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生命生态安全第一章生命与生态系统基础什么是生命生命的基本特征生命的多样性生命是地球上最奇妙的现象所有生物都具有四个基本特征:地球上的生命形式丰富多彩,令人惊叹:生长发育:从幼小到成熟的过程•微小的单细胞细菌,肉眼难以看见繁殖能力:产生后代延续种族•多细胞的植物,通过光合作用制造养分新陈代谢:不断进行物质和能量交换•复杂的动物,具有各种精妙的器官系统应激反应:对外界刺激做出反应生态系统的定义统一的整体物质循环能量流动生态系统是生物群落与其所处的无机环境相生态系统中的物质在生物与环境之间不断循太阳能通过光合作用进入生态系统,在不同互作用形成的统一整体,是自然界的基本功环,包括水循环、碳循环、氮循环等重要过营养级之间单向流动,推动整个系统运转能单位程生态系统的组成部分生产者消费者分解者主要成员:绿色植物、藻类主要成员:各类动物主要成员:细菌、真菌核心功能:通过光合作用将太阳能转化为化学核心功能:无法自己制造有机物,必须依赖其核心功能:分解动植物遗体和排泄物,将有机能,制造有机物,是生态系统的能量源泉他生物获取能量和营养物质物转化为无机物,使物质重新回归环境•吸收二氧化碳释放氧气•草食动物:直接食用植物•清除生态系统中的垃圾•为其他生物提供食物•肉食动物:捕食其他动物•释放营养物质供植物利用•维持大气成分平衡•杂食动物:植物和动物都吃•维持物质循环典型生态系统示意图森林生态系统的结构阳光层中间层地表层高大树木形成树冠层,捕各种动物在此觅食、栖落叶、枯枝和动物遗体在获阳光进行光合作用,为息、繁殖,形成复杂的食分解者作用下转化为养整个生态系统提供能量基物链和食物网关系分,重新被植物吸收利础用第二章生态系统中的食物链与食物网生物之间通过吃与被吃的关系连接在一起,形成了生态系统中能量和物质传递的重要途径食物链的概念青草兔子生产者,通过光合作用制造有机物初级消费者,以植物为食蛇老鹰次级消费者,捕食草食动物顶级消费者,处于食物链顶端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链状结构,它展示了能量和物质在生物之间的传递路径每条食物链都从生产者开始,经过一个或多个消费者,能量逐级传递在传递过程中,每一级都会消耗大量能量用于自身生命活动,因此传递到下一级的能量会大幅减少食物网的复杂性从单一到复杂在真实的自然环境中,生物之间的食物关系远比单一的食物链复杂得多:多重选择:一种动物往往不只吃一种食物交叉关系:不同的食物链之间相互交织网状结构:多条食物链连接形成复杂的食物网增强稳定性食物网的复杂性为生态系统带来重要好处:•某种生物数量波动时,其他生物有替代食物•减少单一物种灭绝对整个系统的影响•提高生态系统抵抗外界干扰的能力食物网越复杂,生态系统就越稳定,抗干扰能力就越强!食物链长度与生态稳定性短食物链长食物链生产者→草食动物→肉食动物营养级过多能量传递效率高,损失少,系统相对稳定能量严重不足,顶级消费者难以生存123中等食物链增加1-2个营养级能量逐级递减,但系统仍能维持平衡能量传递规律稳定性分析在食物链中,能量从一个营养级传递到下一个营养级时,大约只有10%-食物链越短,到达顶级消费者的能量越多,生态系统越稳定过长的食物链20%的能量被传递,其余能量以热量形式散失或用于生物自身的生命活会导致能量不足,影响高营养级生物的生存动食物网示意图这幅食物网展示了生态系统中多条食物链如何交错连接箭头表示能量流动的方向,从被吃的生物指向吃它的生物0102识别生产者追踪消费者图中的绿色植物是所有食物链的起点观察不同动物之间的捕食关系03理解联系发现同一种生物可能属于多条食物链第三章生态系统的能量流动与物质循环能量和物质是生态系统运转的两大支柱,它们遵循不同的规律,共同维持生态系统的正常功能能量流动特点光合作用转化太阳能输入生产者通过叶绿素捕获光能,将其转化为储存在有机物中的化学能太阳光照射到地球,为生态系统提供源源不断的能量来源最终散失逐级传递能量最终以热量形式散失到环境中,无法重新利用化学能通过食物链在不同营养级之间传递,每一级都会消耗大部分能量单向流动逐级递减能量在生态系统中只能单向流动,不能循环使用这是因为能量在传递和使能量从一个营养级传递到下一个营养级时,大约只有10%-20%被传递,这就用过程中不断转化为热能散失是著名的十分之一定律物质循环特点生产者吸收消费者利用植物从环境中吸收无机物,如二氧化碳、水和动物通过食用植物或其他动物获取有机物矿物质回归环境分解者分解无机物重新回到土壤、大气和水体中微生物分解动植物遗体,释放无机物物质在生态系统中不断循环,永不消失生产者、消费者、分解者共同参与这个伟大的循环过程!生态系统能量流动与物质循环示意图能量流动路径物质循环路径物质如碳、氮等在生物体和环境之间形成闭合循环,不断被重复利用能量金字塔形象展示了能量在不同营养级的分布底层生产者能量最多,越往上能量越少记住:能量单向流动逐级递减,物质循环往复永不消失!第四章生态平衡及其重要性生态平衡是自然界的和谐状态,维持这种平衡对所有生物包括人类都至关重要生态平衡的定义种类与数量稳定物质能量平衡结构功能协调生态系统内各种生物的种类和数量保持相对生态系统中物质和能量的输入与输出达到动生态系统的结构合理,各组成部分功能协调,稳定,不会出现某种生物突然大量增加或减少态平衡,既不积累也不匮乏能够长期稳定运转的情况生态平衡不是绝对静止不变的,而是一种动态平衡在正常情况下,虽然各种生物的数量会有波动,但总体保持在一定范围内,不会出现剧烈变化生态平衡是自然界经过亿万年演化形成的精妙状态,一旦被破坏,恢复需要漫长时间生态平衡的表现与特点暂时性相对性动态性生态平衡在一定时期内保持相对稳定,但随平衡不是绝对的静止,而是在一定范围内的生态系统始终处于动态变化中,通过各种生着环境条件的变化,平衡状态会发生改变,建波动各种生物数量会有增减,但总体维持物之间的相互作用和环境的反馈机制,不断立新的平衡在可接受的范围内调整达到新的平衡•季节变化引起的自然波动•食物充足时,某些动物数量增加•捕食者与被捕食者数量的此消彼长•气候长期变化导致的调整•天敌增多时,被捕食者数量下降•生物与环境之间的相互适应生态系统的自我调节能力生态系统具有一定的自我调节能力,能够抵御轻微的干扰并恢复平衡这种能力称为生态弹性然而,如果干扰过于强烈或持续时间过长,超过生态系统的承受能力,就会导致生态平衡被破坏,甚至发生生态灾难破坏生态平衡的原因生物因素非生物因素1过度捕猎1环境污染人类过度捕杀野生动物,导致某些物种数量急剧下降甚至灭绝,破坏工业废水、废气、固体废弃物污染水体、大气和土壤,毒害生物食物链结构2滥伐森林2物种灭绝大规模砍伐森林破坏动植物栖息地,导致水土流失,气候变化关键物种的消失会引发连锁反应,影响整个生态系统的稳定3气候变化3外来物种入侵全球变暖等气候变化影响生物的生存条件和分布范围外来物种缺乏天敌,大量繁殖,挤占本地物种的生存空间人类活动是当前破坏生态平衡的主要原因,我们必须反思自己的行为!生态失衡的严重后果池塘富营养化案例当大量生活污水或含氮磷的农业肥料流入池塘、湖泊等水体时,会引发富营养化现象:0102营养物质过量藻类疯长氮、磷等营养物质在水中积累藻类和水生植物大量繁殖,形成水华0304氧气耗尽鱼类窒息死亡的藻类被分解消耗大量氧气水中缺氧导致鱼类大量死亡这个案例警示我们:看似无害的生活污水,如果不经处理就排放,会造成严重的生态灾难!第五章人类活动对生态安全的影响人类的许多活动在满足自身需求的同时,也给生态环境带来了巨大压力和破坏工业污染与生态破坏水体污染工厂将未经处理的废水直接排入河流、湖泊,造成严重后果:富营养化:氮磷含量过高导致水华爆发重金属污染:铅、汞等有毒物质在生物体内累积酸碱失衡:强酸强碱废水破坏水生生态生物死亡:鱼虾等水生生物大量死亡土壤污染工业废渣和有毒化学物质渗入土壤,带来长期危害:•植物无法正常生长,农作物减产•有毒物质通过食物链进入人体•土壤结构破坏,失去肥力•污染治理成本极高,周期漫长滥伐森林与生物多样性减少栖息地丧失食物链断裂物种灭绝风险森林是无数动植物的家园森林被砍伐后,这些植物减少导致草食动物缺乏食物,继而影响肉食许多珍稀物种仅存于特定森林中,森林消失意味生物失去生存空间,被迫迁徙或死亡动物,整个生态系统失衡着这些物种永远消失生态系统服务丧失生物多样性危机水源涵养:失去森林后,雨水直接流失,干旱加剧科学家估计,由于森林砍伐和栖息地破坏,地球上每天有几十个物种灭绝这水土保持:土壤失去保护,发生严重水土流失个速度是自然灭绝率的1000倍以上!气候调节:森林减少导致局部气候变干、变热一旦物种灭绝,就永远无法恢复我们正在失去地球亿万年演化的宝贵成空气净化:氧气产生减少,二氧化碳增加果保护生态环境的措施合理利用资源控制污染排放采用可持续的方式利用自然资源,避免过度开发发展循环经济,严格控制工业废水、废气、废渣排放,建设污水处理厂推广清提高资源利用效率,减少浪费洁能源,减少化石燃料使用建立自然保护区生态恢复工程划定保护区域,禁止开发活动,为野生动植物提供安全栖息地,保护开展植树造林,恢复退化的生态系统实施退耕还林、退牧还草濒危物种等工程完善法律法规环境教育宣传制定和执行环境保护法律,严厉打击破坏生态环境的违法行为,提提高公众环保意识,培养绿色生活方式从小培养孩子热爱自高违法成本然、保护环境的观念生态文明建设与我们的责任什么是生态文明生态文明是人类文明发展的新阶段,强调人与自然和谐共生,追求可持续发展它要求我们在发展经济的同时,保护好生态环境,为子孙后代留下美丽家园12绿色生活方式垃圾分类回收•选择公共交通或骑自行车出行•学习垃圾分类知识•购买环保产品,避免过度包装•正确投放可回收物、有害垃圾•节约用水用电,养成良好习惯•减少厨余垃圾产生•减少使用一次性物品•旧物再利用,发挥创意3参与环保行动•参加植树造林活动•加入环保志愿者组织•开展社区环境清洁•宣传环保知识给他人每个人都是生态环境的守护者!我们的小行动汇聚起来,就是保护地球的大力量生命生态安全的案例分享湿地保护成功案例保护前的困境某地湿地曾因围垦开发、污水排放严重退化:•水质恶化,鱼虾减少•候鸟失去栖息地•植被稀疏,生态功能丧失课堂互动你能做什么保护生态环境:保护生态环境不是遥远的大事,而是我们每个人每天都能做的小事让我们一起行动起来!节约用水用电垃圾分类处理•洗手时水开小一点•学会区分可回收物和其他垃圾•及时关闭水龙头和电灯•废电池单独收集•用淘米水浇花•塑料瓶洗净后回收•夏天空调温度不低于26度•减少使用塑料袋参与植树活动•在植树节种下一棵树•认养一棵树苗•在家养护绿色植物•不攀折花木我每天骑自行车上学,既锻炼身体又环保!我会把用过的作业本背面继续用来打草稿我和爸爸妈妈一起去参加社区的垃圾清理活动!复习与思考生态系统的组成有哪些1回忆一下:生产者、消费者、分解者各自的作用是什么它们如何相互配合维持生态系统运转提示:想想森林、池塘等生态系统中的各种生物食物链和食物网有什么区别2思考一下:为什么食物网比食物链更能反映真实的自然界食物网的复杂性对生态系统有什么好处提示:一种动物通常不只吃一种食物为什么保护生态平衡很重要3想想看:如果生态平衡被破坏会发生什么对人类生活会有什么影响我们能为保护生态平衡做些什么提示:回顾池塘富营养化的案例讨论题拓展思考
1.如果食物链中某一环节的生物消失,会产生什么影响
1.为什么说保护环境就是保护我们自己
2.能量在食物链中传递为什么会逐级递减
2.你认为哪些人类活动对生态环境危害最大
3.人类活动如何影响生态平衡
3.如何平衡经济发展和环境保护课后作业观察周边生态环境任务要求:观察你家附近的生态环境,如公园、小区绿地、河流等记录你看到的植物和动物种类,注意观察它们之间的关系写作指导:写一篇300-500字的观察报告,包括:1•观察的时间、地点•发现了哪些生物•它们之间可能存在的食物关系•环境存在的问题及改善建议制作生态系统食物链图任务要求:选择一个你熟悉的生态系统如森林、草原、海洋、农田等,绘制一个详细的食物链或食物网图制作要点:2•至少包含3条食物链•清楚标注生产者、消费者•用箭头表示能量流动方向•可以配上文字说明•图画要整洁美观作业将在下周课堂上展示和交流优秀作业将张贴在教室的生态环保专栏!生命生态安全守护我们的家园保护生态环境,就是保护我们自己地球是人类唯一的家园,让我们用实际行动守护她!从小事做起共建绿色未来每一个小小的环保行动,都是对地球的爱护节约一滴水,少用一个塑料让我们携手努力,践行绿色生活方式,建设美丽中国为子孙后代留下天袋,都在为保护环境做贡献蓝、地绿、水清的美好家园!让我们一起行动,成为地球的守护者!。
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