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1、2022届新高考生物精准冲刺复习生物与环境第一章种群及其动态第1节 种 群 的 数 量 特 征一、种群与种群密度1 .种群的概念（1）定义：在一定空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。（2）数量特征：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。其中最基本的数量特征是种群密度。2.种群密度的概念(1)(2)(3)含义：指种群在单位面积或单位体积中的个体数。个体数表示方式：种 群 密度=里 面 大 小 面 积 或 林 积。逐个计数法：调查分布范围较小，个体较大的种群调查方法 样方法估算法标记重捕法 黑光灯诱捕法3 .样方法（1）适用生物：适用于植物或活动能力弱、活动范围
2、小的动物，如昆虫卵、蚊虫、跳蛹等。（2）调查程序：随机选取若干个样方一计数每个样方内的个体数一求每个样方的种群密度-求所有样方种群密度的平均值4.标记重捕法（1）适用生物：适用于活动范围大、活动能力强的动物个体，如鼠、鸟类等。捕获一做上标记后放一 段时间后重捕并计数据公式计部分个一回原来的环境一（重捕到的个体总数一数，估 算（2）调查程序：体 （记 录 个 体 数”）重 捕 到 的 标 记 个 体 数 种 群 密 度、工 咨 八#初 捕 标 记 个 体 数M 重 捕 中 标 记 个 体 数m 13n*,M-n（3）计算公式：-不 彳 禄薮后一=重 捕 个 体 总 数 一即=方。【重点探究】在标
3、记重捕法中，下列各情况带来的误差：标记物易脱落；被标记个体的被捕获机会降低；标记物导致被标记个体易于被捕食；被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体稀少处被捕获；被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体密集处被捕获；标记物影响被标记个体的活动，使其被捕的机会增大。以上估算值将偏大，估算值将偏小。【注意事项】（1）标记物必须在调查期间不会消失。（2）标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相同。（3）调查期间没有较多的个体出生和死亡，没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰。二、种群的其他数量特征1.出生率和死亡率生物选择性必修2 生物与环境-1 -(
4、1)概念：单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。P.牛 死 亡 个 体 数(2)计算公式：出生率(死亡率)=市 群 个体总%xlOO%(3)与种群密度的关系：出生率一工刖群密度|二 死亡率(4)意义：出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素。2.迁入率和迁出率(1)概念：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。(2)与种群密度的关系：迁入率一楙群密度迁出率(3)意义：迁入率和迁出率直接决定种群密度。3.年龄结构(1)概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。(2)类型图例日老年个体数成年个体数凶幼年个体数种群特征出生率与死亡率种群密度变化趋势类型卜lit幼年个体数大于
5、成年、老年个体数出生率 死亡率增大增长型1各年龄期个体数比例适中出生率u 死亡率稳定稳定型(辱幼年个体数小于成年、老年个体数出生率(死亡率减小衰退型(3)意义：影响出生率和死亡率，可预测种群数量的变化趋势。4.性别比例(1)概念：种群中雌雄个体数目的比例。(2)意义：通过影响出生率影响种群密度。(3)应用：利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体一 破坏种群正常的性别比例一 降低害虫种群密度。【重点探究】1.下图为种群特征间的相互关系，图 中 AF 分别代表：A.迁入率，B.出生率，C.性别比例，D.年龄结构，E.迁出率，F.死亡率。-决定种群消长的速率2.我国放开二孩政策后，直
6、接影响图中的出生率3.春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量的主要因素是迁入率和迁出率。4.我国人口老龄化越来越严重，作出这一判断的依据是年龄结构。三、调查草地中某种双子叶植物的种群密度1.调查对象双子叶植物生物选择性必修2 生物与环境-2-单子叶草本植物常是丛生或蔓生的，而双子叶草本植物易于辨别个体数目。单子叶植物的叶片一般呈条形或披针形，叶脉一般是平行脉；双子叶植物的叶脉一般是网状脉。2.方法步骤准备1确定调查对象I(数目的确定:根据调查地段的总体面积而定询定样方I大小的确定：视被调查生物的种类而定.茶本植物一般以I底的正方形为宜等距取样法口口口口口3.用样方法估算种群密度时的注意事项(
7、1)随机取样。(2)样方大小随植物类型而定,如乔木一般为1 0 0 n r2,灌木一般为1 6 m 2,草本植物一般为1 n?。(3)样方数量不宜太少。(4)同种生物个体无论大小都要计数，对于压在边线上的个体，则只计数样方相邻两边及其夹角上的个体。计数：计数每个样方内所调存植物数批,并做好记录I计算种群密度:计算各个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值【重点探究】某兴趣小组调查某种双子叶草本植物种群密度的结果：样方N iN2N3N4N5种群密度(株/n?)878X9其中第四个样方中该植物的分布情况如下图所示:(1)计数第四个样方的植株数量需要计数样方以内的个体数
8、量，以及任意两个相邻边及其夹角上的个体数量。该样方的种群密度是(5+2+1)-1=8 (株/n?)。(2)该植物种群密度是8 株/n A第 2 节 种群数量的变化一、种群数量的增长、变化曲线及其应用1 .建构种群增长模型的方法(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)构建数学模型的方法步骤：观察研究对象，提出问题一提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型一通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。金I /(3)根据教材中“细菌数量增长规律”分析：若 N表示细菌数量，表示第代，|/则细菌增长的方程式模型为M =2 ;曲线模型如右图
9、吊 上 一 丽.2 .种群的 J”形增长 细 菌 种 群 的 增 长 曲 线(1)模型假设：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(即理想条件)。(2)建立模型参数的含义：M：，年后种群的数量；No：种群的起始数量；时间(年数)；种群数量A：该种群数量是前一年种群数量的倍数。生物选择性必修 10 时间数学方程式：N尸N M曲线图(如右图)3.种群的“S”形增长(1)模型假设：自然界的资源和空间总是有限的。(2)对曲线的分析a 点以前是生物对环境的适应期，种群数量增长较慢的原因是个体数量少,因此增长速率很小。ab段是快速增长期，种群数量快速增长，当 时增长速率达到最大，此时食物、
10、空间相对充裕，天敌数量少。b e 段，随着种群密度的增加，个体间因食物、空间和其他生活条件的争夺而导致种内竞争加剧，使种群出生率降低，死亡率升高。达到K值时，种群出生率等于死亡率，种群数量保持相对稳定。(3)K 值的含义：又称为环境容纳量，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。(4)应用野生大熊猫数量锐减的原因：栖息地遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，K值变小。应对措施：建立自然保护区，改善栖息环境，提高环境容纳量。4.种群数量的波动(1)影响因素自然因素人为因素：人类活动的影响(2)数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；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。长久处于不利的
11、条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。【重点探究】1.“J”形曲线分析种 群“J”形增长模型：M=N 就,2 表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。(1)当21、2=1,021增长增长型A=1稳定稳定型OA1下降衰退型种群增长率(2)已知种群增长率=一定时间内增长的数量“T”1 V l.麦必博-初始数量-。形增长的增长率曲线:0时间2.“S”形曲线分析乙生物选择性必修2 生物与环境-4-已知种群增长速率=一定时间内增长的数量时间请看图完成下列填空:(1)图乙的g 点相当于图甲的c 点；fg段相当于图甲的ac段。(2)图乙的h 点相当于图甲的d 点；gh段相当于图甲的cd段。3.下图体现了
12、J”形和S”形曲线之间的关系，二者之间的阴影部分代表环境阻力.【归纳总结】增长率、增长速率、入值的辨析(1)在“J”形曲线中增长率不变；在“S”形曲线中增长率逐渐减小。不能认为“S”形曲线的开始部分是“J”形曲线。(2)在“J”形曲线中种群增长速率不断增大；在“S”形曲线中种群增长速率先增大，在当时达到最大,然后逐渐减小。(3)入值为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。在“J”形曲线中增长率和人的关系是：入=增长率+1。二、培养液中酵母菌种群数量的变化1.实验目的：初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。2.实验原理(1)用液体培养液培养酵母菌，种群的增长受培养液的
13、成分、空间、p H、温度等因素的影响。(2)在理想环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K 值后，还会转而下降直至全部死亡(是营养物质消耗、代谢产物积累及p H 变化所致)。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。3.实验步骤(1)将 10 m L 无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。(2)将酵母菌接种到试管中的培养液中，并放在适宜条件下培养。(3)每天在固定的时间取样并计数酵母菌种群数量。在显微镜下计数，估 算 10 m L 培养液中酵母菌种群的初始数量No。连续观察7 天，记录数据。(4)分析数据，
14、以时间为横坐标，以酵母菌数量为纵坐标，画出坐标曲线，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。4 .实验结果分析根据实验数据可得如图所示的增长曲线。开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增加，营养消耗，p H 变化，生存条件逐渐恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。【注意事项】(1)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照；需要做重复实验，目的生物选择性必修2 生物与环境-5-是尽量减少误差。(2)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，减小误差。(3)制片时，先将盖玻片放在血
15、细胞计数板的计数室上，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。(4)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。(5)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。(6)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数，以每小方格内含有45个酵母细胞为宜。稀释培养液时要进行定量稀释，便于计算。【重点探究】1.若测得的酵母菌种群数量偏高，原因是取样时未振荡，取样于试管底部。计数的酵母菌中，有已死亡的个体。2.用染色法区分计数的酵母菌是活的还是死亡个体。活细胞的细胞膜有选择透
16、过性，所以不会被染色，而死细胞可被染色。第3节 影响种群数量变化的因素一、影响种群数量变化的因素凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。1.非生物因素(1)在自然界，种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。如：森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度，即光照强度。种子的萌发，主要受气温升高的影响；昆虫的死亡，主要受气温降低的影响。干旱缺水植物种群死亡率升高；动物缺水可导致个体的死亡或种群爆发式增长。(2)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。2.生物因素(1)内部因素种内竞争。(2)外部因素捕食与被捕食关系：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物
17、的捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食，使各种生物种群数量控制在一定范围内。相互竞争关系：不同植物竞争阳光和养分，不同动物竞争食物和生存空间，导致种群数量的变化。寄生关系：宿主被寄生生物寄生，影响种群的出生率和死亡率，进而影响种群的数量变化。【重点探究】如图表示两种生物的关系，请据图思考下列问题：(1)图中可表示双小核草履虫与大草履虫关系的是，可表示雪兔与狰制关系的是。(2)判断图中的捕食者和被捕食者的关系：个体数先增加或先减少的是被捕食者，如图中的出个体数后增加或后减少的是捕食者，如图中的儿(3)图和图中的两种种间关系的区别：图中的两种生物的竞争力悬殊，竞争的结果往往会使生物选择性必修2
18、生物与环境-6-处于竞争不利地位的生物灭绝；图中的两种生物的竞争力相当，不会导致一种生物灭绝。二、种群研究的应用1 .濒危动物的保护：通过调查种群特征及影响因素，了解种群生存状态，预测种群的数量变化趋势，采取保护措施以降低环境阻力，提高K值（或环境容纳量）。2 .渔业方面：中等强度的捕捞（捕捞量在K/2 左右），有利于持续获取较大的鱼产量。3 .有害生物的防治（1）采用化学和物理的方法控制现存种群数量。（2）通过减少食物、有效保护或引入天敌生物等方法降低其环境容纳量。【特别提醒】环境容纳量的应用濒危动物及野生资源的保护：建立自然保护区，提高K值；野生资源的利用：渔业捕捞应在与以后，捕捞后鱼的种
19、群数量维持在个；有害动物的防治：降低K值，在今之前捕杀；合理确定载畜量：草原放牧、鱼的养殖等，最大量不能超过K值。【重点探究】根据坐标曲线图，分析回答下列问题：（1）若此图表示鲸的种群数量变化，c d 段出现的主要原因是人类过度捕捞。保护措施：建立自然保护区、减少远洋捕捞、保护食物及其生活场所等。（2）2 02 0年东非暴发严重蝗灾，为有效防治蝗灾，应在a点之前开始控制。可采取的措施有通过物理或化学方法减少现存种群数量，也可通过生物方法（如增加天敌等）降低其环境容纳量。生物选择性必修2 生物与环境-7-第二章群落及其演替第1节 群 落 的 结 构一、群落及其物种组成1.群落的概念：在相同时间聚
20、集在一定地域中各种生物种群的集合。2.群落水平上研究的问题：物种组成、种间关系、群落的演替、空间结构(包括垂直结构和水平结构)、生态位和群落的范围与边界等。3.群落的物种组成(1)意义：物种组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。(2)衡量指标：物种丰富度，即一个群落中的物种数目。我国从东北到海南的森林群落越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。(3)优势种：在群落中数量很多，对群落中其他物种的影响也很大，往往占据优势。二、种间关系1.原始合作(互惠)：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。2.互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此
21、有利。3.捕食：一种生物以另一种生物为食的现象。4.种间竞争(1)概念：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的现象。(2)结果：常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。5.寄生：一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。【重点探究】为判断种间关系的类型，请从以下角度回答问题：(1)从两种生物的数量变化趋势看，出 现“同升同降”的有互利共生、原始合作，出 现“你升我降”的有种间竞争，出 现“升降紧相随”的是捕食。(2)从最终结果看，能长期共存的除互利共生、原始合作外，还有捕食、寄生和种间竞争，可能会
22、淘汰一方的是种间竞争。三、群落的空间结构1.空间结构类型：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。2.垂直结构(1)概念：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。(2)植物的分层植物的分层与对光的利用有关，显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。除了光照，在陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等；决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。(3)动物的分层：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。3.水平结构(1)分布：常呈镶嵌分布。(2)决定因素：地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强
23、度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等。【重点探究】生物选择性必修2 生物与环境-8-如 图a、b、c分别代表的是在一200 m3 800 m的海拔内，山坡a、森 林b、海 洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。回答下列问题：(1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，影响它们分布的主要生态因素是温度。这不是群落的垂直结构。(2)b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，b处森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度影响形成的，c处藻类植物的分层现象是受光质(光的波长)影响形成的。这是群落的垂直结构。(3)b处动物在群落中也有垂直分层现象，群落中植物的垂直分层为动物创
24、造了多种多样的栖息空间和食物条件。(4)有人说：“b处桦树高低错落有致，只存在垂直结构，而野草丛比较矮小，只存在水平结构”，你认为这种说法不对。垂直结构和水平结构都是指群落中不同种生物的分层或分布关系。同种生物如桦树的不同分布属于种群层次，不能构成垂直结构。矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在。四、群落的季节性和生态位1.群落的季节性：由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。2.生态位(1)概念：一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。(2)研究范围动物：栖息地、食物、天敌及与其他物
25、种的关系等。植物：在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征及与其他物种的关系等。(3)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。【重点探究】资料：某人工鱼塘混合放养甲、乙、丙、丁四种鱼。甲鱼栖息在水体的中下层，以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食；乙鱼栖息于水体的中下层，主要以水草为食；丙鱼生活在水体的中上层，主要以浮游动物为食，也食用部分浮游植物；丁鱼主要以浮游植物为食，生活在水体的上层。根据上述资料回答问题：(1)甲、乙均栖息在中下层，生态位不完全一样。虽栖息地相同，但食物、天敌等不完全一样。(2)仅从觅
26、食角度分析，与丁有竞争关系的鱼类有丙。(3)此人工鱼塘混合放养四种鱼的意义是有利于不同生物充分利用资源，提高经济效益。生物选择性必修2 生物与环境-9-五、研究土壤中小动物类群的丰富度1 .实验原理(1)土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。(2)调查方法：常用取样器取样的方法进行采集、调查。(3)调查对象：样本中肉眼可见的所有动物。(4)调查指标：样本中小动物的种类和数量。(5)统计方法：一是记名计算法；二是目测估计法。2 .实验步骤准备j制作取样器t记录调查地点的地形和环境的主要情况_ /去表层落叶取#|-取一定土壤样品、注明取样的时间和地点等-：-1常规方法：诱虫器采集采 集 小 动 物
27、-I简易方法：镒子或吸虫器采集(借助动物图鉴查清名称去 察 和 分 类|-使用放大镜、体视显微镜观察.设计表格,边观察边记录统计和分析统计丰富度完成研究报告3 .实验结论(1)组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。(2)一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越丰富，群落结构也越复杂。【注意事项】(1)使用诱虫器采集小动物时利用了土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的特点。(2)用体积分数为7 0%的酒精杀死并保存标本，若要保存活体通常用含有湿棉花的试管收集。(3)体型较大的小动物可用包着纱布的镶子直接取出来，体型较小的小动物则需用吸虫器采集。(4)注意区分丰富度的
28、两种统计方法记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各个种群的个体数目。一般用于个体较大、种群数量有限的物种。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中的种群数量。等级的划分和表示方法有：非常多、多、较多、较少、少、很少，等等。第2、3节 群落的主要类型和演替一、群落的主要类型1.陆地生物群落的主要类型(1)荒漠生物群落分布：极度干旱区，年降水量稀少且分布不均匀。群落结构：非常简单，物种少。生物特性：耐旱。(2)草原生物群落分布：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。群落结构：相对简单，动植物的种类较少。生物特性：耐寒、耐旱。生物选择性必修2 生物与环境-10-
29、(3)森林生物群落分布：湿润或较湿润的地区。群落结构：非常复杂且相对稳定。生物种类繁多，阳生植物多居上层，阴生植物生活在林下；树栖和攀缘生活的动物种类特别多。2.群落中生物的适应性(1)适应非生物环境：水分、温度等。(2)适应生物环境：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，从而维持种群之间的协调和平衡。(3)生物适应环境的方式不尽相同，群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。二、群落的演替1 .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。2 .演替的类型(1)初生演替 概 念(特征)：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
30、消灭了的地方发生的演替。过程(以发生在裸岩上的演替为例)：裸岩阶段一地衣阶段一苔葬阶段一草本植物阶段一灌木阶段T乔木阶段。实例：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。(2)次生演替 概 念(特征)：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。过程(以发生在弃耕农田上的演替为例)：弃耕农田一 1年生杂草一多年生杂草一灌木一乔木。实例：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)比较初生演替和次生演替类型初生演替次生演替不同点起始条件不同演替速度慢快趋向形成新群落恢复原群落经历阶段较多较少相同点群落结构由简单
31、到复杂，物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用3 .影响演替的因素：群落外界环境的变化，生物的迁入和迁出，群落内部种群相互关系的发展变化，以及人类的活动，等等。4 .演替的结果：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。最终会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。【重点探究】下图为两个群落演替过程中物种丰富度的变化。(1)甲是次生演替，乙是初生演替。从二者起点来看，乙群落开始时物种丰富 巴 誓 甲度 为o,甲群落不为0。丁 /一 甲(2)甲中处的物种组成不一定相同，两处的物种丰富度虽相同，但是(J -时间生物选择性必修2 生物与环境-11-物种组成不一定
32、相同，因为演替过程中，可能出现新物种。三、人类活动对群落演替的影响1 .人类活动对群落演替的影响(1)活动方式破坏性行为：砍伐森林、过度放牧、污水直接排放等。保护性行为：封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。(2)影响后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。2 .退耕还林、还草、还湖(1)原因：毁林开荒、围湖造田等以牺牲环境为代价的垦殖活动，导致了严重的水土流失，并且成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。(2)解决方案：走可持续发展道路，我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草，颁布了 退耕还林条例，自2 0 0 3 年 1 月2 0 日起施行。2 0 1 4
33、年启动了新一轮退耕还林还草工程；2 0 1 5 年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分；2 0 1 8 年我国启动了大规模国土绿化行动。【重点探究】1 .人类滥捕乱猎、滥采乱伐、掠夺式开发利用、引入外来物种、过度放牧、填湖造地、污水直接排放等活动可能导致现有群落的破坏而引起群落的演替。2 .从防止人类对草原群落演替产生不良影响的角度出发，合理利用草原的方法：在草原地区，应该科学地分析牧场的载畜量，做到合理放牧。3 .从防止人类对河流、湖泊、海洋群落的演替产生不良影响的角度出发，应采取哪些措施：减少污染，制定休渔区、休渔期等。生物选择性必修2 生物与环境-12-第三章生态系统及其稳定性第 1
34、 节 生态系统的结构一、生态系统的范围1 .概念：在一定空间内，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。2 .范围(1)生态系统的空间范围有大有小。(2)生物圈是地球上最大的生态系统，包括地球上的全部生物及其非生物环境。3 .(1)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。(2)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。二、生态系统的组成成分1 .生态系统的结构包括生态系统的组成成分及食物链和食物网。2 .生态系统各组成成分3.生态系统各组成成分的相互关系成分地位作
35、用实例生物成分生产者主 要 成 分(基石)物质：无机物一有机物光合 化能合能量:太阳能作可化学能;无机物中的能重成作用化学能，为消费者提供食物和栖息场所自养生物，主要指绿色植物；还包括一些化能自养型生物消费者最活跃的成分有利于植物的传粉和种子的传播等；能够加快生态系统的物质循环主要指动物，还包括营寄生生活的生物分解者物质循环中的关键成分将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物主要是细菌和真菌非生物的物质和能量基础生物群落赖以生存和发展的基础光、热、水、空气、无机盐等八生产者U【关键点拨】(1)植物#生产者：英丝子(植物)营寄生生活，属于消费者；蓝细菌是原核生物，能进行光合作用，属于生产者
36、。(2)动物#消费者：秃鹫、蚯蚓等营腐生生活的动物属于分解者。(3)细菌#分解者：硝化细菌等是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。生物选择性必修2 生物与环境-13-【重 点 探 究】根据下图完成生态系统四种成分的联系及分析:(1)图 中A、B、C、D分 别 代 表 生 态 系 统 组 成 成 分 的 生 产 者、消 费 者、分 解 者、非 生 物 的 物 质 和 能 量。(2)图 中A、B、C共 同 构 成 生 物 群 落。(3)A主 要 由 绿 色 植 物(生 物)组 成，除 此 之 外 还 包 括 蓝 细 菌、硝化细菌等原核生物；它 在 生 态 系 统 中 的 主 要 作 用 是
37、通 过 光 合 作 用 或 化 能 合 成 作 用 把 无 机 物 转 化 为 有 机 物，同时也可以通 过 呼 吸 作 用 把 有 机 物 转 化 为 无 机 物。三、生态系统的营养结构1 .食物链(1)实例食物链和食物网第F 生 产 者-第二营养级IT*初级消费者-第二营养级I飞 警 一 次 级 消 费 者-第三营养级I也，一 三 级 消 费 者-第四营养级*四级消费者-第五营养级(2)特 点：生 产 者 为 第 一 营 养 级，消 费 者 所 处 营 养 级 因 食 物 关 系 而 不 固 定，但一般不会超过五个营养 级。2 .食物网(1)概 念：在 生 态 系 统 中，许 多 食 物
38、链 彼 此 相 互 交 错 连 接 成 的 复 杂 营 养 关 系。(2)形成的原因 一 种 绿 色 植 物 可 能 是 多 种 植 食 性 动 物 的 食 物。一 种 植 食 性 动 物 既 可 能 吃 多 种 植 物，也 可 能 被 多 种 肉 食 性 动 物 所 食。(3)特 征：如 果 一 条 食 物 链 上 的 某 种 动 物 减 少 或 消 失，它 在 食 物 链 上的位置可能会由其他生物来取代。3 .食物链和食物网的意义(1)是 生 态 系 统 的 营 养 结 构。(2)是 生 态 系 统 物 质 循 环 和 能 量 流 动 的 渠 道。(3)是 生 态 系 统 保 持 相 对
39、稳 定 的 重 要 条 件，一 般 认 为，食 物 网 越 复 杂，生态系统抵抗外界干扰的能力 越 强。【特 别 提 醒】(1)食 物 链 的 起 点 是 生 产 者，终 点 是 最 高 营 养 级。(2)食 物 链(网)中 只 含 有 生 态 系 统 成 分 中 的 生 产 者 和 消 费 者。(3)生 产 者 是 第一营养级，初 级 消 费 者 是 第 二 营 养 级，依 次 类 推，即 消 费 者 的 营 养 级 别=消 费 者 级别+1。(4)在 食 物 网 中，两 种 生 物 间 可 能 既 有 捕 食 关 系 又 有 种 间 竞 争 关 系。生物选择性必修2 生物与环境-14-【重
40、点探究】下图是某生态系统的食物网组成，请分析回答下列问题:（1）图中有4条食物链。最长的是绿色植物食草昆虫青蛙蛇鹰。（2）鹰占有第三、四、五营养级。鹰和蛇之间是捕食和种间竞争。（3）若由于某种原因导致绿色植物减少，其他生物的数量都减少。（4）若人类的捕杀导致鹰大量减少，兔、食草鸟、蛇的数量先增加后趋于稳定，但结果比原来的数量要增大。（5）若图中的兔大量减少，短时间内鹰的数量不会大量变化，因为鹰有多种食物来源。第2节 生态系统的能量流动一、能量流动的概念和过程1 .能量流动的概念：是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2 .能量流动的过程（1）输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化
41、学能，固定在它们所制造的有机物中。（2）传递、转化和散失过程（以第一营养级为例）输入第一营养级的能量：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失。另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。构成植物体有机物中的能量：a.一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。b.另一部分则被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。3 .能量在某个生态系统中流动的过程图解呼吸作用可以看出：生产者及各级消费者（除最高营养级）能量流动相同的三个去向是通过呼吸作用以热能的形式散失；流向下一营养级；被分解者分解利用。【重点探究】如图表示能量流经第二营养级示意图，请据图思考下列问题：（1）摄
42、入 量（a）和粪便量（c）、初级消费者的同化量（b）之间的关系：摄入量=粪便量+同化量。（2）初级消费者粪便中的能量属于第-营养级的能量。第初级消费者摄入（a）初级消费者同化（b）三营养级粪便中的能量属于第二营养级的能量（3）初级消费者同化的能量有三个流向：自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一营养级。分解者利用遗体残骸，（fj-用于生长、发育和繁殖（e）呼吸作用，失，散呼吸作用次级消费者摄入散失生物选择性必修2 生物与环境-15-【关键点拨】生态系统的能量流动(1)能量的输入：生产者的同化量。(2)能量的输出：各生物成分的呼吸量。(3)消费者的同化量：摄入量一粪便量。(4)同化量的去路(某营养
43、级能量的去路)：呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量=呼 吸消耗量+流入下一营养级的能量+被分解者利用的能量。二、能量流动的特点1.能量流动的特点2.能量传递效率的计算下一营养级同化量(1)计算公式：能量传递效率=七射湍诂X 100%。(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为10%20%。3.生态系统维持正常功能的条件：任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。【重点探究】根据赛达伯格湖的能量流动图解，回答以下问题：注：图中数字为能量数值，单位是J/(cn?.a)；为研究方便，将肉食性动物作为一个整体看待。(1)图中生产者、植食性动物、肉食性动物
44、之间由于存在捕食关系而形成食物链(网)，而且这种关系是不可逆的，因而能量只能由生产者一植食性动物-肉食性动物，即能量流动是单向的。(2)据图分析，该生态系统中生产者、植食性动物、肉食性动物固定或同化的能量分别是464.6、62.8、12.6 J/(cm2.a)；即在生态系统中生物所处的营养级越高，获取的能量越少，说明能量流动具有逐级递减的特点。(3)第一营养级到第二营养级之间的能量传递效率是13.5%o能量不能100%流入下一营养级的原因是一部分通过呼吸作用散失，一部分被分解者分解利用，一部分未被利用。三、生态金字塔及研究能量流动的实践意义1.生态金字塔(1)概念及类型：将单位时间内各营养级的
45、能量数值、生物量、生物个体的数目转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，分别叫作能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，统称为生态金字塔。生物选择性必修2 生物与环境-16-（2）三种金字塔的比较类型能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状二煤箱就，AaAA_ _ _姗掾/21r帼股AA_ _-特点天然生态系统一定为上窄下宽的（正）金字塔形一般为上窄下宽的（正）金字塔形一般为上窄下宽的（正）金字塔形，有时会出现上宽下窄倒置的（倒）金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）沿食物链中营养级的升高而逐
46、级递减一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级减少特殊形状某些人工生态系统（如人工鱼塘）可呈现倒置状况在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量如一棵树鸟的数量:与树关系鸟昆虫树上昆虫及2.研究能量流动的实践意义（1）帮助人们将生物在时间、空间上合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。如农田系统中的间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻一萍一蛙等立体农业生产方式都充分利用了空间和资源，获得了更大收益。（2）帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。如“桑基鱼塘”等生态农业实现了对能量的
47、多级利用，提高了能量的利用率。（3）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。如合理确定草场的载畜量、划区轮牧、农田捉虫、除草等。【重点探究】如图为某一生态农业系统模式图，据图回答问题：排泄物、杂屑（肥料）产 品 输 出 产 品 输 出 产 品 输 出（1）此生态系统的能量金字塔为上窄下宽的正金字塔形。（2）流经此生态系统的总能量为作物固定的太阳能。（3）每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益，这不能意味着物质和能量可循环利用，每一级都获得产品，充分实现了物质的再利用和能量的多级利用，但能量是逐级递减的，不能循环利用。【特别提醒】（1）能量能多级
48、利用，但不能循环利用。（2）提高的是能量的利用率，而不是传递效率。第3节 生态系统的物质循环一、生态系统的物质循环1.碳循环（1）碳是构成生物体的重要元素之一，在生物群落中主要以含碳有机物形式存在，大气中的碳主要是二氧化碳。生物选择性必修2 生物与环境-17-(2)大气中碳元素进入生物群落的途径是光合作用和化能合成作用，形式是二氧化碳。(3)生物群落中的碳元素回到非生物环境中的途径有分解者的分解作用、动物和植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧，形式是二氧化碳。(4)碳在生物群落与非生物环境间循环的形式是二氧化碳，在生物群落内部传递的形式是含碳有机物，途径是食物链(网)。(5)海洋对于调节大气中的碳含
49、量起着非常重要的作用。大气中的二班化碳库微生物的分解作用I绿 曾 物 动 物 卜-T化石燃料|1动植物;内才体和动物排遗物I(6)温室效应的形成原因是化石燃料的大量燃烧，打破了碳平衡。缓解温室效应的方法是减少二氧化碳排放，大力植树种草等。2.概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在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。3.特点(1)全球性：物质循环的概念中所说的“生态系统”指地球上最大的生态系统生物圈，因此又叫生物地球化学循环。(2)循环往复运动。【重点探究】下列各图均为生态系统碳循环示意图，请据图回答：(1)图甲中A D 代表的成分依次是生产者、大
50、气中的二氧化碳库、消费者、分解者。(2)图乙中代表生产者的是A,代表消费者的是B、D,代表分解者的是E,代表大气中的二氧化碳库的是C。(3)图丙中，代表生产者的是E,代表消费者的是F、D、B,代表分解者的是C,代表大气中的二氧化碳库的是A。【关键点拨】根据结构图判断生态系统的组成成分如图所示，先根据双向箭头确定D、C 为“非生物的物质和能量”或“生产者”，则 A、B 为“消费者”或“分解者”；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在 D、C 中指出箭 头 多 的 D 为“生产者”，指 入 箭 头 多 的 C 为“非生物的物质和能量”；最后根据D f A f B 确定A 为“消费者”、B 为“分解