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高中二年级生物

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    为加强水体治理,珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。

    (1)当污染物随水流进入该湿地时,湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如上图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。
    (2)一段时间后,湿地中出现了轮虫等浮游动物,可控制绿藻等浮游植物的增殖;管理员还放养了一些鱼和鸭,为城市增添自然气息。请写出可能存在食物链(两条)。
    (3)如果含有重金属的工业废水进入该系统,请根据生态学基本原理,指出可能产生哪些负面影响。
    本题信息:2011年同步题生物问答题难度较难 来源:马娟
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本试题 “为加强水体治理,珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。(1)当污染物随水流进入该湿地时,湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如上图。请用箭头和文字补充虚...” 主要考查您对

食物链和食物网

生态系统的物质循环

生态工程的基本原理

生态工程的实例和发展前景

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  • 食物链和食物网
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食物链和食物网:

1.食物链
(l)概念:生态系统中各种生物之间南于食物而形成的一种关系(通常指捕食链)。
(2)示例分析
食物链 草→昆虫→慵蜍→蛇→猫头鹰
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
成分类型 主要是绿色植物 植食动物 小型肉食动物 中型肉食动物 大型肉食动物
代谢类型 自养 异养 异养 异养 异养
重要意义 生态系统的物质循环、能量流动沿此渠道进行
(3)特点
①生产者为第一营养级。
②消费者所处营养级不固定,一般不会超过5个营养级。
2.食物网
(1)概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
(2)形成的原因:多种生物在食物链中占有不同的营养级。
(3)意义:生态系统的物质和能量就是顺着食物链和食物网渠道流动的。

知识点拨:

食物网中生物数量变化的分析与判断
1.第一营养级的生物减少对其他物种的影响第一营养级的生物(生产者)减少时,将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。
2.“天敌”一方减少,对被捕食者数量变化的影响一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者数量变化是先增加后减少,最后趋于稳定。
3.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
(1)以中间环节少的作为分析依据,考虑方向和顺序为:从高营养级依次到低营养级。
(2)主产者相对稳定,即生产者比消费者稳定得多,所以当某一种群数量发生变化时,一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
(3)处于最高营养级的种群且有多种食物来源时,若其中一条食物链中断,则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。
4.同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析食物链中某一种群的数量变化,导致另一种群的营养级连锁性发生变化,因为能量在食物链(网)中流动时只有10%~20%流到下一个营养级,且能量流动的环节越多,损耗越多,所以该类连锁变化的规律是:当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时,则b 种群的数量将增加;若导致b种群的营养级升高时,则 b种群的数量将减少。
生态系统的物质循环:

1、定义:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
2、循环过程

3、循环范围:生物圈。
4、特点:
(1)全球性:物质循环的范围是生物圈,而不是局域性的生态系统。
(2)反复利用、循环流动:物质循环,既然称为“循环”就不像能量流动那样逐级递减、单向流动,而是可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。
5、实践中应用:
①任何生态系统都需要来自系统外的能量补充;
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;
③能量多极利用从而提高能量的利用率;
④帮助人们合理调整生态系统中能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类有益的方向。
易错点拨:

1、参与循环的物质:不是指由C、 H、O、N、P、S等这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物内所特有的物质,也不是单质,而是元素。
2、物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动,其中伴随着复杂的物质变化和能量转化,并不是单纯物质的移动。
3、碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)温室效应产生的原因
①化石燃料的大量燥烧,产生大量CO2。
②植被破坏,降低了对大气中CO2的调节能力。
(2)影响:会加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他生物的生存构成威胁。
(3)解决措施
①减少化石燃料的燃烧。
②开发新的能源,如利用风能、水能、核能。
③大力植树造林。

知识拓展:

1、举例碳循环:
 (1)碳元素的存在形式
①无机环境:碳酸盐和C02。
②生物群落:含碳有机物。
(2)
(3)
(4)

(5)碳循环的过程


2、N循环:

生态工程的基本原理:

1、生态工程与生态经济
(1)生态工程建设的目的:遵循自然界物质循环的规律,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。
(2)生态工程的特点:少消耗、多效益、可持续。
(3)生态经济:通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化。[实现手段:生态工程]
2、基本原理:
项目 理论基础 意义 实例
物质循环再生原理 物质循环 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 无废弃物农业
物种多样性原理 生态系统的稳定性 生物多样性程度高,可提高系统的抵抗力稳定性,提高系统的生产力 “三北”防护林建设中的问题、珊瑚礁生态系统的生物多样性非常规
协调与平衡原理 生物与环境的协调与平衡 生物数量不超过环境承载力,可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题、过度放牧等
整体性原理 社会、经济、自然构成复合系统 统一协调各种关系,保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题
体统学和工程学原理 系统的结构决定功能原理:分布式优于集中式和环式 改善和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘
系统整体性原理:整体大于部分 保持系统很高的生产力 珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系

生态工程的实例与发展前景:

1、生态工程实例
类型 主要原理 重点注意问题
农村综合发展型生态工程 质循环再生原理;整体性原理;物种多样性原理 ①核心:沼气工程为中心
②优点:农、林、牧、副、渔全面发展;开发可更新资源,减少环境污染
小流域综合治理生态工程 整体性原理、协调与平衡原理等 ①“综合”表现在同事考虑到生态效益和经济效益
②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区,生态工程模式应各具特色
大区域生态系统恢复工程 协调与平衡原理、生物多样性原理等 “三北”防护林工程建设中应注意的问题
①考虑树种生态适应性问题,种植适宜品种②考虑树种多样性,保证防护林体系稳定性
③不同地区应根据当地情况采取不同策略
湿地生态恢复工程 ①主要措施:退耕还湖
②主要困难:解决迁出湖区居民的生活和就业问题
矿区废弃地的生态恢复工程 系统学和工程学原理 ①种植耐旱的灌木、草和树
②合理确定载牧量
③改良表土
城市环境生态工程 协调与平衡原理、整体性原理 ①大气污染解决措施:禁止使用有铅汽油
②水污染:减少或禁止污水排放,进行污水净化
2、“生物圈2号”生态工程实验给人类的启示
(1)认识到人与自然和谐共处的重要性,深化了对自然规律的认识。
(2)人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。
3、我国生态工程发展前景的分析与展望
(1)西方发达国家生态工程特点:目标是治理环境污染,集中于对破坏的生态系统进行生态恢复,生态工程应用范围小,不太强调经济效益。
(2)我国生态危机:不是单纯的环境污染问题,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。
(3)我国生态工程特点:不但重视对生态环境的保护,更注重与经济、杜会效益的结合,遵循整体、协调、再生、循环的纂本原理,建立适合中国农业和农村特点的生态T程。
(4)我国生态工程不足之处:缺乏定量化模型指导,难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指导等。
知识拓展:

(1)解决问题:在农村实现经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。
(2)解决问题:水土流失情况。
(3)解决问题:西北地区的土地荒漠化。
(4)解决问题:湿地的大面积缩小
湿地的功能:具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水等。
处理方法:采用工程和生物措施相结合,如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程等使湿地得以恢复。
(5)解决问题:由于采矿业所造成的重金属污染
措施:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、植被恢复等
(6)解决环境污染问题
措施:进行城市规划和合理布局;推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺;对垃圾进行分类处理,并实现垃圾资源化利用等
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