。 用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样，通过调查样本中小动物的 和 来推测某一区域内土壤动物的丰富度。 (3)丰富度的统计方法：一般有两种，一是，二是。个体较大、种群数量有限的群落一般用法。 (4)探究步骤(了解) ①准备：制作取样器→记录调查地点的地形和环境的主要情况。 ②取样：去掉表层落叶→取一定土壤样品→注明取样的时间和地点等。 ③采集小动物：常规方法：取虫；简易方法：或取虫。 ④观察和分类：设计表格便于记录，借助动物图鉴查清名称，使用观察。 ⑤统计和分析：统计，完成研究报告。 (5)两种捕捉器 ①诱虫器：诱虫器中是发挥作用的主要部件，该装置利用了土壤动物具有等习性设计的。诱虫器无底花盆中的土壤不能与花盆壁紧贴，目的是。 ②吸虫器：吸虫器中的纱布作用是， 将其收集在试管中。 (6)采集的小动物可以放入体积分数为溶液中，也可放入中。试管中体积分数70%的酒精的作用是。 第2节 群落的主要类型 1.荒漠生物群落 (1)环境条件：荒漠分布在极度干旱区，年量稀少且分布不均匀。 (2)群落特点：荒漠里物种少、群落结构非常简单。 (3)主要植物和对环境的适应对策 _________________：根系发达。 _________________：叶片特化、较厚的角质层、气孔夜间开放。 _________________：仙人掌肥厚的肉质茎。 例如：生长在沙漠的骆驼刺，叶子已经变成细刺，以减少水分的蒸腾；根系很发达，能从很深很广的地下吸取水分。 （4）主要动物和对环境的适应对策 _________________：表皮外有角质鳞片(蜥蜴、蛇)、以固态尿酸盐的形式排泄代谢废物。 _________________：骆驼的驼峰中含有大量的脂肪，氧化分解后会产生水分。 _________________：选择在晚上或者气温低时出来寻找食。 2.草原生物群落 (1)环境条件：草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。 (2)群落特点：草原上的动植物种类较少，群落结构相对简单。 (3)生物特征 ① 主要植物：草原上各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势，有的草原上有少量的灌木丛，乔木非常少见。草原上的植物往往叶片狭窄，表面有茸毛或蜡质层，能抵抗干旱。 ② 主要动物：草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点，由于缺水，在草原上，两栖类和水生动物非常少见，动物主要以斑马、长颈鹿和狮子为主。 3. 森林生物群落 (1)特点：分布于潮湿或者的地区，群落且相对稳定。 (2)主要植物：。阳生植物居上层，吸收更多的阳光；阴生植物居下层，适合在弱光下生长。 (3)主要动物：丰富的植物种类为动物提供了多样的食物及栖息场所，所以动物种类繁多。特别是树栖攀援类生物种类特别多。 4.群落分布的规律性 5.群落中生物的适应性 6.其他的群落类型 第3节 群落的演替 1. 群落演替的概念：随着 的推移，一个群落被另一个群落 的过程。是一种 取代。 2. 群落演替的类型 (1)初生演替 ①概念：指在一个从来没有被覆盖的地面，或是原来存在过、但被了的地方发生的演替。 ②举例：在_________________、_________________、_________________、_________________上进行的演替。 ③过程举例(发生在裸岩上的演替) 过程：裸岩阶段→阶段→阶段→阶段→阶段→阶段。 分析：阶段开始形成土壤，阶段小动物开始进入，最高级阶段是是阶段。 演替过程中灌木逐渐取代草本植物，其主要原因是灌木较为 ，能获得更多的 。 在群落演替过程中，最先出现的动物是 (植食/肉食)性动物。 演替过程中，群落物种丰富度，有机物总量。 ④特点：初生演替经历的时间 ，速度 ，影响因素主要是 。 (2)次生演替 ①概念：是指在原有植被虽已 ，但原有基本保留，甚至还保留了植物的 或其他 (如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。 ②举例：_________________、_________________、_________________上进行的演替。 ③过程举例：弃耕农田上的演替过程：弃耕农田→阶段→阶段→阶段。 分析：演替过程中，群落物种丰富度，有机物总量。 ④特点：次生演替经历的时间 ，速度 ，影响因素主要是 。 3. 群落演替的方向及相应过程中生物量的变化
群落演替是连续的，当群落演替到达稳定阶段，也就是形成顶级生物群落时，虽然有较为稳定的物种组成，群落结构也较为复杂，但此时的生物群落也在发生着演替，也就是说演替是连续的。 4. 群落演替的方向取决于 。在气候条件适宜的情况下，从弃耕农田演替出树林，需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 5. 演替是发生变化的现象，是相互作用的结果。不论是成型的还是发展中的群落，演替现象一直存在。群落演替导致群落内不断改变，物种丰富度一般逐渐 (升高/降低)。 6. 人类活动对群落演替的影响 (1)人类的活动 ①不合理方式： 、 、 。 ②合理方式： 、 、 、建立 。 (2)结果：人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的 进行。虽然人类活动会改变群落演替的方向，但群落演替有一定的规律，人类活动不能违背客观规律，否则要遭到客观规律的惩罚。 7. 退耕还林、还草、还湖 第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 1. 生态系统 (1)概念：由 与它的相互作用而形成的统一整体。 (2)范围：生态系统的空间范围有大有小。 是地球上最大的生态系统，它包括地球上的_____________及其______________________。 (3)类型 自然生态系统：生态系统： 生态系统、淡水生态系统等 生态系统： 生态系统、 生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等 人工生态系统：农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、 生态系统等 2. 生态系统的结构：包括和。 3. 生态系统的组成成分 (1)非生物的物质和能量 ①组成： 物质：如 等；能量：如 。 ②作用：是生物群落和的最终来源，是赖以生存和发展的基础。 (2)生产者 ①营养方式：属于 (自养/异养)生物。 ②生物类群：主要是 ，还包括光合细菌(如蓝细菌)、化能合成菌(如 )。 ③作用 a.物质方面：。 b.能量方面：(主要) 。 ④地位：是生态系统的 。(必备成分) (3)消费者 ①营养方式：属于(自养/异养)生物。 ②生物类群：捕食性 、寄生生物(如 )。 ③作用：加快生态系统的 ，有利于植物的和的传播。 ④地位：是生态系统中的成分。(非必备成分) (4)分解者 ①作用：能将，供生产者重新利用。 ②营养方式：属于(自养/异养)生物。 ③生物类群：主要是腐生性 (如枯草杆菌)、 (如食用菌)及动物(如 )。 ④地位：是生态系统的成分，不可缺少。 、、和四种成分是紧密联系、缺一不可的。正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一整体，具有一定的结构和功能。 思考：联系生物群落与无机环境的桥梁是和两种成分。 4. 生态系统中各种组成成分的关系(字母表示生态系统成分，数字表示生理过程) 归纳总结：生态系统中生物成分与类群的关系 (1)生产者一定是自养型生物，但不一定是绿色植物，如能进行化能合成作用的硝化细菌。 (2)消费者一定是异养型生物，但不一定都是动物，如寄生生物菟丝子、病毒等。 (3)分解者一定是异养型生物，但不一定都是微生物，如腐生动物蚯蚓、蜣螂等。 (4)植物可作为生产者(绿色植物)和消费者(菟丝子)。 (5)动物可作为消费者(捕食性动物)和分解者(如腐生动物蚯蚓、蜣螂等)。 (6)细菌可作为生产者(化能合成菌，如硝化细菌)、消费者(寄生菌，如结核杆菌、肺炎双球菌、肠道内的大肠杆菌等)和分解者(腐生菌，如枯草杆菌、泥土及粪便中的大肠杆菌等)。 5. 生态系统的营养结构——食物链和食物网 (1)食物链：生态系统中，各种生物之间因 关系而形成的一种联系。 食物链： 植物——————→蝗虫———————→青蛙————————→蛇————————→鹰 生态系统成分： 消费者 消费者 消费者 消费者 营养级别： 营养级 营养级 营养级 营养级 营养级 ①食物链中只有和两种成分，不出现和。 ②食物链的起点是(营养级)，终点是不被其他动物所食的动物(营养级)。 ③第一营养级是；植食性动物是消费者，属于 营养级。 ④营养级别和消费者级别相差级，即：营养级别＝消费者级别＋。 ⑤在食物链中，箭头相连的两种生物种间关系是。 ⑥食物链中箭头表示物质和能量流动的方向，即后一个营养级以前一个营养级为食。 ⑦各种动物所处营养级不是固定不变的。上述食物链中，若鹰直接捕食青蛙，则属于营养级。 ⑧一条食物链上一般不会超过个营养级。 (2)食物网：生态系统中，许多彼此相互交错，连接成的复杂。 ①形成原因：a.一种绿色植物可能是植食性动物的食物； b.一种植食性动物可能吃植物，也可能被肉食性动物所食。 ②功能：食物链和食物网是生态系统的，是和的渠道， ③食物网相关分析 a.每条食物链的起点都是，终点是不能被其他动物所食的动物，即营养级，中间有任何停顿都不能算完整的实物链。 b.食物网中箭头相连的两种生物种间关系是，具有共同食物的两种生物种间关系是。 c.同一种生物在不同的食物链中可以占有的营养级。 b.一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就。食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物的而不是生物的。 ④生物数量的变化情况分析 a.若食物链中第一营养级的生物减少，则相关生物数量都。 b.若“天敌”减少，则被捕食者数量。 c.食物网某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的生物数量，作为其天敌的数量。 d.在食物网中，当某种生物大量减少时，对另一种生物的影响沿不同的实物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。实例分析(右图)：若青蛙突然减少，则以它为食 的蛇也将 ，鹰不只捕食蛇一种生物，因此它可以依靠其他食物来 源维持数量基本不变，故鹰会过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟 。 练习：右图为某生态系统食物网示意图，据图分析回答： ①图中没有表示出来的生态系统成分是 和。 ②该生态系统的“基石”是。能将动植物遗体和动物 粪便分解成无机物的是。 ③该食物网中包含条食物链，属于次级消费者的生物是。 ④写出图中含营养级最多的食物链： 。 ⑤图中猫头鹰同时占有 个营养级，它们是营养级。 ⑥青蛙和昆虫的关系是，猫头鹰和蛇的关系是。 ⑦此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为。 第2节 生态系统的能量流动 1. 能量流动的含义：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 2. 能量的输入 (1)能量的源头： 。 (2)能量流动的起点： 。 (3)相关生理过程： (主要途径) (4)流入生态系统的总能量： 。 注：流入人工生态系统的总能量包括： ＋ 。 3. 能量的传递 (1)生产者(第一营养级)能量的来源和去路 (2)各级消费者能量的来源和去路 各级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系式：同化量＝－。 (3)传递形式：。 (4)传递途径：。 4. 能量的转化和散失 5. 赛达伯格湖的能量流动分析(定时分析) 图例分析：能量流动图解分析(见右上图) (1)W1表示，W1＝ 。 (2)D1表示，D1＝ 。 (3)A表示，B表示， (3)C表示，D表示。 (4)由生产者到初级消费者的能量传递效率＝＝。 6. 能量流动的特点 (1)。原因：能量只能从上一营养级流入下一营养级，不可逆转，也不能循环流动。食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果。 (2)。原因： ①各营养级生物 作用以 形式散失大部分能量，无法再利用。 ②各营养级的生物中有一部分能量未被下一营养级的生物利用，即 部分。 ③少部分能量被 分解利用。 7. 能量传递效率：一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 。 公式：相邻两营养级间的能量传递效率＝×100% 计算：赛达伯格湖中：流入赛达伯格湖的总能量为 J/(cm2·a)。第一营养级和第二营养级间 的能量传递效率为 ，第二营养级和第三营养级间的能量传递效率为 。 8. 能量金字塔 (1)概念：将单位时间内各个 所得到的 ，由 绘制成图，可形成一个能量金字塔。 (2)分析 ①金字塔中，每一台阶的大小代表该营养级生物所含的 。 储存能量最多的成分是 ，属于 营养级；储存能量最 少的是金字塔的顶端，属于 营养级。 ②在一个生态系统中，营养级越多(食物链越长)，能量流动过程中消耗的能量就 ，最高营养级获得的能量就 。 ③生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。 知识拓展：生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物个体数量、有机物总量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
9. 能量流动的相关计算规律(重在理解) (1)正推型：知低营养级(A营养级净重M)，求高营养级(D营养级增重多少) D营养级最多增重：选最 食物链，按 计算。D＝。 D营养级最少增重：选最 食物链，按 计算。D＝。 (2)逆推型：知高营养级(D营养级增重N)，求低营养级(消耗A营养级多少) 最多消耗A营养级：选最食物链，按 计算。A＝。 最少消耗A营养级：选最食物链，按 计算。A＝。 练习：下图为某生态系统食物网的一部分图解，据图分析回答： (1)该生态系统中所需的能量来自于 。 (2)流经该生态系统的总能量是 。 (3)猫头鹰获取能量最多的一条食物链是 。 猫头鹰获取能量最少的一条食物链是 。 (4)若猫头鹰的体重增加0.5kg，至少消耗绿色植物 kg，最多消耗绿色植物 kg。 (5)若绿色植物有1000kg，则鹰最多增重 kg，最少增重 kg。 10. 研究能量流动的意义 (1)帮助人们科学规划，设计人工生态系统，实现对能量的 ，从而提高能量的 。 (2)帮助人们合理地，使能量 。 11. 利用能量流动特点确定食物链(网) (1)据能量流动逐级递减特点：能量含量越多，其营养级别越低；能量含量越少，其营养级别越高。 (2)据能量传递效率为10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5～10倍，若能量相差不多，则应列为同一营养级。写出下列各图表中的食物链(网)：
图1食物链(网)：。 图2食物链(网)： 。 表一食物链(网)：。 表二表示每个营养级生物体内残留的有机汞的浓度，有机汞存在生物富集作用，即随着营养级的增加， 有机汞的浓度增加，可知表2食物链(网)为： 。 拓展：生物富集的原因：。 第3节 生态系统的物质循环 1. 生态系统的物质循环 (1)概念：组成生物体的 ，不断地在 和 之间循环流动的过程。 (2)范围： 。这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统—— 。 (3)特点：、。 2. 碳循环 (1)碳的存在形式 ①无机环境中：主要以 和 的形式存在。 ②生物群落中：以的形式存在。 (2)循环过程图解(填图) (3)碳进入生物群落 ①形式： 。 ②生理过程： (主要途径) (4)碳返回无机环境(大气中CO2的来源) ①形式： 。 ②途径：a.动植物的 ；b.分解者的 (实质仍然是 作用)； c. 。 (5)碳的循环形式 ①在生物群落与无机环境间：主要以 的形式进行。 ②在生物群落内：以 的形式进行，渠道为 。 图例分析：右图是生态系统碳循环图解，图中A～D代表生态系统四种成分， ①～⑦代表碳元素在生态系统中循环的途径。 (1)图中A代表 、B代表 、 C代表 、D代表 。 (2)代表光合作用或化能合成作用、呼吸作用和分解作用的序号分别 是 、 、 。 (3)D在生态系统中的作用是 。 (4)在碳循环中，碳元素在①②④⑦中以 形式流动，在③⑤⑥中以 形式流动。 3. 温室效应 (1)形成原因：主要是 短时间内大量燃烧，使大气中 含量迅速增加，打破了生物 圈的平衡。 (2)危害：升高，加快极地和高山的融化，导致 上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 (3)减缓温室效应的措施：①开发 ，减少 燃烧； ②大力 ，增加绿地面积，从而增加对CO2的吸收。 4. 能量流动和物质循环的关系
5.【探究】探究土壤微生物对淀粉的分解作用 (1)实验原理 ①土壤中存在种类、数目繁多的等微生物，它们在生态系统中的成分为。 ②分解者的作用是将环境中的 分解为 ，其分解速度与环境中的等生态因子相关。 (2)设计案例
注：案例1中实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1h灭菌)。 6. 富营养化：指水体中等植物必需的矿质元素增多，导致植物等大量繁殖，并引起水 质恶化和鱼群死亡的现象。 原因分析：工业废水、生活污水等的排放，使水体中等矿质元素增多，导致水体中植物和浮游动物大量繁殖，通过 呼吸大量消耗水中溶解氧，它们死后的残渣遗体又被好氧微生物分解，进一步使水体中的 含量降低，导致鱼虾等水生生物死亡，尸体被 微生物分解，释放出H2S、CH4等有毒物质，进一步使水质恶化，造成更多水生生物死亡。在淡水中引起的叫 ，海水中引起的叫 。 7.生物富集：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。 第4节 生态系统的信息传递 1. 生态系统信息的种类
2. 信息传递在生态系统中的作用
3. 信息传递在农业生产中的应用 (1)提高 或 的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的 ，就可以提高果树的传粉率和 。 (2)对 进行控制。如利用音响设备发出 吸引鸟类，使其结群捕食害虫；利用昆虫 诱捕或警示有害动物，降低害虫的 ；利用特殊的 扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的 下降，从而减少有害动物对农作物的破坏。 目前控制动物危害的技术大致有、和等。这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的。 4. 生态系统的三大功能： 、 和 。它们的区别与联系如下：
第5节 生态系统的稳定性 1. 生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统所具有的 或 自身 和 相对稳定的能力。 对生态系统稳定性的理解： ①稳定是 的，总处于 变化中。 ②结构的相对稳定：生产者、消费者和分解者的 和 相对稳定。 ③功能的相对稳定： 与 的输入和输出相对平衡。从能量流动角度分析，若能量的输入 输出，则生态系统处于发展阶段；若能量的输入 输出，则生态系统处于平衡状态；若能量的输入 能量的输出，说生态平衡已被破坏。 (2)原因：生态系统具有一定的 能力。 2. 生态系统的自我调节能力 (1)调节基础： 调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在，不仅存在于内部，还存在于生物群落与 之间。 (2)实例分析 生态系统在受到外界干扰时，依靠 能力来维持自身的相对稳定。 实例1：河流受到轻微的污染时，能通过 、 和 ，很快消除污染，河流中的生物不会受到明显的影响。 实例2：在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，数量也会 ，这样，害虫种群的增长就会受到 。 实例3：一场火灾过后，森林中种群密度降低；但由于光照更加充足、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。 (3)特点：生态系统的自我调节能力不是 。当外界干扰强度超过 时，生态系统的能力会迅速丧失。例如，我国西北的黄土高原，就是原有森林生态系统崩溃的鲜明例子。 3. 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 (1)抵抗力稳定性 ①概念：生态系统 并使自身的结构和功能 (不受损害)的能力。 ②特点：一般来说，生态系统的 越多，食物网越 ，其 能力就越强，抵抗力稳定性就 ，反之则 。 (2)恢复力稳定性：生态系统受到外界干扰因素的 后 的能力。如“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”的原因是生态系统具有 稳定性。 (3)两者关系：一般呈 关系。(在右图中绘出关系曲线) 生物种类越多→食物网 (即营养结构 )→自我调节 能力 →抵抗力稳定性 ，而恢复力稳定性 。 如：热带雨林生态系统系统抵抗力稳定性 ，但恢复力稳定性 ； 草原生态系统抵抗力稳定性 ，但恢复力稳定性 。 但对于一些特殊的生态系统，如极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较 。 4. 提高生态系统的稳定性 (1)一方面，要控制对生态系统 的程度，对生态系统的利用应该，不应超过生态系统的 能力。 (2)另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的 、 投入，保证生态系统内部 的协调。 (3)提高生态系统(抵抗力)稳定性的主要措施是。在生物种类相同的情况下，生物的 也会影响生态系统的稳定性。避免盲目引入，使原有物种的生存受到威胁。 5. 生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。 (2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。y值的大小可以作为稳定性强弱的衡量指标，y值越大，说明该生态系统的抵抗力稳定性 ，反之，抵抗力稳定 。如热带雨林生态系统与草原生态系统受到相同干扰，草原生态系统的y值要 热带雨林生态系统的y值。 (3)x表示恢复到原状态所需的时间。x值的大小可以作为稳定性强弱的衡量指标，x值越大，说明该生态系统的恢复力稳定性 ；反之，恢复力稳定性 。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可以作为总稳定性的定量指标。TS值越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性 。 6.【制作】设计并制作生态缸，观察其稳定性 (1)实验原理 ①在有限空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建人工微生态系统。 ②要使人工微生态系统正常运转，设计时要注意系统内不同营养级生物之间的 。 ③生态系统的稳定程度，取决于它的组成、结构和因素之间的协调关系。 ④观察生态缸中生物的和长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。 (2)生态缸的设计要求及分析
第4章 人与环境 第1节 人类活动对生态环境的影响 1. 人口增长对生态环境的影响 (1)我国的人口现状与前景 措施：推行计划生育政策：计划生育是通过降低 来控制人口数量过快增长的。它的实施使我国人口出现老龄化的特点，且老龄化速度逐步加快。 现状：①人口的出生率和自然增长率。 ②目前已进入了国家的行列。 ③由于人口基数大，我国人口仍将在较长的时期内。 前景：①2020年，人口总数要控制在14.5亿以内。 ②21世纪中叶，人口总数达到峰值(15亿左右)以后，将开始缓慢下降，从而基本实现人口与经济、社会、环境和资源的协调发展。 (2)人口增长对生态环境的影响 ①人均耕地减少，粮食需求增加；②燃料需求增加；③植被破坏；④自然资源被大量消耗； ⑤环境污染加剧等。 注意：人口增长不是造成环境污染的根本原因。人口增长对资源和环境造成了压力，但环境污染的主要原因是人们在发展经济的过程中没有有效地保护环境所致。 (3)协调人口与环境的关系 ①控制 。人是生物界的一员，所以生物种群消长的规律有适用于人口增长的一面；但人不同于一般生物，能主动调控人口的增长，所以生物种群消长的规律不完全适用于人口增长。 ②加大保护资源和环境的力度 a.植树种草，退耕还林、还草、还湖，防治沙漠化； b. 江河湖泊及海域的污染； c.加强 保护和 建设； d.推进 。 2. 关注全球性生态环境问题
注：白色污染、人口增长 (是/不是)全球性问题。 3. 水体富营养化 (1)含义：指水体中等植物必须的矿质元素含量过多，导致植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。 (2)危害：①藻类死亡后，遗体被 细菌分解时需要消耗水体中大量的氧气，使水体中 含量下降，影响水生生物的生命活动。②这些生物的遗体被 微生物分解时，产生硫化氢、甲烷等有毒物质，致使鱼类和其他水生生物大量死亡。 第2节 生物多样性及其保护 1. 生物多样性 (1)概念：生物圈内所有的 、和 ，它们所拥有的全部 以及各种各样的 ，共同构成了生物多样性。 (2)生物多样性的内容：包括 、 和 。 2. 生物多样性的价值 ① ：目前人类尚不清楚的价值。 ② ：也叫 功能，如森林和草地对水土的 作用，湿地在 、 等方面的作用。 ③ ：如具有实用意义的食用、药用和工业原料等；非实用意义的旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等。 注意：现在人们认识到生物多样性的价值大于价值。 3.保护生物多样性的措施 保护生物多样性的三个层次： 、 、 。 ① 保护：指在对被保护的生态系统或物种建立以及等，这是对生物多样性 的保护。 ② 保护：指将保护对象从原地，在进行专门保护。如建立 、 以及濒危动植物繁育中心等，为 的物种提供最后的生存机会。 ③生物技术保护：建立精子库、种子库等对濒危物种的基因进行保护，利用人工授精、组织培养和胚胎移植等技术加强对珍稀、濒危物种的保护。 ④法制保护。颁布相关法律法规，加强立法、执法和宣传教育。保护生物多样性，关键是协调好 的关系，如控制人口的增长、合理利用自然资源、防治环境污染等。 保护生物多样性，只是反对 地、 地开发利用，而不意味着禁止开发和利用。 就是最好的保护。 4. 可持续发展 (1)含义：“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要”，它追求的是 的持久而协调的发展。 (2)实现措施：保护 ，保护环境和资源，建立起 、 、 和 之间的协调与平衡，才能实现可持续发展。 第3节 生态工程 1.生态工程概念：指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行 和 ，或对已被破坏的生态环境进行 ，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。 2.生态工程的基本原理 (1) ：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。 要求：有效的选择生物组分并合理布设； 创造有益于生物组分的 ，以及它们形成互利共存关系的条件。 （2） ：在生态工程中促进系统的 ，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转化率较高。即保证物质循环再生。 例子：无废弃物农业。 （3） _______________：即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。 要求：处理好协调问题，需要考虑环境容纳量。 (4)_________：树立整体观，遵循整体原理。 要求：遵从自然 的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。 不仅要考虑自然生态系统的规律，也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。 3.生态工程的实例和发展前景 (1)农村综合发展型生态工程 ______：玉米等农作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的饲料。 ______：指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。 (2)湿地生态恢复工程 (3)厦门筼筜湖生态恢复 (4)矿区废弃地生态恢复工程：首要步骤是人工制造表土。 (5)赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 答案 第1章 种群及其动态 第1节 种群的数量特征 1. 种群的概念：生活在 一定区域 的 同种 生物的 所有 个体。 2. 种群的数量特征包括： 种群密度 、 出生率和死亡率 、 迁入率和迁出率 、 年龄组成 和 性别比例 。 3. 种群密度 (1)概念：种群在 单位面积 或 单位空间 中的 个体数 。是种群最基本的 数量特征 。 (1)特点 ①同一物种的种群密度在不同环境中 会 (会/不会)发生变化，如蝗虫在夏天和秋天密度不同。 ②不同物种的种群密度在同样的环境条件下 不同 (相同/不同)，如一片草地上的仓鼠和野驴。 4.调查种群密度的方法 在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以 逐个计数 。但是，在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取 估算 的方法。 Ⅰ.样方法 ①适用范围：一般适用于 植物 ，也适用于 昆虫卵 及 活动范围小、活动能力弱的动物 的种群密度的调查，如植株上 蚜虫的密度 、 跳蝻的密度 等。 ②步骤：随机选取若干个样方→计数每个样方内的 个体数 →求每个样方的种群密度→求所有样方 种群密度的 平均值 。 ③【探究】用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度 a.调查对象：宜选用 双子叶 草本植物，因单子叶植物多为 丛生或蔓生 ，难以计数。 b.样方选取：草本植物样方一般以 1m2 的正方形为宜。若该种群个体数较少，样方面积可适当增大。 c.取样方法：取样的关键是要做到 随机取样 ，不能掺入主观因素，确保选取的样方具有代表性，使 结果(估算值)更接近真实值。常用取样方法有 五点取样法 和 等距取样法 。 d.计数方法：同种生物个体无论大小都要计数，应统计样方内的个体和 相邻两边及其顶角上的个体。边界线上的遵循“计上不计 下，计左不计右”的原则，如图(实心圈表示统计的个体)。 ④统计时，若没有计数衰老个体，则会使估算值比实际值 偏小 。 Ⅱ.标志重捕法 ①适用范围：适用于 活动范围大、活动能力强的动物 的种群密度的调查，如哺乳类、鸟类、鱼类等。 ②步骤：捕获一部分个体→做上标记后放回原来的环境→一段时间后重捕→根据重捕到的个体中标记 个体数占总个体数的比例估计种群密度。 ③公式：＝ →种群密度＝ ④若标志脱落，标记个体死亡、迁出、很难再次抓到等，将会使估算值比实际值 偏大 。 Ⅲ.灯光诱捕法：对于有趋光性的昆虫，还可以用 灯光诱捕 的方法调查他们的种群密度。 5. 出生率和死亡率 (1)概念： 出生率：指在单位时间内新产生的个体数目占原种群个体总数的的比率。 死亡率：指在单位时间内死亡的个体数目占原种群个体总数的的比率。 练习：某种群年初时的个体数为100，年末时个体数为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10， 则该种群的年出生率为 20% ，死亡率为 10% 。 (2)意义：是种群大小和种群密度的 决定 因素。繁殖能力强的种群出生率 高 ，种群增长 快 。 注：增长率＝ 出生率 － 死亡率 ，差值最大时，种群增长率最大，种群数量增长最快。 (3)与社会的联系：要控制人口过度增长，关键是降低人口 出生率 。 6. 迁入率和迁出率 (1)概念：种群中在单位时间内 迁入或迁出 的个体数，占原种群 个体总数 的比率。 (2)意义：是种群大小和种群密度的 决定 因素。 7. 年龄结构 (1)概念：指一个种群中 各年龄期 的个体数目的比例。 (2)类型(模式图如下) A图 增长型 ：幼年个体 多，老年个体 少 ，出生率 ＞ 死亡率，种群密度会越来越 大 。 B图 稳定型 ：各年龄期个体数比例 适中，出生率 ≈ 死亡率，种群密度 基本不变 。 C图 衰退型 ：老年个体 多 ，幼年个体 少 ，死亡率 ＜ 出生率，种群密度会越来越 小 。 由分析可知，年龄组成通过影响种群的 出生率 和 死亡率 ，从而间接影响种群密度(数量)。 (3)意义：是种群密度的影响因素，研究年龄组成可预测种群密度(数量)的 变化趋势 。 (4)变式图辨析： 曲线图中：A图表示 增长型 B图表示 衰退型 柱形图中：A图表示 衰退型 B图表示 增长型 C图表示 稳定型 8. 性别比例 (1)概念：指种群中 雌雄个体数目 的比例。 (2)意义：对 种群密度 有一定的影响。性别比例通过影响种群的 出生率 来间接影响种群密度。 (3)应用：用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的 性别比例 ，使很多雌性个体不能完成交配，使 出生率 降低，从而使害虫的种群密度明显 降低 。 (4)相同年龄组成情况下 ♀＞♂→种群密度增长 快 性别比例 ♀≈♂→种群密度 基本不变 ♀＜♂→种群密度增长 慢 8. 种群数量特征之间的关系 9. 种群的空间特征 (1)概念：组成种群的个体，在其生活空间中的 位置状态或布局 。 (2)类型(判断) ①水稻的空间分布—— 均匀分布 。 ②某种杂草的空间分布—— 随机分布 。 ③瓢虫的空间分布—— 集群分布 。 第2节 种群数量的变化 1. 构建种群增长模型 (1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的 数学形式 。 (2)构建方法 ①观察对象，提出问题 —— 细菌每20min分裂一次 ②提出 合理的假设 —— 在条件(资源和空间)充足情况下，增长不受密度影响 ③用适当的 数学形式 表达 —— Nn＝2n ④检验或修正 —— 观察、统计细菌数量 (3)数学模型的表达形式 ①数学方程式：优点是 科学、准确 ，但不能看出种群的数量变化趋势。 ②曲线图：优点是能 直观 地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出。 2. 种群数量增长的“J”型曲线 (1)形成条件： 食物 和 空间条件 充裕； 气候 适宜；没有 敌害 等条件。(理想条件) (2)数量变化：种群的数量每年以 一定的倍数 增长，第二年的数量是第一年的 λ倍 。 (3)建立模型 ①数学公式：t年后种群数量为： Nt＝N0λt (条件：λ＞1，且为常数)。 模型中各参数意义：N0为该种群的 起始数量 ，t为 时间 ，Nt表示t年后该种群的 数量 ， λ表示该种群数量是一年前种群数量的 倍数 。(注：增长率＝ λ－1 ) ②曲线图(以 时间 为横坐标，以 种群数量 为纵坐标)
画出“J”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“J”型曲线增长率 不变 ，增长速率 逐渐增大 。 定义：增长率：指种群在单位时间内净增加的个体数占原个体总数的比率。 增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100%＝出生率—死亡率 增长速率：指种群在单位时间内增加的个体数量。增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／增长时间×100% (4)种群数量呈“J”型增长的情形 ① 实验室 条件下；②种群迁入到一个新的 适宜环境 。 (5)λ值的应用分析(注：λ－1表示增长率) ①当λ＞1时，出生率 ＞ 死亡率，种群数量 增加 ，种群的年龄组成为 增长型 。 ②当λ＝1时，出生率 ＝ 死亡率，种群数量 基本不变 ，种群的年龄组成为 稳定型 。 ③当0＜λ＜1时，出生率 ＜ 死亡率，种群数量 减少 ，种群的年龄组成为 衰退型 。 3. 种群数量增长的“S”型曲线 (1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量 趋于稳定 的曲线，称为“S”型曲线。 (2)形成条件：自然界的 资源 和 空间 是有限的；有 敌害 。(条件有限) (3)形成原因：当种群密度增大时， 种内竞争 就会加剧，天敌数量也会 增加 ，这就会使种群的出生率 降低 ，死亡率 增高 。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会 停止 ，有时会 稳定在一定的水平 。 (4)环境容纳量：在 环境条件 不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群 最大数量 称为环境容纳量，又称 K值 。K值不是固定不变的，K值可以随 环境条件 的变化而变化。 (5)建立模型：曲线图(以 时间 为横坐标，以 种群数量 为纵坐标) ①画出“S”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“S”型曲线增长率 逐渐减小 ， K 值时增长率0；增长速率 先增大，后减小，最后为0 ， K/2 值时增长速率最大， K 值时增长速率为0， K 值时种群出生率等于死亡率，种群数量最大且保持相对稳定。 K 值时种内竞争最剧烈。 ②图中t1时对应的种群数量为 K/2 ，t2时对应的种群数量为 K 。 (5)适用条件：生存条件 有限 的自然种群。 (6)“S”型曲线在生产中的应用 ①野生生物资源的保护：应保护生物的 生存环境 ，使K值 增大 (增大/降低)，如大熊猫的保护。 有害生物的防治：如鼠害防治，应设法使K值 降低 (增大/降低)，通过引入天敌等措施将种群数量控制在较低水平。 ②资源开发与利用：捕捞、采伐应该在种群数量达到 K/2 值以上时进行，而且剩余种群数量应保持在 K/2 值左右，因为此时种群增长速率 最快 ，再生能力 最强 ，可保证持续获取高产量。 ③草场放牧，最大载畜量不能超过 K 值；鱼的养殖也不能超过 K 值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致K值 降低 (增大/降低)。 4. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较
5. 用曲线图表示K/2值、K值的方法(见右图) (1)图中 A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。 (2)图中 A、B、C、D 时间所对应的种群数量为K值。 6. 种群数量的变化包括： 增长、稳定、波动、下降 等。 7.【探究】培养液中酵母菌种群数量的变化 (1)实验原理：①用液体培养培养基培养酵母菌，种群的增长 受培养液的 成分 、 空间 、pH、 温度 等因素的影响。 ②理想环境中，酵母菌种群的增长呈 J 型曲线；有限环境下，酵母菌种群的增长呈 S 型曲线。 (2)计数：对培养液中酵母菌种群数量进行计数时，常采用 抽样检测 法。 (3)操作方法：先将盖玻片放在计数室(血球计数板)上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在显微镜载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。 (4)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是 使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算值的准确性 。若不振荡，会导致估算值 偏大或偏小 。 第3节 影响种群数量变化的因素 5. 非生物因素：如 光、温度、降水、日照长度、 食物 、 传染病 等。 非生物因素对种群数量变化的影响往往是__综合性的__ 6. 生物因素： 种群外部生物因素----其他生物的影响：天敌 ；种群内部生物因素：种内斗争。 7. 人为因素： 人类活动 的影响。 8.种群研究的应用 （5）濒危动物保护方面 （6）渔业合理捕捞量的确定 （7）有害生物的防治 第2章 群落及其演替 第1节 群落的结构 1. 群落：同一时间内聚集在 一定区域 中 各种生物种群 的集合，包括所有的动物、植物和微生物。 2. 群落的物种组成 (1)意义： 群落的物种组成 是区别不同群落的重要特征。 (2)衡量指标：物种丰富度，指群落中 物种数目 的多少。 (3)规律：不同群落的物种数目 有差别 。一般越靠近热带地区，单位面积内物种 越丰富 。 3. 种间关系：指 不同种 (同种/不同种)生物之间的关系 (1)捕食 ①概念：一种生物以另一种生物作为 食物 的现象。(注：两种生物不会因捕食而导致一种灭绝) ②举例：羊和草、狼和兔、青蛙与昆虫、雪兔和猞猁。 ③数量变化：数量上呈现出“ 先增加者先减少，后增加者后减少 ”的不同步性变化。(如图) (2)竞争 ①概念：两种或两种以上生物生活在一起，相互争夺 资源和空间 等的现象。竞争的结果常表现为 相互抑制 ，有时表现为一方占据 优势 ，另一方处于 劣势 甚至 灭亡 。 ②举例：牛与羊、农作物与杂草、大草履虫与双小核草履虫。 ③数量变化：数量上呈现出“ 你死我活 ”的同步性变化。(画出曲线图) (3)寄生 ①概念：一种生物(寄生者) 寄居 于另一种生物(寄主)的 体内或体表 ，摄取寄主的养分以维持生活的现象。对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活的更好。 ②举例：蛔虫与人、菟丝子与大豆、噬菌体与被侵染的细菌。 注：蛔虫只能进行 无氧 呼吸，体细胞中没有 线粒体 (细胞器)。 注：菟丝子不能进行 光合 作用，体细胞中没有 叶绿体 (细胞器)。 (4)互利共生 ①概念：两种生物共同生活在一起， 相互依存 ， 彼此有利 ，如果彼 此分开，则双方或一方不能独立生存的现象。 ②举例：豆科植物与根瘤菌、地衣中的真菌和单细胞藻类。 ③数量变化：数量上两种生物“ 同时增加，同时减少 ”，呈现出 “ 同生共死 ”的同步性变化。(画出曲线图) 4. 种内关系：指 同种 (同种/不同种)生物之间的关系 (1) 种内互助 ：同种的个体或种群在生活过程中互相协作，以维护生存的现象。 举例：蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫；雄褐马鸡引开鹰，保护小鸡、母鸡逃避。 (2) 种内斗争 ：同种生物个体之间，由于争夺食物、空间、配偶或其它生活条件而发生争斗的现象。 举例：相邻作物植株争夺阳光、水分、养料等；鲈鱼以本物种的幼鱼为食。 5. 群落的空间结构 (1)形成原因：在群落中，各个生物种群分别占据了 不同的空间 ，使群落形成一定的结构。 (2)类型 ①垂直结构： a.含义：在 垂直 方向上，生物群落具有明显的 分层 现象。 b.举例：森林垂直结构：植物： 光照强度 水体垂直结构：植物： 光质 (决定因素) 动物： 栖息空间和食物条件 (决定因素) 动物： 栖息场所和食物 在群落中， 植物 的垂直分层现象决定了 动物 的垂直分层现象，因为植物可以为动物提供多种多样的 栖息空间和食物条件 。 c.意义：群落的垂直结构显著提高了群落利用 阳光等环境资源 的能力。 ②水平结构 a.含义：在 水平 方向上， 不同地段 往往分布着不同的种群，同一地段上 种群密度 也有差别， 它们常呈 镶嵌 分布。 b.影响因素：非生物因素： 地形 变化、土壤 湿度和盐碱度 的差异、 光照 强度不同等。 生物因素：生物自身 生长特点 的不同、 人与动物 的影响。 c.举例： 在高山植物群落中，不同海拔地带的植物分布不同属于群落的水平结构，主要受 温度 的影响。 我国南北群落水平结构的差异主要受 温度 影响；东西群落水平结构的差异主要受 水分 影响。 6.【探究】土壤中小动物类群丰富度 (1)土壤小动物特点：许多土壤动物有 较强的活动能力 ，而且 身体微小 ，因此不适于用 样方法 或 标志重捕法 进行调查。 (2)调查方法：常用 取样器取样 的方法进行采集、调查。 用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样，通过调查样本中小动物的 种类 和 数量 来推测某一区域内土壤动物的丰富度。 (3)丰富度的统计方法：一般有两种，一是 记名计算法 ，二是 目测估计法 。个体较大、种群数量有限的群落一般用 记名计算 法。 (4)探究步骤(了解) ①准备：制作取样器→记录调查地点的地形和环境的主要情况。 ②取样：去掉表层落叶→取一定土壤样品→注明取样的时间和地点等。 ③采集小动物：常规方法： 诱虫器 取虫；简易方法： 镊子 或 吸虫器 取虫。 ④观察和分类：设计表格便于记录，借助动物图鉴查清名称，使用 放大镜、实体镜 观察。 ⑤统计和分析：统计 丰富度 ，完成研究报告。 (5)两种捕捉器 ①诱虫器：诱虫器中 电灯 是发挥作用的主要部件，该装置利用了土壤动物具有 趋暗、趋湿、避高温 等习性设计的。诱虫器无底花盆中的土壤不能与花盆壁紧贴，目的是 留有空隙，使空气流通 。 ②吸虫器：吸虫器中的纱布作用是 防止将土壤小动物吸走 ， 将其收集在试管中。 (6)采集的小动物可以放入体积分数为 70%的酒精 溶液中，也可放入 试管 中。试管中体积分数70%的酒精的作用是 杀死和保存小动物 。 第2节 群落的主要类型 4.荒漠生物群落 (1)环境条件：荒漠分布在极度干旱区，年降水量稀少且分布不均匀。 (2)群落特点：荒漠里物种少、群落结构非常简单。 (3)主要植物和对环境的适应对策 加强水分摄取：根系发达。 减少水分散失：叶片特化、较厚的角质层、气孔夜间开放。 加强对水分的储存：仙人掌肥厚的肉质茎。 例如：生长在沙漠的骆驼刺，叶子已经变成细刺，以减少水分的蒸腾；根系很发达，能从很深很广的地下吸取水分。 （8）主要动物和对环境的适应对策 减少水分散失：表皮外有角质鳞片(蜥蜴、蛇)、以固态尿酸盐的形式排泄代谢废物。 增加水分的储存：骆驼的驼峰中含有大量的脂肪，氧化分解后会产生水分。 调整活动时间：选择在晚上或者气温低时出来寻找食。 5.草原生物群落 (1)环境条件：草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。 (2)群落特点：草原上的动植物种类较少，群落结构相对简单。 (3)生物特征 ① 主要植物：草原上各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势，有的草原上有少量的灌木丛，乔木非常少见。草原上的植物往往叶片狭窄，表面有茸毛或蜡质层，能抵抗干旱。 ② 主要动物：草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点，由于缺水，在草原上，两栖类和水生动物非常少见，动物主要以斑马、长颈鹿和狮子为主。 3. 森林生物群落 (1)特点：分布于潮湿或者较湿润的地区，群落结构复杂且相对稳定。 (2)主要植物：草本、灌木、乔木、藤本。阳生植物居上层，吸收更多的阳光；阴生植物居下层，适合在弱光下生长。 (3)主要动物：丰富的植物种类为动物提供了多样的食物及栖息场所，所以动物种类繁多。特别是树栖攀援类生物种类特别多。 4.群落分布的规律性 5.群落中生物的适应性 6.其他的群落类型 第3节 群落的演替 1. 群落演替的概念：随着 时间 的推移，一个群落被另一个群落 代替 的过程。是一种 优势 取代。 2. 群落演替的类型 (1)初生演替 ①概念：指在一个从来没有被 植物 覆盖的地面，或是原来存在过 植被 、但被 彻底消灭 了的地方发生的演替。 ②举例：在 沙丘 、 火山岩 、 冰川泥土 、 裸岩 上进行的演替。 ③过程举例(发生在裸岩上的演替) 过程：裸岩阶段→ 地衣 阶段→ 苔藓 阶段→ 草本植物 阶段→ 灌木 阶段→ 森林 阶段。 分析： 地衣 阶段开始形成土壤， 草本植物 阶段小动物开始进入，最高级阶段是是 森林 阶段。 演替过程中灌木逐渐取代草本植物，其主要原因是灌木较为 高大 ，能获得更多的 阳光 。 在群落演替过程中，最先出现的动物是 植食 (植食/肉食)性动物。 演替过程中，群落物种丰富度 提高 ，有机物总量 增多 。 ④特点：初生演替经历的时间 长 ，速度 缓慢 ，影响因素主要是 自然因素 。 (2)次生演替 ①概念：是指在原有植被虽已 不存在 ，但原有 土壤条件 基本保留，甚至还保留了植物的 种子 或其他 繁殖体 (如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。 ②举例： 火灾过后的草原 、 过量砍伐的森林 、 弃耕的农田 上进行的演替。 ③过程举例：弃耕农田上的演替过程：弃耕农田→ 杂草 阶段→ 灌木 阶段→ 森林 阶段。 分析：演替过程中，群落物种丰富度 提高 ，有机物总量 增多 。 ④特点：次生演替经历的时间 短 ，速度 较快 ，影响因素主要是 人类活动 。 3. 群落演替的方向及相应过程中生物量的变化
群落演替是连续的，当群落演替到达稳定阶段，也就是形成顶级生物群落时，虽然有较为稳定的物种组成，群落结构也较为复杂，但此时的生物群落也在发生着演替，也就是说演替是连续的。 4. 群落演替的方向取决于 气候条件 。在气候条件适宜的情况下，从弃耕农田演替出树林，需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 5. 演替是群落结构发生变化的现象，是生物与环境相互作用的结果。不论是成型的还是发展中的群落，演替现象一直存在。群落演替导致群落内生物种类不断改变，物种丰富度一般逐渐 升高 (升高/降低)。 6. 人类活动对群落演替的影响 (1)人类的活动 ①不合理方式： 砍伐森林 、 填湖造地 、 捕杀动物 。 ②合理方式： 封山育林 、 治理沙漠 、 管理草原 、建立 人工群落 。 (2)结果：人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的 速度和方向 进行。虽然人类活动会改变群落演替的方向，但群落演替有一定的规律，人类活动不能违背客观规律，否则要遭到客观规律的惩罚。 7. 退耕还林、还草、还湖 第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 1. 生态系统 (1)概念：由 生物群落 与它的 无机环境 相互作用而形成的统一整体。 (2)范围：生态系统的空间范围有大有小。 生物圈 是地球上最大的生态系统，它包括地球上的 全部生物 及其 无机环境 。 (3)类型 自然生态系统： 水域 生态系统： 海洋 生态系统、淡水生态系统等 陆地 生态系统：森林 生态系统、 草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等 人工生态系统：农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、 城市 生态系统等 2. 生态系统的结构：包括 生态系统的组成成分 和 食物链和食物网(营养结构) 。 3. 生态系统的组成成分 (1)非生物的物质和能量 ①组成：物质：如 水、空气、无机盐 等；能量：如 阳光、热能 。 ②作用：是生物群落 物质 和 能量 的最终来源，是 生物群落 赖以生存和发展的基础。 (2)生产者 ①营养方式：属于 自养 (自养/异养)生物。 ②生物类群：主要是 绿色植物 ，还包括光合细菌(如蓝细菌)、化能合成菌(如 硝化细菌 )。 ③作用 a.物质方面： 无机物CO2 含碳有机物 。 b.能量方面： 光能 有机物中的化学能 (主要) 无机物氧化放出的化学能 有机物中的化学能 。 ④地位：是生态系统的 基石 。(必备成分) (3)消费者 ①营养方式：属于 异养 (自养/异养)生物。 ②生物类群：捕食性 动物 、寄生生物(如 菟丝子、蛔虫、肠道中的大肠杆菌、结核杆菌、病毒 )。 ③作用：加快生态系统的 物质循环 ，有利于植物的 传粉 和 种子 的传播。 ④地位：是生态系统中 最活跃 的成分。(非必备成分) (4)分解者 ①作用：能将 动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物 ，供生产者重新利用。 ②营养方式：属于 异养 (自养/异养)生物。 ③生物类群：主要是腐生性 细菌 (如枯草杆菌)、 真菌 (如食用菌)及动物(如 蚯蚓、蜣螂 )。 ④地位：是生态系统的 必备 成分，不可缺少。 非生物的物质和能量 、 生产者 、 消费者和 分解者 四种成分是紧密联系、缺一不可的。正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一整体，具有一定的结构和功能。 思考：联系生物群落与无机环境的桥梁是 生产者 和 分解者 两种成分。 4. 生态系统中各种组成成分的关系(字母表示生态系统成分，数字表示生理过程) 归纳总结：生态系统中生物成分与类群的关系 (1)生产者一定是自养型生物，但不一定是绿色植物，如能进行化能合成作用的硝化细菌。 (2)消费者一定是异养型生物，但不一定都是动物，如寄生生物菟丝子、病毒等。 (3)分解者一定是异养型生物，但不一定都是微生物，如腐生动物蚯蚓、蜣螂等。 (4)植物可作为生产者(绿色植物)和消费者(菟丝子)。 (5)动物可作为消费者(捕食性动物)和分解者(如腐生动物蚯蚓、蜣螂等)。 (6)细菌可作为生产者(化能合成菌，如硝化细菌)、消费者(寄生菌，如结核杆菌、肺炎双球菌、肠道内的大肠杆菌等)和分解者(腐生菌，如枯草杆菌、泥土及粪便中的大肠杆菌等)。 5. 生态系统的营养结构——食物链和食物网 (1)食物链：生态系统中，各种生物之间因 关系而形成的一种联系。 食物链： 植物——————→蝗虫———————→青蛙————————→蛇————————→鹰 生态系统成分： 生产者 初级 消费者 次级 消费者 三级 消费者 四级 消费者 营养级别： 第一营养级 第二 营养级 第三 营养级 第四 营养级 第五 营养级 ①食物链中只有 生产者 和 消费者 两种成分，不出现 分解者 和 非生物的物质和能量 。 ②食物链的起点是 生产者 ( 第一 营养级)，终点是不被其他动物所食的动物( 最高 营养级)。 ③第一营养级是 生产者 ；植食性动物是 初级 消费者，属于 第二 营养级。 ④营养级别和消费者级别相差 1 级，即：营养级别＝消费者级别＋ 1 。 ⑤在食物链中，箭头相连的两种生物种间关系是 捕食 。 ⑥食物链中箭头表示物质和能量流动的方向，即后一个营养级以前一个营养级为食。 ⑦各种动物所处营养级不是固定不变的。上述食物链中，若鹰直接捕食青蛙，则属于 第四 营养级。 ⑧一条食物链上一般不会超过 五 个营养级。 (2)食物网：生态系统中，许多 食物链 彼此相互交错，连接成的复杂 食物网 。 ①形成原因：a.一种绿色植物可能是 多种 植食性动物的食物； b.一种植食性动物可能吃 多种 植物，也可能被 多种 肉食性动物所食。 ②功能：食物链和食物网是生态系统的 营养结构 ，是 物质循环 和 能量流动 的渠道， ③食物网相关分析 a.每条食物链的起点都是 生产者 ，终点是不能被其他动物所食的动物，即 最高 营养级，中间有任何停顿都不能算完整的实物链。 b.食物网中箭头相连的两种生物种间关系是 捕食 ，具有共同食物的两种生物种间关系是 竞争 。 c.同一种生物在不同的食物链中可以占有 不同 的营养级。 b.一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就 越强 。食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物的 种类 而不是生物的 数量 。 ④生物数量的变化情况分析 a.若食物链中第一营养级的生物减少，则相关生物数量都 减少 。 b.若“天敌”减少，则被捕食者数量 先增多，后减少，最后趋于稳定 。 c.食物网某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的生物数量 减少 ，作为其天敌的数量 增加 。 d.在食物网中，当某种生物大量减少时，对另一种生物的影响沿不同的实物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。实例分析(右图)：若青蛙突然减少，则以它为食 的蛇也将 减少 ，鹰不只捕食蛇一种生物，因此它可以依靠其他食物来 源维持数量基本不变，故鹰会过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟 减少 。 练习：右图为某生态系统食物网示意图，据图分析回答： ①图中没有表示出来的生态系统成分是 分解者 和 非生物的物质和能量 。 ②该生态系统的“基石”是 绿色植物 。能将动植物遗体和动物 粪便分解成无机物的是 分解者 。 ③该食物网中包含 4 条食物链，属于次级消费者的生物是 青蛙、蛇、猫头鹰 。 ④写出图中含营养级最多的食物链： 绿色植物→昆虫→青蛙→蛇→猫头鹰 。 ⑤图中猫头鹰同时占有 三 个营养级，它们是 第三、第四、第五 营养级。 ⑥青蛙和昆虫的关系是 捕食 ，猫头鹰和蛇的关系是 捕食和竞争 。 ⑦此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为 生物群落 。 第2节 生态系统的能量流动 1. 能量流动的含义：生态系统中能量的 输入 、 传递 、 转化 和 散失 的过程。 2. 能量的输入 (1)能量的源头： 太阳能 。 (2)能量流动的起点： 生产者固定的太阳能 。 (3)相关生理过程： 光能 有机物中化学能 (主要途径) 无机物氧化放出的化学能 有机物中的化学能 (4)流入生态系统的总能量： 生产者通过光合作用固定的太阳能总量 。 注：流入人工生态系统的总能量包括： 生产者通过光合作用固定的太阳能 ＋ 人工投入的能量 。 3. 能量的传递 (1)生产者(第一营养级)能量的来源和去路 (2)各级消费者能量的来源和去路 各级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系式：同化量＝ 摄入量 － 粪便量 。 (3)传递形式： 有机物中的化学能 。 (4)传递途径： 食物链和食物网 。 4. 能量的转化和散失 5. 赛达伯格湖的能量流动分析(定时分析) 图例分析：能量流动图解分析(见右上图) (1)W1表示 生产者固定的总能量 ，W1＝ A1＋B1＋C1＋D1 。 (2)D1表示 初级消费者同化的能量 ，D1＝ A2＋B2＋C2＋D2 。 (3)A表示 呼吸作用以热能形式散失的能量 ，B表示 未被利用的能量 ， (3)C表示 流向分解的能量(或分解者利用的能量) ，D表示 流向下一营养级的能量 。 (4)由生产者到初级消费者的能量传递效率＝＝。 6. 能量流动的特点 (1) 单向流动 。原因：能量只能从上一营养级流入下一营养级，不可逆转，也不能循环流动。食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果。 (2) 逐级递减 。原因： ①各营养级生物 呼吸 作用以 热能 形式散失大部分能量，无法再利用。 ②各营养级的生物中有一部分能量未被下一营养级的生物利用，即 未被利用 部分。 ③少部分能量被 分解者 分解利用。 7. 能量传递效率：一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 10%～20% 。 公式：相邻两营养级间的能量传递效率＝×100% 计算：赛达伯格湖中：流入赛达伯格湖的总能量为 464.6 J/(cm2·a)。第一营养级和第二营养级间 的能量传递效率为 13.52% ，第二营养级和第三营养级间的能量传递效率为 20.06% 。 8. 能量金字塔 (1)概念：将单位时间内各个 营养级 所得到的 能量数值 ，由 低到高 绘制成图，可形成一个能量金字塔。 (2)分析 ①金字塔中，每一台阶的大小代表该营养级生物所含的 能量数值 。 储存能量最多的成分是 生产者 ，属于 第一 营养级；储存能量最 少的是金字塔的顶端，属于 最高 营养级。 ②在一个生态系统中，营养级越多(食物链越长)，能量流动过程中消耗的能量就 越多 ，最高营养级获得的能量就 越少 。 ③生态系统中的能量流动一般不超过 4～5 个营养级。 知识拓展：生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物个体数量、有机物总量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
9. 能量流动的相关计算规律(重在理解) (1)正推型：知低营养级(A营养级净重M)，求高营养级(D营养级增重多少) D营养级最多增重：选最 短 食物链，按 20%(0.2) 计算。D＝M×0.2×0.2×0.2＝M×0.23。 D营养级最少增重：选最 长 食物链，按 10%(0.1) 计算。D＝ M×0.1×0.1×0.1＝M×0.13 。 (2)逆推型：知高营养级(D营养级增重N)，求低营养级(消耗A营养级多少) 最多消耗A营养级：选最 长 食物链，按 10%(0.1) 计算。A＝ N÷0.1÷0.1÷0.1＝N÷0.13 。 最少消耗A营养级：选最 短 食物链，按 20%(0.2) 计算。A＝ N÷0.2÷0.2÷0.2＝N÷0.23 。 练习：下图为某生态系统食物网的一部分图解，据图分析回答： (1)该生态系统中所需的能量来自于 太阳能 。 (2)流经该生态系统的总能量是 生产者(绿色植物)通过光合作用固定的太阳能总量 。 (3)猫头鹰获取能量最多的一条食物链是 绿色植物→田鼠→猫头鹰 。 (3)猫头鹰获取能量最少的一条食物链是 绿色植物→昆虫→青蛙→蛇→猫头鹰 。 (4)若猫头鹰的体重增加0.5kg，至少消耗绿色植物 12.5 kg，最多消耗绿色植物 5000 kg。 (5)若绿色植物有1000kg，则鹰最多增重 40 kg，最少增重 0.1 kg。 10. 研究能量流动的意义 (1)帮助人们科学规划，设计人工生态系统，实现对能量的 多级利用 ，从而提高能量的利用率 。 (2)帮助人们合理地 调整生态系统中的能量流动关系 ，使能量 持续高效地流向对人类最有益的 部分 。 11. 利用能量流动特点确定食物链(网) (1)据能量流动逐级递减特点：能量含量越多，其营养级别越低；能量含量越少，其营养级别越高。 (2)据能量传递效率为10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5～10倍，若能量相差不多，则应列为同一营养级。写出下列各图表中的食物链(网)：
图1食物链(网)： 丙→甲→乙→丁 。 图2食物链(网)： 。 表一食物链(网)： B→D→A→C 。 表二表示每个营养级生物体内残留的有机汞的浓度，有机汞存在生物富集作用，即随着营养级的增加， 有机汞的浓度增加，可知表2食物链(网)为： 。 拓展：生物富集的原因： 化学性质稳定不易被分解，在生物体内积累且不易排出 。 第3节 生态系统的物质循环 1. 生态系统的物质循环 (1)概念：组成生物体的 化学元素 ，不断地在 生物群落 和 无机环境 之间循环流动的过程。 (2)范围： 生物圈 。这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统—— 生物圈 。 (3)特点： 全球性 、 循环流动、反复利用 。 2. 碳循环 (1)碳的存在形式 ①无机环境中：主要以 CO2 和 碳酸盐 的形式存在。 ②生物群落中：以 含碳有机物 的形式存在。 (2)循环过程图解(填图) (3)碳进入生物群落 ①形式： CO2 。 ②生理过程： CO2 含碳有机物 (主要途径) CO2 含碳有机物 (4)碳返回无机环境(大气中CO2的来源) ①形式： CO2 。 ②途径：a.动植物的 呼吸作用 ；b.分解者的 分解作用 (实质仍然是 呼吸 作用)； c. 化石燃料的燃烧 。 (5)碳的循环形式 ①在生物群落与无机环境间：主要以 CO2 的形式进行。 ②在生物群落内：以 含碳有机物 的形式进行，渠道为 食物链(网) 。 图例分析：右图是生态系统碳循环图解，图中A～D代表生态系统四种成分， ①～⑦代表碳元素在生态系统中循环的途径。 (1)图中A代表 大气中的CO2库 、B代表 生产者 、 C代表 消费者 、D代表 分解者 。 (2)代表光合作用或化能合成作用、呼吸作用和分解作用的序号分别 是 ① 、 ②④ 、 ⑦ 。 (3)D在生态系统中的作用是 将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物 。 (4)在碳循环中，碳元素在①②④⑦中以 CO2 形式流动，在③⑤⑥中以 含碳有机物 形式流动。 3. 温室效应 (1)形成原因：主要是 化石燃料 短时间内大量燃烧，使大气中 CO2 含量迅速增加，打破了生物 圈 碳循环 的平衡。 (2)危害： 气温 升高，加快极地和高山 冰川 的融化，导致 海平面 上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 (3)减缓温室效应的措施：①开发 清洁能源 ，减少 化石燃料 燃烧； ②大力 植树造林 ，增加绿地面积，从而增加对CO2的吸收。 4. 能量流动和物质循环的关系
5.【探究】探究土壤微生物对淀粉的分解作用 (1)实验原理 ①土壤中存在种类、数目繁多的 细菌、真菌 等微生物，它们在生态系统中的成分为 分解者 。 ②分解者的作用是将环境中的 有机物 分解为 无机物 ，其分解速度与环境中的 温度、水分 等生态因子相关。 (2)设计案例
注：案例1中实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1h灭菌)。 6. 富营养化：指水体中 N、P 等植物必需的矿质元素增多，导致 藻类 植物等大量繁殖，并引起水 质恶化和鱼群死亡的现象。 原因分析：工业废水、生活污水等的排放，使水体中 N、P 等矿质元素增多，导致水体中 藻类 植物和浮游动物大量繁殖，通过 有氧 呼吸大量消耗水中溶解氧，它们死后的残渣遗体又被好氧微生物分解，进一步使水体中的 溶解氧 含量降低，导致鱼虾等水生生物死亡，尸体被 厌氧 微生物分解，释放出H2S、CH4等有毒物质，进一步使水质恶化，造成更多水生生物死亡。在淡水中引起的叫 水华 ，海水中引起的叫 赤潮 。 7. 生物富集：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。 第4节 生态系统的信息传递 1. 生态系统信息的种类
2. 信息传递在生态系统中的作用
3. 信息传递在农业生产中的应用 (1)提高 农产品 或 畜产品 的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的 传粉动物 ，就可以提高果树的传粉率和 结实率 。 (2)对 有害动物 进行控制。如利用音响设备发出 结群信号 吸引鸟类，使其结群捕食害虫；利用昆虫 信息素 诱捕或警示有害动物，降低害虫的 种群密度 ；利用特殊的 化学物质 扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的 繁殖力 下降，从而减少有害动物对农作物的破坏。 目前控制动物危害的技术大致有 化学防治 、 生物防治 和 机械防治 等。这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的 生物防治 。 4. 生态系统的三大功能： 能量流动 、 物质循环 和 信息传递 。它们的区别与联系如下：
第5节 生态系统的稳定性 1. 生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统所具有的 保持 或 恢复 自身 结构 和 功能 相对稳定的能力。 对生态系统稳定性的理解： ①稳定是 相对 的，总处于 动态 变化中。 ②结构的相对稳定：生产者、消费者和分解者的 种类 和 数量 相对稳定。 ③功能的相对稳定： 物质 与 能量 的输入和输出相对平衡。从能量流动角度分析，若能量的输入 大于 输出，则生态系统处于发展阶段；若能量的输入 等于 输出，则生态系统处于平衡状态；若能量的输入 小于 能量的输出，说生态平衡已被破坏。 (2)原因：生态系统具有一定的 自我调节 能力。 2. 生态系统的自我调节能力 (1)调节基础： 负反馈 调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在，不仅存在于 生物群落 内部，还存在于生物群落与 无机环境 之间。 (2)实例分析 生态系统在受到外界干扰时，依靠 自我调节 能力来维持自身的相对稳定。 实例1：河流受到轻微的污染时，能通过 物理沉降 、 化学分解 和 微生物的分解 ，很快消除污染，河流中的生物 种类和数量 不会受到明显的影响。 实例2：在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，数量也会 增多 ，这样，害虫种群的增长就会受到 抑制 。 实例3：一场火灾过后，森林中种群密度降低；但由于光照更加充足、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。 (3)特点：生态系统的自我调节能力不是 无限的 。当外界干扰强度超过 一定限度 时，生态系统的 自我调节 能力会迅速丧失。例如，我国西北的黄土高原，就是原有森林生态系统崩溃的鲜明例子。 3. 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 (1)抵抗力稳定性 ①概念：生态系统 抵抗外界干扰 并使自身的结构和功能 保持原状 (不受损害)的能力。 ②特点：一般来说，生态系统的 组分 越多，食物网越 复杂 ，其 自我调节 能力就越强，抵抗力稳定性就 越高 ，反之则 越低 。 (2)恢复力稳定性：生态系统受到外界干扰因素的 破坏 后 恢复到原状 的能力。如“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”的原因是生态系统具有 恢复力 稳定性。 (3)两者关系：一般呈 相反 关系。(在右图中绘出关系曲线) 生物种类越多→食物网 越复杂 (即营养结构 越复杂 )→自我调节 能力 越强 →抵抗力稳定性 越高 ，而恢复力稳定性 越低 。 如：热带雨林生态系统系统抵抗力稳定性 高 ，但恢复力稳定性 低 ； 草原生态系统抵抗力稳定性 低 ，但恢复力稳定性 高 。 但对于一些特殊的生态系统，如极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较 低 。 4. 提高生态系统的稳定性 (1)一方面，要控制对生态系统 干扰 的程度，对生态系统的利用应该 适度 ，不应超过生态系统的 自我调节 能力。 (2)另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的 物质 、 能量 投入，保证生态系统内部 结构与功能 的协调。 (3)提高生态系统(抵抗力)稳定性的主要措施是 增加该生态系统内各营养级生物的种类 。在生物种类相同的情况下，生物的 数量 也会影响生态系统的稳定性。避免盲目引入 外来物种 ，使原有物种的生存受到威胁。 5. 生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。 (2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。y值的大小可以作为 抵抗力 稳定性强弱的衡量指标，y值越大，说明该生态系统的抵抗力稳定性 越低 ，反之，抵抗力稳定 越高 。如热带雨林生态系统与草原生态系统受到相同干扰，草原生态系统的y值要 大于 热带雨林生态系统的y值。 (3)x表示恢复到原状态所需的时间。x值的大小可以作为 恢复力 稳定性强弱的衡量指标，x值越大，说明该生态系统的恢复力稳定性 越低 ；反之，恢复力稳定性 越高 。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可以作为总稳定性的定量指标。TS值越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性 越低 。 6.【制作】设计并制作生态缸，观察其稳定性 (1)实验原理 ①在有限空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建人工微生态系统。 ②要使人工微生态系统正常运转，设计时要注意系统内不同营养级生物之间的 合适比例 。 ③生态系统的稳定程度，取决于它的 物种 组成、 营养 结构和 非生物 因素之间的协调关系。 ④观察生态缸中生物的 生存状况 和 存活时间 长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。 (2)生态缸的设计要求及分析
第4章 人与环境 第1节 人类活动对生态环境的影响 1. 人口增长对生态环境的影响 (1)我国的人口现状与前景 措施：推行计划生育政策：计划生育是通过降低 出生率 来控制人口数量过快增长的。它的实施使我国人口出现老龄化的特点，且老龄化速度逐步加快。 现状：①人口的出生率和自然增长率 明显下降 。 ②目前已进入了 低生育水平 国家的行列。 ③由于人口基数大，我国人口仍将在较长的时期内 持续增长 。 前景：①2020年，人口总数要控制在14.5亿以内。 ②21世纪中叶，人口总数达到峰值(15亿左右)以后，将开始缓慢下降，从而基本实现人口与经济、社会、环境和资源的协调发展。 (2)人口增长对生态环境的影响 ①人均耕地减少，粮食需求增加；②燃料需求增加；③植被破坏；④自然资源被大量消耗； ⑤环境污染加剧等。 注意：人口增长不是造成环境污染的根本原因。人口增长对资源和环境造成了压力，但环境污染的主要原因是人们在发展经济的过程中没有有效地保护环境所致。 (3)协调人口与环境的关系 ①控制 人口增长 。人是生物界的一员，所以生物种群消长的规律有适用于人口增长的一面；但人不同于一般生物，能主动调控人口的增长，所以生物种群消长的规律不完全适用于人口增长。 ②加大保护资源和环境的力度 a.植树种草，退耕还林、还草、还湖，防治沙漠化； b. 监控、治理 江河湖泊及海域的污染； c.加强 生物多样性 保护和 自然保护区 建设； d.推进 生态农业 。 2. 关注全球性生态环境问题
注：白色污染、人口增长 不是 (是/不是)全球性问题。 3. 水体富营养化 (1)含义：指水体中 N、P 等植物必须的矿质元素含量过多，导致 藻类 植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。 (2)危害：①藻类死亡后，遗体被 好氧 细菌分解时需要消耗水体中大量的氧气，使水体中 溶解氧 含量下降，影响水生生物的生命活动。②这些生物的遗体被 厌氧 微生物分解时，产生硫化氢、甲烷等有毒物质，致使鱼类和其他水生生物大量死亡。 第2节 生物多样性及其保护 1. 生物多样性 (1)概念：生物圈内所有的 植物 、 动物 和 微生物 ，它们所拥有的全部 基因 以及各种各样的 生态系统 ，共同构成了生物多样性。 (2)生物多样性的内容：包括 基因多样性 、 物种多样性 和 生态系统多样性 。 2. 生物多样性的价值 ① 潜在价值 ：目前人类尚不清楚的价值。 ② 间接价值 ：也叫 生态 功能，如森林和草地对水土的 保持 作用，湿地在 蓄洪防旱 、 调节气候 等方面的作用。 ③ 直接价值 ：如具有实用意义的食用、药用和工业原料等；非实用意义的旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等。 注意：现在人们认识到生物多样性的 间接 价值大于 直接 价值。 6.保护生物多样性的措施 保护生物多样性的三个层次： 基因 、 物种 、 生态系统 。 ① 就地 保护：指在 原地 对被保护的生态系统或物种建立 自然保护区 以及 风景名胜区 等，这是对生物多样性 最有效 的保护。 ② 易地 保护：指将保护对象从原地 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，为 行将灭绝 的物种提供最后的生存机会。 ③生物技术保护：建立精子库、种子库等对濒危物种的基因进行保护，利用人工授精、组织培养和胚胎移植等技术加强对珍稀、濒危物种的保护。 ④法制保护。颁布相关法律法规，加强立法、执法和宣传教育。保护生物多样性，关键是协调好 人与生态环境 的关系，如控制人口的增长、合理利用自然资源、防治环境污染等。 保护生物多样性，只是反对 盲目 地、 掠夺式 地开发利用，而不意味着禁止开发和利用。 合理利用 就是最好的保护。 4. 可持续发展 (1)含义：“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要”，它追求的是 自然、经济、社会 的持久而协调的发展。 (2)实现措施：保护 生物多样性 ，保护环境和资源，建立起 人口 、 环境 、 科技 和 资源消费 之间的协调与平衡，才能实现可持续发展。 第3节 生态工程 1.生态工程概念：指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行 分析、设计 和调控，或对已被破坏的生态环境进行 修复、重建 ，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。 2.生态工程的基本原理 (1)自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。 要求：有效的选择生物组分并合理布设； 创造有益于生物组分的 生长、发育、繁殖 ，以及它们形成互利共存关系的条件。 （4） 循环：在生态工程中促进系统的 物质迁移与转化 ，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转化率较高。即保证物质循环再生。 例子：无废弃物农业。 (3)协调：即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。 要求：处理好协调问题，需要考虑环境容纳量。 (4)整体：树立整体观，遵循整体原理。 要求：遵从自然 生态系统 的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。 不仅要考虑自然生态系统的规律，也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。 3.生态工程的实例和发展前景 (1)农村综合发展型生态工程 青贮：玉米等农作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的饲料。 氨化：指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。 (2)湿地生态恢复工程 (3)厦门筼筜湖生态恢复 (4)矿区废弃地生态恢复工程：首要步骤是人工制造表土。 (5)赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 |
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