资源简介
第一节 人口增长对生态环境造成压力
第二节 全球性生态环境问题日益突出
课标内容要求 核心素养对接
1.探讨人口增长会对环境造成压力。2.关注全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、荒漠化和环境污染等全球性环境问题对生物圈的稳态造成威胁,同时也对人类的生存和可持续发展造成影响。 1.探讨人口增长对生态环境造成的压力及对可持续发展的影响。(生命观念)2.关注全球生态问题。(社会责任)3.调查当地生态环境中存在的主要问题,提出保护建议或行动计划。(科学探究)
一、人口增长对生态环境造成压力
1.近一个世纪世界人口激增
(1)人口开始激增
在公元初,世界人口大约是1.5亿,到17世纪初增长到了5亿。18世纪的工业革命使地球上的人口开始激增,至1804年左右达到了10亿。1930年人口达到20亿,人口倍增时间为100多年。
(2)人口加快激增
1975年人口达到40亿,人口倍增时间为45年。截至2016年,世界人口已超过72亿。联合国发布的《世界人口展望》2017年修订版报告中,预计世界总人口在2050年将增长到98亿,在2100年将增长到112亿。可见,在今后几十年内,世界人口还将继续增长。
(3)人口变化的地区差异
中国大陆总人口1949年是54 167万,2017年是139 008万,人口一直在增长;但人口老龄化现状日趋严重,65岁及以上的人口2011年占9.1%,2018年占11.9%。2010—2017年,日本人口从12 806万减少到了12 671万,有7年出现了负增长。
(4)人口激增的主要原因
工业化、农业生产技术和医学科技的进步是世界人口激增的主要原因。
2.人口激增引起全球性的粮食、土地、水资源和环境污染等问题
(1)食物、水和空间是影响人口容纳量的主要因素
人类为了生存与发展,会不断从自然界中获取粮食、水等自然资源。当地球上的人口越来越多时,人类对自然资源的需求也会越来越大,致使耕地面积、水资源、粮食等自然资源逐渐减少。
(2)环境污染加剧
人口激增对自然资源的过度利用,也加剧了水污染、大气污染等全球性环境问题。
3.控制人口是关系人类存亡和发展的大事
(1)未来人口变化趋势
总的来看,虽然大多数国家的人口自然增长率都在逐年下降,但世界人口还是呈增长趋势。
(2)生态系统的承载能力
各国政府和有关学者都在研究本国生态系统的承载能力。例如,1967年,一些美国学者提出,对美国来说,2亿人口已经成为生活质量的极大威胁。20世纪80年代我国一些学者也以生态系统稳定的承载能力为基础,推算出我国百年后理想的适度人口数量为6.5亿~7亿。
(3)控制人口的意义
实际上,若人类生活质量要提高,要与自然和谐共处,尽量减少对生态环境的影响,地球能承载的人口还将减少。所以,在地球资源有限的条件下,控制人口是关系人类存亡和发展的大事。
二、全球性生态环境问题日益突出
1.大量排放二氧化碳导致全球变暖
(1)温室效应的概念
太阳光穿过大气层到达地球表面后,一部分光线经过反射回到太空,其余的则被大气层中的气体捕获。大气层这种能捕获热能的特性称为温室效应。
(2)全球变暖的原因
全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。目前全球变暖的理论解释是“温室效应”假说,该假说认为大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增大,使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升。
(3)温室气体的种类:有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)等,其中最重要的是二氧化碳。
(4)大气中二氧化碳的平衡受干扰的原因:由于煤、石油和天然气的大量燃烧,使二氧化碳的全球平衡受到了严重干扰。
(5)全球变暖对生物圈的稳态有重要影响
①全球变暖最直接的影响是使极地和高山冰川开始融化,导致全球气候发生大规模变化,气候带北移,湿润区与干旱区重新配置,某些物种的生长、繁殖及分布区域受到影响,从而加剧物种消亡。
②全球变暖导致的海平面上升,使地势较低的沿海城市可能要内迁,大部分沿海平原将发生盐碱化或沼泽化。
2.臭氧减少危及地球所有生物
(1)臭氧的作用:能吸收对人体和生物有致癌和杀伤作用的紫外线、X射线和γ射线,从而保护人类和其他生物免受短波辐射的伤害。
(2)臭氧减少的原因:被广泛使用在制冷剂、塑料发泡剂等中的氟利昂,以及主要被用于制作灭火剂的哈龙等气体进入臭氧层,会和臭氧发生化学反应,从而导致平流层中臭氧减少。
(3)臭氧减少的危害:将会危及地球上所有生物。
(4)保护措施:针对臭氧层的破坏,国际上采取了一系列保护对策和措施。例如,早在1977年联合国环境规划署理事会通过了《保护臭氧层行动世界计划》,随后对氟利昂和哈龙等的生产和使用做出了相应的规定。
3.全球各地普降酸雨
(1)酸雨的界定:人类向大气中排放过多的硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要原因,酸雨是指pH小于5.6的降水。
(2)酸雨的形成:煤、石油和天然气等燃烧时所产生的硫和氮的氧化物,与大气中的水蒸气等发生反应,形成了硫酸和硝酸等酸性物质,从而形成酸雨。此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
(3)全球酸雨情况:全球各地普降酸雨。酸雨最早出现于北欧,我国降酸雨的频率和酸度自北向南逐渐加重。
(4)酸雨的危害:对生态系统有重要影响。
①酸雨会伤害陆地生物。
②酸雨会导致土壤酸化,加速土壤中的矿物质等营养物质的流失,从而影响植物的正常生长。
③降低水体的pH,使藻类和微生物死亡。
④导致铝和汞等有毒金属从土壤和沉积物中释放出来,进入动、植物体内,对人类及位于食物链顶端的动物产生不利影响。
⑤酸雨的腐蚀性很强,会大大加快建筑物、金属等的腐蚀速度。
(5)酸雨防治:最有效的方法是减少硫氧化物和氮氧化物的排放量。
4.荒漠化不断扩大
(1)荒漠化概念:干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化,它是由气候变异和人类活动在内的种种因素造成的。
(2)荒漠化情况:是目前全球最突出的环境问题之一,主要发生在亚洲、非洲和拉丁美洲的发展中国家。全球荒漠化在不断扩大。
(3)造成荒漠化的原因:有自然因素(干旱、地表松散物质、大风吹扬等)和人为因素(人口激增导致的对各种自然资源的过度开发和利用,如滥牧、滥垦、滥樵、滥采、滥用水资源、滥开矿等)。
(4)防治:为防治土地荒漠化,联合国采取了许多措施。
5.土壤及水体污染严重
(1)土壤污染
①土壤污染的概念:人为活动产生的污染物通过各种途径进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。
②土壤的污染物的种类:主要有重金属、农药和化肥等。
③污染物污染途径:主要通过生物富集作用,对生物造成危害。
④治理土壤污染的难度:i通常周期较长,成本较高;ii土壤污染具有隐蔽性和滞后性。
⑤治理措施:综合治理工业“三废”,控制劣质农药、化肥的使用,对垃圾进行分类处理等是控制土壤污染的主要措施。
(2)水体污染
①水体污染的概念:排入水体的污染物使该物质在水体中的含量超过了水体的原有含量和水体的自净能力,从而破坏了水体原有的用途。
②污染物种类:主要包括工业废水、生活污水、矿山污水、农田污水、水土流失的冲积物、工业废弃物和生活垃圾等。
③水体污染情况:全球水体污染严重。
④水体污染危害:对人体健康、工农业生产、生态环境都有很大的危害。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.人口增长对生态环境不会造成压力。 (×)
提示:会造成压力。
2.医学科技的进步使人类可以控制许多疾病。 (√)
3.大气中二氧化碳其作用约占全部温室气体作用的80%以上。
(×)
提示:50%以上。
4.臭氧是高活性的氧化剂,能够氧化有机分子并破坏其功能。
(√)
5.二氧化碳等大气污染物的远距离输送已使酸雨跨越国境,成为全球性环境问题。 (×)
提示:二氧化硫等大气污染物的远距离输送已使酸雨跨越国境,成为全球性环境问题。
6.被某些重金属污染的土壤经过短时间就能够恢复。 (×)
提示:某些重金属污染的土壤可能需要100~200年才能够恢复。
人口增长对生态环境造成压力
人口增长对生态环境的影响
1.既然人口增长给环境带来这么大压力,我国为什么还要放开“二孩”政策?
提示:全面二孩政策的调整,主要有三方面原因:一是人口总量增长的势头明显减弱,育龄妇女数量逐步减少,特别是20~29岁生育旺盛期妇女数量下降较快。群众生育意愿发生转变,少生优生成为社会生育观念的主流。二是人口结构性问题日益突出,劳动年龄人口开始减少,老龄化程度不断加深,出生人口性别比长期持续偏高。三是家庭规模缩小,养老抚幼、互助互济等传统功能弱化。
2.生物种群消长规律,例如“J”形曲线、“S”形曲线,适用于人口增长吗?
提示:人是营社会性生活的动物,人口数量还受国家政策法规等因素影响,因此生物种群消长规律不完全适用于人口增长。
1.下面是反映人与环境关系的三种模式图,下列有关叙述错误的是( )
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A.环境容纳量是指生态系统对人口的承载能力
B.环境容纳量可随着生产的发展而变化
C.人类可以局部地改造环境,从而使人口数量超越环境容纳量
D.生物圈的稳态是人类生存的前提和人类改造自然的基础
C [由图可知,环境容纳量是指生态系统在平衡、协调发展的情况下所能供养的最大人口数,即生态系统对人口的承载能力,A项正确;环境容纳量与环境有关,当环境发生变化时,其也会随之变化,B项正确;综合三个图可知,人口数量总是低于环境容纳量,即使暂时高于环境容纳量(图Ⅱ、Ⅲ),最终还是会降下来,C项错误;人类活动要以生态系统的稳态为基础,否则就会受到自然环境的报复,D项正确。]
2.我国于2020年11月1日零时启动了第七次全国人口普查。下列相关叙述错误的是( )
A.全国人口普查采用样方法调查我国人口的基本情况
B.根据人口年龄结构可预测未来一段时间人口变化趋势
C.人口普查可为研究制定人口政策提供依据
D.全面实施二孩政策有助于提高人口出生率
A [全国人口普查是对全国所有人口逐一进行调查,并不是采用样方法进行调查,A错误;根据人口年龄结构可预测未来一段时间人口变化趋势,B正确;人口普查可为研究制定人口政策提供依据,C正确;全面实施二孩政策有助于提高人口出生率,D正确。]
全球性生态环境问题
1.全球性生态环境问题的归纳
2.水污染类型的判断技巧
(1)根据污染成因判断
①若水中富含N、P等营养元素引起的污染,则为无机污染。
②若水中富含有机物引起的污染,则为有机污染。
③若重金属、农药进入食物链引起的污染,则为重金属、农药污染。
(2)根据危害结果判断
①水体缺氧,水生生物大量死亡,则为无机污染。
②若异养生物大量繁殖,使河水变黑发臭,则为有机污染。
③若较高营养级生物的体内重金属、农药浓度高,则为重金属、农药污染。
1.全球性生态环境问题形成的原因主要分为哪两个方面?
提示:(1)随着人口的增长和生产力的发展,人类向生物圈索取资源的数量和速度剧增;(2)人们向环境排放的废物远远超过生物圈的自净能力。
2.什么叫富营养化?赤潮与水华有怎样的区别?
提示:水体富营养化是指水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多,而使水质恶化的现象。水体富营养化发生在池塘、河流、湖泊、水库等淡水水域称为水华,发生在海水中称为赤潮或红潮。
1.下列有关人类与环境的叙述,错误的是( )
A.大量使用氟利昂会破坏臭氧层
B.温室效应会使农业生产能力下降
C.水土流失的冲积物属于水体污染物
D.防治酸雨最有效的办法是限制二氧化硫和二氧化碳的排放
D [氟利昂易挥发,进入大气层的平流层后,能破坏臭氧层,A正确;全球气候变暖,可能导致海平面升高,影响土质,农业生产能力下降,B正确;造成水体水质、水中生物群落以及水体底泥质量恶化的各种有害物质(或能量)都可叫作水体污染物。水土流失的冲积物属于水体污染物之一,C正确;酸雨中所含的酸性物质主要是硫酸和硝酸,因此防治酸雨的最有效办法是限制二氧化硫和一氧化氮的排放,D错误。]
2.下列有关全球性生态环境问题的叙述,错误的是( )
A.外来物种入侵有利于缓解生物多样性锐减
B.植被的破坏是导致土地荒漠化的主要原因
C.利用潮汐发电有利于解决全球气候变暖的问题
D.大气平流层臭氧量减少会造成紫外线辐射强度增大
A [外来物种入侵一般会导致当地生物多样性减少,不利于缓解生物多样性锐减,A错误;植被可保持水土流失,能防风固沙,植被的破坏是导致土地荒漠化的主要原因,B正确;利用潮汐发电和提高能源利用效率,可以减少煤和石油等化石燃料的燃烧,减少二氧化碳的释放,有利于解决全球气候变暖的问题,C正确;臭氧层能吸收日光中的紫外线,对地球生物具有保护作用,所以若大气平流层臭氧量减少会造成紫外线辐射强度增大,D正确。]
研究人员设计了处理生活污水(含大量有机物)的净化系统,取得良好效果。系统构造及主要生物类型如下图所示。
以处理生活污水的净化系统为情境信息载体,通过设问(1)考查生命观念;通过设问(2)考查科学思维;通过设问(3)考查科学探究。
(1)为什么厌氧塘的水深应明显大于好氧塘?好氧塘中的藻类为什么比在自然环境中的藻类生长得更快?(生命观念)
提示:不同分解者对氧气的需求不同,厌氧塘中的厌氧菌需要无氧的环境,故厌氧塘的水深应明显大于好氧塘。由于好氧塘中的好氧菌能分解有机物为藻类提供更多的CO2和无机盐,使好氧塘中的藻类比在自然环境中的藻类生长得更快。
(2)输入该人工湿地的能量是什么?(科学思维)
提示:生活污水中的有机物的化学能和生产者固定的太阳能。
(3)为研究该系统对生活污水的净化能力,应监测“进水口”或“出水口”还是“进水口和出水口”的水质?(科学探究)
提示:进水口和出水口。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 背 诵
1.人口激增引起全球性的粮食、土地、水资源和环境污染等问题。2.全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。3.臭氧减少危及地球所有生物;酸雨是指pH小于5.6的降水。4.荒漠化是指干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化,它是由气候变异和人类活动在内的种种因素造成的。5.土壤污染是指人为活动产生的污染物通过各种途径进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。
1.关于人口增长对生态环境影响的说法,错误的是( )
A.人的生存需要粮食,人口增长会使人们过度利用耕地和开垦更多的农田,继而又会使人口继续增多
B.人的生存除需要粮食等各种农产品以外,还有多种物质和精神需求,因此人口增长也会给生态环境造成更大的压力
C.随着社会的发展和进步,人口增长对环境的压力将会自然减小
D.我国在发展中遇到困难和问题,许多都与人口众多有直接关系
C [人的生存需要粮食等各种农产品,故人口增长往往促使人们过度利用耕地和开垦更多的农田,A正确;人的生存除需要粮食等各种农产品外,还有多种物质和精神需求,也会给生态环境造成更大压力,B正确;随着我国社会的发展和进步,人们的各种消费水平不断提高,而人口增长造成资源短缺和环境污染加剧,因此人口增长会对生态环境造成更大的压力,C错误;我国在发展中遇到的困难和问题,许多都与人口众多有直接关系,如人口快速增长会导致资源短缺和环境污染加剧等,D正确。]
2.每年的7月11日为世界人口日。下列关于人口与环境的叙述,错误的是( )
A.生态环境问题产生的根本原因是人类的活动已超出环境的承受力
B.人口快速增长有利于落后和发展中国家解决在发展中遇到的困难等
C.人类可以认识自然、改造自然,人口的增长一般不会造成地球的最终毁灭
D.发展中国家每年人口都有增长,但目前世界人口并未超过自然环境的环境容纳量
B [生态环境问题产生的主要原因是人类过度开发利用资源,如砍伐林木造成了对森林的严重破坏、盲目开垦湿地使湿地面积缩减、过度放牧破坏草场等,而森林、草地、湿地等大量减少使生物的栖息地遭到破坏,进而使生物物种锐减等,所以生态环境问题产生的根本原因是人类的活动已超出环境的承受力,A正确;人口的增长会带来相应的环境问题,如人均生存空间减少、土地资源短缺、水资源短缺、能源危机、环境污染等,这些都不利于可持续发展,B错误;人类主动去认识自然、保证不过度开发利用自然资源,而是合理的、科学的改造自然和利用自然资源,人口的增长一般不会造成地球的最终毁灭,C正确;目前,一些发达国家的人口出现负增长,一些发展中国家人口每年还在增长,但目前世界人口并未超过自然环境的环境容纳量,D正确。]
3.下列有关人类与环境的叙述,错误的是( )
A.臭氧减少将使热带疾病的传播范围扩大
B.放射性物质、电厂的废热属于水体污染物
C.煤、石油、天然气的大量燃烧会导致温室效应和酸雨
D.保护生物多样性有利于保护生态平衡和生态系统稳定性
A [臭氧减少导致照射到地球表面的紫外线增加,对地球上所有生物的影响是一样的,不会使热带疾病的传播范围扩大,A错误;根据分析可知,放射性物质、电厂的废热属于水体污染物,B正确;煤、石油、天然气的大量燃烧会释放大量二氧化碳和硫、氮的氧化物,导致温室效应和酸雨,C正确;生态系统稳定性和生态平衡与营养结构的复杂程度成正相关,保护生物多样性有利于保护生态平衡和生态系统稳定性,D正确。]
4.下列不属于水体污染物的是( )
A.DDT
B.洗涤污水
C.氟利昂
D.电厂排出的45 ℃热水
C [结合分析可知,化学肥料、杀虫剂等有机磷农药属于水体污染物,DDT属于水体污染物,A不符合题意;氨基酸、蛋白质、碳水化合物、油类、脂类等耗氧有机物为水体污染物,洗涤污水属于水体污染物,B不符合题意;氟利昂为制冷剂,能破坏高空的臭氧层,导致臭氧空洞,不属于水体污染物,C符合题意;发电厂的废热水属于水体污染物,电厂排出的45 ℃热水属于这类污染物,D不符合题意。]
5.如图是科学工作者用计算机模拟的“人口、粮食、自然资源和环境污染”数值变化模型,请据图回答问题:
(1)图中①~③曲线各表示哪项数值变化:①______________;②____________;③____________。
(2)从总的趋势分析,该模型存在的缺陷是__________________________
_____________________________________________________________。
(3)从模型曲线可以看出,为了人类的根本利益,应当控制__________、保护__________、防治__________。
[解析] (1)由分析可知:图中①~③曲线分别表示自然资源、粮食和环境污染。
(2)人类是有自身发展和创造力的,通过采取科学措施,可实现人类社会和自然的和谐发展,图示模型存在的缺陷为未考虑人的创造力和自身发展的能力。
(3)结合题图曲线的走向及含义可知:要使人类保持可持续性发展,应当控制人口增长、保护自然资源、防治环境污染。
[答案] (1)①自然资源 ②粮食 ③环境污染 (2)未考虑人的创造力和自身发展的能力 (3)人口增长 自然资源 环境污染第三节 保护生物多样性意义重大
第四节 可持续发展是人类的必然选择
课标内容要求 核心素养对接
概述生物多样性对维持生态系统的稳定性以及人类生存和发展的重要意义,并尝试提出人与环境和谐相处的合理化建议。 1.概述生物多样性的重要意义。(生命观念)2.认同可持续发展的理念,形成“环境保护从我做起”的意识。(社会责任)
一、保护生物多样性意义重大
1.生物多样性
(1)概念:生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。
(2)意义:生物多样性是维持生态系统稳态和生产力持续发展的重要条件。
2.人类活动使生物多样性锐减
(1)生物多样性的层次
①遗传多样性 是指地球上所有生物个体所包含的各种遗传物质和遗传信息。
②物种多样性 是指多种多样的生物类型及种类。
③生态系统多样性 是指生态系统中生境类型、群落和生态过程的丰富程度。
(2)生物多样性锐减的层次
①人类活动使遗传多样性锐减。
②人类活动使物种灭绝的速度大大加快。
③人类活动使森林、草原、农田、水域等各种生态系统多样性面临着严重的丧失和退化。
(3)人类活动造成生物多样性锐减的原因
人类活动导致的栖息地消失、退化、片段化是物种绝灭和生物多样性丧失的主要原因,外来物种入侵和人类对生物资源的过度开发利用,也是生物多样性减少的原因。
3.保护生物多样性需要采取适当措施
(1)生物多样性具有极其重要的作用:一方面,生物多样性对大自然有极其重要的作用。另一方面,生物多样性对人类的生存也具有极其重要的意义。
(2)生物多样性的价值
①直接使用价值 是指为人类提供食物、药物和建材等,例如奎宁等百余种药品是直接从有花植物中提取出来的。
②间接使用价值 是指对环境和生命维持系统的调节功能,如水土保持、净化环境等。
(3)生物多样性保护
①就地保护 是指对有代表性的自然生态系统和野生生物及其栖息地、珍稀濒危物种及其重要栖息地和繁殖地予以就地保护。就地保护是保护生物多样性最有效的措施。建立自然保护区和国家公园是实现这种保护的重要措施。
②迁地保护 是指将严重濒危的野生物种迁出原栖息地进行保护,包括把生物个体、种子、花粉、精子等转移到苗圃、植物园、动物园、水族馆、畜牧场或专门保护中心,进行人工驯养、培养和繁殖,扩大其种群。迁地保护的最终目的是将受保护的物种再迁入原栖息地,恢复其野生种群。
③建立种子库和基因资源库 是对物种的遗传资源(植物种子、动物精液、胚胎和真菌菌株等)进行长期保存。
④恢复退化的生态系统 是指通过改造、修复等各种方法改良和重建已经退化和被破坏的生态系统。
二、可持续发展是人类的必然选择
1.可持续发展的概念
是指既能满足当代人的需要,又对后代人满足其自身需求的能力不构成危害的发展。
2.可持续发展是解决环境问题的必然选择
(1)自然资源
①概念:在自然界中,凡是能提供人类生活和生产需要的物质和能量均可称为自然资源。
②分类:自然资源包括不可枯竭资源和可枯竭资源。
i不可枯竭资源
a概念:是由宇宙因素、星球间的作用力在地球的形成和运动过程中产生的。
b特点:其数量丰富、稳定,几乎不受人类活动的影响,更不会因为人类的利用而枯竭的自然资源。
c实例:风能、潮汐能、太阳能、大气和气候等。
ii可枯竭资源
a概念:是在地球演化过程的不同阶段形成的自然资源。
b分类:这类资源又可根据其是否能够自我更新而分为可更新自然资源和非更新自然资源两类。可更新自然资源是指可借助于自然循环或生物的生长、生殖而不断自我更新的资源,如土壤、森林、野生动物以及人力资源等。非更新自然资源是指经历了亿万年的生物地化循环过程而缓慢形成的资源,如金属矿物、非金属矿物和化石燃料等。
c特点:如果对可更新自然资源进行科学管理和合理利用,就能够做到取之不尽,用之不竭;如果使用不当,破坏了其更新循环过程,则会造成资源枯竭。非更新自然资源基本上没有更新能力。
(2)可持续发展包含三个方面的含义
第一,经济的可持续发展是主导。只有经济持续发展,才能为贫富悬殊、人口激增和生态环境危机提供必要的资金和技术。
第二,生态的可持续发展是基础。现代经济社会的发展需以自然资源和环境的持续、稳定的供给能力为基础,环境为人类生产和生活提供各种服务。
第三,社会的可持续发展是根本目的。最终达成自然、经济、社会的协调发展,用经济发展推动社会进步的目标。
(3)可持续发展的基本原则
①公平性原则有两层含义,即代际公平和代内公平。代际公平指当代人和后代人拥有平等的发展机会,实现代际公平的核心问题是如何使自然资源的拥有量相对稳定在某一水平。代内公平指当代人在享有地球资源的权利上是人人平等的。
②持续性原则要求人们根据生态系统持续性的条件和限制因子调整自己的生活方式和对资源的要求,在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定自己的消耗标准。
③系统性原则是把人类赖以生存的地球或局部区域看成是自然、社会、经济、文化等多因素组成的复合系统。环境与发展之间矛盾的实质是人和这一复杂系统的各个成分之间关系的失调,一个可持续发展的社会,就是要着眼全局,从系统的关系进行综合分析和宏观调控。
3.保护环境,从我做起
(1)目前比较有名的环保公益活动
①有百万森林、世界地球日、世界水日、地球一小时等。②在校园、社区、网络等平台上开展环境保护相关内容的宣传。
(2)每个公民可以从以下几方面做起
①减少对自然资源的消耗,例如,随手关闭电灯、水龙头等。
②优先购买绿色产品,使用绿色能源,绿色出行,少使用一次性用品等。
③减少对环境的污染,例如,垃圾分类投放,使用低氟家用制冷器具、无铅汽油等。
④不猎杀珍稀动物和受保护的动物,爱护古树古木及我们身边的每一寸绿地、每一株花草、每一片树木,及时举报捕杀动物、砍伐树林等破坏环境和生态的行为。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.城市化使原有的整片生境形成了许多斑块生境,但不影响物种的移居活动。 (×)
提示:直接影响了物种的移居活动。
2.大自然中的生物都是相互依存,相互作用的。 (√)
3.生物多样性的间接价值明显小于它的直接价值。 (×)
提示:大于。
4.迁地保护是保护生物多样性最有效的措施。 (×)
提示:就地保护是保护生物多样性最有效的措施。
5.“关灯一小时”以此来激发人们对保护地球的责任感。(√)
生物多样性及其保护
1.分析生物多样性三个层次的内在关系
2.从分子水平及进化角度理解生物多样性形成的原因
(1)分子水平
(2)进化角度
物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。
1.如何区分生物多样性的三个层次?
提示:生物多样性的三个层次的判断:①涉及同一物种不同类型——遗传(基因)多样性;②涉及不同物种——物种多样性;③涉及生物群落及其“无机环境”——生态系统多样性。
2.为什么不能将在直接价值方面所谓的“有害”物种灭绝?
提示:因为人类衣、食、住、行,物质文化生活的各个方面都与生物多样性密切相关,物种灭绝会影响未来的食物来源、工农业资源、土壤肥力以及水质遭到破坏、影响药物来源等。
1.近年来,全球生态环境问题引起了全人类的关注,生物多样性锐减也是全球生态环境问题之一。下列相关叙述正确的是( )
A.保护生物多样性的主要措施包括就地保护和迁地保护
B.生物多样性只包括物种多样性和生态系统多样性
C.禁止对自然资源的开发和利用是实现可持续发展的必然要求
D.可通过大量引入外来物种来提高生物多样性
A [保护生物多样性的主要措施包括就地保护和迁地保护,A正确;生物多样性包括遗传的多样性、物种多样性和生态系统多样性,B错误;保护生物多样性并不意味着禁止开发利用自然资源,而是要合理开发和利用自然资源,C错误;大量引进外来物种,很可能引起生态入侵,而破坏生物多样性,D错误。]
2.“海底黑烟囱”是指海底富含硫化物的高温热液活动区,其热液喷出时形似“黑烟”。“海底黑烟囱”是高温、高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境,却发现了许多前所未见的奇异生物,包括大得出奇的红蛤、海蟹、血红色的管虫、形状类似狗尾草的水螅生物、蠕虫及依靠化学自养的硫细菌(类似硝化细菌)等许多生物。下列说法错误的是( )
A.该生态系统中多样的奇异生物,体现了物种多样性和遗传多样性
B.科学家利用该生态系统中的生物研制耐热酶,体现了生物多样性的直接价值
C.“海底黑烟囱”生态系统环境的稳定,体现了生物多样性的间接价值
D.“海底黑烟囱”中的细菌若移到富氧土壤环境里,其数量会呈“J”形增长
D [生物多样性包括生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性,该生态系统中多样的奇异生物,体现了物种多样性和遗传多样性,A正确;直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,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,科学家利用该生态系统中的生物研制耐热酶,体现了生物多样性的直接价值,B正确;间接价值是指对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能),“海底黑烟囱”生态系统环境的稳定,体现了生物多样性的间接价值,C正确;“海底黑烟囱”是高温、高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境,将其中的细菌移到地面实验室富氧环境里,细菌会死亡,而不会呈“J”形增长,D错误。]
可持续发展
1.概念:既能满足当代人的需要,又对后代人满足其自身需求的能力不构成危害的发展。
2.途径:发展循环经济。
3.要素:经济的可持续发展是主导;生态的可持续发展是基础;社会的可持续发展是可持续发展的根本目的。
4.基本原则:公平性原则;持续性原则;系统性原则。
5.基本思想:鼓励经济增长;保证资源的可持续利用和良好的生态环境;谋求社会全面进步。
1.为了解决粮食生产和环境保护问题,实现农业可持续发展,当前科学、有效的途径是( )
①合理开发海洋,寻找新的粮食资源 ②控制人口增长,促进人与自然和谐发展 ③增加化肥和农药的使用,提高作物产量 ④围湖造田,扩大粮食种植面积 ⑤利用现代生物技术,培育具有较高光合效率的作物新品种
A.①②③ B.①②⑤
C.①③④ D.③④⑤
B [①合理开发海洋,寻找新的粮食资源,有利于实现农业可持续发展,①正确;②控制人口增长,促进人与自然和谐发展,有利于解决粮食问题,实现可持续发展,②正确;③增加化肥和农药的使用,虽然可提高作物产量,但会污染环境,③错误;④围湖造田,虽然可扩大粮食种植面积,但会破坏生态系统,影响生态平衡,不利于长期发展,④错误;⑤利用现代生物技术,培育具有较高光合效率的作物新品种,有利于实现农业可持续发展,⑤正确。]
2.如图是可持续发展战略中对森林的两种开发模式Ⅰ、Ⅱ,其中叙述不正确的是( )
A.完全砍伐后再种植的树通常具有一样的树龄和种类
B.选择性砍伐使森林变得更有层次和多样性
C.选择Ⅱ模式更有利于森林的可持续发展
D.进行大面积砍伐,让其自身恢复更有利于森林的可持续发展
D [完全砍伐后再种植同一类型的树,通常具有一样的树龄和种类,但这样的生态系统营养结构简单,自我调节能力弱,生态系统的稳定性差,A正确;据图分析:选择性砍伐使森林变得更有层次,使得群落垂直结构更复杂,充分的利用光能,另外使得森林多样性增加,提高生态系统的稳定性,B正确;进行选择性砍伐,其自身恢复时间短,更有利于森林的可持续发展,C正确;进行大面积砍伐,让其自身恢复需漫长的时间,再生长时间长,生物多样性降低,不利于森林的可持续发展,D错误。]
下图中图1表示生物多样性的三个不同层次,图2中甲、乙、丙是关于地雀的进化、发展过程示意图:
图1
甲 乙 丙
图2
注:图2中地雀A与地雀B可以交配产生可育后代,地雀C与地雀A、B之间不能互相交配。
以生物多样性及物种进化的图示为信息载体,通过设问(1)考查生命观念;通过设问(2)考查科学思维。
(1)在“蒲公英→麻雀→蛇”这条食物链中,蒲公英可以作为工业原料,蛇可以作为制药原料。以上可说明生物多样性具有什么价值?(生命观念)
提示:直接价值。
(2)图2中哪些地雀间的差异能体现基因多样性?哪些地雀间的差异能体现物种多样性?请说明判断依据。(科学思维)
提示:由A与B可以交配产生可育后代推知,二者未产生生殖隔离应属于同一物种,其差异能体现基因多样性;由C与A、B间不能互相交配推知,C与A、B间已产生生殖隔离,故C为新物种,则C与A、B间的差异反映的是物种多样性。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 背 诵
1.生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。2.生物多样性的层次包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。3.生物多样性的价值包括直接使用价值和间接使用价值。4.生物多样性保护包括就地保护、迁地保护、建立种子库和基因资源库、恢复退化的生态系统。5.可持续发展是指既能满足当代人的需要,又对后代人满足其自身需求的能力不构成危害的发展。
1.生活在长江的“顶级”生物——江豚,在继白鳍豚“功能性灭绝”后,也成为“极危”动物。下列相关叙述错误的是( )
A.保护江豚的意义在于保护基因多样性和物种多样性
B.白鳍豚与江豚之间存在生殖隔离不能实现基因交流
C.可以采用标志重捕法在长江流域调查江豚种群密度
D.保护好长江水域生态环境直接价值远远超过了其间接价值
D [江豚是一个物种,保护江豚的意义在于保护基因多样性和物种多样性,A正确;白鳍豚与江豚是两个物种,物种之间存在生殖隔离不能实现基因交流,B正确;江豚活动能力强,活动范围广,可以采用标志重捕法在长江流域调查江豚种群密度,C正确;保护好长江水域生态环境间接价值远远超过了其直接价值,D错误。]
2.为加大对濒危物种大熊猫的保护,我国在四川建立了卧龙等大熊猫自然保护区,将割裂的栖息地连接起来,促进了大熊猫种群数量的增加。下列相关叙述错误的是( )
A.建立自然保护区有利于促进大熊猫的基因交流
B.自然保护区的建立有利于提高大熊猫的种群数量
C.建立动物园对大熊猫进行保护属于就地保护
D.雄性成年大熊猫在繁殖期会发出叫声驱赶其他雄性,属于物理信息
C [建立自然保护区,将割裂的栖息地连接起来,有利于促进大熊猫的基因交流,A正确;自然保护区的建立,优化了大熊猫的生活环境,增大了大熊猫种群的K值,进而有利于提高大熊猫的种群数量,B正确;结合分析可知,建立动物园对大熊猫进行保护属于迁地保护,C错误;雄性成年大熊猫在繁殖期会发出叫声驱赶其他雄性,声音是用物理方式传播的信息,属于物理信息,D正确。]
3.下列关于人类与环境保护的叙述,错误的是( )
A.环境资源合理开发利用是人类可持续发展的重要措施
B.将作物秸秆等再次利用,可以提高物质和能量的利用率
C.湿地公园可以涵养水源,属于生物多样性的间接价值
D.保护生物多样性就是保护物种的基因库
D [对环境资源的合理利用就是对环境最好的保护,是人类可持续发展的重要措施,A正确;秸秆的多级利用这一举措能够大大地提高能量的利用率,B正确;湿地公园可以涵养水源,为生态环境方面的作用,属于生物多样性的间接价值,C正确;保护生物多样性就是在遗传物质、物种和生态系统三个层次上采取保护措施,D错误。]
4.下列人类活动与可持续发展的理念相符的是( )
A.保护对人类有益的生物资源,消灭对人类不利的种群
B.围湖造田、扩大生产也是可持续发展的重要举措
C.太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能的开发和利用
D.优先考虑经济效益,充分开发利用自然资源
C [对人类有益的生物资源要合理利用,对人类不利的种群可以进行控制,不是消灭,任何一个种群都有它的间接价值和潜在价值,A错误;围湖造田会破坏生态系统,危害物种多样性,造成流域的洪涝灾害,不利于长远发展,B错误;太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能的开发与利用,能减少化石燃料的燃烧,有利于可持续发展,C正确;经济、自然和社会三位一体,开发利用自然资源,要经济效益、生态效益和社会效益统筹兼顾,D错误。]
5.2019年7月1日《上海市生活垃圾管理条例》正式实施,这意味着垃圾分类进入了强制时代。垃圾分类是改善城市生态环境、促进经济社会可持续发展的一项重要内容。保护生态环境,也是当前世界各国关注的焦点。回答下列问题:
(1)城市中的垃圾经过分解者处理可减少对环境的污染,分解者在物质循环方面的主要功能是_____________________________________________________
_______________________________________________________________。
某研究人员利用分解者处理一些生活垃圾时发现效果不理想,可能的原因是__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)可持续发展观念已是针对全球性生态环境等问题形成的新思维,可持续发展的含义是指___________________________,它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。
(3)2019年澳洲发生大火,其所过之处的环境和生态都遭受到严重的破坏。要恢复到大火之前的状态将花费很长时间,这中间要用到恢复生态学。恢复生态学主要利用的是________理论,特别强调生态系统的自我调节能力。
[解析] (1)分解者在物质循环方面的主要功能是将动植物遗体及动物排遗物分解为无机物,归还给无机环境。当分解者体内没有分解此类垃圾的酶,或是环境条件不适合分解者体内的酶促反应进行时,会导致分解者处理一些生活垃圾时效果不理想。
(2)由分析可知,可持续发展的含义是指既能满足当代人的需要,又对后代人满足其自身需求的能力不构成危害的发展,它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。
(3)恢复生态学主要利用的是生物群落演替理论,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退化状态恢复到正常的健康状态。
[答案] (1)将动植物遗体及动物排遗物分解为无机物 分解者的种类与生活垃圾的性质不适合、分解者分解垃圾的条件不适宜等 (2)既能满足当代人的需要,又对后代人满足其自身需求的能力不构成危害的发展 (3)生物群落演替[实验基础·自主学习]
1.实验原理
人口激增对人类和所有生物的生存环境造成了巨大压力,引起全球变暖、臭氧减少、酸雨蔓延、荒漠化扩大、土壤及水体污染严重等环境问题。不同区域的自然资源有差异,人口激增引发的主要环境问题也有差异。
2.方法步骤
(1)列出导致本地环境污染的主要原因,选择调查内容,确定调查对象。
(2)制订调查方案。
(3)实地调查、取样。
(4)对样品进行实验分析。
(5)完成调研报告。
[实验应用·对点练习]
1.某研究性学习小组在进行“调查环境污染对生物的影响”课题研究时,确定了“路边小吃店的污染物对周围树木生长的影响”子课题研究,并制订了研究方案。下列说法不正确的是( )
A.该项研究中要研究汽车尾气对树木的生长的影响
B.通过该项研究学会调查研究环境污染对植物影响的基本方法
C.该项研究中要了解小吃店的废水、废气和废弃物对路边树木生长的不利影响
D.该研究方案的内容包括研究目的、研究方法、完成时间、结果预测、结论、报告形式等
A [根据研究课题为“路边小吃店的污染物对周围树木生长的影响”可知,该项研究中不需要研究汽车尾气对树木的生长的影响,A错误;根据研究课题为“路边小吃店的污染物对周围树木生长的影响”可知,通过该项研究学会调查研究环境污染对植物影响的基本方法,B正确;根据研究课题为“路边小吃店的污染物对周围树木生长的影响”可知,该项研究中要了解小吃店的废水、废气和废弃物对路边树木生长的不利影响,C正确;研究方案的内容应包括研究目的、研究方法、完成时间、结果预测、结论、报告形式等,D正确。]
2.某化工厂涉嫌违规排放污水,工厂附近中学的生物实践小组在河流中采集水样后进行实验。回答下列问题:
(1)据现场观察,排污口下游出现水华现象,由此可推测水体出现了________污染。小组成员在排污口及下游100 m、200 m、300 m采集水样,并采集________的水样作为对照。
(2)水样检测指标有温度、溶解氧、________和________等。检测小球藻数量可用________计数,也可用__________测浑浊度。
(3)小球藻生长周期一般较短,死亡后即在水中腐烂。污染水样在自然光照和水体温度条件下培养,请用坐标曲线表示污染水样中溶解氧含量变化。
(4)实践小组还利用水样中的小球藻进行“光合色素提取和分离”活动,先对水样进行________获得小球藻细胞,再对小球藻细胞进行________处理,并用________溶解后得到色素提取液,最后用________法分离各种色素。
[解析] (1)水华现象是由于水体中氮、磷含量增多导致的,说明水体出现了氮、磷等无机营养污染。采集水样时,要在不同地段取样,并采集未污染的水样作为对照。
(2)水样检测指标有温度、溶解氧、pH、氨氮等,小球藻是单细胞生物可以用血球计数板计数,也可以用比浊计测浑浊度。
(3)随着时间的推移,水体污染加重,小球藻死亡的增多,水中氧气含量就大幅度减小,几乎被一些微生物耗尽。
(4)水样中的小球藻细胞可以通过离心的方法获取,对小球藻细胞进行研磨,使其破碎释放出色素,小球藻中的色素溶解在无水乙醇中,得到色素提取液,采用层析法分离各种色素。
[答案] (1)氮、磷等无机营养 未污染 (2)pH 氨氮 血球计数板 比浊计 (3) (4)离心 研磨 无水乙醇 层析
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