第12卷 第1期1997年 1月
自 然 资 源 学 报
JO URN AL O F N ATU RAL RESOU RCES
V ol.12 N o.1
J a n.,1997
山地生态系统的脆弱性与荒漠化
周劲松
(南京大学大地海洋科学系 南京 210093)
提 要 荒漠化已成为全球性社会环境问题,它与脆弱的生态环境有密切关系。山地系统在景观上为农林交错带,生态系统的脆弱性表现在具有内生型脆弱性、对植被的依附性、景观过渡性以及落后的生产力等方面,荒漠化较严重。作者通过对坡面级联系统以及系统内部的反馈机制分析,讨论了山地荒漠化的运行机制,并进一步就荒漠化的防治提出几点想法。
关键词 荒漠化 生态系统脆弱性 山地系统 坡面级联系统 反馈机制
荒漠化是一个集社会、经济、环境于一体的复杂的全球问题。1996年6月联合国防治荒漠化公约政府间谈判委员会巴黎会议(INCD)提出广义荒漠化概念[1],即“荒漠化是干旱、半干旱和干旱性半湿润地区由于气候变化和人类活动影响引起的土地退化。”朱震达结合中国的实际情况,扩大了荒漠化的内涵[2],指出“土地荒漠化是在脆弱生态条件下,由于人为强度活动、经济开发、资源利用与环境不相协调下出现了类似荒漠景观的土地生产力下降的环境退化过程。土地荒漠化是脆弱生态带内环境退化表现的主要形式,而荒漠化的发展又加深了脆弱生态带内生态平衡的严重失调,环境更趋于严重恶化,构成了人类经济发展与生存环境改善的严重威胁。”朱震达提出的荒漠化与生态脆弱带的辩证关系丰富了荒漠化研究领域。
1 山地生态系统的脆弱性与荒漠化
1.1 山地系统荒漠化的严重性
本文所指山地系统包括山地、丘陵、盆地等具有一定高度和坡度的地形。我国山地广阔,从景观上处于农林交错区,荒漠化十分严重,以南方湿润区最为突出,主要表现为水蚀。江西红壤及花岗岩丘陵地因流水侵蚀所造成土地荒漠化面积在50年代占全省面积的6%,60年代为10%,70年代为12.9%,80年代为20.7%,90年代上升为27.6%①;长江上游土壤侵蚀从13亿t/a增加为15.68亿t/a,而长江中游湘、资、沅、澧四水在近10a与过去10a相比泥沙增加了50%[3];贵州省因流水侵蚀,土壤冲刷导致岩石裸露的石山荒漠化面积每年平均以9.1km2速度增加;云南省金沙江干热河谷元谋县因流水侵蚀所形成荒漠化面积占全县40%;浙江西部常山低丘岗地因流水侵蚀已达荒漠化程度的地区占水蚀面积61%[4]。与此同时,在西北干旱区的祁连山中段由于樵柴过牧,毁林开荒,1958～1983年间森林面积减少了16.5%,造成山区水汽减少,加之雪线上升,导致出山口径流在1965～1985年间以0.32亿m3/a的速度递减,进一步造成黑河中下游荒漠化发展,高台绿洲难利用土地面积在1981～1991年间以
收稿日期1995-10-23;收到修改稿日期:1996-02-07。
①数据引自中央电视台1995年7月20日《焦点访谈》。
730.8hm 2/a 速度递增[5]。山地系统荒漠化发展速度快,程度大与其生态系统的脆弱性有密切
关系,对于山地生态系统脆弱性的研究便于了解荒漠化机制以及山地资源综合开发利用。
1.2 山地生态系统的脆弱性
所谓生态系统的脆弱性即指生态系统在一定机制作用下,容易由一种状态演变成另一种状态,遭变后又缺乏恢复到初使状态的能力。如果这种机制来自生态系统内部,属于自然脆弱性,如果来自人为压力,就属于人为影响脆弱性。自然脆弱性视其干扰因素划分为自然内生型脆弱性(无干扰)和自然外生型脆弱性(自然干扰如暴雨、虫害和火灾),通常与人为影响脆弱性相互叠加,共同影响系统的稳定。山地生态系统不稳定性表现在以下几方面:
1.2.1 具有内生型脆弱性(存在先天不稳定性)
坡地上覆土壤和岩石以及其它物质,受重力作用具有重力势能,并作为不稳定能量储存在山地系统中,大小可用位势能来表示。
位势能是一个物理学概念,它表示单位质量物体从某一高度受重力作用下降到海平面(位势能为零)所释放的能量,该高度称为位势高度,单位(位势米)。
设单位质量物体在等位势面上移dz ,其克服重力所作的功为dw =g ·dz ,设h 为位势能,
即d h =dw =g dz
两边积分∫h 0d h =g ∫z 0dz
得位势能h =g z
为了使以米为单位的几何高度z 和以位势米为单位位势高度H 在数量上相一致,取
h =9.8H
9.8H =g z
H =g 9.8
z 若取g =9.8m /s 2,则H 在数值上与z 相同,但它们概念不同。
表1 不同地表覆盖下土壤侵蚀率(kg /m 2·a )Table 1 R ates of soil erosion on different land s urface(kg /m 2·a)不同覆盖下稀疏萨王纳茂密萨王纳热带雨林自然状况下0.0150.020.003土地开垦下
0.8 2.69.0地表裸露下237
处于任何高度的物体都具有位势能h ,对于坡面上覆土壤和岩石,位势越高,位势能越大,在重力作用下下滑能力也就越大,这样内生型脆弱性的研究也就转化为位势能的研究,其空间分布也可采用等位势线来描绘。
由此,山地系统内生型脆弱性与高度和坡度有关,山地越高,坡度越陡,系统越不稳定。White
·ID [6]等人认为位势与坡度是斜坡过程的主要控制因素。显然山地系统的自然侵蚀是受其自然脆弱性的控制与影响,人为活动往往会对系统内生型脆弱性施加影响。
1.2.2 依附性与景观敏感性强
山地生态系统的稳定必须依赖于植被的保护。植物的根系固定土壤颗粒,成为抵抗位势能的阻滞能量,保持着水土平衡。Doug las (1967)在马来西亚Telom 盆地进行了研究[7],结果表明94%的雨林覆盖下的坡地土壤侵蚀率
为0.21kg /m 2·a ,而在64%雨林覆盖下
的坡地土壤侵蚀率为 1.03kg /m 2·a 。不
同景观下依附性也不同,Ro ose (1971)在
西非雨林区对倾角0.3°～0.4°坡地侵蚀进
行测量[7],见表1,显然在热带雨林,山地
系统对于植被依附性要比萨王纳强得多,111期 周劲松:山地生态系统的脆弱性与荒漠化
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依附性越强,敏感度越大。在柏拉图观察阿蒂卡滥伐森林后果的同时,出在生孔子200a以后的中国哲学家孟轲就指出:山坡上的森林一旦被清除,只要山坡上放牧牛羊,森林就不能恢复[8]。在山地资源开发利用过程中必须注意这种脆弱性,否则会带来严重后果。
1.2.3 景观过渡性决定人为影响脆弱性大
山地森林生态系统通常与其下冲积平原农耕地相接,属农林交错带,景观过渡性决定的山地系统的脆弱性,通常是由农田生态系统向山地森林生态系统推进,在农林交错带受人为因素影响大,主要表现为毁林开荒、陡坡耕种,往往成为水蚀荒漠化的主要原因。据调查[9],四川盆地中部有些丘陵县人口密度高达500～700人/km2,人口压力与环境容量之间矛盾尖锐,长期以来不断扩大山坡垦植,垦植率已达40%～50%,特别在旱区,不少县旱农坡耕地已占整个耕地面积55%,在川江流域15～25°旱农坡耕地已占全区旱坡耕地的26.6%,大于25°陡坡耕地占11.7%,陡坡耕地侵蚀强度超过8000t/km2·a。
1.2.4 交通闭塞,经济文化落后,生产力水平低
由于交通不便、信息闭塞,山区经济在我国乃至世界都是落后的,经济文化的落后使得生产力水平低,生产方式简单、落后。在我国南方,许多山区至今仍刀耕火种,不仅作物产量低,同时造成水土流失,威胁山地系统稳定。经济落后又决定了原材料采掘加工的生产模式,造成林、水、土等资源过量开采,加大人为影响脆弱性。福建省永安市1959年木材采伐量为4000m3, 1992年增加为268476m3。以砖瓦厂为例,1952年产砖108万块,到1993年增加为18985万块,一块砖平均 2.25kg,1993年人为净土壤流失427162.5t,若以每家砖瓦厂采土面积0.3 hm2计,该市有273家砖瓦厂,人为侵蚀模数达5217t/hm2·a。
2 山地生态系统荒漠化机制
不同的环境条件下水土热资源配置不同,因而植被对资源时空变化敏感不同,在西北干旱地区,由于它与绿洲和荒漠生态系统通过水资源相互联系,可采用坡面级联系统加以分析,在南方湿润山区,植被对土壤变化有敏感性,这里采用反馈机制来分析。
2.1 西北干旱山地坡面级联系统
坡面级联系统是坡面水土在重力作用下由一个系统输出组成下一个系统的输入,一处的生态平衡被打破将会影响到其它众多生态系统的稳定。
以祁连山中段黑河坡面级联系统为例。黑河干流山地、绿洲和荒漠以水为纽带构成坡面级联系统,不仅在某一具体区域中存在水土平衡,而且上、中、下游之间在水土资源利用上也存在平衡。详见文献5和图1。
2.2 南方湿润山地荒漠化反馈机制
南方湿润山地荒漠化表现为水蚀,进而导致土地生产力衰退,河道淤塞,洪水频繁发生……。早在1799年,亚里山大·冯·洪堡对巴伦西亚湖的论述[8]就表明坡面森林砍伐与水蚀荒漠化有密切的联系:“砍伐掉覆盖在山坡上的树木,对任何气候都将在未来年代里产生2种祸患:即短少燃料和缺乏水分。……森林一旦被毁坏,就像在欧洲种植者手下美洲各地到处如此,泉水量缩减或干涸。在1a中有部分时干涸的河流,在山地降暴雨时变成了急流,随着山坡上灌丛的清除,草皮和苔藓也就消失,奔流的雨水不再遇到任何阻挡。河水面不再通过逐渐渗透而慢慢上涨,雨水把地面切割成沟谷,把松散的土壤带走,并暴发洪水,冲毁田地。这样,森林的破坏,泉水的枯竭以及急流的产生,就成为密切相互联系的现象。”实际上水蚀荒漠化内部过
程要比这一论述复杂,但植被覆盖度的降低对水土流失所起的作用却与论述是一致的。水蚀荒漠化内部过程可用反馈机制来表示(见图2)。从图2可以看到自然脆弱性只决定自然侵蚀,
在
图1 坡面级联系统水土平衡过程反应
Fig .1
The nespo ndence o f w ater -soil bala nce pro cess in hillside cascade sy stem 此基础上如果又受到人为影响,通过反馈机制最终发展为水蚀荒漠化。
植被覆盖的变化是一切生态系统脆弱性的基础,人为影响则是水蚀荒漠化发生的条件,自然侵蚀不包括在荒漠化范围之内。我国南方山地红壤区土壤剖面多以红色表土、粘土、沙土和下伏基岩组成,根据水蚀程度不同,地表景观也有差异,可划分为几个阶段,见表2。
表2 荒漠化过程各阶段特征及发展状况
Table 2 The characteris tics and d evelopmen t s tate of each s tage of th e des ertification p roces s
阶段序号
阶 段荒漠化特征发展状况①
植被覆盖度降低生物生产力下降,地表发生显著侵蚀轻②
红色表土剥蚀地表沟壑纵横,土壤质地粘化中③
红色粘土剥蚀土壤质地沙化重④沙层剥蚀土壤质地石化极重
在各阶段,河道由于泥沙不断增加而淤积,泄洪能力降低,洪涝灾害发生频率增加,这一过程贯穿于荒漠化发展中,随着发展程度加重而进一步恶化。
3 山地系统荒漠化防治的几点想法
加强对山地荒漠化的研究,尤其对南方湿润山地水蚀荒漠化的研究已成为当务之急。中国21世纪议程指出[10]:“加强土地荒漠化发生发展过程和指标体系的研究为荒漠化防治提供依
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据,特别是南方山地丘陵土地退化研究中心,重点研究南方山地丘陵水土流失和荒漠化问题。
”
图2 山地系统土地荒漠化时内部反馈机制
Fig .2
The inner feedback m echanism o f the la nd of mo untain sy stem wh en the land is deser tified 对山地系统荒漠化的防治有以下几点想法:
3.1 加强坡面级联系统的理论研究
坡面级联系统的理论集中体现了地理学的地域性、整体性和人地相关性的思想,它注重坡面过程的整体研究,在荒漠化防治中避免了“头痛医头,脚痛医脚”的做法,值得研究。南方湿润山区水蚀荒漠化主要表现为水土流失,在坡面以水为载体,土壤颗粒从上坡输送到下坡,上坡为土源区,下坡为土汇区。在土源区,由于水土流失,土地贫瘠,在土汇区的缓坡处,由于土壤堆积,营养物质累积,土地较肥沃,但在河道地段造成淤塞,水土流失极端事例就是泥石流。因此坡面级联系统理论是认识和防治南方山地水蚀荒漠化的有效途径,应进一步加强研究。
3.2 荒漠化防治应宏观与微观相结合
宏观以坡面级联系统为理论基础,对上坡、中坡和下坡进行综合治理,建立立体农业模式,如上坡种耐瘠薄土壤的涵养林,用于固土,中坡种薪炭林以及更新较快的经济林木,下坡为茶园或果园,在坡麓冲积扇区土壤较肥沃,可开辟为农田。立体农业的建立必须因地制宜,不能盲目照搬。
微观即对重点水土流失区进行整治。在坡缓处植树种草,恢复植被,在坡陡处采用工程与生物措施相结合,严重区建小塘坝,以防水土进一步流失,并且栽植草方格用于固土。沿等高线种植一种特殊生物草带——香根草,也是有效之举。香根草,也称岩兰草(Vetiveria z izanioides )茂密,抗逆性强,能控制径流,可起到分散水流增加作物得到水分的作用,占地少,能抵御牲口啃咬及火灾。草篱可最大限度减少工程量,因为在草篱背后会自然形成稳定的梯田。香根草定期割下可充当饲料,粗蛋白含量计 6.1%～ 6.7%,目前已在福建和江西建立了示范区。
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3.3 严格管理山区乡镇企业发展
在农林交错区,乡镇企业在改革开放的形势下,在利益驱动下,不可避免会有较快发展,由于这些乡镇企业多为以山区资源为原材料的小厂,技术力量弱,职工素质低,生产盲目性大,尤其耗水、耗土、污染重、破坏性强的乡镇企业如采石场、砖瓦厂、皮革厂、造纸厂等对生态环境影响很大,必须对上述乡镇企业严格限制,克服地方保护主义,树立全局意识。
3.4 控制山区人口过快增长,提高人口素质
山区人多地少,人口压力与环境容量之间矛盾尖锐,必须实行计划生育,降低人口出生率,以缓解人地矛盾,提高农民文化水平,鼓励农民积极参与到第三产业活动中,不仅提高农民人均收入,进一步可缓解对土地的压力。
参 考 文 献
1 INCD .Intergovement negotiating committe fo r th e elaboration on interational convention to com bat d esertification in th e coun tries experiencing s erious d rought and /or des ertification particularly in Arica,fifth ses sion,Agend a item2,Paris,1994.
2 朱震达.中国的脆弱生态带与土地荒漠化.中国沙漠,1991,11(4):11～21.
3 Shi Deming .Effects of s oil erosion on land d egradation and its control in China /proceeding of in ternational symph ony on manag ement and develoopment of red soils in Asia and pacific region,Science pres s,Beijing,1990,117～124.
4 朱震达.土地荒漠化问题研究现状与展望.地理研究,1994,13(1):104～113.
5 周劲松.黑河干流坡面级联系统及水土平衡分析.中国沙漠,1995,15(2):165～170.
6 White.ID.M o ttershead ,DN and Haris on S J .Environmental s ys tem,second edition,Champan&Hall,London,1992,382～383.
7 M organ.RPC.Soil erosion and cons ervation,long man g rou p limited,London,1986,4～ 6.
8 普雷斯顿·詹姆斯.地理学思想史.北京:商务印书馆,1982,144.
9 朱震达,王涛,崔书红.中国土地荒漠化地貌过程及其环境整治.见:中国地理学会地貌与第四纪专业委员会编.地貌过程与环境.地震出版社,1993,148～154.
10 中国21世纪议程.北京:科学技术出版社,1994,142～151.
作者简介
周劲松,男,1969年生。现在南京大学大地海洋科学系自然地理专业攻读博士学位,先后发表《黑河干流坡面级联系统》等11篇文章。
FRAGILITY OF MOUNTAIN ECOSYSTEM
AND DESERTIFICATIO N
Zhou J ing son
(Department of Geoscience and Oceanog raphy ,Nanjing University ,N anjin g 210093)
Abstract
Desertification has becom e a glo bal social-enviro nm ental pro blem a nd is closely related to frag ile eco env iro nment.From the view point o f landscape,mountain system lies in the a-15
1期 周劲松:山地生态系统的脆弱性与荒漠化
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g riculture-forest cross zo ne.The fragility of its ecosystem show s o n ma ny hands,such as in-ner fragility,dependence on v egetatio n,tra nsition of landscape,backw ard productiv e force, etc.Desertificatio n is rela tively severe.In this pa per,by analyzing the hillside cascade sys-tem a nd the inner feedback m echa nism o f the system,the operating m echa nism o f mountain desertification is discussed a nd fur thermo re so me thoug hts a bout the prev ention and co ntro l o f desertifica tion a re raised.
Key words desertifica tion,fragilty o f ecosystem,mo untain sy stem,hillside cascade system,feedback mechanism
“九五”国家科技攻关项目
“农业资源高效利用与管理技术”开始进行
中国科学院主持的“九五”国家科技攻关项目“农业资源高效利用与管理技术”经过国家科委主持的项目可行性论证后已批准实施,项目各专题研究于下半年全面启动。
目前,我国农业仍属于资源高耗低效型,继续沿用这种落后的传统资源利用与管理方式,已不适应发展的需要。如何适应两个根本性转变,即经济体制从传统的计划经济向社会主义市场经济转变;经济增长方式从粗放型向集约型转变,改变高消耗资源为节约利用资源、资源低效型农业为资源高效型农业,即节约、高效、持续地利用稀缺的农业资源,这是一个亟待解决的问题。为此,“农业资源高效利用与管理技术”项目必须从宏观和微观两方面研究资源的高效利用。宏观上,以社会主义市场经济为导向,从分析资源入手,重新研究不同农业生态区的资源优化配置与合理布局,以实现农业的区域化、专业化与产业化;并应用现代科学理论与技术,进行不同时期的农业资源综合生产能力与人口承载力的研究,协调人口、资源、环境与发展的关系。微观上,要在宏观指导下,按不同类型进行以节地、节水、节肥、节粮为重点的系统诊断—优化配方—技术组装—协同管理的综合研究,以期探索出一套不同类型区的农业资源高效利用的新模式与工程实施的方案;同时,对新技术在农业资源高效利用方面的前景进行探讨,并研究与此相适应的现代科学管理体系。其主要研究内容包括如下5个专题:
(1)中国农业资源态势分析、优化配置和合理布局 根据全国及不同区域的农业资源态势及农、林、畜产品供需分析,开展社会主义市场经济条件下区域农业资源优化配置与生产布局研究,并提出相应方案,为国家制定21世纪区域农业发展战略提供决策依据。
(2)中国农业综合生产能力与人口承载能力 分析农业资源生态系统结构与功能、系统生产力特征及地域分布规律,农业资源综合生产能力系列研究及人口承载能力的动态分析等,为农业资源管理及国家制定中、长期发展战略提供重要依据。
(3)不同类型区农业资源高效利用的优化模式与技术体系的集成 选择对我国农业资源高效利用与持续发展具有重要意义的类型区,进行以节地、节水、节肥、节粮为重点的农业资源高效利用模式与技术集成体系系统综合研究。
(4)高效利用农业资源的管理技术 包括农业资源利用效率指标体系设计,高效利用农业资源的管理体系与决策技术系统设计等研究。
(5)农业资源高效利用中新技术应用前景和技术政策 研究新技术的先进性、适应选择性及其应用前景,新技术应用的政策措施及其传播机制等。
上述研究成果不仅可以为高层决策、资源管理和资源高效利用提供科学依据,而且可以为21世纪中国的农业发展提供决策支持。在资源普遍短缺的形势下,世界各国都致力于资源的节约、高效与持续利用研究。中国当前实行的高产、优质、高效的资源节约型农业发展政策也不例外。农业资源高效利用的技术、政策、模式与管理方法研究,符合当前与今后中国农业发展趋势,有着广泛的社会效益和经济效益。
(封志明)
生态系统的稳定性 学习目标： 1、阐明生态系统的自我调节能力。 2、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 3、简述提高生态系统稳定性的措施。 学法指导： 重难点：抵抗力稳定性、恢复力稳定性二者区别和联系及其与生态系统营养结构的关系 学习过程： 一、基础知识梳理（课前独立完成） 1、生态系统的稳定性 概念：生态系统所具有的或自身和相对稳定的能力叫生态系统的稳定性。 原因：生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有。 2、生态系统的自我调节能力 实例 ①河流：河流受到轻微污染时，可通过、和很快消除污 染，河流中生物种类与数量受到严重影响。 ②森林：当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，，这样害虫 种群数量就会受到抑制。 生态系统自我调节能力的基础：。 调节限度：生态系统自我调节能力是的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力，生态系统难以恢复。 3、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 抵抗力稳定性：生态系统的能力。一般来说，生态系统中的越多，越复杂，其自我调节能力就越，抵抗力稳定性就越。 恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到的能力。生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其与是不一样的。 4、提高生态系统的稳定性 一方面要控制对生态系统的程度，对生态系统的利用应该，不应超过其； 另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的，保证生态系统内部结构与功能的协调。 二、师生互动（小组讨论） 归纳总结抵抗力稳定性、恢复力稳定性二者之间及与生态系统营养结构的关系如何？
1．森林遭到持续干旱，树木往往扩展根系的分布空间，保证获得足够水分，维持生态系统的正常功能。这反映了森林生态系统（） A．恢复力稳定性较强B．抵抗力稳定性较强 C．恢复力稳定性较弱D．抵抗力稳定性较弱 2．某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，逐步恢复原状，这是由于该生态系统具有（） A．抵抗力稳定性B．恢复力稳定性C．抗污染能力D．抗干扰能力 3．可以说明生态系统具有自动调节能力的简化实例是（） A．食草动物数量增加，导致植物数量减少，从而引起食草动物数量增长受到抑制B．豆科植物供给根瘤菌有机养料，并从根瘤菌获得含氮养料 C．山区植被遭到破坏后造成水土流失 D．废弃耕地上杂草丛生 4．某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物(水蚤)大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是（） A．早期不属于负反馈，后期属于负反馈 B．早期属于负反馈，后期不属于负反馈 C．早期、后期均属于负反馈 D．早期、后期均不属于负反馈 5．生态系统自我调节能力越大，则（） ①生态系统成分越复杂②生态系统的成分越简单③营养结构越复杂 ④营养结构越简单⑤恢复力稳定性越差⑥恢复力稳定性越强 A．①③⑤B．②④⑥C．①③⑥D．②④⑤ 6．生态系统的营养结构越复杂，其自动调节能力就越大的原因不包括（）A．处于同一营养级的生物种类繁多 B．能量可通过其他食物链传递到顶级 C．某一营养级一些生物消失，可由该营养级的其他生物代替 D．能量流经各营养级时是逐级递减的
高二生物必修三第五章生态系统及其稳定 性知识点总结 一、生态系统的结构 1、定义：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，最大的生态系统是生物圈(是指地球上的全部生物及其无机环境的总和)。 2、类型：自然生态系统：包括水域生态系统(海洋生态系统、淡水生态系统)和陆地生态系统人工生态系统。自然生态系统的自我调节能力大于人工生态系统 3 生态系统的结构 (1)生态系统的组成成分(功能结构) 特例： 寄生植物(如菟丝子)消费者; 腐食动物(如蚯蚓)分解者; 自养微生物(如硝化细菌)生产者; 寄生微生物(如肺炎双球菌)消费者。 (2)食物链和食物网(营养结构) 食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系(食物链不包括非生物物质和能量及分解者)。 食物网：在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连
接的复杂的营养关系称为食物网分析食物网时应注意： a 越复杂的生态系统，食物网中的食物链的数量就越多。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。食物链上一般不超过五个营养级。 b 生产者总是为第一营养级。在食物网中，大型肉食动物在不同的食物链中所处的营养级往往不同(占有不同的营养级)。 C 每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。食物链中箭头的含义：方向代表能量流动的方向，同时体现捕食与被捕食的关系。 d 生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 e 在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。如蜘蛛与青蛙既是捕食关系，又是竞争关系。 二、生态系统的能量流动 1、能量流动 a、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程， b、过程：一个来源，三个去向。 c、特点：单向的、逐级递减的(不循环不可逆)。能量传递效率为10%-20% 2、研究能量流动的意义： a、实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率(如
国内生态脆弱性研讨 全球气候变化和人类对环境的不断开发利用，以及人口的急剧增加和资源的不合理利用，使生态系统自身的调节能力不断下降，人类生存的环境呈现出越来越脆弱的趋势。脆弱生态环境研究因而成为资源环境学科研究的热点，因而生态环境的脆弱性评估、驱动机制研究及生态恢复重建工作成为该领域研究的核心课题。本文在分析国际国内生态脆弱性研究的基础上，从重要文献主导原则、数量、区域、内容和研究方法上对我国生态脆弱性研究现状进行了分析，对加强环境脆弱性的评价研究，促进地区可持续发展有着重要意义。 一国际生态脆弱性研究动态 随着全球变化影响的深入，特别是对人类活动及人地关系影响的深入，“生态脆弱性”、“脆弱生态区”、“脆弱性评估”等问题已受到越来越多的关注［1－3］。脆弱生态环境是由群落交错带演变而来。1905年，Elements将Ecotone这一术语引入生态学研究［4］。1987年1月，M．M．Holland对Ecotone提出生态环境过渡带的概念，并将其定义为相邻生态系统之间的过渡带，且具有一组为空间和时间尺度以及相邻生态系统之间相互作用力所确定的特征，即抗干扰能力弱、界面变化速度快、可被代替的概率大、恢复原状的机会小等。在地学领域，Timmerman于1981年首先提出脆弱性的概念。脆弱性可分为人
文系统的脆弱性和自然系统的脆弱性［5］1－125。脆弱性最早是由脆弱带而引出的，但罗承平指出生态过渡带并非都是脆弱生态环境，它仅是敏感性环境的一个类型，只有具有退化趋势的敏感环境才称为脆弱生态环境。也就是说，脆弱性是敏感性和环境退化趋势的统一［6］。敏感性反映扰动，环境退化趋势反映脆弱生态环境受到外界扰动后变化的方向和可能性大小。脆弱性的研究内容是自然生态系统、社会系统或者其子系统在面对压力或冲击时的潜在损失和敏感状态［7］。 国外对脆弱生态环境的研究，最早作为生态学研究的一个内容，可以追溯到20世纪60年代。之后，随着对全球脆弱生态区范围的明显扩大和程度的明显加重，生态环境的脆弱性问题开始引起了普遍关注。随着对全球环境变化影响研究的深入，特别是对人类活动以及人地关系研究的深入，有关生态脆弱性及其脆弱性评估等研究日趋成为全球性研究热点［8］。20世纪60年代的国际生物学计划(IBP)、70年代的人与生物圈计划(MAB)以及80年代开始的地圈、生物圈计划(IGBP)都把生态脆弱性作为重要的研究领域［9］。1992年，美国生态学会指出:脆弱生态环境的可持续性管理、已受损害的生态环境的恢复重建等应是生态学研究优先考虑的重点领域［10］。除了有关脆弱性概念等基础理论研究不断深化之外，目前国外脆弱性评估开始由单一的全球气候变化背景下生态环境系统和人类社会系统的脆弱性和适应性评估及区域内简单关系的研究逐渐趋向于跨区域的脆弱性评估和多变量多数据的系统研究。同时，随着研究的进展，脆弱性评估的方
我国是世界上生态脆弱区分布面积最大、脆弱生态类型最多、生态脆弱性表现最明显的国家之一。我国生态脆弱区大多位于生态过渡区和植被交错区，处于农牧、林牧、农林等复合交错带，是我国目前生态问题突出、经济相对落后和人民生活贫困区。同时，也是我国环境监管的薄弱地区。加强生态脆弱区保护，增强生态环境监管力度，促进生态脆弱区经济发展，有利于维护生态系统的完整性，实现人与自然的和谐发展，是贯彻落实科学发展观，牢固树立生态文明观念，促进经济社会又好又快发展的必然要求。 党中央、国务院高度重视生态脆弱区的保护。温家宝总理多次强调，我国许多地方生态脆弱，环境承载力很低；保护环境，就是保护我们赖以生存的家园，就是保护中华民族发展的根基。《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》明确指出在生态脆弱地区要实行限制开发。为此，“十一五”期间，环境保护部将通过实施“三区推进”（即自然保护区、重要生态功能保护区和生态脆弱区）的生态保护战略，为改善生态脆弱区生态环境提供政策保障。 本纲要明确了生态脆弱区的地理分布、现状特征及其生态保护的指导思想、原则和任务，为恢复和重建生态脆弱区生态环境提供科学依据。 编辑本段一、生态脆弱区特征及其空间分布 生态脆弱区也称生态交错区（Ecotone），是指两种不同类型生态系统交界过渡区域。这些交界过渡区域生态环境条件与两个不同生态系统核心区域有明显的区别，是生态环境变化明显的区域，已成为生态保护的重要领域。
（一）生态脆弱区基本特征 1.系统抗干扰能力弱。生态脆弱区生态系统结构稳定性较差，对环境变化反映相对敏感，容易受到外界的干扰发生退化演替，而且系统自我修复能力较弱，自然恢复时间较长。 2.对全球气候变化敏感。生态脆弱区生态系统中，环境与生物因子均处于相变的临界状态，对全球气候变化反应灵敏。具体表现为气候持续干旱，植被旱生化现象明显，生物生产力下降，自然灾害频发等。 3.时空波动性强。波动性是生态系统的自身不稳定性在时空尺度上的位移。在时间上表现为气候要素、生产力等在季节和年际间的变化；在空间上表现为系统生态界面的摆动或状态类型的变化。 4.边缘效应显著。生态脆弱区具有生态交错带的基本特征，因处于不同生态系统之间的交接带或重合区，是物种相互渗透的群落过渡区和环境梯度变化明显区，具有显著的边缘效应。 5.环境异质性高。生态脆弱区的边缘效应使区内气候、植被、景观等相互渗透，并发生梯度突变，导致环境异质性增大。具体表现为植被景观破碎化，群落结构复杂化，生态系统退化明显，水土流失加重等。 （二）生态脆弱区的空间分布 我国生态脆弱区主要分布在北方干旱半干旱区、南方丘陵区、西南山地区、青藏高原区及东部沿海水陆交接地区，行政区域涉及黑龙江、内蒙古、吉林、辽宁、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、西藏、四川、云南、贵州、广西、重庆、湖北、湖南、江西、安徽等21个省（自治区、直辖市）。主要类型包括：
第五章 生态系统及其稳定性 第一节生态系统的结构（14次） 1.一棵枯木上，生有苔藓、藻类、蘑菇等生物，它们（枯木和生物）共同构成了 A ．种群 B ．群落C ．生态系统 D ．生物圈 2．在生态系统中能将太阳能转化到生物群落中的是 A. 蚯蚓 B ．硅藻 C ．硝化细菌 D. 酵母菌 3．如下图所示是某海洋生态系统中，生产者固定太阳能和海洋水深关系的曲线。以图中信息做参考，判断出以下说法不正确的是 A ．在远洋水域，从水深30米处开始，随着水深增加固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的主要非生物因素是光；生产者中，主要的生物类群是藻类 B ．近海水域水深10米左右处生产者的数量最多 C ．生活在水深100米以下的生物，从生态系统的成分看只有分解者 D ．影响海洋生物的非生物因素主要是阳光、温度、海水盐度，这一点与陆地生态系统有区别 4.海水退潮后露出的海边岩石上有各种海藻附着，它们从上到下呈带状水平分布，造成这种现象的原因是不同深度的海水 A ．温度不同 B ．盐度不同 C ．含氧量不同 D ．光谱成分不同 5 ．在生态系统中，以朽木和粪便为生的蕈类、粪金龟子、蚯蚓等生物为 A ．次级消费者 B ．生产者 C ．分解者 D ．初级消费者 6.根据细菌在生态系统中的作用，按营养功能来分类，应属于（ ） A 生产者 B 分解者 C 消费者 D 因细菌种类不同而不同 7.下列是池塘中一些常见的生物，其食物链顺序正确的是 ( ) ①鱼类 ②藻类 ③水生甲虫 ④池边杂食动物 ⑤水蚤 A ．④→①→②→③→⑤ B ．②→⑤→③→①→④ C ．③→②→①→⑤→④ D ．②→⑤→④→③→① 8.右图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列叙述中不正确的是 A ．在该食物网中，共有5条食物链存在 B ．在该食物网中，H 处于三个不同的营养级 C ．若B 种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大 D ．在该食物网中，如果C 种群的数量下降10％，则H 的数量不会发生明显变化 9.“螳螂捕蝉，黄雀在后”。此成语中隐含的食物链具有的营养级数至少有（ ） A 2 B 3 C 4 D 5 10．用英文字母表示不同的生物，用箭头表示食性关系，当环境发生变化时，下列哪种食物链或食物网中a 种群较为稳定 A a →b →c B C D
第25卷 第3期热 带 地 理 V o l .25,N o .3 2005年9月 TRO P I CA L G E OG RAPHY Sep .,2005 收稿日期:2005-02-22;修订日期:2005-03-13 基金项目:国家自然科学基金项目(30200025);中科院项目(STZ -01-36);广东省自然科学基金项目(003031,021627)资助 作者简介:任海(1970-),男,湖北黄石人,博士,研究员,主要从事生态系统生态学和恢复生态学研究,(E -m ail )renh ai @s ci b .ac .cn 。 喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述 任 海 (中国科学院华南植物园,广州510650) 摘 要:喀斯特石漠化一般经历顶极植被-灌草丛-石漠等3个阶段。在这一退化过程中喀斯特石漠化对环境的选择性导致喜Ca 、耐旱和岩生性的植物生存,而生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素。退化过程中植被、土壤理化性质与环境形成正反馈关系,并具有退化方向上的一致性、退化过程的非同步性和退化速度的非线性等特点。喀斯特植被恢复时,其恢复对策经历了由早期更新对策向中期结构调整对策直至后期结构功能协调完善对策更替。喀斯特生态系统恢复的技术包括自然恢复、人工恢复与复合农林业综合治理技术。喀斯特区域恢复的核心是整体人地系统的生态优化。提出喀斯特生态系统石漠化过程及恢复研究的重点是适应性恢复与适应性管理的基础理论问题。关键词:喀斯特生态系统;石漠化;适应性恢复;适应性管理 中图分类号:X 171.4;P931.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5221(2005)03-0195-06 我国分布有裸露、覆盖、埋藏等3类喀斯特,面积 约344.3×106k m 2 ,其中裸露型喀斯特面积90.7×104 k m 2 ,主要分布于贵州、广西、云南等西南地区。三 省区裸露喀斯特分布面积328.4×104km 2 ,占三省总 面积的40.7%[1-4] 。根据《中国岩溶研究》,按地质年代、分布地域和主要地貌景观特征,可将我国石漠化土地划分为扬子准地台元古代至中生代碳酸岩系岩溶区、华南褶皱系晚古代及中生代碳酸岩系岩溶区、滇西褶皱系古生代碳酸岩系岩溶区等3个岩溶 区,13个亚区[4,5] 。喀斯特地区脆弱的生态环境,加上长期以来人为因素的影响,导致森林植被严重破坏,水土流失加剧,土地严重退化,基岩大面积裸露, 最终形成石漠化的面积达46.3×104k m 2 ,短期内有 潜在石漠化严重的趋势的土地达87.6×104km 2 。全国石漠化区域共涉及429个县,总人口约1.3亿[1-3]。石漠化导致自然灾害频发,生存环境不断恶化,严重制约着该区域的社会、经济和生态协调发展。 喀斯特是一种易受干扰而遭破坏的脆弱生态环境,对环境因素改变反应灵敏,生态稳定性差,生物组成和生产力波动较大,被学术界定为世界上主要的生态环境脆弱地区之一,同时喀斯特也面临着贫困与环 境恶化的双重难题[6-8] 。20世纪80年代末至90年代初,水土保持科技工作者根据石山荒漠化是水土流失的一个重要特点提出了石化、石山荒漠化、石质荒 漠化等概念,随后袁道先、屠玉麟、王世杰等分别探讨 了石漠化的定义[9-11] ,概括如下:喀斯特石漠化是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下,受人类不合理经济活动的干扰破坏,造成土壤严重侵蚀,基岩大面积出露,土地生产力严重下降,地表出现类似荒漠景观的土地退化过程。在此基础上,开展了大量恢复研究与示范。本文在总结国内外喀斯特生态系统研究基础上,重点综述了喀斯特生态系统石漠化过程及其恢复研究进展,为下一阶段的喀斯特生态系统适应性恢复与管理研究和实践提供参考。 1 喀斯特研究概况 国际上早期的喀斯特研究以欧洲占主导地位,他们对喀斯特的地质成因、地貌特征、水文特征、发育过程作了地理、地质综合研究。随后,根据社会经济发展需要,对喀斯特水文地质、工程地质、地球物理勘探、喀斯特洞穴和喀斯特发育理论等做了大量研究[6,12-14] 。自1973年Leg rand 在Sc i e nce 上发表 了文章[15] 后,喀斯特区地面塌陷、森林退化、旱涝灾害、原生环境中的水质等生态环境问题受到重视。在此期间,国际上对马来半岛、美国卡罗来纳、新西兰和南非喀斯特地区以及德国的So l n hofen 石灰岩地区也已开展了一些石灰岩植物区系的形成及其生 理生态研究工作[16,17] 。20世纪80年代后国际有关 DOI 牶牨牥牣牨牫牪牳牬牤j 牣cn ki 牣rd dl 牣牥牥牥牰牭牱
第五章生态系统及其稳定性 一、生态系统的结构 1、生态系统的概念：____________________________________________________________。 2、地球上最大的生态系统是______________。 3、生态系统类型：(了解) 可分为水域生态系统和陆地生态系统。水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等自然生态系统，以及农业生态系统、城市生态系统等人工生态系统。 4、生态系统的结构 （1）成分： __________________：__________________________________________ ____________：主要_________________________还有____________ ____________ ____________：主要__________________________还有____________ ____________：主要_______________________还有_______________ 通过_______________,把_________________转化成____________________ 生产者 通过_______________,把_________________转化成____________________ 判断：生产者一定是绿色植物；植物都是生产者；生产者都是自养型生物； 自养型生物都是生产者；动物一定是消费者；病毒都是消费者； 微生物一定是分解者；分解者一定是原核生物。 （2）营养结构：_______________________ 同一种生物在不同食物链中，可以占有_________的营养级。 同一营养级上，可以有______________的生物。 ●植物（生产者）总是第_________营养级； ●植食性动物（即初级消费者）为第_______营养级； ●肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级； 当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。 5、各种组分之间的关系： _________ ________ __________ ________ ①生态系统中各组分之间紧密联系，才能使生态系统成为一个统一整体。 ②联系生物界与非生物界的成分：_____________________________- ③构成一个简单的生态系统的必需成分：_____________________________。④食物链：主要为捕食关系，只有_____________无________，其起点：_______ 6、分析生态系统中食物链的各种生物的数量关系： 植物昆虫青蛙蛇鹰 ①如果生产者减少或增多，则整条食物链的所有生物都________或_________。 ②如果蛇减少，植物，昆虫，青蛙，鹰。 7、_______和________是__________和______________的主渠道，也是生态系统的___________结构。 二、生态系统的功能：_____________、_____________、_____________ （一）生态系统的能量流动： 1、过程 关于生态系统能量流动示意图的相关习题： （1）A、B、C的同化量分别为_____________________即相应方框前面箭头上的数字。 注意：摄入量=_________+_________； （2）生产者能量的来源：____________________;消费者能量来源：__________________; 分解者能量的来源：____________________;生态系统的总能量是指：____________ ________________;生态系统能量流动的起点：_______________________________;流 入到消费者体内的能量是指：被消费者______________的能量。 （3）每个营养级同化量得去向： 1、____________________ :（即图中的b1、b 2、b3)； 2、____________________ : ①被下一营养级捕食，流入到下一营养级（即图中的 ____________ ②生产者的枯枝败叶、消费者的粪便以及他们的遗体被分解者利 用，能量就流向分解者（即图中的________） 3、未利用（仅限于某生态系统有时间限制的情况） 通过下面这道题要深刻理解以上内容：
生态系统的多样性 作者山西临汾屯里中学杨录梅 1．生态系统的概念及其规律 生态系统是指生物群落与无机环境的综合体。在综合体中进行着物质循环和能量流动。它包括四个组成部分，非生物物质和能量、生产者、消费者、分解者，它们通过物质循环和能量流动过程，彼此紧密地联合起来，其中光能生产者分解者是任何生态系统都不能缺少的最基本的成分，生产者----植物在生态系统中起主导作用。 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成一种联系叫食物链。在复杂的生态系统中，个食物链互相交叉形成复杂的营养关系叫食物网。 生态系统是长期历史发展的结果，通常处于相对稳定状态，具有自动调节能力，即在一定范围内，能忍受改变的条件，并能自动调节、修补或建造自己去适应改变了的环境，从而形成新的平衡状态，推动了生态系统的变化发展，这就是生态系统的反馈。生态系统结构简单，反馈能力小，结构复杂，反馈能力大。 2．生态系统的多样性概念 生态系统的多样性是生态系统的一个重要生物学特征，它是指生竟的生态复杂性和物种多样性，包括两方面的内容，即生态系统多样性和物种多样性。
由于太阳对地球表面的辐射强度不均等，地球表面地理环境不同而形成大小不同、形态多样的多样化生态系统。例如，生物圈是地球上最大的生态系统，它可以分为海洋、陆地生态系统两大类，陆地生态系统又可以分为草原生态系统、各种类型的森林生态系统、荒漠生态系统等等。总的来说，高度多样化的生态系统分布地球的各个位置，它们能使营养物质不同程度的得以循环，作为能量的载体使之单向流动，从而对人类的幸福作出不同程度的贡献 物种多样性主要指生态系统内各个营养层次物种的多样性。绿色植物是生态系统的主要成分，它的多样性是生态系统多样性的基础。植物的多样性为草食性动物提供各种食物，从而草食性动物能够进一步繁荣；繁荣的草食性动物又为肉食性动物提供了繁荣的条件；植物、草食性动物、肉食性动物的繁荣更进一步促进了分解者的繁荣。因此，作为多样性程度决定生态系统中物种多样性程度。 不同生态系统，物种多样化程度不同，它服从于地域分布规律。地理纬度不同，太阳辐射量不同，形成不同的热量带；同一热量带内经度不同，距离海洋远近不同，水分状况不样。一一般来说，离赤道、海洋愈远，生态系统物种愈少。就我国来说，纬度愈高经度愈低，生态系统中物种愈少。例如，离海洋很远的荒漠生态系统，物种的多样化程度低，净初级生产量约为0——10克/米2/年；而热带雨林生态系统，物种的多样化程度高，净初级生产量为1000—5000克/米2/年. 物种多样性还指地球上生命有机体的多样化。它既包括多样化
生态系统的稳定性及其原因 马桥中学龚娟 一、教材分析 1．教材内容:本节课是教材第5章《生态系统》第3节《生态系统的稳定性》中“生态系统的稳定性及其原因”。本课中主要解决“生态系统稳定性的特征”和“生态系统稳定性的自我调节”两个内容。 2．教材地位:生态系统的稳定性是第五章的一个重点，也是难点之一。本节内容既涉及前面所学的生态系统相关部分的知识，又是对教材始终贯穿的精神——人与自然和谐发展的终结诠释。通过本节内容的学习，能让学生对生态系统稳定性有一个初步的了解，并从整体和系统的角度去关注生物与环境的相互关系，懂得保护自然环境稳定性的重要性。 二、学情分析 之前学生已经学习了生态系统的概念、结构和功能、生态系统的种类等一些知识，为本节授课提供了一定的知识基础。但本课中的知识点生态系统具有自我调节能力比较抽象，需要学生进行知识迁移和综合分析，因此在知识的掌握上还存在很大的难度。 三、设计思路 本节课先利用同学们在小学的时候学习过的古诗《草》，引导学生说出草原生态系统具 有一定的稳定性，引入本课主题。在教学中，首先利用幻灯片图片展示出岩石从从裸露状态 演变为有多种生物生存的各个阶段，帮助学生在脑海中形成一个生态系统稳定性的建立过 程，并以此例引出阶段性的特征；相对性通过讨论：“少量砍伐森林中的树木，森林的结构 功能会被破坏吗？为什么？”得出。在讲授动态性特征时，利用山猫和野兔的捕食关系，通 过山猫与野兔的数量之间的动态平衡图进行讲解；自我调节能力着重利用食物链图解，帮助 学生理解。最后简单提出生态系统的稳定性是有一定限度的，为教材后面的内容“人类活动 对生态系统稳定性的影响”打下伏笔。 四、教学目标 1、能说出生态系统稳定性的概念及其基本特征。 2、通过对简单的草原生态系统中兔子和草的数量变化的分析，知道生态系统可以通过自我 调节来达到稳定。 3、通过对动态平衡曲线的分析，感悟科学研究是需要长期坚持、相互合作的。 4、认同生态系统的自我调节能力是有一定限度的，初步建立人与自然协调发展的唯物主义 世界观。 五、教学重点和难点 1、教学重点：生态系统稳定性的特征；生态系统稳定性的自我调节。 2、教学难点：生态系统稳定性的自我调节。 六、教学准备 PPT课件
第19讲生态脆弱区环境问题与发展问题 重难点易错点解析 【解读】 （一）分析说明区域存在的水土流失产生的原因。说出其危害及综合治理保护措施 黄土高原水土流失的自然原因黄土高原水土流失的人为原因 黄土高原水土流失的危害黄土高原水土保持的基本措施 题一：阅读以下资料，回答问题。 资料一：我国是世界上水土流失最严重的国家之一。目前全国水土流失面积达179×104 km2.水土流失以黄土高原地区最为严重，其次是南方亚热带和热带山地丘陵地区。此外华北、东北等地水土流失也相当严重。 （1）以上材料显示，水土流失严重的地区主要位于我国三大自然区中的区。请从气候和地形两方面分析，上述地区水土流失严重的原因。 （2）请分析黄土高原较南方山地丘陵水土流失严重的原因。 资料二：“石漠化”，全称石质荒漠化，主要是指亚热带湿润地区的岩溶地区，土壤遭受严重侵蚀，基岩大面积裸露，地表呈现出类似荒漠化景观的土地退化现象。它严重阻碍了地区经济的发展，成为当地贫困和多发灾害的根源，也逐渐演变成继荒漠化和水土流失之后的我国第三大生态问题。 某年云贵高原某地区坡度与土层厚度的实测数据 （3）石漠化主要发生在云贵高原地区。根据材料二和表格，分析该地区石漠化的主要自然原因。 （4）请分析南方丘陵山地地区水土流失对长江中下游平原地区造成的影响和危害。 【解读】 （二）分析说明区域存在的荒漠化产生的原因。说出其危害及综合治理保护措施 西北地区荒漠化的自然因素、西北地区荒漠化的人为因素、荒漠化防治的具体措施 题二：读图回答：
（1）从自然条件看，我国西部地区土地荒漠化面积广大，其主要原因是 ? （2）说明西北地区的气候对地理环境其它因素的影响。 （3）对自然资源的不合理利用是造成我国土地荒漠化扩大的主要原因。据右图可知所占比重较大的因素有哪些？ （4）过度樵采会带来许多环境问题，你认为采取怎样的措施最为有效？ （5）为了杜绝我国草原地区过度开垦和过度放牧现象，防止日渐扩大的土地荒漠化，我国应采取哪些有效的措施？ 【解读】 （三）分析说明某区域在森林、湿地开发利用中存在的问题。 说出其危害及综合治理保护措施、森林对生态环境的作用 湿地的生态功能、湿地减少带来的负面效应、湿地利用存在的问题及保护措施 题三 读我国局部地区图，完成下列问题。 （1）图中a、b、c三条等年降水量线间的大小关系是，请说明判断理由。 （2）图中甲是我国面积最大的湖泊，原有鱼类和鸟类等生物资源十分丰富。但近几十年来，该湖泊水域面积不断减少，鱼类资源数量急剧下降，生态环境趋于恶化。请说明导致这种状况的主要原因。 （3）乙所在的狭长地形区是，这里农业发展主要依赖来自的水源进行灌溉。近年来由于等自然因素和等人为因素导致河流上游水源不断减少。有人建议将图中黄河水引来乙处灌溉，请说明此方法可能会产生的问题。
生态系统的稳定性 一、教学目标 1、阐明生态系统的自我调节能力。 2、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 3、阐述提高生态系统稳定性的措施 4、设计并制作生态缸，观察其稳定性 5、认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。重点：阐明生态系统的自我调节能力。 难点：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。 二、知识结构 概念： 抵抗力稳定性 生态系统的稳定性原因类型： 恢复力稳定性 提高生态系统稳定性措施 三、自主学习
四、合作探究 【例1】有什么措施能提高一个生态系统的抵抗力稳定性( ) A．减少捕食者和寄生生物数量 B．使生产者和消费者的数量保持平衡 C．适当增加物种的数目 D．限制一个演替过程 【分析】生态系统的抵抗力稳定性与物种数目的多少呈正比关系，即物种数目越多，生态系统的抵抗力稳定性越高，这是因为物种数目越多，生态系统中的能流路径和物质循环的渠道就越多，每个物种所起的作用就越小，部分物种的消失或绝灭对整个生态系统稳定性的冲击就越小，也就是生态系统的抗干扰能力就越强。 【例2】下列生态系统中，最容易退化的是( ) A．农田生态系统B．湖泊生态系统C．草原生态系统D．淡水生态系统 【分析】与自然生态系统相比，A这种人工生态系统生物种类单一，营养结构简单，
自动调节能力弱，稳定性差，所以最容易退化。 【例3】关于生态系统稳定性的说法错误的是( ) A．恢复力稳定性和抵抗力稳定性成负相关 B．并不是所有生态系统都具有恢复力稳定性 C．外界干扰刚产生时，主要是抵抗力稳定性起作用 D．生态系统中，生物个体数目的多少并不能说明其稳定性大小 【分析】生态系统的稳定性包括两个方面：恢复力稳定性和抵抗力稳定性；二者成负相关关系；抵抗力稳定性是指抵抗外界干扰的能力，恢复力稳定性是指破坏后重建的能力；生态系统的稳定性主要决定于生物的种类多少。 五、评价反馈 1．农业生态系统比自然生态系统恢复力稳定性高的原因是（） A．人为的作用非常突出 B．需要不断地播种、施肥、灌溉、田间管理等人类劳动 C．种植的植物种类少，营养结构简单 D．其产品运输到系统以外 2．生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系是。（） A．抵抗力稳定性较低的生态系统，恢复力稳定性就较低 B．自动调节能力较大的生态系统，恢复力稳定性就较高 C．抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系 D．无法确定
生态系统及其稳定性练习题二 一、选择题 1.下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数 量的影响。据图分析，下列叙述正确的是（） ①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强 ②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂 ③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生 ④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程 A．①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 2.关于生态系统的叙述，正确的是（） A. 生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 B. 生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利的 C. 生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大 D. 生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小 3.下列与生态系统功能相关的描述中，错误的是( ) A．碳循环过程需要能量的驱动 B．物质与能量在生物与环境之间循环流动，信息的流动只在生物之间发生 C．植物的光合作用和生物的死亡分解是碳循环的一部分 D．全球气候变暖和地球上大气中碳的收支不平衡有关 4.兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题：取4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表（图中“+”表示有，“-”表示无）。经过一段时间的培养后，下面判断错误 ．．的是( ) 生态瓶编 号 生态系统组成 光照水草藻类浮游动物小鱼泥沙 甲+ + + + - + 乙- + + + - + 丙+ + + + - - 丁+ + + + + + A．甲瓶的抵抗力稳定性较高 B．乙瓶中生物比丙瓶的维持时间要长C．丙瓶比甲瓶有较多的有机物 D．甲 瓶的氧含量比丁瓶的高 5.某水塘内有一条由三种不同物种形成的食物链： 硅藻→虾→小鱼。下图三条曲线分别表示该食物链 中各生物在水塘不同深度的分布情况。下列相关分 析错误 ．．的是（） A．物种丙表示小鱼，该种群营养级最高，所含能量 最少 B．物种甲在不同水深处，个体数量不同，主要受食
第五章 生态系统及其稳定性 一、生态系统的结构 1、生态系统的概念：____________________________________________________________。 2、地球上最大的生态系统是______________。 3、生态系统类型：(了解) 可分为水域生态系统和陆地生态系统。水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等自然生态系统，以及农业生态系统、城市生态系统等人工生态系统。 4、生态系统的结构 （1）成分： __________________：__________________________________________ ____________：主要_________________________还有____________ ____________ ____________：主要__________________________还有____________ ____________：主要_______________________还有_______________ 通过_______________,把_________________转化成____________________ 生产者 通过_______________,把_________________转化成____________________ 判断：生产者一定是绿色植物； 植物都是生产者； 生产者都是自养型生物； 自养型生物都是生产者； 动物一定是消费者； 病毒都是消费者； 微生物一定是分解者； 分解者一定是原核生物。 （2）营养结构：_______________________ 同一种生物在不同食物链中，可以占有_________的营养级。 同一营养级上，可以有______________的生物。 ● 植物（生产者）总是第_________营养级； ● 植食性动物（即初级消费者）为第_______营养级； ● 肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级；当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。 5、各种组分之间的关系： _________ ________ __________ ________ ①生态系统中各组分之间紧密联系，才能使生态系统成为一个统一整体。 ②联系生物界与非生物界的成分：_____________________________- ③构成一个简单的生态系统的必需成分：_____________________________。 ④食物链：主要为捕食关系，只有_____________无________，其起点：_______ 6、分析生态系统中食物链的各种生物的数量关系： 植物 昆虫 青蛙 蛇 鹰 ①如果生产者减少或增多，则整条食物链的所有生物都________或_________。 ②如果蛇减少，植物 ，昆虫 ，青蛙 ，鹰 。 7、_______和________是__________和______________的主渠道，也是生态系统的___________结构。 二、生态系统的功能：_____________、_____________、_____________ （一）生态系统的能量流动： 1、过程 关于生态系统能量流动示意图的相关习题： （1）A 、B 、C 的同化量分别为_____________________ 即相应方框前面箭头上的数字。 注意：摄入量=_________+_________； （2）生产者能量的来源：____________________;消费者能量来源：__________________; 分解者能量的来源：____________________;生态系统的总能量是指：____________ ________________;生态系统能量流动的起点：_______________________________;流 入到消费者体内的能量是指：被消费者______________的能量。 （3）每个营养级同化量得去向： 1、____________________ :（即图中的b 1、b 2、b 3)； 2、____________________ : ① 被下一营养级捕食，流入到下一营养级（即图中的 ____________ ②生产者的枯枝败叶、消费者的粪便以及他们的遗体被 分解者利用，能量就流向分解者（即图中的________） 3、未利用（仅限于某生态系统有时间限制的情况） 通过下面这道题要深刻理解以上内容： A 、 B 、 C 、 D 表示什么样的能量： A 、_______________________________ B 、_________________________ C 、_______________________________ D 、__________________________ （4）当题目中未标注a 1、a 2、a 3时，求ABC 的同化量：就将其发出箭头上的数字相加。
论文名称：生物多样性及其生态系统功能 学院：生命科学学院 学号： 姓名： 生物多样性及其生态系统功能 摘要：生物多样性是指所有的植物、动物和微生物及其所构成的生态系统，以及物种所在的生态系统中的生态过程，通常包括三个水平,即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。总结而言，生物多样性的形成是地球生命经过几十亿年发展进化的结果。也正是生物多样性的形成为人类生存提供了物质基础，而且在维持自然平衡等方面也起着不可替代的作用，是人类社会可持续发展的生存支持系统。但是，近年来，由于人口增长和人类经济活动的加剧，致使生物多样性受到了严重的威胁。本文主要阐述生物多样性的形成机制，生物多样性与生态系统的功能的关系以及我们应该如何保护生物多样性三个问题。 关键词生物多样性生态系统功能物种形成机制生态系统服务价值保护对策 1 生物多样性形成机制 1.1生物多样性的概念 生物多样性（biodiversity）实际上是一个具有进化意义的概念。经研究，广泛认同的 一个定义是由学者马克平等（1993）给出的：生物多样性是指地球上所有的动物、植物、 微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的综合体，包括动物、植物、
微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的生态系统。可以看出，生物多样性内涵丰富，包含了多个层次和水平。生物多样性是生命系统的基本特征，而生命系统是一个等级系统，包括多个层次或水平——基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统，每个层次都存在着多样性。而研究众多，意义比较重大的主要是基因多样性，物种多样性和生态系统多样性。其中，基因多样性是基础，是保证物种进化的动力。而物种多样性则是基因多样性的载体，物种消失，也就不存在基因多样性了。多样的物种与多变的环境又构成了多样的生态系统。 1.1.1遗传多样性 遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，也称为基因多样性(刘红梅，2001) ，指地球上生物个体中包含的遗传信息之总和(宋丁全，2004)。遗传多样性主要包括3个方面，即染色体多态性，蛋白质多态性和DNA多态性。 1.1.2物种多样性 物种多样性(species diversity)是生物分类基本单位，是指地球上动物、植物、微生物等生物类的丰富程度。物种多样性包括两个方面: 一是指一定区域内的物种丰富程度，主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究; 其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚，1997) 。物种多样性也是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。 1.1.3生态系统多样性 生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其生境的非生命因子( 光、空气、水、土壤等) 所组成。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性，主要指群落的组成、结构和动态(包括演替和波动) 方面的多样化。 1.2生物多样性现状 生物多样性的分布格局受到诸如地形，气候和环境局部变化等多种因素的影响。在全球范围内，就生物多样性而言，分布是不均匀的，生物多样性由热带向极地减少。南极仅生长着两种开花植物：青草及漆姑草。而热带地区的亚马逊雨林地区，物种数目之多以至于从来没有人知道具体数目。另外，分布于热带地区的珊瑚礁、大型热带湖泊和深海、热带干性生境（如落叶、灌丛、草地和沙漠）以及“地中海气候”类型区域（如南非、加利福尼亚南部、澳大利亚西南部的灌丛）的物种数量也极为繁多。湿地因为水的存在，也成为各纬度带物种多样性最丰富的生态系统类型之一。 1.3生物多样性的形成机制 关于生物多样性的形成机制 （1）国内有的几种假说 突变选择、新种效应、生态位多样性假设、与生态位相关的竞争假说、环境变异假说、渐次变化时间假说、干扰假说、面积假说、生产力假说、综合作用假说(蒋有绪,1998)、资源平衡假说(Braakhekkeet al.,1999)、竞争平衡理论(Huston,1994)、中等干扰理论(Hacker et al.,1997;1999)。 实际上，平衡和非平衡理论都认为在中等尺度，中等频率和中等强度的干扰下，生物多样性最大（Roberts et al.,1995）。 （2）国外以Jeffries提出的观点较为全面。 Jeffries 认为生物多样性形成主要受三类生态因子的制约：