①内稳态(homeostasis):生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。②内稳态通过形态、行为和生理适应实现。
③生物借助于其他的行为机制为自身创造一个适于生存和活动的小环境,使自身适应更大环境变化。生物保持内稳态的行为机制在外界条件的一定范围内,动物和植物都能利用各种行为机制使体内保持恒定性。
④澳大利亚眼斑塚雉保持鸟巢的恒温、孵卵正是这样的行为。
补充:生殖期开始前,雄雉收集大量的湿草并把它们埋藏在大约3米深的巢穴内,不断地翻挖,通风促其产热,直到使巢穴温度达到适宜时为止。然后雌雉开始产卵,此后,巢穴的温度将保持在34.5℃左右,上下波动不会超过1℃。随着夏天的到来,太阳辐射将会成为白天巢穴的主要热源,只有在夜间才需要植物所产生的热量。为此,早晨雄雉在巢堆上挖掘许多通风管道,让植物所产生的热由此散出,到了晚上散热口又会被堵死。随着时间的推移,过程会逐渐变缓,塚雉便不得不全部依靠太阳辐射的热来维持巢穴的温度。但此时白天太阳的热量太多,夜晚植物所产生的热量又太少。于是,雄雉开始在巢堆上铺上一层起隔热作用的沙子,白天可减少太阳的热力,晚上则可减少热量的散失。入秋后,不仅植物的分解热会耗尽,而且太阳的热也会逐渐减弱。为了使
鸟卵能在白天最大限度地吸收热量,雄雉此时会把覆盖卵上的沙层减薄到只有几厘米厚,以便卵能接受全部热量。为了准备度过寒冷的夜晚,雄雉会把白天从巢堆上扒下的沙子薄薄地铺在地面上,待它们3充分吸收太阳热量后,晚上又把这些晒热的沙子(约有20m)全部收集起来盖在巢穴上,以便维持夜间巢穴的温度。这种十分吃力和复杂的行为却能在整个孵化期成功地把巢穴的温度保持在34.5℃附近。
7、因子及其生态作用:定义:生物生存和繁殖的关键性因子
生态作用:各个因子都存在量的变化,大于或小于生物所能忍受的限度,超过因子间的补偿调节作用,就会影响生物的生长和分布,甚至导致死亡的作用。某种生物的因子是其生存的关键,找到了因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系的钥匙。
10、利比希最小因子定律:
植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。该定律只适用于稳定状态、必须考虑生态因子之间的相互作用
11、生物内稳态机制:
内稳态是生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制
例如:XXX通过控制体内产热过程以调节体温;变温动物通过减少散热或利用环境热源使身体增温。
12、为什么种群增长曲线是S形:
在自然界中,环境条件是有限的,因此,种群不可能按照“J”型曲线无限增长。当种群在一个有限的环境中增长时,随着种群密度的上升,个体间由于有限的空间、食物和其他生活条件而引起的种内斗争必将加剧,以该种群生物为食的捕食者的数量也会增加,这就会使这个种群的出生率降低,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值时,种群数量将停止增长,有时会在K值保持相对稳定。
第三章生态系统退化生态系统
1、生态系统的定义:
在一定的空间内,生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位,这个生态学功能单位称生态系统。
2、生态系统的基本特征:
生态系统是一个开放的系统,具有物质循环、能量流动和信息传递的特点。具有许多调节机制以维持系统的相对稳定,能够适应外界变化条件、维持系统动态平衡。组成:生态系统由非生物环境、生产者、消费者和分解者构成。营养级数目一般不超过6个。功能:生态系统是一个动态的系统,物质循环(生产者→消费者→分解者)、能量流动(生物←→环境)、信息传递(营养信息、化学信息、物理信息和行为信息)。
3、退化生态系统定义:
在一定的时空背景下,生态系统受自然因素,人为因素或两者的共同干扰下,使生态系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变,系统的结构和功能发生与原有的平衡状态或进化方向相反的位移。
4、生态系统退化的原因:
包含自然因素和人为干扰两部分。植被破坏是生态系统退化的主要因素,人类干扰是退化的推动力。具体如下:
⑴植被的破坏与减少:自然植被在维持生态系统平衡中有极为重要意义,自然森林植被的破坏与减少是陆地生态系统退化的主要原因之一
⑵侵蚀:土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。土壤侵蚀是土地退化的主要原因,是导致生态环境恶化的最严重问题。
⑶荒漠化石漠化:包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化。植被破坏后严重的水土流失是引起沙化的重要原因。石漠化是该区域土壤退化的最后阶段。
⑷土壤贫瘠化:水土流失(主要原因)、土地过度利用和不合理利用引发土壤贫瘠化退化,是土壤肥力减退的退化方式。
⑸污染:未经处理的“三废”不但恶化了环境,也造成了严重的土地污染、水域的污染和大气污染。
5、退化生态系统的表现特征:
服务功能减弱或丧失:植被减少,导致植物保护土壤、调节气候、水维持和净化空气等能力减弱,生物利用和改造环境弱化,功能衰弱。
生物多样性降低::乱砍滥杀使珍稀动物生存受到威胁,过度采摘珍稀草药使稀有植物灭绝,大气、土壤污染等使生物种类减少。
生产力下降:结构破坏是重要因素,而动物、植物是生态系统的主体,植物的破坏、动物猎杀,会是系统内生物成分降低,随之植物减少,对阳光利用减弱,营养物质吸收降低,生长消耗增多,净生产力下降。
基本结构和功能破坏或丧失:物质循环和能量流动出现危机,水体富营养化等。稳定性和抗逆能力下降:由于物种减少或者缺失,使食物链解环,单链营养关系增多,简单化,使生态系统不稳定,抗逆能力下降。
生态效益和社会效益降低:如土壤遭到污染,农业生产力降低。
5、生态系统退化造成的影响:
土壤遭到破坏、气候变化和能源浪费、物种大量死亡、生物的多样性减少、森林面积减少、淡水资源受到威胁、化学污染、混乱的城市化、海洋的过渡开发和沿海地带被污染、空气污染、极地臭氧层空洞、水土流失严重、世界荒漠化加深、土壤污染和被侵蚀、土地肥力下降、农业生产力降低、泥石流等自然灾害增多。
6、关于美丽中国:见专题
第四章环境问题及解决方法
1、温室效应产生的原因及解决方案:
后果:地表温度升高,极地和高山冰雪消融速度加快、海水受热膨胀,海平面上升,沿海低地受到海水的侵袭;改变了全球水热分布格局,部分湿润地区可能变得干燥,而部分干燥地区可能变得湿润;改变了生态系统原有的平衡状态,一部分生物可能不适应环境的改变而濒危或灭绝。
原因:主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,大量排放尾气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。解决方案:
⑴全面禁用氟氯碳化物⑵保护森林:赶快停止毫无节制的森林破坏,实施大规模的造林工作。⑶汽车使用燃料状况的改善,改善耗油、化石燃料消费削减状况。⑷改善其他各种场合的能源使用效率,以住宅和办公室的冷暖气设备为最。⑸鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源⑹汽机车的排气,抑制臭氧和甲烷等。⑺鼓励使用太阳能⑻利用生物能源作为新的乾净能源,实现再生能源。
2、生物多样性的生态意义、减少的原因、解决方法:
生态意义:直接价值(消耗性利用价值、生产性利用价值)间接价值(非消耗性利用价值、选择价值、存在价值)生态价值(生态系统生产力、保护水、土壤资源、调节气候、对污染物的吸收和分解、物种关系)
减少的原因:
⑴物种本身的生物学特性。一是物种的形成与灭绝是一种自然过程,二是物种对环境的适应能力或变异性、适应性比较差。
⑵环境突变(天灾),如地震、水灾、火灾、暴风雪、干旱等自然灾害。⑶人为原因:1.生境的丧失、片断化、退化。栖息地破坏和片段化导致兽类数量减少、分布区缩小和濒临灭绝。2.掠夺式的过度开发。
⑷环境污染:1.水体污染对水生生物有致死作用,影响他们的捕食,寻食和繁殖。
2.土壤污染通常会使当地植被退化,生物多样性显著下降。3.空气污染:人类排放到大气中的各种有毒有害物质均能对生物体产生不同程度的损失,并对生态系统构成危害。
⑸外来物种入侵:新物种引进,食物网中的一些天敌或者它所控制的物种是没有办法引进的,对于当地的生态多样性造成危害。
⑹法律制度的不健全。
解决方法:1、建立、完善自然保护区和制定《自然保护区立法》,加快对全国生物多样性的清查,根据实际情况变更动植物保护级别,对一些重点珍稀濒危物种进行人工繁育和扩群工作。2、防止外来物种和建立外来物种管理法规体系:对外来物种进行普查和有计划清除,设立评价制度,建立外来物种入侵预警机制。3、在保护中持续利用生物资源:根据当地资源的实际情况实施传统的农业和林业措施;推进科研与教育;采取必要的办法使保护区免受人类活动的影响和进行迁地保护。4、加强环保教育:广泛开展与环境相关的宣传教育,增强环保意识。在中小学中专门开设环境课程,重视课外活动。
3、臭氧层的空洞形成原因及解决方案
原因:人造化工制品氯氟烃和哈龙污染大气的结果。氟利昂等消耗臭氧物质被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,它们在大气中的平均寿命达数百年,大部分仍然停留在对流层,一小部分升入平流层。在一定的气象条件下,会在强烈紫外线的作用下被分解,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子。解决:找到氟利昂等的替代物质和替代技术,如水清洗技术、氨制冷技术等。并努力回收,尽可能重新利用;控制臭氧层破坏的途径和制定相关,严格遵守《蒙特利尔议定书》。
4、POPS造成的定义、危害及其特点、解决方法:
定义:具有环境持久性、生物累计性、远距离环境迁移性,并可对人体健康和生态环境产生危害影响的一类有机污染物。如铅,二恶英等。
特点:高毒性、稳定性、蓄积性及生物富集作用、迁移性——蚱蜢跳效应
危害:具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,能够在大气中远距离迁移并能沉降到地表层,对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。
解决方法:从源头上来说,需要控制POPs的用量,减少人为排放,甚至零排放。对已被污染的土壤,根据污染程度不同进行修复,一般轻微污染土壤,通过自然衰减可以达到净化目的,对于中等的污染土壤,可以考虑采用强化翻耕、植物修复、动物(蚯蚓)修复等农艺和生物修复技术进行修复。
对于高污染的土壤,若经济条件允许,可以进行焚烧、固化等工程修复,若缺乏资金,则废弃该土地,设置隔离墙,防止人员进入,减少其对人体的暴露。减少并逐步停止生产含POPs的农药,使用,向环境中扩散,发展含POPs的农药的替代品。
5、荒漠化定义、治理:
定义:指在沙漠边缘的干旱与半干旱的草原地区,由于雨量稀少,蒸发量大,气候干旱多风,土地失去植被后,土壤受风蚀而逐渐演变为沙漠地带的现象。措施:①调整不利于生态环境良性循环的土地利用结构,合理地安排农业、林业、牧业的比重②封育沙漠化的弃耕地和退化草场,使植被恢复③采取分区轮作或轮收,载畜量④采用植物固沙为主、工程措施固沙为辅的固沙方法。④在防治沙害基础上,采取改良土壤措施。
6、酸雨、赤稻危害、原因、治理:
酸雨:酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体,经过复杂的大气化学反应,被雨水吸收溶解而成。酸雨污染对生态系统有何影响答:
(1)使土壤湖泊、河流酸化;(2)减少土壤的肥力;(3)影响微生物的活性,降低生态系统的正常功能;(4)影响动植物生长发育。
赤稻:强酸雨将导致叶面产生赤色伤班,从而形成赤稻。
治理:1、减少SO2的排放。如采用烟气脱硫技术;控制酸雨的经济刺激措施的有:征收SO2排污费,排污税费、产品税(包括燃料税)、排放交易和一些经济补助等。
2气中氮氧化物的排放量,如用铂、铜等金属作催化剂;使用低硫煤、节约用煤、型煤固硫有利于防止酸雨的发生。
3、完善环境法规,加强监督管理。理解清洁生产,可持续发展的概念。
4、改善交通环境,控制汽车尾气,加强对汽车尾气的控制,如车速、改进发动机结构和添加防污装置。控制汽车尾气的方法有:制订各类汽车的废气排放标准;大力发展公共交通;使用无铅汽油;安装尾气净化器及节能装置;使用“绿色汽车”等。
5、合理的工业布局、城市规划有利于控制酸雨的发生。
6、加强植树栽花,扩大绿化面积。植物具有调节气候、保持水土、吸收有毒气体等作用。
7、公众参与。
7、简述生态系统的碳循环途径:
陆地:大气二氧化碳经陆生植物光合作用进人生物体内,经过食物网内各级生物的呼吸分解,又以二氧化碳形式进入大气。另有一部分固定在生物体内的碳经燃烧重新返回大气。
(2)水域:溶解在水中的二氧化碳经水生植物光合作用进入食物网,经过各级生
物的呼吸分解,又以二氧化碳形式进入水体。
(3)水体中二氧化碳和大气中二氧化碳通过扩散而相互交换,化石燃料燃烧向大
气释放二氧化碳参与生态系统碳循环,生物残体也可沉入海底或湖底而离开生态系统碳循环。
第六章可持续发展
1、可持续发展的定义
既满足当代人的需求,有不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。需求是指世界上贫困人口的基本需求。是指技术状况和社会组织对环境满足眼前和将来需要的能力所施加的。平等指隔代之间的平等以及当代不同地区、不同人种之间的平等。
2、可持续发展的内涵
经济的可持续性:要求经济体能够连续地提供产品和劳务,使内债和外债控制在可以管理的范围以内,并且要避免对工业和农业生产带来不利的极端的结构性失衡。
环境的可持续性:要求保持稳定的资源基础,避免过度地对资源系统加以利用,维护环境吸收功能和健康的生态系统,并且使不可再生资源的开发程度控制在使投资能产生足够的替代作用的范围之内。
社会的可持续性:通过分配和机遇的平等、建立医疗和教育保障体系、实现性别平等、推进政治上的公开性和公众参与性来保障社会的可持续发展。
3、可持续发展的基本原则
1.公平性:追求同代人之间的横向公平性和代际间的纵向公平性
2.可持续性:生态系统受到某种干扰时能保持其生产率的能力
3.共同性:发展目标的共同性和行动的共同性。
4、可持续发展的主要影响因素
资源约束:制约着经济发展的规模和成长速度;各种资源在结构上的特点或不平衡性形成了资源的结构约束;资源在总量和结构上的约束条件共同决定着经济长期发展的规模、成长速度和模式选择
技术进步:技术系统自身尽可能形成封闭体系,构建零排放技术系统;探索技术系统与生态系统相互依存,构建和谐可持续人工复合系统,利用个再生资源代替不可再生资源,并且减少生态不相容物质的产生和排放。
制度安排:既要进行正式制度安排建设,如建立合理的自然资源产权制度、市场交易制度、资源定价灰度、法制制度、资源补偿制度、环境税收制度;又要进行非正式制度安排建设,如监理可持续发展的伦理观、自然观,从人类与自然统一的立场认识自然。
5、可持续发展建议:见专题(、个人)
第七章可持续发展指标体系
1、可持续发展的指标体系:
指用来描述或者评价人类社会可持续发展状态的指标,由于可持续发展系统包含经济、社会与环境灯光组成部分,较难以单一组分的某个方面指标来描述可持续发展的整体状态,因此,构建可持续发展指标体系,是由一系列描述整个社会不同层次面的指标组成,不同指标之间的关系式可持续发展指标体系关注的重点,通常指标体系的层次结构从上到下依次为目标层、准则层与指标层。可持续发展指标体系是由状态指标、压力指标和响应指标所表征的影响环境可持续发展的三大类指标系统。
2、可持续发展指标体系的基本原则和评价方法:
原则:科学性原则、完备性原则、主成分性原则、可操作性原则。
方法:单一指标评价方法、多指标加权评价方法
3、单一指标评价方法:
GDP:一定时期内一个国家或者去与生产的全部产品与劳务的价值
绿色GDP:指用以衡量各国扣除自然资产损失后新创造的真实国民财富的总量核算指标。简单地讲,就是从现行统计的GDP中,扣除由于环境污染、自然资源退化、教育低下、人口数量失控、管理不善等因素引起的经济损失成本,从而得出真实的国民财富总量。
绿色GDP=现行GDP—环境与资源成本—环境资源保护成本
环境资源价值量的核算包括三部分:环境损害成本(环境退化成本),由于污染物排放引起的环境功能退化产生的价值损失;环境治理成本,为了减少经济活动中产生的污染物,对生产与生活中产生的污染物进行处理而发生的成本;生态退化成本,由于经济活动引起的生态功能退化的价值损失。
国家财富:由人造资本、自然资本、人力资本和社会资本等四部分组成。作为衡量可持续发展的指标,突出强调发展的可持续性,尤其强调人类社会未来发展的能力。在某种程度上体现了弱可持续性的思想,也就是将可持续发展理解为国家财富总量的非负增长。
真实储蓄率:真实储蓄表示一定时间内某个地区创造的可以被真正用于未来发展的资本价值。真实储蓄=GDP-资源环境与生态破坏损失-人造资本的折旧-个人与公共的消费支出。真实储蓄率是真实储蓄占GDP的百分比。动态表达可持续发展能力。
4、现有的可持续发展的指标体系优点缺点解决方法:
1、生态学金字塔的概念是什么
答:在介绍生态系统能流模式时曾提到,当能量由下一营养级传递到上一营养级
时,势能会逐级减少,直到系统中全部能量变为热能散失到环境中,如果变化这个图的坐标,以纵轴为营养级,横轴为各营养级所含的势能。因为食物链中上一个营养级总是依赖下一个营养级的能量,而下一个营养级的能量只能满足上一个营养级中少数消费者的需要,至使营养级的能量呈阶梯状递减,于是形成了这种底部宽,顶部窄的圆锥状,称“生态锥体”,因其形似塔,又被称为“生态学金字塔”。
2、水体富营养化的危害有哪些
答:富营养化会影响水体的水质,会造成水的透明度降低,使得阳光难以穿透水
层,从而影响水中植物的光合作用,可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少,都对水生动物有害,造成鱼类大量死亡。同时,因为水体富营养化,水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻,形成一层“绿色浮渣”,致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有盐和亚盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,也会中毒致病。3、怎样防治水体的富营养化
答:导致水质富营养化的氯、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性;又有内源性。这就给控制污染源带来了困难;至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30%—50%的氮、磷。防治方法:(1)控制外源性营养物质的输入;
(2)减少内源性营养物质的负荷。
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