〓9专题九 个体、种群、群落、生态系统和生物多样性

〓9专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 九个体、种群、群落、生态系统和生物多样性〓9专题九个体、种群、群落、生态系统和生物多样性〓9专题九个体、种群、群落、生态系统和生物多样性专题九个体、种群、群落、生态系统和生物多样性邱国强(重庆市黔江中学)*****************************************************************************●学问联系框架个体……………个体是构成种群的单位种群种群的概念及其基本特征群落种群的数量变动及其影响因素群落的基本概念群落的结构特征及其影响因素生态系统生态系统的概念及其类型生态系统的结构和功能生态系统的平衡*****************************************************************************●重点学问联系与剖析一、种群及其数量变动*****************************************************************************1.种群的概念及其基本特征种群是在肯定空间中的同种个体的集群。作为一个种群不仅占有肯定的空间，而且具有肯定的结构，同一种群内的个体间具有交换基因的力量。种群虽然是有同种个体组成，但不等于个体数量的简洁相加，从个体层次到种群层次是一个质的飞跃，由于种群具有个体所没有的一些“群体特征”:如种群密度、年龄组成、性别比例、诞生率、死亡率、平均寿命等。生物物种的生存、进展和进化都是以种群为基本单位进行的。因此个体与种群的关系是一个部分与整体的关系。*****************************************************************************2.种群的数量变动及其影响因素种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等，这里主要介绍一点有关种群的增长方面的学问。种群数量的增长有两种基本模式：指数式增长和规律斯谛增长。指数式增长：在食物(养料)和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害等抱负条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为N0，年增长率为λ，该种群每年的增长速率都保持不变，那么：一年后该种群的数量应为：N1=N0·λ二年后该种群的数量为：N2=N1·λ=N0·λ2t年后该种群的数量应为：Nt=N0·λt如用坐标 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示，横坐标表示时间，纵坐标表示种群数量，那么种群的增长就会成“J”形曲线。如上图所示。种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不行能存在的，由于资源、空间和食物不行能是无限的，即使在试验条件下也无法做到。规律斯谛增长：在自然条件下，环境条件是有限的，因此种群不行能按指数式增长模式增长。当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的诞生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大容纳量时，种群数量将停止增长。有时会在最大容纳量上下保持相对稳定。据此生态学家规律斯谛建立了种群在有限环境条件的种群数量增长的数学模型，称为规律斯谛方程。它是一个微分方程，。式中:dN/dt是在某一时间、某一种群数量条件下的瞬时增长率；r是内禀增长率，即该种群的最大增长潜力；K为环境的容纳量；N为某一时间的种群数量。按此方程绘制的曲线如图所示。曲线成“S”形。在N=（1/2）K时，“S”形曲线有一个拐点A。在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量把握在环境容纳量的一半，即（1/2）K值时，此时种群增长速度最快，可供应的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。当种群数量大于（1/2）K时，种群增长的速度将开头下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于（1/2）K时就可以猎取肯定数量的该生物资源，而且获得的量最大。当过度猎取导致种群数量小于（1/2）K时，种群的增长速度将减慢，猎取的资源数量将削减，而且还会影响资源的再生。种群数量的增长速度是由诞生率、死亡率、迁入和迁出打算的，所以凡是影响到诞生率、死亡率、迁人和迁出的因素都可影响种群数量的变化，如气候、食物、被捕食、传染病等。*****************************************************************************●重点学问联系与剖析二、群落及群落的结构特征生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有简单的种间关系。组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的，而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。如在农田生态系统中的各种生物种群是依据人们的需要组合在一起的，而不是由于他们的简单的养分关系组合在一起，所以农田生态系统极不稳定，离开了人的因素就很简洁被杂草生态系统所替代。生物群落有肯定的生态环境，在不同的生态环境中有不同的生物群落。生态环境越优越，组成群落的物种种类数量就越多，反之则越少。任何群落都有肯定的空间结构。构成群落的每个生物种群都需要一个较为特定的生态条件；在不同的结构层次上，有不同的生态条件，如光照强度、温度、湿度、食物和种类等。所以群落中的每个种群都选择生活在群落中的具有适宜生态条件的结构层次上，就构成了群落的空间结构。群落的结构有水平结构和垂直结构之分。群落的结构越简单，对生态系统中的资源的利用就越充分，如森林生态系统对光能的利用串就比农田生态系统和草原生态系统高得多。群落的结构越简单，群落内部的生态位就越多，群落内部各种生物之间的竞争就相对不那么激烈，群落的结构也就相对稳定一些。*****************************************************************************●重点学问联系与剖析三、生态系统*****************************************************************************1.生态系统的概念及其类型关于生态系统的概念有两种理解：一是指生物群落与无机环境相互作用的自然系统，是无机环境与生物群落的有机结合，与生态系统的成分联系起来，生物群落包括生产者、消费者和分解者，无机环境是指非生物物质和能量；另一种理解是指在肯定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间通过能量流淌和物质循环而相互作用的自然系统，这是从生态系统的功能方面来理解生态系统的概念，即生态系统中的各成分之间通过物质循环和能量流淌而联系在一起的一个有机整体。关于生态系统的类型，重点把握各种类型生态系统的基本特征和分布地域。如森林生态系统是分布在水资源充分的地区，特征是动植物种类繁多，群落的结构简单，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态；草原生态系统是分布在水资源贫乏的地区，特征是动植物种类少，群落结构简洁，系统不稳定；农田生态系统是人工建立的生态系统，农作物是其主要成分，其他的动植物种类较少，特点是必需要有人的参与才能维持其稳定。*****************************************************************************2.生态系统的结构生态系统的结构包括生态系统的成分和生态系统的养分结构。①生态系统的成分由两部分组成；非生物成分和生物成分。非生物成分是指阳光、空气、水分和矿物质等的非生物物质和能量。生物部分包括生产者、消费者和分解者：生产者以绿色植物为主，是生态系统的主要成分，属于自养型生物，在养分结构中总是处于第一养分级。消费者主要是指各种动物，它们的生存直接或间接依靠于绿色植物通过光合作用制造的有机物，消费者属于异养型生物。分解者主要是指营腐生生活细菌、真菌等的微生物，也包括一些营腐生生活的动物，如蚯蚓等。分解者能将动植物的尸体、排泄物和残落物中的简单有机物分解成为简洁的无机物。分解者在生态系统中是一种不行缺少的成分，假如缺少分解者，物质循环将会中断。②生态系统的养分结构是指食物链和食物网：食物链是指生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，由于生态系统中动物的食物来源大都不是单一的，而是多种多样的，所以在生态系统中很多食物链常交叉成网状，形成简单的养分关系。*****************************************************************************3.生态系统的功能生态系统的功能主要是进行能量流淌和物质循环：①生态系统的能量流淌。生态系统中的能量归根到底来自太阳能，生态系统中绿色植物通过光合作用所固定的太阳能便是流经这个生态系统的总能量。每个养分级所具有的能量一般流向3个方面：一部分是被该养分级的生物本身的生命活动所消耗的；一部分尸体、排泄物和残落被分解者分解后以热能的形式释放出来；还有一部分被下一个养分级的生物所同化而流人下一个养分级。能量流淌的特点是单向的、不循环的，而且是逐级递减的。能量在沿食物链流淌时传递的平均效率为10%～20%。②生态系统的物质循环。物质循环是指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统内的生物群落和无机环境之间所形成的反复的循环运动。地球上最大的生态系统是生物圈，所以物质循环带有全球性，称为生物地球化学循环。重点把握碳循环过程，如图所示：③物质循环和能量流淌的关系。生态系统的能量流淌是随着物质循环而进行的，二者互为因果、相辅相成，具有不行分割的联系。生态系统的各成分中，通过能量流淌和物质循环而紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。*****************************************************************************4.生物多样性生物多样性是生物之间的多样性和变异性及物种生存环境的简单性。生物多样性有3个层次：即物种的多样性、遗传的多样性和生态系统的多样性。物种的多样性是指地球上生命有机体的多样性，已被描述的物种约140万，估量物种总数在500万～5000万种之间。遗传的多样性是指遗传信息的总和，包含地球上全部植物、动物、微生物个体的基因。生态系统的多样性是指生物圈中的生态环境、生物群落和生态过程等的多样性。生物多样性是人类生存和进展的基础。*****************************************************************************5.生态平衡生态系统进展到肯定的阶段，它的生产者、消费和分解者之间能够较长时间地保持着一种动态的平衡，也就是它的能量流淌和物质循环能够较长时间地保持着一种动态的平衡。①生态平衡的原理即为生态系统的自我调整。自我调整力量的大小与生态系统中的成分和养分结构的简单程度呈正相关。但生态系统的自动调整力量是有限度的，当外来的干扰超过的这个限度，生态平衡就会遭到破坏。②破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素两类。自然因素是指自然中客观存在的一些不行抗拒的力气，如火山爆发、山崩海啸、台风等自然灾难；人为的因素是指人类对自然的不合理利用，工农业进展带来的环境污染所造成的。生态系统遭到破坏的3个标志性特征是植被的破坏、食物链的破坏和环境污染。③保持生态平衡是人类可持续进展的基础。*****************************************************************************6.生态系统的稳定性生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能的相对稳定的力量称为生态系统的稳定性。如当气候干旱时，森林中的动植物种类和数量一般不会有太大的变化，这说明森林生态系统具有抵制气候变化、保持自身相对稳定的力量。生态系统的稳定性包括抵制力稳定性和恢复力稳定性等方面：抵制力稳定性是指生态系统抵制外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的力量。如森林生态系统对气候变化的抵制力量就属于抵制力稳定性。生态系统之所以具有抵制力是由于生态系统具有肯定的自动调整力量。生态系统自动调整力量的大小与生态系统中养分结构的简单程度有关，养分结构越简单，自动调整力量就越大；反之则自动调整力量就越小。自动调整力量有大有小，抵制力稳定性也有大有小。恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的力量。如河流生态系统被严峻污染后，导致水生生物大量死亡，使河流生态系统的结构和功能遭到破坏。假如停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复到接近原来的状态。这说明河流生态系统具有恢复自身相对稳定的力量。再如一片草地上发生火灾后，其次年就又长出茂密的草本植物，动物的种类和数量也能很快得到恢复。有很多证据表明，抵制力和恢复力之间存在着相反的关系，具有高抵制力稳定性的生态系统，其恢复力的稳定性是低的，反之亦然。但是一个抵制力与恢复力都很低的生态系统，它的稳定性当然也是很低。如冻原生态系统，它的生产者主要是地衣，地衣对环境的变化很敏感，很简洁被破坏，它的生长又很慢，一旦因某种缘由使地衣遭到破坏后就很难恢复，从而导致生态系统的崩溃。如森林生态系统与杂草生态系统相比较，森林生态系统自动调整力量强，抗干扰的力量也强。森林比较能忍受温度的变动，也较能抵制干旱和虫害的危害。一次春寒可能把树木的新叶冻死，但树木很快就能长出另外的新叶来。但假如将森林生态系统中的乔木全部砍掉，这个森林生态系统就很难恢复到原来的样子。尽管杂草生态系统的抵制力稳定性不如森林生态系统，但如一场大火将杂草全部烧光，形成次生裸地，其次年又恢复成一个杂草生态系统。所以以恢复力稳定性来衡量生态系统的调整力量，杂草生态系统的恢复力明显比森林高。*****************************************************************************7.生态农业在农田生态系统中，为了保持农业生产的可持续进展，人们设计了农业生态系统良性循环的模式，如桑基鱼塘生态农业等。生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调进展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。食物链是生态系统能量流淌和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是—条价值增值链。因此，遵循这个原理，就可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为生产另—种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量转化率．削减环境污染。生态系统中的各种生物之间存在着相互依存、相互制约的关系。在农业生态系统中，人们可以利用生物种群之间的关系，对生物种群进行人为调整。在生态系统中增加有害生物的天敌种群，可以减轻有害生物的危害。*****************************************************************************2003-10-15*****************************************************************************