生物与环境思维导图2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第1章种群及其动态 迁入率迁出率 性别比例 影响 数量 种群密度 出生率 特征 (最基本特征) 死亡率 影响 直接影响 预测发展趋势 影响 。4+。，，。，。 年龄结构 群 调查方法 逐个计数法 实验方法 证明 估算法：样方法、标记重捕法、显微计数法 变化 变化规律 “型增长、“S型增长、波动、下降等 个得出 研究方法 建构数学模型 影响 非生物因素 阳光、温度、水等 内部生物因素 种内竞争 生物因素 外部生物因素 捕食与被捕食、相互竞争、寄生关系等 一濒危动物保护 研究 应用 野生生物资源的合理利用 一有害生物的防治 选择性必修2·第1页 定义 种群在单位面积成单位体积中的个体数。 第1节 特点是种群最基本的数量特征。 种群的数量特征 研究意义（应用） 湖危动物保护、农田染草状况调查、农林害虫的监测和预报、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。 条件：在调查分布园围较小、个体较大的种群。 逐个计数法 举例：如调查某山坡上的琪阴密度， 特点：在多数情况下，逐个计数菲常困难， 举例：对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光透捕的方法来告算它们的种群度， 方法：在被调查种群的分布范田内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样 方种辟密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。 举例：调查草地上蒲公英的密度，农田中某种昆虫卵的密度，作物植株上好虫的密度、始的密度等。 种群密度 调查对象：双子叶草本植物 调查方法 样方法 取样愿期：随机取样 五点取样法 估算法 【探究·实线】 取样方法 方法 等距取样法 计数：计数每个样方内所调查植物的数量，样方边缘上个体取样方边、左边及左角处的个体统计在内。 计算种群密度：求得样方种群蜜度的平均阎 适用范围：活动能力强，活动范围大的许多动物， 种群的数 量特征 方法：在被调查种群的活动围内，捕获一混分个体，做上标记后耳放国原来的环境，经过一段时间后进行重辅，根据重捕 关系 标记重捕法 到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。 举例：在对某种鼠的调查中，调查范围为1m2,第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠，其中有标记鼠15只，这样 就可以估算出这种鼠的种群密度为39×34÷15=88.4只/hm2。 局限 种群密度反映了种群在一一定时明的数量，但不能反映种群数量的变化趋势。 定义：指在单位时创内新产生的个体数目古该种群个体总数的比值 出生率 出生率和死亡率 举例：例如，截至2015年年未，我国大陆总人口约为13.7亿，2015年出生1655万人，我国大陆人口在这一年的生率约为12%。 死亡率 定义：指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。 举例：例如，2015年，我国大陆死亡人口为975万，死亡率约为7%. 定义 对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值，分别称为迁入韦或迁出率， 种释数量 迁入率迁出率 植楼形响 研究盒义 如果你研究一座城市人口的变化，迁入率和迁出率更是不可忽悦的因素， 妹鞋率用 迷迁入率和迁出率 定义：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 增长型：幼年个体数大于成年，老年个体数，出生率>死亡率，种群数量增大 出生率和呢亡率 年酸结构 类型 稳定型：各年龄期个体数比例适中，出生丰✉死亡率，种群数量基本不变 年结构和性别比例 性别比侧 寝退型：幼年个体数小于成年、老年个体数，出生韦<死亡率，种群数量减小 定义：指种群中隆排个体数目的比例。 性别比例 应用：利用人工合成的性引诱剂（信息素）诱杀某种害虫雄性个体，改变性别比例，使很多雄性个体不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。 选择性必修2·第2页 第2节种群数量的变化 概念：是用来描述一个系统或它的性质的数学方式。 观察研究对象，提出问题 提出合理的假设 研究方法 建构模型（数学模型） 步骤 建立数学模型：根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 研究实例 细菌数量变化，略 实例：美国某岛屿环预雉种群数量的增长 模型假设（前提条件）：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，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乳倍。 “丁”型增长 数学模型 公式模型（规律）：t年后种群数量为：N=N6灶，其中No为该种群的起始数量，t为时 建立模型 间，N:表示t年后该种群数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。 图像模型：教材【思考·讨论】“分析自然界种群增长的实例”中的图。 种群数量 实例：高斯曾做过的实验：大草履虫种群数量的增长。 的变化 模型假设（前提条件）：自然界的资源和空间有限，当种群密度很大时，种内竞争加剧，会使种群的出 生率降低，死亡率升高。 变化规律 数学模型 建立模型：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，即达到K值（一定的环境条件所能维持的种群最 大数量称为环境容纳量，又称K值)，教材图15。 自然界有的种群能在一段时期内维持数量相对稳定。如某地野牛、狮的种群数量往往比较稳定。 “S”型增长 对于大多数生物的种群来说，种样数量总是在波动中。如对某地区东亚飞蝗种群数量多年的变化 情况所做的研究表明，该东亚飞蝗的种群数量在1913一1961年一直处于不规则的波动状态。 种群数量的波动 (种群达到K值 处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。 后的数量变化) 当种群长久处于不利条件下（如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏），种群数量会出现持续性或 急剧下降。如大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值就会变小。 当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。如多种鲸在遭遇人类过 度捕捞后，种群数量急刷下降，有的鲸濒临灭绝。 【探究·实践】培养液中酵母菌种群数量的变化 选择性必修2·第3页 第3节影响种群数量的变化因素 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭 阳光 度（林冠层遮蔽地面的程度），即主要取决于林下植 物受到的光照强度。 说明：非生物因 素对种群数量变 在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季葫发为 化的影响往往是 新的植株，这主要是受气温升高的影响。 综合性的。例 非生物因素 温度 如：春夏时节动 蚊类等昆虫寒冷季节一般会全部死亡，这主要是受气 植物种群普遍迅 含义：食物和天敌等生物因素对 温降低的影响 弄外：昏湿 种群数量的作用强度与该种群的 干早缺水会使许多植物种群的死亡率升高。 升高外， 密度是相关的。 长 降水增多也 密度制 水 动物种群在寻找水源的过程中常常发生个体死亡。 举例：例如，同样是缺少食物， 是重要原因。 约因素 种群密度越高，该种群受食物短 气候干早是东亚飞蝗种群燥发式增长的主要原因。 缺的影响就越大，因此，这些因 素称为密度制约因素。 内部生物因素 种群的增长会加刷种内竞争，使种群的增长受到限制。 说 明 含义：气温和干早等气候因素以 含义：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种 及地震、火灾等自然灾吉，对种 生物的捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。 群的作用强度与该种群的密度无 非密度 ，因此被称为非密度制约因 捕食与被捕 结果：食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率 制约因素 素。 影响种 食的关系 升高的现象。 群数量 举例：例如，在遭遇寒流时，有 松鼠以红松、云杉等的种子为食 些昆虫种群不论其种群密度高 变化的 生物因素 外部生 举例 天敌对猎物种群数量影响 低，所有个体都会死亡。 因素 物因素 森林中不同植物竞争阳光和养分 相互竞争关系 草原上非洲狮与猎豹竞争猎物 寄生关系：动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的 出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。 在濒危动物的保护方面 只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，以及影响该种群数量变化的因素，才能准确 了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。 如在渔业上，人们总是希望长期获得较高的捕捞量。这就需要研究捕捞量与种群数量变化之间的关系。 从理论上说，“S”形增长的种群在种群数量达到K值时，出生率与死亡率相等，这时即使不捕捞，种群数量也不 种群研究 野生生物资源的合理利用方面 会增加。 的应用 研究表明，中等强度的捕捞（捕捞量在X2左右）有利于持续获得较大的鱼产量。 在鼠害发生时，既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环 境容纳量，才能使佩害得到有效防治。 在有害生物的防治方面 对农林害虫的防治，如果一味依赖喷酒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌：有效保护或引入天敌生物， 则有利于将害虫数量控制在较低的水平。 选择性必修2·第4页 第2章群落及其演替 物种丰富度 原始合作 种间互助 互利共生 物种组成 种间关系 种间竞争 垂直结构 种间斗争 捕食 从内部结 空间结构 群落的结构 水平结构 寄生 构看群落 季节性 不 生态位 落 同 荒漠生物群落 及 视 从生物的适 群落的 反应 生物对环境 其 扇 草原生物群落 应性看群落 主要类型 的适应性 演 看 森林生物群落 始终处于动态变化 替 安 初生演替 演替的类型 落 从动态变 次生演替 化看群落 群落的演替 人类活动对 影响演替的程度和方向 演替的影响 退耕还林、还草、还湖 选择性必修2·第5页 第1节群落的结构 定义 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，简称群落。 意义：认识一个群落的首先工作：是区别不同群落的重要特征：是决定群落性质最重要的因素。 物种区别 含义：一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。 统计物种相对数量的方法：记名计算法、目测估计法 研究 物种 取样方法：取样器取样法 物种 内容 丰宫度 研究土壤中小动 采集小动物的方法：诱虫器诱导法、简易采集法 组成 物类群的丰富度 保存小动物的方法：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。 优势物种：在群落中，数量很多，对群落中其他物种的影响大，占据优势的物种。 群落中的物种组成不是固定不变的. 特点 随着时间和环境的变化，群落中的优势物种可能发生改变。原来不占优势的物种可能逐渐变得有优 原来占优势的物种也可能逐渐失去优势，甚至从群落中消失。 定义：两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。 原始合作 举例：海葵固着于寄居蟹的螺壳上，寄居蟹的活动，可以使海葵更有效地捕食：海 种间 葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。 互助 定义：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。 互利共生 举例：豆科植物与根瘤菌之间：植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将空气中的 氮气转变为含氮的养料，供植物利用。 定义：一种生物以另一种生物为食的现象。 捕食 举例：翠鸟捕鱼。 定义：一种生物从另一种生物（宿主）的体液、组织或己消化的物质中获取营养并通常 种间 对宿主产生危害的现象。 斗争 寄生 举例：马蛔虫与马。 群落的结构 定义：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥现象。 种间竞争 举例：同一草原上生活的非州狮和斑鬣狗。 研究内容 含义：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。 森林：自上而下分别有乔木、灌木和草本植物，形成群落的垂直结构。 植物 湖泊：有挺水层（如芦苇、莲、菱白）、浮水层（如凤跟蓝、浮萍）和 沉水层（如水车前、小眼子菜、竹叶眼子菜、黑藻）等。这些植物分别 举例 利用了湖泊中的不同空间，形成了湖泊群落的垂直结构。 垂直 动物：某森林中栖息着多种鸟类，大多数鸟类可同时利用几个不同的层次，但每 结构 种鸟都有一个自己经常活动的层次：林冠层栖息着鹰、黄鹂、杜鹃等：中层栖息着 群落的 山雀、啄木鸟、鸽、莺等林下层则生活着画眉、八色鹅等。 空间结构 与对光的利用有关：不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种 分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。 植物 决定因素 陆生群落：决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件：决定植 物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。 动物：群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。 举例：某草地在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不 水平结构 生物自身生 特点的不 因素，不同地段往往分布着不同的 同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶 含义：群落的外貌和结构会随阳光、温度和水分等随季节变化而发生有规律的变化。 植物：有些种类的植物在早春来临时开始萌发，并迅速开花和结实，到了夏季其生活周期结束： 群落的 种类的植物则在夏季达到生命活动的高峰，从而导致群落在春季和夏季的物种组成和空间 季节性 举例 结构发生改变。 动物：大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物，在冬季都向南方迁移，到雪被较少、食 物充足的地区生活。旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会冬眠，有些动物在炎热的夏季进入夏眠。 定义： 个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系 等，称为这个物种的生态位。 动物：通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。 生态位 研究内容 植物：研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征以及其他物种的关系等 意义：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种 之间及生物与环境间协同进化的结果。 其他 群落的范围和边界、群落的演替（详见第3节）等。 选择性必修2·第6页 第2节群落的主要类型 分布：分布在极度干早区 原因：这里年降水量稀少且分布不均匀 特点：荒漠里物种少，群落结构非常简单， 范漠生 生物种类：有仙人字属植物、骆蛇利属植物等。 植物 物肝落 适应性特点：仙人掌具有肥厚的肉质茎，叶呈针状，气孔在夜晚才开放，骆驼制植株才几厘米高，但根可长达15. 生物种类及适应 生物种类：主赞是爬行类、呐齿目、鸟类和蝗虫等， 性特征：附早 动物 适应性特征：爬行动物斯蝎和蛇的表皮外有角质鳞片，有助于诚少水分蒸发：它们的蛋壳坚硬，能保护正在发有的胚胎：它们的体温是变化的： 其调节体温的方式是每天早早起来到阳光充足的地力，让身体暖和起来，侍天热时退到地下等阴凉处。某些爬行动物以态尿酸盐的形式播泄合 氮废物，而不是产生需要更多水才能溶解的尿素。 分布：主要分布在半干早地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。 特点：草眼上动植物的种类较少，群落结构相对简单。 植物：在草原上，各种耐寒的早生多年生草本植物占优势，有的草原上有少量的灌木丛，乔术非常少见， 类型 草原生 物群落 生物种类 生物种类及 动物：由于缺水，两椭类和水生动物非常少见。稀树干草原上，生长者伞形树冠状乔本，动物主要以斑马、长须鹿和狮子为主。 适应性特 植物：柱柱叶片狭窄，表面有茸毛或蜡质层，能抵抗干早， 适应性特征 动物：大酆其有挖洞或快速奔跑的特点。 分布，湿润或校湿润的地区。 特点：群落结构非常复杂且相对稳定， 群落的 主要类型 森林生 植物：有乔木、灌木、草本和藤本植物。 物群落 生物种类 生物种类及 动物：树栖和禁缘生活的动物种类特别多，如长臂猿、松鼠、蜂联、犀鸟、避役和树蛙等。 适城性特征 适应性特征，闲生植物多居上层，能吸收比较强的阳光。林下光线相对较弱，在热带雨林中，林下几乎那是散射光，仅有稀硫的光点和光斑。阴生植物生活在林 下。阴生植物的茎细长，叶薄，细胞壁薄，机械组织不发达，但叶绿体颗粒大、呈深绿色，因此，这类植物适应在光条件下生存。 分布：沼泽、河流、湖泊等地。 混地生物群落 特点：动植物物种十分十富，既有水生生物也有陆生生物，常见的有芦节、香蒲、黑幕、金鱼幕等植物，以及鱼类、两柄类、鸟类等动物。 海洋生物群落：在海洋中，数量众多的微小浮游植物，浅海区生长的大型薇类（如海带、裙带桌等），以及种类繁多的动物。 分布规律 在我国，东弼湿润地区往住随处可见森林：在内陆半干早区，分布有大片的草原：再到西廊的干早区，则出现荒漠群落。 不同群落在物种组成，群落外貌和结构上都有看不同的特点， 不国群落中的生物也都有适应其环境的特征。 特征 每一类生物群落又都可以分为更具体的群落类型。例如，我风真型的森林类型可以分为寒温带针叶林、温带针树叶混交林、暖温带落叶，叶林。亚热带常绿铜叶林。热带季雨林和热带雨林等。 在不同的森林群落中，生物适应环境的方式不尽相同。 非生物因素 萨落类型受水分、温度等因素的影响恨大。 影响因素 内容：群落中不同种群之间通过复杂的种间关系，相互依存、相互制约形成有机整体，从而锥持种群之间的协调和平衡， 生物因素 岸例：森林中许多动物需要植物提供食物和庇护，不少植物则依赖动物传播花粉和种子：森林中的乔木、灌木与草本植物之间，虽然对土裹、空甸、阳光的利用存在一定程 度的竞争，但可以因生态位的不闻而达到相对平衡的状态，和谐共存。 选择性必修2·第7页 第3节群落的演替 定义 随着时间的演替推移，一个群落被另一个群落代誉的过程，叫作群落演昔。 含义：指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。 经历的阶段：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，详见选择性必修2教 初生演替 材图2-11 举例：如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。 相同点：这两类演 替，都是从结构简 特点：速度慢，趋向形成新群落，经历的阶段相对较多。 单的群落发展为结 类型 构复杂的群落，群 含义：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 落中的物种数量和 发芽的地下茎)的地方发生的演昔。 群落层次增多，士 经历的阶段（以弃耕农田为例）：弃耕农田一草本植物阶段（干旱的荒漠地区）一灌木阶段（干旱的荒漠地 壤、光能得到更充 次生演替 区)一森林阶段（气候条件适宜），详见选择性必修2教材图2.12。 分的利用。 举例：如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。 特点：速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少。 群落的演替 结果 土壤中的有机物越来越丰富，群落中物种丰富度逐渐加大，食物网越来越复杂，群落的结构也越来越复杂。 因素：外界环境的变化，生物的迁入、迁出，群落内部种群相互关系的发展变化，以及人类的活动，等等。 影响因素 适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰，因此，群落就不断地演替。 结果 最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。 结果：人类的许多活动正在影响着群落的演替，往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。 砍伐森林可以在短期内改变森林群落中的物种组成和物种丰富度，进而改变群落的演替方向： 人类影响 破坏行为 过度放牧则可能很快导致土地荒漠化，使草原生物群落演替为荒漠生物群落： 举例 未经处理的污水直接排入河流，可能给水生生物带来灭顶之灾。 保护行为：通过封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至建立人工群落等，人类活动也可以使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。 研究意义 在自然界，群落的演替是普遍现象，而且有一定的规律，人类掌握了这些规律就能根据现有情况，预测群落的未来，从而正确学握群落的动向，使 之朝若对人类有益的方向发展。 措施 退耕还林、还草、还湖 选择性必修2·第8页 第3章生态系统及其稳定性 类型 自然生态系统 人工生态系统 包括 抵抗力 具有 稳定性原国， 自我调表现 稳定性 概念 生态系统 个构成 节能力 恢复力 特点 稳定性 相互作用 无机环境 生物群落 复杂程度彩响 组成 组成 非生物 非生物 生产者 消费者 构成 的物质 的能量 分解者← 组成食物 食物网 维 非生物成分 生物成分 结构 破怀 生态系统的成分 怀 生态系统的营养结构 自然环境问题 生物多样性锐减 进行 人类 活动 生态环境问题 能量流动 力物质循环 载体 信息传递 建位 生态工程 个解决 环境保护 功能 调节 选择性必修2·第9页 第1节生态系统的结构 定义 在一定空问内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。 范围 有大有小。一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一块农田等，都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统 一生物。 水域生态系统：分为海洋生态系统、淡水生态系统等： 自然生态系统 类型 陆地生态系统：分为森林生态系统、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：分为农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。 非生物的物质和能量 能量：光、热 物质：水、空气、无机盐等。 代表生物：主要是绿色植物 生产者 代谢类型：自养生物 作用：生产者通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以 说是生态系统的基石。 成分 代表生物：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。 生态系统 组成 成分 能够加快生态系统的物质循环：消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物(CO、水、氨等)，这些无机物排出 的结构 消费者 作用 体外后又可以被生产者重新利用。 对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。 代表生物：主要是细菌和真菌。 分解者 结构 作用：能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。 各组分间的关系：在生态系统中，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的（教材图31）。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 系统成为一个统一的整体，具有一定结构和功能。 生态系统的结构模型：教材图3-2.。 举例：植物→埠虫一蛙→蛇→度… 食物链 结构模式：生产者一初级消费者一次级消费者一三级消费者一四级消费者… 营养环节：第一营养级一第二营养级一第三营养级一第四营养级一第五营养级 生态系统的营养结构 概念：食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。 一食物链和食物网 举例：选择性必修2教材图34 食物网 各种动物所处的营养级并不是一成不变的 特点 食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。 食物链和食物网的作用：是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。 选择性必修2·第10页 第2节生态系统的能量流动 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 含义 过程 生产者 单向流动：在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次 流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。 营养级 呼吸 (热能散失) 未利用 生长、发有、繁殖 透体、残： (储存在有机物中) 「枝败叶等 特点 逐级递减：传递效率为10%一20%。生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 (表示方法：能量金字塔) 初极消费者 含义：将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积 间化受 (或体积)的图形，并按照营养级的次序排列，形成的金字塔图形。 能量 茶 金字塔 特点：直观地反映出生态系统各营养级间能量关系。由于能量在 解 呼吸 流动过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽的 生长、发有、繁殖 :(热能散失》 未利用←一 金字塔形。 《储存在有机物中 含义：如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所 次级消费者 生态系 生物量 同化量 容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔， 统的能 金字塔 养酸 量流动 生态 特点：大多是上窄下宽的金字塔形。 金字塔 (热能散失) 未利用 体 含义：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成 (存在有机物中) 数量金字塔。 事 数量 特点：表明每个营养级中生物个体的数量。在一个草原生态系统 金字塔 中，吃草的鼠比草的数目少，吃鼠的鼬又比鼠的数目少，这时， 数量金字塔是上窄下宽的金字塔形。但是，如果消费者个体小而 生产者个体大，如昆虫和树，那么数量金字塔就会呈现上宽下窄 倒置的金字塔形， 可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。如：农田生态系统中，间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻一萍一蛙等立 体农业生产方式 可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。如：农业生态系统中，将秸秆用作饲料喂性畜，可获得肉、蛋、奶等：将性备的粪便作 为沼气池发醇的原料，可以生产沼气提供能源：沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 可以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。如：在一个草场上，根据草场的能量流动特点，合理确定草场 的载畜量，才能保持畜产品的特续高产。 【探究·实践】调查当地某生态系统中的能量流动情况 选择性必修2·第11页 碳的作用：是构成生物体的重要元素之一，组成生物体的蛋白质、精类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的。 第3节 主要形式：CO. 生态系统的 途径：教材图3-10 特点：具有全球性 物质循环 举例一碳循环 海洋对于调节大气中碳含量的作用：当大气中CO含量增加，水园中的CO含量也随之增加：如果大气中的CO发生局部短缺，水园中的C0也能及时进入大气. 生原因：世界范围内，化石燃料的开采和使用大大增加了CO的排放， 与社会的联系 影响：引起全球性的气候变化。 一温室效应 措施：减少CO排放，大力提伯植树种草，提高森林覆盖率。 物质：组成生物体的碳、氢、氧、氮、薛、硫等元素。 循环途径：不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。 定义 生态系统：这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统一生物周。 特点：具有全球性 别名：又叫生物地球化学循环， 物质循环 启示：对于改进农业生产方式有多方面的启示。例如，可采用种养结合的板式，在稻田中养鸭养鱼，动物的取食、消化能促进物质循环，它排出的粪便中氮、磷等可供水稻吸收利用， 它们呼出的二氧化碳还可为水稻的光合作用补充原料. 生态系 人类活动向环境中排放的有害物质，包括一些重金属，知铅(Pb)、辆(C)、汞(Hg)等，以及人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等。 统的物 形成 这些有害物质一进入环境使参与生态系统的物质循环。 质循环 条件 它们的循环过程不能较快地通过食物链国归非生物环境。 特点：青性根强，以比较稳定的形式存在于环境中， 人类活动改变了铅的分布：在煤燃烧、有色金屈治炼的过程中，铅会以直径不足0.5的微小颗粒被排放进入大气，然后沉降在士壤和植被表面。一部 举例一铅的 分铅顯拉随降雨进入十壤，另一部分进入水体。植物的根从士壤中吸收铅，叶片也会摄入吸附的铅，在水中生活的植物、浮游动物会直按吸收水中的 问题一 生物富集 铅。动物饮用含有铅的水，也会直接摄入留。 生物富集 体内积蓄：进入体内的铅，能够形成多种比较稳定的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内， 食物链富集：一且含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内紧集，最终积累在食物链的顶端。 定义：生物体从同围环境吸收、积蓄某种元素或准以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集， 举例：钢、汞等重金屈，DDT、六六六等有机化合物，一些成时性物质。 物质 来源：人类活动向环境中排放 特点：由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此，这种现象是全球性的。 同时进行，被此相互依存，不可分别，能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程，物质作为能量的我体，使能量沿着食物链（网）流动：，能 能量流动和物 联系 量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成 质循环的关系 一个统的整体。 区别 非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用：能量在流经生态系统各营养领时，是逐级递减的，而且流动是单方向不循环的。 【探究·实践】探究土壤微生物的分解作用 选择性必修2·第12页 第4节生态系统的信息传递 信息的含义 在日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。 信息流的含义 生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。 含义：自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。 物理信息 来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。 举例：蜘蛛网的振动频率、头狼的嚎叫声。 含义：在生命活动中，生物产生的一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等， 信息的种类 化学信息 这就是化学信息。 举例：昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质一一信息素。 含义：动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为 行为信息 信息。 举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。 生态系 统的信 生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。 息传递 特点 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。 信息产生的部位一一信息源： 组成要素 信息传播的媒介一一信道：空气、水以及其他介质均可以传插信息： 信息接收的生物或其部位一一信息受体：动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素）等可以接收多样化的信息。 生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 在生态系统中的作用 生物种群的繁衍，离不开信息的传递。 信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。 提高农畜产品的产量。 技术方法：化学防治，生物防治和机械防治。 在农业生产中的应用 对有害动物进行控制 优点：对人类生存环境无污染的、有效。 生物防治 举例：利用信息来发挥作用。 选择性必修2·第13页 第5节生态系统的稳定性 含义 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。 结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。 功能平衡：生产一消费一分解的生态过程正常进行，保正了物质总在循环，能量不断流动，生物个 特征 体持续发展和更新。 生态平衡是一种 动态的平衡。 生态平衡 收支平衡。例如，在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处 于比较稳定的状态。 含义：是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效 调节机制一一负反馈调节 果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。 意义：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。 含义：人们把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，叫作生态系统的稳定性。 实质：生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。 原因：生态系统具有自我调节能力。 生态系统 的稳定性 含义：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。 抵抗力稳定性 特点：一般来说，生态系统的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。 类型 含义：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。 恢复力稳定性 举例：森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。 生态系统 的稳定性 特点：生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。 破坏 原因：生态系统的自我调节能力是有限的。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 就会遭到严重的破坏。 处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需，如粮油、蔬果、肉蛋奶、木材等农副产 原因 品。 保护一提高生态 处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。 系统的稳定性 控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。 措施 对利用强度较大的生态系统，给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 【探究·实践】设计并制作小生态缸，观察其稳定性 选择性必修2·第14页 第4章人与环境 分 要处理好人口增长 人类增长与生态足迹 与资源、环境的关系 全球气候变化 人类活动 对生态环 机 水资源短缺 境的影响 境问题 臭氧层破坏 要处理好 环境保护 全球性 土地荒漠化 与经济发 注 环境问题 展的关系 环境污染 人与环境 生物多样性丧失 走可持续发展之路 业 生物多样性丧失的原因 要处理好 生物多样性及其保护 生物多样性的价值 人与自然 界其他生 生物多样性丧失的保护 物的关系 生态工程的基本原理 生态工程 要协调好生态、 生态工程的的实例和发展前景 经济和社会效益 选择性必修2·第15页 含义又叫生态占用，是指在现有技术条件下，锥持某一人口单位（一个人。个城市、一个国家成全人类）生存所需的生产资源和纳废物的士地及水域的面积。 第1节人类活动对 举例一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食所需要的拼地面积，而他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些二氧化碳所需要的森林、苹地或农田的面积。 对生态环境的影响 生态足迹的值越大，代表人类所需的货源愁多，对生态和环境的影响就店大· 生态环境的影响 建设用地：表示交通设施、住房、工业建筑物、水电库区等人类基础设施所占用的十地面积。 林地：表示生木材、纸浆、等柴等林木严砧所需的林地面积 草地：表示生产肉、奶、毛、皮等岳牧严品所需的草地面积。 组成 生态足迹 耕地：表示用米种植人类消费的作物、油料、檬胶以及生产牲备饲料等农产品所需的农田面积。 渔业用地：表示支持水产品生产所需的水域面积。 碳足迹：表示扣除海祥对碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃桃非放的二氧化碳等所需的森林面积。 人口增长与 生态足迹 原因 随者经济和社会的发展，人们的生活得到了更好的物质支持，人们的消费水平在不断提高： 生活方式的改变 影响 生活方式不同，生态足迹的大小可能不同。 影响因素 举例 与步行相比，开车出行会增大生态足迹，增加的部分既包括汽车对道路、停车场的直按占用面积，也但括吸收尾气所需要 的林地面积等。又如，与食用蕊菜相比，吃牛肉也会增大生态足迹。 人口增长过快 全球进入生态超我状态， 人类活 带来的影啊 全球变暖：化石燃料的使用、水泥的生产以及士地利用的变化等。导致二氧化碳浓度开高。 动对生 态环境 人口增长 我国生态赤字严重。 的影响 趋势 从世界围看，人口还将继续增长，人类的消费水平也将继续提高，未来，全球生态环境可能会面临更大的压力， 我国概况 我国人口基数大。近年来，虽然在计划生有等基本国策的调控下，我国人口增长过快的情况得到了有效控制，人口出生率和增长率明显下降，目前己进入 了低生有水平国家行列。不过，我国依然是世界第一人口大国，未来城市化和人口老龄化还将加速.处理好人口增长和资源、环境的关系显得尤为重要。 原因：煤、石油和天然气的大燃烧以及水泥的生产等导致大气中二氧化碳浓度升高，使温室效应加制。 全球气候变化 影响：全球变暖，导致南极冰盖融化，地球海平面上升，进而对人类和许多生物的生存生成胁。 水资源短缺：淡水约占地球水资源的3%。但是其中可坡人类直按利用的不到13。人口剧增以及人类的活动加剧了水资源短缺的危机。 臭氧层玻坏 主要问题 土地荒误化：人类活动会导致干早区、半干早区等港区的土地退化，甚至完全荒漠化，目前，除了南极洲，其他各洲均荏在十地荒漠化， 全球性生态 生物多样性丧失：生物多样性在急到下降。目前平均每天有一个物种消失，物种灭绝的速率是自然灭绝速度的1000倍！ 环境问题 类型：污染最为常见的是大气污染、水体污染和上壤污染。 环境污染 影响：大气污染会导致雾霜、酸雨频发。 影响 对生物固的稳态造成严重成胁，并影响到人类的生存和可持续发展， 措施 正确处理环境保护与经济发展的关系，践行经济、社会和生态相互协调的可持续发展理念， 我国概况 我国政府佰导生态文明建设，将“全而协调可持续发展”作为基本国策。近些年来，我国采取了一系列措施，使整体生态环境得到了明最改普，建设生态文明，要求每一 个公民从我做起，积做投身到生态文明建设中。对于节能坏保的徐色生活方式，我门不仅安保入理解，身体力行，而且要厂宣传，使之成为全社会的共识。 选择性必修2·第16页 含义 生物园内所有的植物、动物和做生物等，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。 第2节生物多 遗传多样性（基因多样性）：是指地球上所有生物携带的遗传信息的总和： 样性及其保护 类型 物种多样性：自然界中每个物种都具有独特性，从而构成了物种的多样性： 生态系统多样性：折地球上的生境、生物群落和生态系统的多样化，还包括生态系统的组成、结构、功能等随着时间变化而变化的多样性。 有实用意义的价值：食用、药用和工业原料等。 直按价值 非实用意义的价值：旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等。 植物能进行光合作用，具有制迹有机物、国碳、供氧等功能： 价值 间接价值 森林和草地具有防风固沙、水上保持作用： 湿地可以蓄洪防早、净化水质、湖节气候，等等， 生态价值：促进生态系统中基因流动和协问进化等方面。 潜在价值：月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。 意义 对于雏持生态系统稳定性具有重要意义，览定了人类文明形成的物质条件，是人类赖以生存和发展的基础。 生物 多样性 产生 是数十亿年生物进化的结果。 原因 人类活动的范围和影响强度不断增大。 主要表现：某些物种的柄息地丧失和碎片化。 野生物种生存 环境的破坏 举例：将森林欣伐或开基为耕地，交通（高速公路、高速铁路）和水利（修建水坝）设施、房地产工程项目的修建，都可能导致某些野生物种栖息地 的丧失或者碎片化。 丧失 内容 掠夺式利用：包括过度采伐、滥捕乱猎，这是物种生存受到威脚的重要原因。 环境污染也会造成生物多样性的丧失： 其他 农业和林业品种的单一化会导致遗传多样性的丧失，以及与之相应的经长期协问进化的物种消失。 外来物种的首目引入会导致物种的灭绝，使生物多样性丧失。 就地保护：是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国家公园等，这是对生物多样性最有效的保护， 易地保护：把限护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。例如，建立植物园、动物园以及潮位动植物繁有中心等。这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会， 保护生物 措施 建立精子库、种子库、基因库，利用生物技术对渐危物种的基因进行保护，等等，也是保护渐危物种的重要措施， 多样性 关键是处理好人与自然的相互关系。当前主要是降低破坏地球生态环境的速度，这包括控制人口增长、合理利用自然资源以及废物的重复利用等。 加强江法、执法、宣传教有，使每个人都能树立保护生物多样性的意识，自觉形成保护生物多样性的行为和习惯。 理解 反对盲目地、掠夺式开发利用大自然，并不意味着禁止开发和利用， 选择性必修2·第17页 第3节生态工程（一) 人类经济发展带来的环境问题 20世纪60年代以来，全球经济进入了快速增长阶段，人们生活水平提高、人口迅速增长，人类也随之更多地从自然中索取。 毁林种地，围湖造田，大量使用化肥、农药等农业生产方式，以及工业的迅猛发展，正在大量消耗自然资源。 解决方法 为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科一一生态工程 应运而生并迅速发展。 基本原理和方法：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法。 定义 操作内容：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。 目的：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。 建设目的 遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。 特点 与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 涉及范畴 生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交又而产生的应用学科。 工程基础 生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础。 含义：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。 生态工 遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。例如湿地修复中净化能力较强的多水生植物的选择以及 程的基 自生 物种间互利共存关系的形成。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，这 本原理 要求 样即便某个种群消亡，其他种群也能弥补上来，从而有助于生态系统维持自生能力。 要维持系统的自生，就需要创造有益于生物组分的生长、发有、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。例如湿地生态 生态工程 工程中降低水体污染物，增加水体溶氧量，改善水生生物的生存环境。 含义：循环是指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。 循环 要求：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。如无废弃 基本 物农业。 原理 含义：生态工程建设要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。如西北一些地区树苗的选择。 协调 要求：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系 统的失衡和破环。 含义：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。 整体 进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。例如，在进行林业工程建 要求 设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题。 社会习惯、法律制度等对生态工程建设有着重要影响。 注意 生态工程需要根据工程的目的，以及当地自然、社会和经济的情况，从系统的不同角度综合考虑问题。因此，不但要考虑生态学原理，而且要考 虑经济和社会的实际状况，通过系统学、工程学的设计，在充分利用自然的基础上，考虑节省投资和维护成本，提供务实、可持续的解决方案。 选择性必修2·第18页 第3节生态工程（二） 问题：我国农村人多地少，资源有限。 农村综合发展 对策：建立农村综合发展型生态工程，是实现这一目标的有效途径。 型生态工程 案例：北京郊区某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程（详见教材内容） 原理：主要运用了生态工程的整体、协调、循环、再生等原理。 湿地的功能：具有蓄洪防早，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们 提供休闲娱乐的环境等功能。 问题 湿地的缩小导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。 我国概况 湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，导致湿地生态系统严重退化。 湿地生态 恢复工程 采用工程学和生态学措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等，使受到干扰的 对策 湿地得以恢复。 实例 在湿地的周围建立缓冲带，尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。 案例：厦门贫 引潮入湖、输送新鲜海水、西水东调等措施，湖水水质显著改善。 筜湖生态恢复 清挖湖底淤泥，沿湖修建驳岸、导流堤及环湖林荫步行道等措施，进一步改善了湖水水质，美化了湖区景观。 藏开采造成山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。 生态工 程的实 问题 恶劣的土地条件会阻碍植被的生长。 例和发 对土地景观造成巨大的影响，产生严重的重金属污染。 展前景 可矿区废弃地的 生态恢复工程 对策：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。其中，关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物 群落的重建。首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土：然后，在人造表土上，植树种草。 围栏、排石整地、植树、种草等措施： 案例：赤蜂市元宝山矿区生态恢复工程 建立了饲料工厂及饲养场，进行肉牛的养殖和粪肥的利用。 在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢 对生态工程的理解 复力量： 更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。 缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。 生态工程的不足之处 有些设计缺乏高科技含量，生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持，缺乏理论性指导等。 发展前景 目前面临的生态危机：己经不单纯是环境污染问题，而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。 我国概况 解决办法：重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合，需要生态工程发挥作用。 我国党和政府高度重视生态文明建设。 发展前景 中华民族传承古老的天人合一理念，在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然。 古老的智慧融合了现代科学成就，生态工程的发展和应用，将在建设美丽中国的过程中大有作为。 选择性必修2·第19页