4.1 人类活动对生态环境的影响 学案 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修2（含答案）

第1节 人类活动对生态环境的影响
【学习目标】
1.通过探究学习，了解人口增长与生态足迹，认识人口增长过快带来的环境压力，理解人类活动对生态环境的影响，提升环境保护意识。(生命观念、科学思维)
2.通过探究学习，认识全球性生态环境问题，理解人类活动与全球性生态环境问题间的关系，提升科学思维素养，逐步完善人与自然和谐共处的生态观念。(科学思维、社会责任)
【自主预习】
一、生态足迹
1.概念:又叫　生态占用　，指在现有技术条件下，维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的　生产资源　和吸纳废物的土地及水域的　面积　。
2.主要内容:碳足迹、林地、草地、耕地、建设用地和渔业用地等。
3.特点:生态足迹的值　越大　，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大。生活方式不同，生态足迹的大小可能不同。
4.生态承载力:代表地球提供资源的能力。
二、全球性生态环境问题
　　提示　A—c　B—b　C—a　D—f　E—d　F—e
【合作探究】
情境导入　
材料一:大家都知道雪花是白色的，但是在南极地区的乌克兰南极站附近出现了“红雪”，这种雪呈现微红或者粉红色，这是因为南极地区的雪中含有一种叫极地雪藻的微生物，在正常的低温环境下，它保持“休眠”状态，一旦温度升高，这种微生物开始迅速生长并呈现红色。其实，“红雪”并不是首次出现，随着全球气候变暖，这种现象变得频繁。
材料二:英国剑桥大学和英国南极调查局的研究人员又发现了南极的“绿雪”。“绿雪”又是怎么回事呢？“绿雪”和“红雪”产生的原理一样，“绿雪”是绿藻大量繁殖，从而形成的一片又一片“草原”。据悉，在南极地区的绿藻繁殖区有1600多个，这一切都是南极地区的温度升高导致的。
问题探讨:
1.哪种环境问题导致了“红雪”和“绿雪”的出现？
提示　全球气候变暖，温度升高。
2.上述环境问题与人口增长之间有什么关系？
提示　人口数量增加导致生活环境的变化，如化石燃料的燃烧、植被的破坏等，最终使得气温上升。
任务　认识人类活动对生态环境的影响
活动1　认识人口增长带来的环境问题
1.生态足迹可以被形象地理解为一只负载人类和人类所创造的城市、耕地、铁路等的巨“足”踏在地球上时留下的足印。
(1)生态足迹中的耕地和草地分别表示什么？
(2)与步行相比，开车出行为什么会增大生态足迹？
(3)与食用蔬菜相比，食用牛肉为什么产生的生态足迹要更大？
提示　(1)耕地表示用来种植人类消费的作物、油料、橡胶以及生产牲畜饲料等农产品所需的农田面积。草地表示生产肉、奶、毛、皮等畜牧产品所需的草地面积。
(2)与步行相比，开车出行会增大生态足迹，增加的部分既包括汽车对道路、停车场的直接占用面积，也包括吸收尾气所需要的林地面积等。
(3)能量在流经各营养级时，是逐级递减的，营养级越高，在能量流动过程中消耗的能量就越多，产生的CO2就越多，所需要的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积就越大。
2.人口增长过快带来的生态环境的压力如下图所示。
(1)据图分析人口增长会从哪些方面对生态环境造成压力？
(2)人口增长会对生态环境造成一定的影响，能否说人口增长是形成环境污染的根本原因？
提示　(1)从土地资源、水资源、森林资源、能源等方面造成压力，并且还会使环境污染加剧。
(2)不能。人口增长对资源和环境造成压力，但环境污染主要是人们在发展经济过程中没有有效地保护环境所致。
认知生成
1.生态足迹也称“生态占用”，它的应用意义是通过生态足迹与自然生态系统的承载力(又称生态足迹供给)相比较，可以定量判断某一国家或地区目前可持续发展的状态，以便对未来人类生存和社会经济发展做出科学规划和建议。
2.影响生态足迹大小的因素
(1)人口规模:某一人口单位规模越大，消耗的资源和产生的废物就越多，生态足迹就越大。
(2)物质生活水平:一般物质生活水平越高，消耗的资源和产生的废物就越多，生态足迹就越大。
(3)技术条件:人类可以通过提高技术条件来提高资源利用率进而减小生态足迹，也有可能因科学技术条件提高而造成开发资源增多，从而造成生态足迹增大。
(4)生态生产力:生态生产力强调自然因素在生产力发展中的重要性及对经济发展的制约，强调尽量避免破坏生态环境等，所以同等条件下生态生产力越高，生态足迹越小。
3.人口过快增长对环境的影响及应对措施
(1)对资源的影响:人均可利用耕地减少；人均水资源减少；粮食短缺；森林、草原被破坏；生物多样性锐减。
(2)对能源的影响:导致能源需求量增大，森林等可再生能源被破坏；化石燃料等不可再生资源消耗增多。
(3)对环境的影响:农业生产、工业生产、人们生活等造成水、土壤、空气等环境污染。
(4)采取的措施:控制人口增长；加大保护资源和环境的力度。
例1　(2022·辽宁卷)“一粥一饭，当思来之不易；半丝半缕，恒念物力维艰”体现了日常生活中减小生态足迹的理念，下列选项中都能减小生态足迹的是(　　)。
①光盘行动　②自驾旅游　③高效农业　④桑基鱼塘　⑤一次性餐具使用　⑥秸秆焚烧
A.①③④　　B.①④⑥　　C.②③⑤　　D.②⑤⑥
【答案】A
【解析】光盘行动可以避免食物浪费，能够减小生态足迹，①正确；自驾旅游会增大生态足迹，②错误；高效农业、桑基鱼塘能够合理利用资源，提高能量利用率，减小生态足迹，③④正确；一次性餐具使用会造成木材浪费，会增大生态足迹，⑤错误；秸秆焚烧使秸秆中的能量不能得到合理利用，造成浪费和空气污染，会增大生态足迹，⑥错误。
对点练1　一个国家的生态承载力小于生态足迹时，就会出现生态赤字。工业革命以来，人们在享受物质财富急速膨胀的同时，生态足迹出现赤字的阴霾已悄然笼罩。下列叙述中能减小生态赤字的做法是(　　)。
A.大量使用私家车等交通工具
B.建立和推广低碳经济发展模式，实现能量的多级利用
C.大量占用耕地建设住宅
D.大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
【答案】B
【解析】大量使用私家车等交通工具会排放更多的汽车尾气，污染环境，A不符合题意；建立和推广低碳经济发展模式，实现人与环境和谐相处，经济、生态与社会效应同步发展，是能减小生态赤字的做法，B符合题意；大量占用耕地建设住宅会导致粮食产量下降，C不符合题意；大力开垦湿地容易造成生态系统破坏，D不符合题意。
活动2　关注全球性生态环境问题
资料　自2021年8月份以来，联合国发布了三份气候变化报告，在这些报告中，重点提到了如今气候变化所造成的影响，尤其是全球加速变暖很有可能会给人类带来极为糟糕的生态灾难。为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。
1.如何理解温室效应会导致全球变暖？全球变暖对人类产生什么影响？ 为了实现碳达峰和碳中和，有哪些措施可以降低空气中二氧化碳的含量？
　　提示　温室效应主要是由现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，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。大气中二氧化碳浓度的升高，使生物圈中的碳循环平衡遭到破坏，使温室效应加剧，导致全球变暖。全球变暖会导致冰川融化，海平面不断上升，进而对人类和许多生物的生存产生威胁。降低空气中二氧化碳含量的主要措施有减少二氧化碳的排放量，如开发新能源，减少化石燃料的燃烧等；促进二氧化碳的吸收，如植树造林，提高森林覆盖率等。
2.生态环境问题具有全球性，需要全人类的关注与合作。我们只有一个地球，它是人类共同的家园。全球性生态环境问题除了全球气候变化，你还能说出哪些？
　　提示　水资源短缺，臭氧层破坏，土地荒漠化，生物多样性丧失以及环境污染等。
认知生成
1.全球性生态环境问题
主要问题 原因 危害 防治措施
温室效 应等全 球气候 问题 化石燃料的大量燃烧以及水泥的生产等导致大气中CO2浓度升高 全球变暖，海平面上升 减少化石燃料的燃烧，开发新能源，大量植树造林
酸雨 化石燃料的大量燃烧导致大气中SO2和氮的氧化物含量增多 水体酸化，影响动植物的生长发育，腐蚀建筑物和金属材料 减少化石燃料的燃烧，使用脱硫煤，开发新能源，植树造林
臭氧层 破坏 人类对氟氯烃、哈龙等化合物的使用 导致人患皮肤癌、白内障等疾病，农作物减产 减少氟氯烃等的排放
海洋等水 体污染 生活污水、工业废水进入海洋水体，海洋运输时石油泄漏和倾倒污染物等 导致水体富营养化，形成赤潮或水华等 严格控制污染源，发展生产工艺无害化，工业用水封闭化，建立污水处理厂等
土地荒 漠化 植被(如草原、森林等)破坏 沙尘暴 植树造林，利用生物措施和工程措施构筑防护体系
水资源 短缺 人类破坏湿地等生态系统，对水资源综合利用率低，浪费和污染严重 出现水资源短缺的危机 加强水利工程和生态工程建设，大力发展节水农业
生物多样 性丧失 生物栖息地的丧失和碎片化，人为对土地的开垦和扩张，外来物种入侵等 生物多样性急剧下降 建立自然保护区，合理开发利用
2.水体污染及其净化
(1)水体污染的类型
污染类型 成因 危害
无机污染 水中富含N、P等矿质元素 水华(在湖泊中)或赤潮(在海洋中)，水体缺氧，水生生物大量死亡
有机污染 水中富含有机物 异养生物大量繁殖，使水体变黑发臭
重金属、 农药污染 重金属、农药进入食物链 较高营养级生物体内的重金属等浓度高
(2)水体污染及其净化
(3)处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用，需特别关注微生物代谢类型与环境的关系:①利用自养型微生物处理无机物污染，如富营养化问题的解决、重金属污染的处理等。②异养型微生物处理有机物污染(如生活污水、农药等)，异养需氧型微生物处理时须保证充足的空气，可采取搅拌、通气等措施；异养厌氧型微生物处理时须保证厌氧环境，可采取密封、池底沉积物等措施。
例2　(2022·武汉月考)保护自然，像爱护眼睛一样爱护生态环境，像对待生命一样对待生态环境，使我们国家天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美。下列有关叙述正确的是(　　)。
A.臭氧能吸收紫外线、X射线和γ射线，从而保护生物免受短波辐射的伤害
B.煤炭等化石燃料大量燃烧排放的二氧化硫，是全球气候变暖的主要原因
C.含氮、磷化合物的生活污水排入水体，可使大鱼体内氮、磷富集增多
D.直接焚烧农作物秸秆可以加快物质循环和节省空间，可以提倡和推广
【答案】A
【解析】臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分紫外线，以及对人体和生物有致癌和杀伤作用的X射线和γ射线等，从而保护生物免受短波辐射的伤害，A正确；煤炭等化石燃料大量燃烧排放的二氧化碳等温室气体，是全球气候变暖的主要原因，B错误；含氮、磷化合物的生活污水排入水体，使藻类大量繁殖，但不会使大鱼体内氮、磷富集增多，C错误；直接焚烧农作物秸秆可能带来环境污染，一般不提倡和推广，D错误。
对点练2　(不定选)一般情况下，植物的开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能会对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响，导致两者在时间上的匹配发生改变，这是一种物候错配现象。物候错配会影响植物的传粉和结实，下列叙述错误的是(　　)。
A.生产上为了减轻物候错配造成的影响，常通过人工授粉提高产量
B.环境变化与人类的生态占用增长是有密切关系的
C.物候错配可引起粮食减产，甚至引发生态安全问题
D.温室效应主要是生物的细胞呼吸过强，释放的CO2过多所致
【答案】D
【解析】物候错配会影响植物的传粉和结实，生产上为了减轻物候错配造成的影响，常通过人工授粉提高产量，A正确；随着社会的发展，人们对于环境资源的需求越来越大，进而导致环境发生变化，B正确；物候错配会影响植物的传粉和结实，进而引起粮食减产，甚至引发生态安全问题，C正确；温室效应主要是由现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，放出大量的CO2进入大气造成的，D错误。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.虽然我国人口出生率和增长率明显下降，但我国仍是人口大国。 (√) 2.人口剧增带来的严重后果有环境污染、资源短缺、生物多样性降低、可耕地减少等。 (√) 3.全球变暖主要是由于氟氯烃等物质的大量排放。 (×) 4.目前气象预报中有“紫外线指数”的内容，提醒市民注意避免紫外线伤害。造成地面紫外线照射增强的直接原因是臭氧层破坏。 (√) 5.栖息地总量减少和栖息地多样性降低是生物多样性降低的重要原因。 (√)
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