专题二 生态系统与环境保护（期末复习课件）高二生物下学期沪科版

专题二 生态系统与环境保护 01 生态系统的结构与功能 1.1 生态系统的结构 1.生态系统的概念: 由___________和___________相互作用而形成的、能够自我维持的整体 生物群落 非生物因素 2.生态系统的范围: 生态系统的空间范围__________； ____________是地球上最大的生态系统； 生物圈包括______________________________________； 有大有小 生物圈 地球上的全部生物及其非生物环境的总和 3.组成层次: 个体 种群 群落 非生物环境 生态系统 生物圈 1.1 生态系统的结构 4.生态系统的类型： 5.生态系统的结构： 生态系统的营养结构 生态系统的组成 1.1 生态系统的结构 5-1 生态系统的组成 长江口生态系统的组成示意图 生态系统的组成成分 无机环境 生产者 消费者 分解者 1.1 生态系统的结构 5-1 生态系统的组成 （1）无机环境：非生物因素的总和 主要组成: ____、_____、_____、______、_______等 作用: _________________________________________ _________________________________________ 光 热 水 空气 无机盐 为生物提供物质和能量 是生物群落赖以生存和发展的基础 1.1 生态系统的结构 5-1 生态系统的组成 （2）生产者 主要组成: _____生物，包括是_________，_________(如蓝细菌)和______________(如硝化细菌)等； ② 作用: _______________________________ _______________________________ 自养 绿色植物 光合细菌 化能合成细菌 制造有机物，维持自身生命活动； 为异养生物提供食物。 1.1 生态系统的结构 5-1 生态系统的组成 (3)消费者:通过摄食植物或捕食动物获得有机物 主要组成: 主要是______，包括_______动物、______动物、________动物，还有_____动物； ② 作用:_______________________________________________ __________________________________________________ 动物 植食性 肉食性 杂食性 寄生 ①将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环 ②对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用 1.1 生态系统的结构 5-1 生态系统的组成 (4)分解者 主要组成 主要是营_____生活的_____和_____，还包括营_____生活的动物(如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等); ② 作用:__________________________________________ 腐生 细菌 真菌 腐生 将动植物遗体和排遗物分解成无机物,实现物质循环 无机环境 生产者 消费者 分解者 　　 　和　　 　是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。 生产者 分解者 11 1.1 生态系统的结构 5-2 生态系统的营养结构 食物链或食物网呈现出生态系统的营养结构 1.食物链 组成——生产者+消费者 由上表可知:食物链中第一营养级一定是________； 消费者的营养级级别=其消费者级别_____ 生产者 +1 1.1 生态系统的结构 5-2 生态系统的营养结构 1.食物链 ①每条食物链的起点总是生产者，生产者总是为第一营养级， 终点是不被其他动物所食的动物。 ②箭头方向为物质和能量流动的方向，同时还表示捕食关系， 方向具有不可逆性，是长期自然选择的结果。 ③营养级一般不超过 个，这是因为能量沿食物链是 的。 ④某一营养级生物的含义是该营养级的 ，不代表单个 生物个体，也不一定是一个生物种群。 5 逐级递减 所有生物 1.1 生态系统的结构 5-2 生态系统的营养结构 2.食物网 生态系统的营养结构通常是复杂、交叉的食物网，而不是简单的食物链。 （1）在食物网中，两种生物之间的种间关系可能不止一种。 如蛇与鹰，二者之间既有 关系，又有 关系。 种间竞争 捕食 （2）在食物网中的同一消费者可能处于多个营养级。 如鹰在食物网中分别占有 、 、 ______、 营养级，即猫头鹰在该食物网中占有四个不同的营养级。 第三 第四 第五 第六 资料1:2019年，农业农村部等三部门联合发布《长江流域重点水域禁捕和建立补偿制度实施方案》，明确提出长江水生生物保护区全面禁止生产性捕捞，长江干流和重要支流实施十年禁捕。 资料2:螃蜞在长江禁渔期间仍然被人非法捕捞售卖。执法机关迅速出击，给予刑事拘留或罚款等全力打击。 思考：如果东滩湿地中的相手蟹被人捕捉殆尽，对东滩生态系统会带来怎样的影响? 不会导致东滩湿地生态系统彻底破坏，但会影响其营养结构，在一定程度上使生态系统的抗干扰能力和稳定性有所下降。 资料:震旦鸦雀是上海滩真正的“土著主要生活在崇明、南汇东滩等处的滩涂湿地芦苇荡中，它们是留鸟，不会迁徙。震旦鸦雀主要以侵害芦苇的各种昆虫为食红隼、白腹鹞、鹊鹞等是它们的天敌。震旦鸦雀为芦苇清除虫害，芦苇为震旦鸦雀提供筑巢、栖息和躲避天敌的场所。 1.请分析资料中反映的生物与生物之间、生物与非生物因素之间的联系。 淤泥质河口环境适合芦苇的生长。震旦鸦雀清除虫害，保护芦苇生境;震旦鸦雀的存活、生长、繁衍依赖于芦苇生境。二者相互依存，紧密联系。 2.请绘出一条含有震旦鸦雀的食物链。 芦苇 → 昆虫 → 震旦鸦雀 → 红隼 3.该食物链中，震旦鸦雀是几级消费者? 第几营养级? 次级消费者 第三营养级 捕食关系 1.2 生态系统的功能 能量流动 物质循环 信息传递 1.2 生态系统的功能——能量流动 生态系统中能量的_____、_____、_____和_____的过程。 输入 传递 转化 散失 输入 源头： 总能量： 太阳能（地球上几乎所有的生态系统） 生产者固定的太阳能和化学能 传递 途径： 形式： 食物链和食物网 有机物中的化学能 转化 太阳能 散失 途径： 形式： 呼吸作用 热能 有机物中的化学能 热能 1.2 生态系统的功能——能量流动 1、第一营养级能量的来源和去路 生产者所同化 的全部太阳能 呼吸 作用 散失（热能） 用于生长发育和繁殖 分解者利用 残枝 败叶 分解作用 散失 未利用 初级消费者 （植食性动物） 1.2 生态系统的功能——能量流动 1、第一营养级能量的来源和去路 呼吸作用散失 生长 发育 繁殖 遗体 残枝败叶 分解者利用 流入下一营养级 生产者固定的太阳能 （生产者的同化量） 暂未被利用 最终流向 1.2 生态系统的功能——能量流动 2、第二、三、四……营养级能量的来源和去路 遗体残骸 呼吸作用 散失 初级消费者摄入 初级消费者同化 …… 用于生长、发育和繁殖 次级消费者摄入 分解者利用 粪便 呼吸作用 热能散失 未利用 1.2 生态系统的功能——能量流动 2、第二、三、四……营养级能量的来源和去路 呼吸作用散失 生长 发育 繁殖 遗体 残骸 被分解者利用 流入下一营养级 本营养级同化的能量 暂未被利用 最终流向 1.2 生态系统的功能——能量流动 3、最高营养级能量的来源和去路 呼吸作用散失 生长 发育 繁殖 遗体 残骸 被分解者利用 最高营养级同化的能量 暂未被利用 最终流向 1.2 生态系统的功能——能量流动 4、能量流动的特点 1. 单向流动 生物间的捕食关系是一定的，是长期自然选择的结果。 散失的热能不能被生物体再利用。 原因 2.逐级递减 自身呼吸散失 分解者利用 能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 能量传递效率= 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 ×100% （1）原因 （2）规律 5%～20% 如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为 (　　 ) A．600 g　　　B．900 g C．1 600 g D．5 600 g B 　 已知高营养级求至少需要低营养级的能量时， 需按照最大传递效率进行计算，即 20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20% ＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g) 1.2 生态系统的功能——能量流动 25 1.2 生态系统的功能——能量流动 5、生态金字塔 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层含义 特点 象征 意义 单位时间内，每营养级生物所同化的能量 的多少 单位时间内，每营养级所容纳的有机物的总干重 单位时间内，每营养级生物个体的数目 自然生态系统 一定为正金字塔 一般为正金字塔 ， 有时会出现倒金字塔 一般为正金字塔 ， 有时会出现倒金字塔 能量在流动过程中总是逐级递减 一般生物量随食物链中营养级的升高而减少 一般生物个体数目 在食物链中随营养级升高而减少 26 1.2 生态系统的功能——物质循环 组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等 ，不断进行着从 _到　　　 　，又从　 　 　到　 的循环过程 物质循环具有全球性，因此又叫— 元素 无机环境 生物群落 生物群落 无机环境 生物地球化学循环 1.2 生态系统的功能——物质循环 ①碳的存在形式： 碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐 碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物 1、碳循环 1.2 生态系统的功能——物质循环 1、碳循环 ②碳进入生物群落 在绿色植物将大气中的CO2经光合作用转化成有机物并释放O2。 形式：碳以CO2的形式从无机环境进入生物群落。 1.2 生态系统的功能——物质循环 1、碳循环 ③碳返回无机环境 有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量。 形式：碳以CO2的形式从无机环境进入生物群落。 1.2 生态系统的功能——物质循环 1、碳循环 ③碳返回无机环境 有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量。 形式：碳以CO2的形式从无机环境进入生物群落。 1.2 生态系统的功能——物质循环 1、碳循环 ③碳返回无机环境 有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量。 形式：碳以CO2的形式从无机环境进入生物群落。 1.2 生态系统的功能——物质循环 2、水循环 过程： 在太阳能的作用下，地球表面的水蒸发到大气中形成水蒸气； 水蒸气随大气环流运动，在一定条件下凝结成云并形成雨雪等降水； 降水到达地面后，转化为地表水和地下水，最后以径流的形式返回海洋，完成水循环。 蒸发→降水→径流 1.2 生态系统的功能——信息传递 同种或异种 1、信息种类 1.2 生态系统的功能——信息传递 2、信息性质和来源 性 质 来 源 物理信息 行为信息 光、声、温度、湿度、磁力等 植物:有机酸,生物碱 动物:性外激素等信息素 生物体的行为特征 非生物环境或生物体 生物体 化学信息 生物体 1.2 生态系统的功能——信息传递 3、信息传递的特点 （1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 孔雀 开屏（行为信息）： 鸣叫（物理信息）： 食草动物 远处通过识别植物的绿色（物理信息）： 近处通过植物的气味（化学信息）： 求偶 与同类交流 搜寻食物 辨别和摄取食物 （2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内， 也发生在不同生物之间 （3）多数情况下，信息传递是双向的 种类 化学防治 机械防治 生物防治 措施 优点 缺点 喷施化学药剂 ①作用迅速 ②短期效果明显 ①会使害虫的抗药性增强 ②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡 ③污染环境 人工捕捉等 ①无污染 ②见效快，效果好 ①费时费力 ②对体型很小的害虫无法实施 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 ①无污染 ②有效且持久 天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵） 1.2 生态系统的功能——信息传递 4、应用：对有害动物进行控制 37 生态系统的三大功能比较和联系 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 模式图 联系 单向流动，逐级递减 全球性，循环性 往往是双向的（也有单向） 生态系统中各营养级之间（生物群落中） 生物圈 生物之间，生物与非生物环境之间 食物链和食物网 多种 ①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。 ②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。 38 02 生态系统的稳态与保护 2.1 生态系统通过自我调节维持动态平衡 1、生态系统的稳态 生态系统的 和 处于相对稳定的状态 组成成分 营养结构 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 能量流动 物质循环 信息传递 生态系统的结构 生态系统的功能 （食物链和食物网） 结构 功能 40 2、生态系统的调节机制 生态系统面对干扰时能通过一系列自我调节的过程，降低干扰对其的影响，维持或恢复其相对稳定的状态。 负反馈调节 2.1 生态系统通过自我调节维持动态平衡 41 2.1 生态系统通过自我调节维持动态平衡 负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。 生态系统的自我调节能力是无限的吗？ 生态系统自我调节能力是有限的。物种丰富度越高，种群关系越复杂 能量流动和信息传递的通路越丰富，自我调节能力越强。 当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重破坏。 黄土高原由于植被破坏造成水土流失 2、生态系统的调节机制 负反馈调节 42 2.2 生态系统的稳定性 1、生态系统的稳定性 ① 概念： 在受到影响后能够保持和恢复相对稳定的状态的能力 ② 调节机制： 自我调节能力是有限的 生态系统的稳定性 自我调节能力 负反馈调节 原因 基础 外界干扰因素强度超过一定限度时 生态平衡遭到严重的破坏 43 2.2 生态系统的稳定性 2、生态系统的抵抗力稳定性 生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力 蝗虫采食下，草原植物再生能力增强，减缓种群数量的下降。 干旱时树木扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持 (不受损害)的能力。 原状 干扰 44 2.2 生态系统的稳定性 3、生态系统的恢复力稳定性 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 森林局部火灾 若干年后恢复原状 干扰 45 2.2 生态系统的稳定性 3、生态系统的恢复力稳定性 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 森林局部火灾 若干年后恢复原状 干扰 46 2.2 生态系统的稳定性 4、生态系统稳定性的关系 生态系统中的组分越多 食物网 越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低 关系 抵抗力 稳定性 恢复力 稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 47 苏州河是上海的“母亲河”，但在20世纪70年代，由于工业、生活污水被大量地排放到苏州河里，导致河水变黑变臭，物种丰富度急剧下降。1998年起，经过14年的治理，到2012年时，苏州河的水质得以明显好转，稳定在五类水的标准，水生生物群落也因此得到了改善：浮游植物增至200多种，浮游动物增至100多种，鱼类也恢复到40多种。 (1) 下图为苏州河生态系统中主要生物间的营养关系图，试分析当环境因素导致浮游植物数量下降时，该生态系统如何通过自我调节维持其平衡状态？ 当浮游植物数量下降时,浮游动物数量也随之下降,以前两者为食的底栖动物数量也下降,随后鱼类数量随之下降,捕食者数量下降后,浮游植物繁殖数量增加,随之浮游动物、底栖动物、鱼类的数量也随之恢复。 2.2 生态系统的稳定性——思维训练 (2) 举例说明生活污水是如何影响苏州河原有生态系统的稳定性的。 (3) 经过治理，现在苏州河中出现了藻类、鱼、虾等生物，生态系统得到初步恢复。虽然工业、生活污水等外来污染源不再排入苏州河，但为什么苏州河的生态系统仍很脆弱？ 生活污水中含氯、磷等物质增多,会造成水体富营养化; 生活污水中含有大量有机物,会导致水体溶解氧含量下降,影响水生生物的生存等。 苏州河是上海的“母亲河”，但在20世纪70年代，由于工业、生活污水被大量地排放到苏州河里，导致河水变黑变臭，物种丰富度急剧下降。1998年起，经过14年的治理，到2012年时，苏州河的水质得以明显好转，稳定在五类水的标准，水生生物群落也因此得到了改善：浮游植物增至200多种，浮游动物增至100多种，鱼类也恢复到40多种。 由于苏州河生态系统具是初步恢复,其生物种类并未达到原有的丰富程度,营养结构较单一,因此抵抗力稳定性较弱 2.2 生态系统的稳定性——思维训练 2.3 保护生态系统 1、用碳足迹衡量日常生活对自然资源的消耗 生态足迹: 衡量人类对自然资源的消耗和进行可持续性评价 碳足迹: 一方面用于研究CO2变化和大气污染等引起气候变化的问题，另一方面可用来衡量个人或生产活动对自然资源的消耗 2.3 保护生态系统 2、人类对生态系统的影响 人口增长过快，全球生态足迹总量的增长远远高于生态承载力的增长，生态赤字增加，地球进入严重的生态超载状态。 人口的增长以及人类活动会对生态环境造成严重的压力，这将带来全球性生态环境问题。 2.3 保护生态系统 3、全球性环境问题对生态系统的影响 2.3 保护生态系统 4、生物多样性 （1）概念： （2）层次: 地球上生物所携带的各种遗传信息的总和以及生物种内基因的变化。 遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性 地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度. 地球上生态系统组成、功能及各种生态过程的多样性 生物圈内__________________________等和它们的________,以及它们与环境共同组成的多种多样的___________. 基因 生态系统 生物多样性 所有的植物、动物和微生物 (生物多样性的根本原因) 2.3 保护生态系统 4、生物多样性 （3）价值 直接价值 间接价值 潜在价值 价值 实用意义的价值和非实用意义的价值 生态价值 尚不清楚的价值 2.3 保护生态系统 4、生物多样性 （3）价值 ①湿地可以蓄洪防旱 ________ ②湿地公园供人游玩 _________ ③农田中一种不知名的野草 _________ ④农田能够提供粮食 _________ ⑤画家旅游时即兴泼墨 _________ ⑥模拟鸟类外形研制飞机 _________ ⑦“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”_________ ⑧猎豹的追赶使羚羊的奔跑能力增强 __________ 间接价值 直接价值 潜在价值 直接价值 直接价值 直接价值 直接价值 间接价值 2.3 保护生态系统 4、生物多样性 （4）保护措施 保护栖息地 划定保护区域，即自然保护地. 包括自然保护区、森林公园、湿地公园、风景名胜区、水源保护区 鼎湖山自然保护区 （我国建立的第一个自然保护区） 扎龙自然保护区 2.3 保护生态系统 4、生物多样性 （4）保护措施 ② 保护物种 就地保护：在物种分布原生地采取禁猎、禁入、恢复植被等保护管理措施，是大部分物种保护采取的措施 迁地保护 在物种的非原生栖息地通过建立野生动物园、植物园、水族馆、种子库、基因库等不同形式的保存或恢复该物种的措施; 在某物种历史分布区域进行重新引入，让其在该区域重新具备自然生存能力，并形成能自我繁殖的野生种群. 2.3 保护生态系统 层次 遗传多样性 保护物种 潜在价值 生态系统多样性 物种多样性 直接价值 保护栖息地 价值 间接价值 生物多样性 保护 实用意义的价值 非实用意义的价值 生态价值 间接价值＞直接价值 就地保护 迁地保护 $$