生態(tài)系統(tǒng)的功能(二)及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)

1、生態(tài)系統(tǒng)的功能（二）及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)一、知識(shí)概述1、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)：物質(zhì)循環(huán)的概念、碳循環(huán)、氮循環(huán)；2、生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞；3、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；4、人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響；5、環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。二、重點(diǎn)知識(shí)歸納及講解生態(tài)系統(tǒng)的功能包括：能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞。（一）物質(zhì)循環(huán)的概念（生物地球化學(xué)循環(huán)）1、物質(zhì)循環(huán)的概念指生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素，不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程。（1）這里的“生態(tài)系統(tǒng)”指的地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，即生物圈。（2）這里的“物質(zhì)”，是指組成生物體的基本化學(xué)元素。特點(diǎn)：帶有全球性，反復(fù)循環(huán)利

2、用。2、碳循環(huán)（1）碳的存在形式（2）循環(huán)形式：CO2。（3）循環(huán)過程：無機(jī)環(huán)境（CO2）生物群落（有機(jī)物）（4）碳循環(huán)平衡的破壞及后果碳循環(huán)平衡遭破壞的原因：隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤炭和石油等化石燃料，使地層中經(jīng)千百萬年而積存的碳元素，在很短的時(shí)間內(nèi)釋放出來，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中二氧化碳的含量持續(xù)迅速增加。影響：大氣中二氧化碳的增加，形成溫室效應(yīng)，導(dǎo)致氣溫升高。溫室效應(yīng)可加快極地冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存構(gòu)成威脅。3、氮循環(huán)（1）氮循環(huán)過程（2）氮循環(huán)中的幾個(gè)重要代謝過程比較基本過程相關(guān)微生物代謝類型在生態(tài)系統(tǒng)中的地位生物固氮N2NH

3、3根瘤菌、圓褐固氮菌、藍(lán)藻異養(yǎng)需氧異養(yǎng)需氧自養(yǎng)需氧消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者硝化作用NH3、NH4NO3硝化細(xì)菌自養(yǎng)需氧生產(chǎn)者氨化作用含N有機(jī)物NH3、NH4腐生細(xì)菌、真菌異養(yǎng)需氧 分解者反硝化作用NO3N2反硝化細(xì)菌異養(yǎng)厭氧分解者4、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物形式流動(dòng)以無機(jī)物形式循環(huán)過程沿食物鏈(食物網(wǎng))流動(dòng)在無機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí)間生物群落與無機(jī)環(huán)境間特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減往復(fù)循環(huán)、全球性聯(lián)系同時(shí)進(jìn)行、相互依存物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體能量是物質(zhì)反復(fù)循環(huán)的動(dòng)力（二）生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞1、生態(tài)系統(tǒng)中的信息的種類（1）物理信息：以物

4、理過程為傳遞形式的信息。如：鳥的鳴叫、螢火蟲發(fā)光等。（2）化學(xué)信息：以化學(xué)物質(zhì)為傳遞形式的信息。生態(tài)系統(tǒng)中可傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)有：酶、維生素、抗生素、生長素、性外激素等。例如：雄性昆蟲通過性外激素來吸引異性；刺槐分泌某種化學(xué)物質(zhì)來驅(qū)趕害蟲等。（3）行為信息：動(dòng)物的不同行為傳遞著不同的信息。例如：蜜蜂跳舞、孔雀開屏、毒蛇吐信等。（4）營養(yǎng)信息：在生態(tài)系統(tǒng)中，沿食物鏈各級(jí)生物要求有一定的比例，即所謂的“生態(tài)金字塔”規(guī)律。根據(jù)這樣一個(gè)規(guī)律，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈就構(gòu)成了一個(gè)相互依存、相互制約的整體。在畜牧業(yè)、飼養(yǎng)業(yè)上營養(yǎng)信息規(guī)律有很大的作用。若要飼養(yǎng)動(dòng)物，起始飼養(yǎng)的數(shù)量要依據(jù)飼料的多少而定；若要在草原放

5、牧，起始放牧的家畜數(shù)量更要與牧草生長量、總量相匹配。思考：請(qǐng)判斷下列各項(xiàng)屬于什么信息？（1）哺乳動(dòng)物的體溫（2）鳥類鳴叫（3）紅外線（4）螢火蟲發(fā)光（5）植物分泌的化學(xué)物質(zhì)（6）電磁波（7）昆蟲發(fā)出的聲音（8）昆蟲的性信息素（9）植物開花（10）薊的刺（11）紫外線 （12）蜜蜂跳舞物理信息有：1、2、3、4、6、7、9、10、11；化學(xué)信息有：5、8；行為信息有：12。2、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用（1）保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行；（2）維持生物種群的繁衍；（3）調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。（三）生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1、概念指生態(tài)系統(tǒng)具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。生態(tài)系統(tǒng)

6、綜總是在發(fā)展變化中的，其穩(wěn)定是相對(duì)的。2、包括：抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性（1）抵抗力：生態(tài)系統(tǒng)抵抗干擾、保持原狀的能力。影響抵抗力穩(wěn)定性的因素：生態(tài)系統(tǒng)成分的復(fù)雜程度。生態(tài)系統(tǒng)成分越復(fù)雜營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜自動(dòng)調(diào)節(jié)能力越大抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)。例如：熱帶雨林比苔原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力強(qiáng)。（2）恢復(fù)力：生態(tài)系統(tǒng)在遭到破壞、恢復(fù)原狀的能力。生態(tài)系統(tǒng)越簡單，其恢復(fù)力穩(wěn)定性就越強(qiáng)。例如：熱帶雨林比苔原生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力差。（3）恢復(fù)力穩(wěn)定性與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系：往往存在著相反的關(guān)系。3、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性閾值事實(shí)：黃河中上游的黃土高原曾經(jīng)森林茂密，山青水秀，但經(jīng)過幾百年的掠奪式開發(fā)，現(xiàn)已變成一片片荒山禿嶺、水土流失嚴(yán)

7、重、生態(tài)環(huán)境惡劣的生態(tài)系統(tǒng)。（1）任何生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外界干擾的抵抗都有一定的限度或閾值。當(dāng)外來干擾因素超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)不能恢復(fù)到原初狀態(tài)時(shí)，就會(huì)引起生態(tài)失調(diào)，甚至導(dǎo)致生態(tài)危機(jī)。（2）生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性閾值，取決于生態(tài)系統(tǒng)的成熟程度。生態(tài)系統(tǒng)抵抗力越高，閾值也越高；反之，抵抗力越低，穩(wěn)定性閾值也越低。（四）人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響1、環(huán)境污染：包括水質(zhì)變差、大氣變濁和廢棄物堆積等。（1）水體污染：分為無機(jī)物污染和有機(jī)物污染。水體富營養(yǎng)化：由人類大量排放N、P等礦質(zhì)元素引起。大量的N、P等物質(zhì)引起藻類生物大量繁殖。這些生物死亡后又被細(xì)菌分解，則水中好氧菌的大量繁殖使水中溶解氧急劇下降，從

8、而引起魚類和其他水生動(dòng)物大量死亡。水華：淡水中的水體富營養(yǎng)化；赤潮：海水中的水體富營養(yǎng)化。（2）大氣污染溫室效應(yīng)：形成原因：化石燃料的大量燃燒，導(dǎo)致大氣中CO2增多。危害：全球氣候變暖；海平面上升。臭氧層破壞：形成原因：人類大量排放氟氯烴、核彈爆炸和大型噴氣飛機(jī)的高空飛行等。危害：導(dǎo)致人類患皮膚癌、白內(nèi)障等疾??；農(nóng)作物減產(chǎn)。2、生物多樣性的喪失（1）生物多樣性的涵義：指地球上所有的植物、動(dòng)物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性。包括：遺傳（基因）多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。（2）生物多樣性的價(jià)值以紅樹林為例，生物多樣性有哪些方面的價(jià)值？ 

9、（3）生物多樣性面臨威脅的原因生存環(huán)境的改變和破壞（主要原因）。如：森林的超量砍伐、開墾草原、草原過度放牧、圍湖造田等，破壞了環(huán)境如大熊貓。掠奪式的開發(fā)利用。濫捕亂獵、濫采亂伐使生物多樣性受到明顯威脅。環(huán)境污染。不少河流和湖泊遭到工業(yè)廢水和生活污水的污染，導(dǎo)致其中的水生生物大量消失。外來物種的入侵或引種缺少天敵的地區(qū)，往往使這些地區(qū)原有的物種的生存受到威脅。（五）環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展1、環(huán)境污染的防治（1）實(shí)例：活性污泥法：利用人工培養(yǎng)或馴化的微生物去分解廢水中的有機(jī)物，改變這些有機(jī)物的性質(zhì)，從而使廢水得到凈化的方法。（2）防治的內(nèi)容：主要是采取各種措施，解決從污染產(chǎn)生、發(fā)展、甚至消除的全過程

10、中存在的有關(guān)問題。（3）防治的關(guān)鍵：從源頭控制污染物的排放。針對(duì)水污染：準(zhǔn)確調(diào)查主要的排放源，檢測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度。針對(duì)大氣污染：改進(jìn)煤炭、石油等燃燒的脫硫工藝，減少有害氣體的排放，多使用清潔能源。針對(duì)土壤污染：加強(qiáng)對(duì)生活垃圾和工業(yè)垃圾的管理，及時(shí)對(duì)廢棄物進(jìn)行分類、處理和再利用。2、生物多樣性的保護(hù)（1）就地保護(hù)：是最為有效地措施。主要指建立自然保護(hù)區(qū)。如：青海鳥島、長白山自然保護(hù)區(qū)。（2）遷地保護(hù)：通過建立植物園、動(dòng)物園、水族館、種子庫和基因庫等措施開展保護(hù)工作。（3）加強(qiáng)教育和法制管理教育民眾提高生物多樣性保護(hù)的自覺性，積極參加生物多樣性保護(hù)的各活動(dòng)。頒布和實(shí)施相關(guān)法律進(jìn)行生物多樣性的保護(hù)。頒布了中華人民共和國森林