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1、第7讲 生态平衡与环境保护 新课标剖析 高考要求要求层次具体内容生态系统的稳定性环境保护生物多样性可持续发展 知识点睛 一、生态系统的稳定性（一）定义生态系统具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。抵抗力稳定性恢复力稳定性含义生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状（不受损害）的能力。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。规律一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。与抵抗力稳定性一般呈相反关系，生态系统的成分越简单，越容易恢复。实例在热带雨林中，动植物种类繁多，营养
2、结构复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。在北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。若果河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自身的净化作用，可以很快恢复到接近原来的状态。热带雨林在遭到严重的砍伐，草原受到极度放牧后，恢复原状的时间漫长，难度极大。关系一般呈现相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差；反之亦然。二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，
3、它们相互作用共同维持生态系统的稳定。生态系统抵抗力稳定、恢复力稳定性和总稳定性的关系（如图）：图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的量指标。偏离大说明抵抗力稳定性弱；反之，抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。x可以表示恢复到原状态所需的时间：x越大表示恢复力稳定性越弱；反之，恢复力稳定性强。TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积可做为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。（二）原因生态系统之所以能够
4、维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。反馈调节包括负反馈调节和正反馈调节。负反馈调节正反馈调节作用是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到平衡和保持稳定。使生态系统远离平衡状态结果抑制和减弱最初发生变化的那种成分所引起的变化。加速最初发生变化的那种成分所引起的变化。实例如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少；而植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量，从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引
5、起更多鱼类死亡。注意生态系统的自我调节能力不是无限的。当外界干扰的强度超过一定限度，生态系统的自我调节能力已不能抵御，从而不能恢复到原初状态时，称为“生态失调”。生态失调的基本标志，可以从生态系统的结构和功能这两方面的不同水平上表现出来，诸如一个或几个组分缺损，生产者或消费者种群结构变化，能量流动受阻，食物链中断等。生态系统的稳定是一种相对的平衡。任何一个生态系统都是结构和功能相互依存，相互完善，从而使生态系统在一定时间内各组分通过制约、转化、补偿、反馈等处于最优化的协调状态，表现出高的生产力，能量和物质的输入和输出接近相等，物质的贮存量相对稳定，信息的控制自如且传递畅通，在外来干扰下，通过自
6、我调节可以恢复到原初的稳定状态，这就是生态平衡。由于生态系统中的能量流动和物质循环不停地进行，生态系统的各个组分及其所处的环境不断地变化，而且，任何自然因素和人类活动都会对生态系统的平衡产生影响，所以，生态平衡是相对的、暂时的动态平衡。一个生态系统的发展过程中可以呈现出三种系统状态。初期的生态系统，输入大于输出，系统内部的物质不断增加，这是增长系统。成熟的生态系统，处于稳定状态。衰老的生态系统，输入小于输出，生物量下降，生产力衰退，环境变劣，从而引起某些生物种群迁出或消亡，原有的平衡被打破，导致生态系统进行逆行演替，甚至瓦解。 （三） 提高生态系统稳定性的措施一方面要控制对生态系统的干扰程度，
7、对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力；另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部和功能的协调。例如，如果要使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉，以及控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”如防护林以有效地防风固沙。（四）恢复生态学自然生态系统是人类生存的环境基础。目前，自然生态系统几乎都受到了不同程度的干扰，一些森林、湿地、草原等自然生态系统逐渐退化，甚至被破坏。恢复生态学的目标是，重建某一区域历史上曾有的植物和动物群落，使这一区域生态系统的结构和功能恢复到（或接近）受到干扰前的状态。恢复生态学主要利用的是生物群落演替
8、理论，特别强调生态系统的自我调节能力与生物的适应性，充分依靠生态系统自身的能力，并辅以有效的人为手段（物质、能量的投入），从而尽快使生态系统从受损的状态恢复到正常的健康状态。例如，利用植物群落演替规律，在不同阶段种植不同植物，以改造盐碱化草原。二、生态环境的保护（一）人口增长对生态环境的影响：资源短缺（粮食、水、森林和能源等）、环境污染地球上人口的环境容纳量是有限的，人口众多对环境产生了沉重的压力。人口增长粮食短缺，促使人们过度利用耕地和开垦更多的农田，导致植被破坏、耕地退化。除此之外，人口增长对生态环境的压力还体现在水资源、森林、草原和能源等方面。 人口增长过快，在消耗大量自然资源的同时，加
9、剧了对环境的污染，增加了治理的成本和难度。（二）全球性生态环境问题温室效应原因：CO2等温室气体的大量排放。危害：全球气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升等。缓解措施：减少化石燃料的燃烧，开发清洁能源，植树造林等。酸雨原因：大气中SO2过多。危害：造成森林受害和农作物减产；使土壤、水域酸化，建筑物腐蚀，金属腐蚀等。缓解措施：多种能吸收SO2的植物，减少化石燃料的燃烧、开发清洁能源等。臭氧层破坏原因：氟利昂等物质的大量排放。危害：臭氧层破坏导致地球上的紫外线辐射增强，人类的皮肤癌和白内障患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。生物富集作用生物体从环境中吸收某些元素或不易分解的化合物在
10、体内积累，使生物体内某些元素或化合物的浓度超过了环境中的浓度。这些污染物一般的特点是化学性质稳定而不易分解，在生物体内积累不易排出。因此生物的富集作用会随着食物链的延长而不断增强。水体富营养化现象：水体中N、P等植物所必需的矿质元素含量过多，导致藻类等大量繁殖。藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗大量的O2，并分解出有毒物质,致使水体处于严重的缺氧状态，引起水质量恶化和鱼群死亡的现象。类型：在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。土地荒漠化原因：植被的破坏是土地荒漠化的主要原因。措施：合理利用和保护现有资源；部分地区退耕还林、还草；大量营造草场、灌木
11、林和防护林，以林护草，草林结合。生物多样性锐减主要原因：对森林、草地、湿地等生境的破坏过度采伐和捕猎利用野生物种资源城市地域和工业区的大量发展外来物种入侵（危害：破坏入侵地物种的多样性，造成生态平衡的失调；造成巨大的经济损失。原因：入侵种具有顽强的生命力和繁殖力；环境条件适宜；侵入种对环境适应性强；控制因素的丧失，如缺少天敌）无控制旅游土壤、水和大气受到污染全球气候变化。部分已灭绝物种：濒危物种：三、生物多样性（一）生物多样性的含义生物圈内所有的植物、动物和微生物，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。生物多样性包含基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性。生物
12、多样性是数十亿年生物进化的结果。（二）生物多样性的价值据保守的估计认为，地球上有1000万3000万个物种，但只有170万左右的物种被人类作过科学记述。生物多样性是人类赖以生存的物质基础。它不但提供食物、纤维、药物、工业原料、建筑材料和能源，而且还提供调节气候、涵养水源、降低洪峰、保持水土、防止沙化、净化环境等多方面的生态服务。除此而外，还对人类的科学发现和艺术创造有重要的启迪作用。1.直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。2.间接价值：也叫生态功能，如：森林和草地对水土的保持作用，湿地的蓄洪防旱、调节气候等作用。3.潜在价
13、值：目前人类尚不清楚的价值。（三）保护生物多样性的措施就地保护：在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜等。这是对生物多样性最有效的保护。易地保护：把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。例如，建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等。这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。一旦繁育成功，就可以将之回放野外。利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护。如建立精子库、种子库等。利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护。如人工授精、组织培养和胚胎移植等。还要加强立法、执法和宣传教育。保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式地开发利用，而不意味着禁止开发和利用。合理利用就是最好的保护
14、！关键是要协调好人与生态环境的关系，要做到：科学、合理、适时、适度地开发利用。保护生物多样性需要全球合作。四、可持续发展人类必然的选择1.含义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，它追求的是自然、经济、社会的持久而和谐的发展。2.实施措施：保护生物多样性 保护环境和资源人类只是“地球村”中的成员之一，人类只有深刻认识自己和其他成员之间相互关联、依存和制约的关系，保护生物多样性，保护环境和资源，建立起人口、环境、科技和资源消费之间的协调与平衡，才能实现可持续发展。 例题精讲 【例1】下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（ ）A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降D.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高 【答案】B【例2】下列事例中，属于恢复力稳定性的是（ ）A.由于滥砍乱伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害B.当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化C.乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态 【答案】D【例3
