2011年高二生物全案:5.2《创造人与自然的和谐》(苏教版必修3)

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名称 2011年高二生物全案:5.2《创造人与自然的和谐》(苏教版必修3)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 生物学
更新时间 2011-09-13 19:12:10

文档简介

第2节 创造人与自然的和谐
例1、在下列实例中,哪一项属于环境污染的生物效应( )
A.酸雨 B.温室效应
C.汞、镉等有毒物质的浓缩 D.臭氧减少,臭氧层出现空洞
【点评】环境污染的生物效应就是指某些有害物质通过食物链在生物体内积累和浓缩,进而影响了生态系统的稳定性。汞、镉等重金属元素能在生物体内积累,沿食物链富集而引起生态危机。酸雨、温室效应和臭层的破坏对环境的影响不是通过食物链引起的。
【解答】C
【总结】本题考查基本的生物学知识。
例2、下列有关“富营养化”说法错误的是( )
A.富营养化是指因水体中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
B.发生富营养化的湖泊、海弯等流动缓慢的水休,因浮游生物种类的不同而呈现出蓝、红、褐等颜色
C.富营养化发生在池塘和湖泊中叫做“赤潮”
D.富营养化不仅影响水产养殖业,而且会使水中含有亚硝酸盐等致癌物质,严重影响人畜的安全饮水
【点评】富营养化是指水体中N、P等植物必须的矿质元素含量过多时而使水质恶化的现象。引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污染和农田排水。当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物必需的矿质元素增多,致使藻类植物、浮游植物大量繁殖。由于繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用以进行呼吸作用,致使水中溶解氧的含量降低。而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后,其遗体首先被水中需氧微生物分解,从而进一步降低溶解氧的含量,然后被厌氧微生物分解。同时产生H2S、CH4等有毒氧体,造成鱼类和其它水生生物死亡。发生富营养化的湖泊、海弯等流动缓慢的水体,因浮游生物种类的不同而呈现出蓝、红、褐等颜色。富营养化发生在池塘和湖泊中叫做“水华”,发生在海水中叫做“赤潮”。
【解答】C
【总结】本题主要考查学生对生物富营养化基础知识的理解。
例3、下列有关我国城市生活垃圾处理的意见中,错误的是( )
A.在认识上,应视垃圾为放错了地方的资源
B.技术上,应从单一填埋技术向再生回收、生物发酵、焚烧发电和卫生填埋的综合方向发展
C.根据我国农业可持续发展的优质有机肥的要求和垃圾处理资源化的要求,我国应以生物发酵生产有机肥技术为主来处理城市生活垃圾
D.在现有技术基础上,大力引进焚烧发电技术及设备。因为焚烧不仅能发电,而且还能破坏二噁英的化学结构
【点评】垃圾是种资源,在垃圾中有很多种有用的物质可以回收,如塑料、玻璃、废纸、有色金属、黑色金属等,在城市生活垃圾中还有许多有机物。垃圾中的这些物质如果利用得当都是一种很好的资源。现在西方发达的国家都非常重视对垃圾资源的回收利用。对于生活有机垃圾最合理的利用方式是采用发酵法,将其中的有机物分解,然后制成优质的有机肥料。对那些自然只界中难以降解的有机垃圾可以采用焚烧发电的方法来处理,但焚烧后产生的废气含有有毒气体,所以对废气还要进行严格的处理后方能排放到大气中,特别是二噁英,化学性质相当稳定,而且能沿食物链富集,是一种慢性致癌物质。生物多样性的内容是:物种的多样性、遗传的多样性和生态环境的多样性。保护生物多样性的生态学意义主要是维护生物圈的自动调节能力,生物圈自动调节能力的下降直接威胁到人类的生存。
【解答】D
【总结】保护生物多样性仅靠几条法规是解决不了,关键是要提高人们的认识,改变人们原有的行为模式、消费观念和道德准则,帮助人们正确认识人与自然的关系,在谋求发展的同时尽可能地不要破坏自然生态系统,保护好我们的生存环境是人类可持续发展的前提。
例4、大米草是禾本科米草属几种植物的总称。20世纪60-80年代为了保护滩涂的植物分别引进了4种大米草。由于人工种植和自然繁殖使其迅速扩散,大米草现在生长在80多个县的沿海滩涂。
近年来,大米草在福建、浙江的一些地方也变成了害草,带来了严重的经济损失和生态危害。福建宁德地区于1980年开始引种大米草,1983年在全区沿海乡镇大面积推广,但短短7年后,大米草便成了东吾洋这个以水产业闻名全国的"蓝色宝库"的大祸害。到1990年,东吾洋一带的水产业每年损失就达1000万元以上。
10年以来,尽管宁德地区采取了人工割除、化学防治、综合利用等措施控制大米草,但收效甚微,控制速度远远赶不上大米草的繁殖蔓延速度。造成这种现象的主要原因是( )
A.环境的改变和破坏   B.掠夺式的开发和利用   C.环境污染    D.生态入侵
【点评】地区性引人其他物种会取代本地区的特有生物种群,被认为是对生物多样性最严重的威胁之一。由于引入大米草在我国福建等某些地区的大量繁殖,并且很难清除,造成这种情况的主要原因是生物在长期的自然选择过程中,生物与其生存的环境,特别是生物与生物之间形成的相互依赖相互制约的关系,一旦这种生物脱离了原来的环境,就摆脱了其他生物对它的限制(如原产地有天敌或与其有竞争关系的植物)而造成大量繁殖。
【解答】D
【总结】外来人侵种的控制和清除:(1)人工防治法。(2)生境管理控制:a.火烧和放牧方法;b.用水淹没法消灭旱生生物;c.轮作倒灌法消灭危害专一性较强的物种;d.种树控制法,阻止外来杂草;e.覆盖地表法;f.建立良好生态系统。(3)化学防治法。(4)生物防治:从外来有害生物的原产地引进一些食性专一的天敌。其基本原理:有害生物--生物之间相互调节,相互制约的生态平衡理论,但对要求在短时间内彻底清除的入侵种,难以发挥良好的作用。(5))综合治理:其特点:a.速效性 b.持续性 c.安全性 d.经济性。
例5、下列哪一项不属于野生生物资源的直接使用价值( )
A.药用生物资源 B.是重要的工业原料
C.是生物多样性的重要组成部分 D.具有重要的科学研究价值
【点评】生物多样性具有直接使用价值和间接使用价值。直接使用价值是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材等。间接使用价值是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能
【解答】C
【总结】野生生物资源是生物多样性的组成部分。
例6、导致酸雨的主要原因是空气中含有大量的( )
A.由工业排入的SO2 B.由工业排放的CO2
C.由人类活动引起的O3增加 D.由人类活动排放的含氮气体
【点评】本题主要考查形成酸雨的主要原因。能形成酸雨的物质主要是SO2,含氮气体如NO2也能形成酸雨,但不是形成酸雨的主要物质。人类活动引起的O3是一种大气污染物,分解后释放的原子氧具有极强的氧化性,能使蛋白质变性。正常情况下的雨水也是呈酸性的,是由空气中的CO2引起的,但由于H2CO3的不稳定性,雨水的pH值不会降得很低。
【解答】A
【总结】有时候大气中的碱性物质能中和部分SO2,缓解酸雨的损害程度。
例7、(多选题)下列关于自然保护和可持续发展的说法不正确的是( )
A.禁止对自然资源的开发是可持续发展的必然要求
B.野生生物的保护不仅要保护所有的野生动物,还要保护所有的野生植物
C.自然保护要立法执法和宣传教育并举
D.建立自然保护区是自然保护的好方法
【点评】目前,造成环境污染和破坏的主要原因是工业和城市建设的布局不合理;自然资源的利用不合理。因此,保护环境,一方面要防止环境污染,一方面要对森林、草原和野生动植物等自然资源要进行保护。因此,要求我们在今后的工作中,要具有生态学的观点,对自然资源要合理利用;对于珍贵稀有的动植物资源、对代表不同自然地带的自然环境和生态系统,国家已先后建立了许多自然保护区,加以保护。建立自然保护区是进行自然保护的有效手段,但不是唯一的手段。在生产活动及日常生活中,我们要注意保护自然环境和资源,注意维持自然界的生态平衡。还应该指出,强调环境保护,并不意味着禁止开发和利用,而是反对无计划地开发和利用。1987年,世界环境与发展委员会把历时4年的研究报告《我们共同的未来》,提交给联合国大会,报告中正式提出了可持续发展的模式。该报告对可持续发展的定义是:“既满足当代人需求又不对满足后代人需求的能力构成危害的”发展。它有两个基本观点:一是必须满足当代人特别是穷人的需求,否则他们将无法生存;二是今天的发展不能损害后代人满足需求的能力。报告还指出,当代存在的发展危机、能源危机、环境危机都不是孤立发生的,而是传统发展战略造成的。要解决人类面临的危机,只有改变传统的发展方式,实施可持续发展战略。
【解答】AB
【总结】实施可持续发展战略是全球改善环境、保护自然的唯一手段。
例8、哪一措施最可能是与可持续发展的原则不相符合( )
A.森林的采伐量小于生长量
B.人工鱼塘生产者的能量少于消费者的能量
C.农田从收获中输出的氮素多于补充的氮素
D.农田施用无机氮肥多于生物固定的氮肥
【点评】可持续发展是指在不破坏环境、不影响可再生资源的再生过程来发展生产、发展经济的原则。如对森林资源的利用应是采伐量小于或等于森林的生长量,至少要做到砍多少种多少,不能光砍不种;在农业生产中,从土壤中收走多少矿质元素就必须补充多少矿质元素,否则土壤就会越来越贫脊,影响到农业生产的持续发展。人工鱼塘是人工建立的生态系统,高密度养鱼时生产者的能量肯定会少于消费者的能量,但可以人工补充能量来维持。在农田中,农作物对氮肥的需要量远远大于农田生态系统中固氮生物的固氮能力,必须施用大量的无机氮肥才能保持农业生产的高产稳产,这与可持续发展是不矛盾的。
【解答】C
【总结】可持续发展是我国甚至世界解决人类面临的能源危机、环境危机、人类发展危机的唯一选择。
例9、实施可持续发展战略,我们不提倡( )
A.控制人口 B.节约资源 C.保护环境 D.先污染后治理
【点评】实施可持续发展战略的主要措施是:要坚持计划生育的基本国策,把人口增长和提高人口素质结合起来。坚持环境保护的基本国策。不提倡走“先污染,后治理”的老路。在资源开发和利用方面,要把节约资源放在首位,使经济增长同人口增长、资源利用和环境保护相适应,走可持续发展道路。
可持续发展是世界任何一个国家应该采取的发展政策。
【解答】D
【总结】可持续发展是世界任何一个国家应该采取的发展政策。
例10、简要回答色生物多样性的有关问题:
(1)生物性状表现多样性的直接原因是 ,从分子水平上看生物多样的根本原因是 。从进化的角度看生物多样性产生的原因是 。
(2)保护生物多样性就是在 三个层次上采取保护战略和保护措施。其中重要而有效的手段是 。但对一些珍稀、濒危、繁殖能力很差的动物,如大熊猫,还需另外采用 等先进手段进行拯救。
【点评】(1)生物性状的具体体现者是蛋白质,所以性状表现多样的直接原因就是蛋白质种类的多样性。而蛋白质的合成是由DNA上的基因控制的,所以生物多样性的根本原因就是DNA上基因的多样性。现存的每种生物都是长期自然选择的结果,因此,生物多样性的原因就是生物所生存的多种多样环境,对生物进行不同方向的自然选择而形成的。(2)基因、物种、生态系统是生物多样性的三个层次,所以保护生物多样性就是从这三个层次上加以保护。无论哪个层次的保护,最有效的手段都是就地保护即建立自然保护区。但对那些繁殖能力很差的动物,仅靠保护也很难使它们的数量增多,只能采取克隆、细胞培养等先进技术手段,使其数量逐渐增多。
【解答】(1)蛋白质的多样性 DNA上的基因的多样性 生物生存的多种多样环境
(2)基因、物种、生态系统 就地保护即建立自然保护区 克隆、细胞培养
【总结】生物多样性是指地球上所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统。
例11、下图是科学工作者对我国北方地区森林、草地和荒漠面积变化的调查结果。这对分析说明我国今春以来华北地区多次出现的沙尘暴天气有很大帮助。
(1)请根据调查结果,分析植被和沙尘暴形成的关系。
(2)请根据生态平衡原理提出治理沙尘暴的措施。
(3)请列举草地荒漠化的原因
(4)森林减少,引起草地荒漠化的原因是 。
(5)为保护草地可以采取哪些措施?
【点评】沙尘暴在近几年来的新闻、报刊中都有大量的报导。沙尘暴已影响到了北京、天津、河南、上海等地。除此之外,黄土高原的水土流失、长江流域98年的特大洪水、气候的冷暖无常等现象频频出现,专家撰文指出:这一切的一切都是人类活动破坏了自然界的生态平衡,特别是破坏了森林和草原带来的恶果。因为森林和草原在保护和改善环境中有制造氧气、净化空气,过滤尘埃、消除噪声、涵养水源、防风固沙、调节气候等作用。
【解答】(1)①森林和草地面积减少,使土壤蓄水能力降低 ②植被破坏,使土壤裸露和荒漠化,沙土随风而起 ③森林面积减少,防风固沙能力下降
(2)①积极营造防护林,并妥善养护 ②保护草原,控制载畜量,防止土壤裸露 ③退耕还林还草
(3)干旱、过度放牧、盲目开垦、乱采乱捕、鼠害虫害等 (4)森林的防风作用丧失
(5)季节放牧、划分轮牧、植树造林、灭鼠灭虫、保护有益动物等
【总结】本题了体现生态的稳定对于环境的重要性。
例12、环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上,植物在污染环境中也有继续保住正常生命活动的特性,这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。
(1)一项研究表明,植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关。所得数据如下表
被测植物 平均受害面积(%) 气孔
气孔密度(个/mm2) 每个气孔面积(mm2)
甲植物 13.5 218 272
乙植物 33.4 162 426
丙植物 57.7 136 556
①该研究说明,植物对SO2的抗性与气孔的密度呈__________关系,和每个气孔的面积______关系。
②在SO2污染严重的地区,最好选择表中________________植物为行道树种。
(2)工业生产中产生的SO2是酸雨(pH<5.6=形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如图所示(除图中特别说明的外,其他条件甲、乙均相同):
实验结果表明,“酸雨”使植物叶片变黄,而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。
参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验,探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。
①探究的问题:不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。
②作出的假设:________________________________________________________。
③实验步骤(简要叙述):
④实验预期结果与分析(实验预期结果多种多样,写出其中3种并加以分析):
【点评】植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关,对题目表中的数据进行分析和推理可
以看出,植物的平均受害面积与气孔密度成反比,与每个气孔的面积成正比。选作行道树的植物应有较
多的气孔吸收空气中的SO2,减轻污染,而自身又不易受伤害,在三种植物中甲植物最理想。实验设计
时,应根据实验目的探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响来作出假设。参照题中图示中的实验方
法、步骤和试剂设计实验步骤。设计时注意遵循对照、等量、单因子变量等原则。按照题目的要求对实
验结果从三个方面进行推导分析。
【解答】(1)①正相关 反相关 ②甲 (2)②不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同(或相同)。③用上述实验装置和试剂,采用两种pH<5.6的“酸雨”进行实验,设置清水对照;在三个花盆中播种同样数量(例如50粒)的小麦种子;在相同而适宜的环境中培养;一段时间(7天)后,分别统计3个装置中的种子萌发率。④a.如果三个装置中种子萌发率没有差异,那么说明酸雨对种子萌发率没有影响b.如果三个装置中,pH越小,种子萌发率越低,说明酸雨对种子萌发有抑制作用,且随着pH的减小,抑制作用增大。C.如果三个装置中,pH越小,种子萌发率越高,说明酸雨对种子萌发有促进作用,且随着pH的减小,促进作用增大。
【总结】本题考核的知识点主要是环境污染中的酸雨问题。考核的能力有从图表中获取信息的能力、分
析推理能力,将所学生物知识应用于生活实际的能力;考核实验设计中作出假设、设计实验步骤及实验
结果预期和分析等多方面的能力。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
60–
40–
20–
面积(万公顷)
1987 1996 1987 1996 1987 1996
时间(年)
草地
森林
荒漠第五章 人与环境
第二节 创造人与自然的和谐
一、教学目标
1.关注全球性生态环境问题。
2.概述生物多样性保护的意义和措施。
3.形成环境保护需要从我做起的意识。
4.进行资料搜集,了解我国利用生物技术保护生物多样性的进展。
二、教学重点和难点
概述生物多样性保护的意义和措施。
三、板书设计:
环境污染的防治
生物多样性的保护
四、教学设想:
人类破坏环境,环境报复人类,惨痛的历史教训教育着人类,必须遵循客观规律,两者若能和谐发展,必然相互有利。而和谐发展的局面,关键在全体地球公民,不断总结经验教训,深刻认识环境污染的生物效应,从人类生存和发展的高度认识保护生物多样性的重要意义,切实保护生物多样性,实行可持续发展战略。
本节的教学可以从破题“保护我们共同的家园”入手,启发学生思考:“我们”是指谁?如何理解“共同的”的涵义?让学生感受到在茫茫太空之中,地球像是一艘遨游的飞船,地球上所有的生灵搭载在这艘飞船上,结伴而行,体验着同一生命旅程,没有可以停靠的港湾,没有可以迁居的绿洲。有条件的学校可以播放相关录像片,这样更能使学生产生共鸣。
由此,引出我们的家园正面临着威胁的话题。要注意引导学生剖析一些错误的认识或观念。例如,“人定胜天”的观念:人类具有其他生物无法比拟的智力和能力,能使高峡变平湖,天堑变通途,大山低头,河水让路。全球性生态环境问题,大多数是与工业发展有直接关系的,因此,教师要启发学生辩证地分析发展与环境之间的关系。
五、教学过程
在保护生物多样性的教学时,教师可先引入一些具体的实例,例如,据报载(1999年12月6日《文汇报》),素有“北大荒”之称的中国重要商品粮基地,1999年全面停止了持续半个世纪的垦荒,“北大荒”不再开荒。这是因为连年的垦荒虽然为中国人的吃饭问题做了贡献,却也使三江平原的湿地面积缩小了60%,丹顶鹤、东方白鹳等一些鸟类在该地区基本绝迹。于是,引出一个重要话题:粮食重要还是鸟类重要?
为什么要保护生物多样性呢?学生对生物多样性具有的直接价值容易接受和认同。生物物种一旦灭绝,人类就失去了宝贵的资源。例如,冬虫夏草是珍贵的中药,云南珍稀植物“红豆杉”中含有可治疗癌症的有效成分,如果冬虫夏草和红豆杉从地球上永远消失,对人类造成的损失显然是巨大的,而且是不可弥补的。
在教学中,应当更多地启发学生思考生物多样性的间接价值(生态功能)和潜在价值。例如,教师可以绘制一幅漫画:衰老的大树发愁地想:“鸟儿们都死了,谁来替我传播种子呢?”引导学生思考生态系统中的各种生物往往是相互联系的,一个物种的灭绝很可能导致一连串物种的灭绝,也可能造成某些物种的数量失控。如猫头鹰、鼬和狐狸的灭绝可能造成田鼠成灾。教师提示:保护生物多样性更主要的原因是为了保持生态系统的稳定性。
教师应当指出,人类对自然的改造和设计,看起来似乎十分完美,但与大自然的精密“安排”相比,总是显得那么简单和粗糙。在无法保护自然的原貌时,至少也应当尽可能地模拟自然生态系统,让环境中的物种数目更多些。农田生态系统和人工林生态系统中,物种数目往往过少,物质循环的途径单一,一旦出现环境因素的变化,就可能导致生态系统的严重灾难。例如,有的地区营造的防护林,基本上都是白杨树,引来专门以白杨为食的天牛大举进攻。人们想尽各种办法仍然无法控制天牛之害,只好忍痛将刚刚长成林的树木伐倒,使大片农田重新受到风沙之害。如果当初栽培的是多树种、多林种、生态系统组成成分复杂的防护林,就不会发生如此惨痛的虫害。
本节是必修模块的最后一节,教师应当结合本节内容作一小结。生物多样性包含了遗传的多样性,物种的多样性和生态系统的多样性。我们说的保护生物的多样性就是指基因、物种和生态系统三个层次上的保护
主题 每层次相关的内容
基因 基因携带着遗传信息,基因控制性状,基因突变和染色体变异等是遗传多样性之源
物种 种群是进化的单位,突变、基因重组和自然选择使种群的基因库在代代相传过程中保持和发展,物种多样性是生物进化的结果
生态系统 生态系统的结构、 成分的多样性, 由物种的多样性组成。 保护生态系统是对生物多样性最有效的保护
最后,以“可持续发展──人类的必然选择”为题,进一步揭示“稳态与环境”的核心思想:整体、相互作用、动态平衡、协调发展,以乐观向上的态度和“天地与我并生,而万物与我为一”的哲理,描绘出人类未来美好的前景,在学生的憧憬之中结束本节的教学。
(1)就地保护(自然保护区)
就地保护是以建立国家或地方自然保护区的方式,对有价值的生态环境(如江河源头、滨海、滩涂、湿地、荒漠等自然生态系统的保护)、特殊自然景观(如森林、灌丛、草原、稀树草原、草甸等)、野生生物物种等,在具体地段划定范围保护起来,禁伐、禁牧、禁猎。根据所处的地理位置和保护程度需要,有全封闭式保护,不准人入内;有半封闭式保护,有的地方外人可进入,有的地方外人不准进入。
根据保护的内容,可以分为:综合保护区(包括整个环境区域内的自然生态系统和野生生物)和特殊自然保护区(为了专门保护某一种或几种珍稀濒危野生物种的栖息地而建立的保护区,一般范围较小)。
(2)迁地保护
迁地保护就是通过人工的办法,将要保护的野生物种的部分种群迁移到适当的地方,以人工管理和繁殖,使其种群不仅可以繁衍延续,而且不断扩大。其主要方法是建立动物园、植物园与树木园或基因库。目前,饲养在世界各地动物园和其他圈养设施中的脊椎动物已超过3 000种,个体数量达5.4×105头。全世界1 500余个植物园和树木园均承担着保护植物种质资源的任务。
(3)离体保护
离体保护是指利用现代技术,尤其是低温技术,将生物体的一部分进行长期储存,以保存物种的种质资源。
六、教后感:人口、科技进步和资源与环境之间应当是一种相互协调的关系。具体地说,人类不仅要大力加强科技进步,同时要大力加强对广大民众的教育。使资源得到合理的利用;使生态环境不再遭到破坏并且朝着改善的方向发展。人类应当走一条自然、经济、社会的持久而协调的可持续发展的道路,对学生进行环境保护教育。
21世纪教育网
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第二节 创造人与自然的和谐
学习目标:
举例说明某种污染产生的生物效应
概述保护生物多样性的意义和措施
认同可持续发展理论
事实: 1、DDT是一种有机氯杀虫剂,化学性质稳定,很难被分解,易溶于生物体的脂肪组织,从而积累在生物体中,严重影响生物体的健康。 2、科研人员曾经在某保护区内调查DDT对生物群落的污染情况时发现,小鸊鷉体内的DDT浓度是湖水的1万多倍。
水鸟(小鸊鷉) 63.0~75.5mg/L
鱼类(石斑鱼)
无脊椎动物
大型水生植物
湖水 0.6x10-2mg/L
藻类
沉积物

小鱼(2)
藻类(1)
大鱼(6)
……
小鱼(2)
小鱼(2)
藻类(1)
藻类(1)
藻类(1)
藻类(1)
藻类(1)
污染物通过食物链富集

第一营养级
第二营养级
第三营养级
……
污染物通过食物链富集
营养级越高,污染物浓度越大
保护生物多样性
生物多样性
遗传多样性
物种多样性
生态系统多样性
生物多样性的价值
直接价值:
间接价值:
潜在价值:
食用、药用、工业原料、科研、美学欣赏
对生态系统、生物圈的调节功能
人类尚不清楚的价值
如何保护生物多样性
1、就地保护:
建立自然保护区和国家森林公园
2、迁地保护:
建立植物园、动物园以及濒危动物繁殖中心
3、进行思想道德教育,提供法律保障
作为一名高中生,你能做什么?
如果各种生物因为人类的发展而死亡,会有什么样的结果?
策略:
可持续发展:
是指既能满足当代人的需求,又要保护生态环境,不危及后代人生存发展对环境资源需求的发展模式.
总体策略:
人口、生产和环境保护等方面的多项策略和行动计划。
3~5章复习纲要
种群、
生物群落、
生态系统、
人与环境
生物个体
种群
生态系统
群落
生物圈
(同种)
(不同种)
(最大)
种群、群落、生态系统和生物圈的关系
种 群
种群的特征:
种群密度
年龄组成
性别比例
出生率和死亡率
种群数量的增长曲线:
S型曲线
J型曲线
生 物 群 落
构成:
动物、植物和微生物等多种生物组成
物种丰富度、
生态位
群落结构:
种间关系:
群落演替:
水平结构、垂直结构
互利共生、竞争、捕食、寄生
原生演替、次生演替
生态系统
构成:
非生物成分、生产者、消费者、分解者
环境因子、生态因子、限制因子
营养级、食物链和食物网、生物圈
功能:
能量流动
物质循环
信息传递
——单向流动、逐级递减
——全球范围内进行、循环利用
——信息传递、信息反馈
生态系统的稳态:
自我调节、自我修复、自我延续
人与环境
人类影响环境:
人口增长、人类不当行为
创造人与自然的和谐:
环境污染的生物效应、保护生物多样性、人类可持续发展
〈〈生物学习册〉〉
P136 随堂练习
P139 随堂练习
P142 随堂练习
选做:P89 、P121、P145 单元评估第2节 创造人与自然的和谐
一、学习目标
1、举例说明某种污染产生的生物效应。
2、概述生物多样性的价值。
3、概述保护生物多样性的意义和措施。
4、认同可持续发展理论。
二、教材分析
1、重点难点与疑点
1.教学重点
(1)环境污染的生物效应。
(2)生物多样性的价值。
(3)保护生物多样性的意义和措施。
(4)可持续发展理论。
2.教学难点
(1)环境污染的生物效应。
(2)生物多样性的价值。
(3)保护生物多样性的意义和措施。
(4)可持续发展理论。
3.教学疑点是生物多样性的价值。
(1)环境污染的生物效应(理解)。
(2)生物多样性的价值、意义和保护措施(应用)。
(3)可持续发展理论(理解)。
2、教材解读
课 文 解 读
一、环境污染的生物效应P89 第1段 环境生物效应: 各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。中生代恐龙的突然灭绝,就是当时气候变化引起的生物效应。现代大型水利工程的建设,切断了鱼、虾、蟹的回游途径,使这些水生生物的繁殖受到影响。工业废水大量排入江河、湖泊和海洋,改变了水体的物理、化学和生物条件,致使鱼类受害,数量减少,甚至灭绝。森林的砍伐,一方面引起水土流失,降低土地的肥力,产生干旱、风沙等灾害使农业减产;另一方面使鸟类的栖息场所缩减,鸟类减少,虫害增多。致畸、致癌物质的污染引起畸形者和癌症患者增多。这些都是人们熟知的环境生物效应的例证。生物效应按引起的后果有时间和程度上的差异,分为急性的环境生物效应和慢性的环境生物效应。前者如某种细菌传播引起疾病的流行。后者如日本汞污染引起的水俣病和镉污染引起的痛痛病都是经过几十年才出现的。环境生物效应关系到人和生物的生存和发展,因此,人们高度重视对这种效应的机理及其反应过程的研究,如进行各种污染物的毒性、毒理、吸收、分布和积累的研究;各种污染物的拮抗作用和协同作用的研究;生物解毒酶的种类、数量以及对各种污染物的解毒作用的研究等。
P89 积极思维P90 第1段 生物富集又叫生物浓缩。散布在自然环境中的难以分解的物质,进入生物体,然后通过食物链逐级传递、累积、浓缩的现象。20世纪初起到60年代,电力、化学、石油和汽车、船舶、飞机制造等工业大大发展,同时出现了大量的人工合成化学物质,如塑料、化纤、化肥、农药、洗涤剂等。这些工业排放物和人工合成化学物质,有许多是有毒的。它们通过水系、空气、土壤等各条途径污染生物和人类的生活环境。虽然环境中所含的污染物大多数是微量的,常以百万分之几,甚至十亿分之几来计算,不易测出,但是生物体有很强的吸收和富集能力。这些有毒物质通过食物链能成千上万倍地浓缩,人们长期摄食被有毒物质污染的水、鱼类、农作物以及其他动、植物,会引起中毒,造成各种慢性疾病。这种疾病要较长时间才能显示出症状,往往被人们忽视,但这种潜在的危害更威胁人类的生命。在所有进入生物地球化学物质的循环中,DDT的散布范围最广。第二次世界大战后,各国大量施用它防治害虫,在人奶里都检查出DDT含量,甚至在遥远的南极,动物体内也有发现,这说明DDT已进入全球性的生物地化循环。DDT是一种不易分解并能长期残留的农药,脂溶性很强,而水溶性很小。一旦进入机体,只有极少量能缓慢地分解,其余都在脂肪组织中积存和浓缩。DDT污染环境后可通过食物链从上个营养级传递到下个营养级,浓度不断增加,以至含量可增到中毒水平。据统计,如果散在大气里DDT的浓度是0.000003ppm,降落海水后被浮游生物吞食,它们体内富集的浓度增到 0.04 ppm,是大气浓度的1.3万倍。当小鱼吞食浮游生物后,在鱼体里的浓度增到0.5ppm,是大气的17万倍。大鱼吃小鱼又增到2.0ppm,是大气67万倍。水鸟食大鱼,浓缩到25ppm,是大气830万倍。最后到达人体浓度可高到1000万倍(下图)。  汞也是有毒物质。含汞工业废水进入河流,被硅藻等浮游植物吸收,随食物链、生物富集到鱼体,浓度提高1万~10万倍。同时在逐级迁移浓缩过程中,无机汞转变成毒性更强的有机汞。著名世界公害事件之一的日本水俣病,就是汞中毒引起的。镉、砷、有机氯农药等物质,都能通过生物富集,危害人类(下图)。
二、保护生物多样性P90 第3段 生物多样性是指地球上所有生物(动物、植物、微生物等)、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。 生物多样性的主要组成通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。?(1) 遗传多样性遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。因此,遗传多样性也就是生物的遗传基因的多样性。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因,因此,可被看作是一个基因库。一个物种所包含的基因越丰富,它对环境的适应能力越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。  狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化,包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异(世界资源研究所,1992)。此外,遗传多样性可以表现在多个层次上,如分子、细胞、个体等。在自然界中,对于绝大多数有性生殖的物种而言,种群内的个体之间往往没有完全一致的基因型,而种群就是由这些具有不同遗传结构的多个个体组成的。 在生物的长期演化过程中,遗传物质的改变(或突变)是产生遗传多样性的根本原因。遗传物质的突变主要有两种类型,即染色体数目和结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化。前者称为染色体的畸变,后者称为基因突变(或点突变)。此外,基因重组也可以导致生物产生遗传变异。(2) 物种多样性 物种是生物分类的基本单位。对于什么是物种一直是分类学家和系统进化学家所讨论的问题。迈尔(1953)认为:物种是能够(或可能)相互配育的、拥有自然种群的类群,这些类群与其他类群存在着生殖隔离。我国学者陈世骧(1978)所下的定义为:物种是繁殖单元,由又连续又间断的居群组成;物种是进化的单元,是生物系统线上的基本环节,是分类的基本单元。在分类学上, 确定一个物种必须同时考虑形态的、地理的、遗传学的特征。也就是说,作为一个物种必须同时具备如下条件:①具有相对稳定的而一致的形态学特征,以便与其他物种相区别; ②以种群的形式生活在一定的空间内,占据着一定的地理分布区,并在该区域内生存和繁衍后代; ③每个物种具有特定的遗传基因库,同种的不同个体之间可以互相配对和繁殖后代,不同种的个体之间存在着生殖隔离,不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代。 ?物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性包括两个方面,其一是指一定区域内的物种丰富程度,可称为区域物种多样性;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。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。??
  在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时,最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的测量有以下三个指标:①物种总数,即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目 ;②物种密度,指单位面积内的特定类群的物种数目; ③特有种比例,指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。
??(3) 生态系统多样性生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。所有的物种都是生态系统的组成部分。在生态系统之中,不仅各个物种之间相互依赖,彼此制约,而且生物与其周围的各种环境因子也是相互作用的。从结构上看,生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的功能是对地球上的各种化学元素进行循环和维持能量在各组分之间的正常流动。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。其中,生境的多样性是生态系统多样性形成的基础,生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性。   近年来,有些学者还提出了景观多样性,作为生物多样性的第四个层次。景观是一种大尺度的空间,是由一些相互作用的景观要素组成的具有高度空间异质性的区域。景观要素是组成景观的基本单元,相当于一个生态系统。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。 遗传传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础,或者说遗传多样性是生物多样性的内在形式。物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单元。因此,生态系统多样性离不开物种的多样性,也离不开不同物种所具有的遗传多样性。
P90 第4段 生物资源也就是生物多样性,有的生物已被人们作为资源所利用,另有更多生物,人们尚未知其利用价值是一种潜在的生物资源。生物多样性的价值往往不被人们所重视,一般人们利用生物资源时,没有经过市场流通而直接被消费,只是取而用之而已。生物多样性具有很高的开发利用价值,在世界各国的经济活动中,生物多样性的开发与利用均占有十分重要的地位。生物多样性的价值主要体现在以下几个方面: (1)直接价值:也叫使用价值或商品价值。是人们直接收获和使用生物资源所形成的价值。包括消费使用价值和生产使用价值两个方面。消费使用价值:指不经过市场流通而直接消费的一些自然产品的价值。生物资源对于居住在出产这些生物资源地区的人们来说是十分重要的。人们从自然界中获得薪柴、蔬菜、水果、肉类、毛皮、医药、建筑材料等生活必需品。尤其在一些经济不发达地区,利用生物资源是人们维持生计的主要方式。  生产使用价值:指商业上收获时,用于市场上进行流通和销售的产品的价值。(生物资源的产品一经开发,往往会具有比其自身高出许多的价值,常见的生物资源产品包括:木材、鱼类、动物的毛皮、麝香、鹿茸、药用动植物、蜂蜜、橡胶、树脂、水果、染料等)??  (2)间接价值:生物资源的间接价值是与生态系统功能有关,它并不表现在国家的核算体制上,但它们的价值可能大大超过直接价值。而且直接价值常常源于间接价值,因为收获的动植物物种必须有它们的生存环境,它们是生态系统的组成成分。没有消费和生产使用价值的物种可能在生态系统中起着重要作用,并供养那些有使用和消费价值的物种。生物多样性的间接价值包括非消费性使用价值、选择价值、存在价值和科学价值四种价值。   ①非消费性使用价值:保护生物资源可以为人类社会带来日益增长的利益,这种效益因地域和物种的不同而各不相同。大致可归纳为以下几个方面:* 光合作用固定太阳能,使光能经绿色植物进入食物链,从而给可收获物种提供维持系统。  * 生态系统的功能包括传粉、基因流动、异花授精的繁殖功能、维持环境的效力和对经济物种获取有益遗传品质有影响的物种,保持进化过程,在生态系统中使竞争者之间保持永恒的张力。  * 污染物的吸收和分解,包括有机废物、农药以及空气和水污染物的分解作用。* 娱乐和生态旅游。指人们采用不同的方式利用生物资源开展娱乐活动。在不破坏自然环境的条件下进行旅游活动称为生态旅游。如野外观鸟、赏花、森林浴等。这些活动的价值也叫休闲价值。在全世界,生态旅游可获取120亿美元的收入。例如, 在加拿大,每年大约84%的人口要参与到与野生动物有关的娱乐活动中去(如狩猎、参观动物园、保护区旅游等),每年可为加拿大创造约8亿美元的收入(Fillon等,1985)。我国四川省九寨沟,社区共管。另外,生态旅游还有一定的生态教育功能。* 保护土壤:受自然植被覆盖和凋落层保护的优质土壤可保持肥力、防止危险滑坡、保护海岸和河岸以及防止淤积作用对珊瑚礁、淡水和近海渔业的破坏。* 调节气候:生态系统对大气候及局部气候均有调节作用包括对温度降水和气流的影响 。* 稳定水文:在集水区内发育良好的植被具有调节迳流的作用。植物根系深入土壤使土壤对雨水更具有渗透性。有植被地段比裸地的径流较为缓慢和均匀。一般在森林覆盖地区雨季可减弱洪水干季在河流中仍有流水。例如马来西亚森林集水区内,每单位面积迳流在高峰期大约相当于橡胶园油棕园内迳流量的50%。在迳流的低峰期约为种植园的1倍。②选择价值:保护野生动植物资源,以尽可能多的基因,可以为农作物或家禽,家畜的育种提供更多的可供选择的机会。 例如:家猪与野猪杂交,培育形成了瘦肉型猪的新品种。 家鸡目前已有上百个不同的品种,均来自于原鸡。紫杉和红豆杉中提取抗癌药物。(现在自然界的许多野生动植物,也许断时间内人类无法进行利用,其价值是潜在的。也许我们的子孙后代能发现其价值,找到利用它们的途径。因此多保存一个物种,就会为我们的后代多留下一份保贵的财富。)③存在价值:有些物种,尽管其本身的直接价值很有限,但它的存在能为该地区人民带来某种荣誉感或心理上的满足。例如:我国的大熊猫,金丝猴,褐马鸡等是我国的特产珍稀动物,全国人民都引以为荣。熊猫已成为中国的象征。  ④科学价值:有些动植物物种在生物演化历史上处于十分重要的地位,对其开展研究有助于搞清生物演化的过程。如一些孑遗物种(银杏)。
P90 第5段 在人类出现以前,物种的灭绝与物种形成一样,是一个自然的过程,两者之间处于一种相对的平衡状态。有人估计,物种自然灭绝的速度大约为每100年仅有90个物种灭绝。人类出现以后,尤其是近百年来,随着人口的增长和人类活动的加剧,物种灭绝的速度大大的加快了。以哺乳动物为例:在17世纪时,每5年有一种灭绝,到20世纪则平均每2年就有一种动物绝灭。就鸟类而言,在更新世的早期,平均每83.3年有一个物种绝灭,而现代则每2.6年就有一种鸟类从地球上消亡。在印度洋、大西洋中的一些岛屿上生活的特产鸟类绝灭的速度,从1601-1699年为8种,1700-1799年为21种,1800-1899年为69种,1900-1978年为63种。目前,生物多样性正以前所未有的高速度在丧失。据国外的科学家估计,目前物种丧失的速度比人类干预以前的自然灭绝速度要快1000倍。以鸟类为例,在世界上9000多种鸟类中,1978年以前仅有290种鸟类不同程度的受到灭绝的威胁,而现在这个数字则上升到1000多种,大约占鸟类总数的11%。据联合国环境计划署估计,在未来的20-30年之中,地球总生物多样性的25%将处于灭绝的危险之中。在1990-2020年之间,因砍伐森林而损失的物种,可能要占世界物种总数的5 —25%,即每年将损失15000—50000个物种,或每天损失40—140个物种。大量的物种从地球上消失已引起了国际社会的广泛关注。如何采取有效措施,以拯救这些逐渐走向灭亡的物种已经成为一个重要的研究内容。
P90 第6段 生物入侵指生物离开其原生地,由原来生存地(国家、地区、生态系统),经自然(气流、风暴和海洋等)或人为的途径传播到另外的一个环境中,损害入侵地的生态系统、生物多样性、农林牧与渔业的生产以及人类的健康,而造成经济损失和生态灾难的过程。而外来物种通过各种途径到达某一生态系统,并不是一进入新的生态系统就能形成入侵,而是在一定条件下实现从“移民”到“侵略者”的转变。外来入侵种的入侵是一个复杂的生态过程,这个过程通常可分为四个阶段:
1.侵入:指是生物离开原生存的生态系统到达一个新境;
2.定居:是指生物到达入侵地后,经当地生态条件的驯化,能够生长、发育并进行了繁殖,至少完成了一个世代;
3.适应:是指入侵生物已繁殖了几代,由于入侵时间短,个体基数少,因而种群增长不快,但每一代对新环境的适应能力都有所增强;
4.扩散:是指入侵生物已基本适应生活于新的生态系统,种群已经发展到一定数量,具有合理的年龄结构和性比,并具有快速增长和扩散的能力,当地又缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制,该物种就大肆转播蔓延,形成生态“暴发”,并导致生态和经济危害。
入侵生物要想获得成功必须通过以上四个阶段。当前广布于华东等地的加拿大一枝黄花的入侵就经历了以上各个阶段——对于江浙沪地区来说,目前它正处于第四阶段,即正在大肆蔓延中。
但并不是每个物种的入侵都必须完成这四个阶段,如豚草和三裂叶豚草的入侵某一地区并成为优势种群,大约经历三个阶段:第一是入侵阶段,通常呈单株散生或是成小丛;第二是定居阶段,通常呈小斑块或呈大斑块分布,许多干扰生境还没有被占据;第三是稳定阶段,通常呈大群分布,几乎占据了当地所有适于豚草类生长的干扰生境。
研究入侵成功物种的特点和影响这些物种入侵的因子具有重要的理论和实践意义。
P91 积极思维 保护生物多样性是利国利民的大事情。生态环境是人类赖以生存的基础。在自然界中存在着生物链,一个物种的消失可能引起众多物种消失并给人类带来难以估量的损失。“一个基因可繁荣一个国家。”“一个基因可以繁荣一个民族。”澳大利亚正是拥有优质细羊毛基因,才成为世界最大的优质细羊毛的出口国;中国通过保护利用一个野生稻基因———雄性败育的野生稻———“野败”,由袁隆平创造出“杂交稻”,产生了巨大的经济和社会效益。西方世界称,杂交稻是“东方魔稻”。袁隆平的成果不仅在很大程度上解决了中国人的吃饭问题,而且被认为是解决下个世纪世界性饥饿问题的法宝。国际上甚至把杂交稻当作中国继四大发明之后的第五大发明,誉之为“第二次绿色革命”。中国培育出来的杂交水稻,从1976年到1998年累计增产粮食3.5亿吨,按每吨1000元计算,累计增收3500亿元。“自然保护区”又叫“自然禁伐禁猎区”。国家为了保护自然环境、自然资源和生物资源,满足文教、科研以及游览等需要而划定一定的空间范围,禁止任意采伐植物、捕杀动物和变更地形地貌的特殊保护的自然区域。中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一,生物多样性是中国可持续发展的潜力之一。十多年来,中国政府为保护生物多样性和履行国际公约,建立和完善了国家履约协调机制,已制定并颁布实施了包括《自然保护区条例》在内的有关生物多样性保护法律、法规20多项。截至2004年年底,中国已建立各级各类自然保护区2194个,保护区面积约占陆地国土面积14.8%,超过了世界平均12%水平。但中国保护区的管理与技术水平与国际先进水平相比仍有相当差距。通过与世界银行、联合国开发计划署、全球环境基金和一些国家政府机构等的合作,引进保护技术和约2亿美元资金,有力提高了中国保护与可持续利用生物多样性的能力。  自然保护区在维持生物圈的生态平衡,保护、发展和合理利用自然资源,调节小气候,涵养水源,改善人们生活环境,促进文教卫生,开展科学研究,发展农业生产等方面都有特殊的作用。自然保护区有多种类型,根据其保护的内容,可分成五大类:  1.自然生态系统保护区 这类保护区的生态系统比较完整,物种也较丰富,如广东的鼎湖山自然保护区、云南的西双版纳自然保护区。  2.特有生态系统保护区 如斐济海洋生物自然保护区。  3.珍稀或濒危动植物自然保护区 如四川王朗大熊猫自然保护区、四川佛山银杉林自然保护区。  4.典型自然景观保护区 如贵州黄果树瀑布自然保护区、四川九寨沟自然保护区。  5.有特殊意义的自然历史遗址自然保护区 如北京周口店古猿人遗址保护区。  自然保护区的建立已有100多年的历史,早在1872年美国建立了世界上第一个自然保护区——黄石国家公园以后,世界各国相继大量建立自然保护区,并以自然保护区总面积占国土总面积的比例大小,作为衡量一个国家文明程度和科技水平的标志。据统计,到1986年全世界已有4190个大型的自然保护区,其面积占陆地面积的6%左右。到现在已有许多国家自然保护区总面积占国土总面积的5%,少数国家已超过了10%。  我国最早的自然保护区是1956年建立的广东鼎湖山自然保护区,以后逐年增加,到目前为止,全国已建立了708处各种生态类型的自然保护区,约占我国国土总面积5.6%,其中广东的鼎湖山保护区、吉林的长白山保护区、四川的卧龙山保护区、贵州的梵净山保护区、福建的武夷山保护区和内蒙的锡林郭勒草原等自然保护区,都已列入国际生物圈自然保护网。
三、人类可持续发展P91 第1段 “可持续发展”一词是在1980年的《世界自然保护大纲》中首次作为术语提出的。在此期间还提出了“可持续性”和“持续发展”等概念,“可持续性”是指社会系统、生态系统或任何其它不断发展中的系统继续正常运转到无限将来而不会由于耗尽关键资源而被迫衰弱的一种能力。其含义具有长时间内保护和养育的意思,常用来评价人类活动对自然环境和资源的影响,而“持续发展”意为连续若干年的发展,强调首先消除贫困,实现持续发展,而“可持续发展”概念应该是“可持续性”和“持续发展”的结合,既要考虑发展也要考虑环境、资源、社会等各方面保持一定水平。可持续发展,系指满足当前需要而又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展。可持续发展还意味着维护、合理使用并且提高自然资源基础,这种基础支撑着生态抗压力及经济的增长。可持续的发展还意味着在发展计划和政策中纳入对环境的关注与考虑,而不代表在援助或发展资助方面的一种新形式的附加条件。可持续发展的核心思想是,健康的经济发展应建立在生态可持续能力、社会公正和人民积极参与自身发展决策的基础上;它所追求的目标是:既要使人类的各种需要得到满足,个人得到充分发展;又要保护资源和生态环境,不对后代人的生存和发展构成威胁;它特别关注的是各种经济活动的生态合理性,强调对资源、环境有利的经济活动应给予鼓励,反之则应予摈弃。
P91 第2段 1992年6月联合国环境与发展会议上通过了《21世纪议程》。因此执行《21世纪议程》,将促使各个国家走上可持续发展的道路,还将是各国加强国际合作,促进经济发展和保护全球环境的新开端。中国政府承诺要认真履行,并于1994年3月通过了《中国21世纪议程》。我国21世纪议程的战略目标确定为“建立可持续发展的经济体系、社会体系和保持与之相适应的可持续利用资源和环境基础”。以下几方面对我国实现可持续发展至关重要: ①控制人口增长。目前我国平均每公顷耕地养活10个人。如果人口继续增加,而耕地不断减少,则要求每公顷耕地承担养活的人数将要更多。如果中国总和生育率保持在1.8%以下,到2030年可实现人口零增长。 ②发展生态农业。在发展农业生产的同时,必须养护农业资源、防治水土流失,有利于生态平衡,实现良性循环,大力发展畜牧业,水产养殖业和多种经营。 ③工业实现清洁生产,减少污染,保护森林、水源和生物多样性。 ④建立促进可持续发展的综合决策和协调管理的支持系统。 为了实现我国21世纪议程的战略目标和要点,科技发展和教育将是其保证手段,21世纪是知识经济时代,知识将主宰着社会的发展,系统理论和方法(应用整体观和动态过程思想)是认识可持续发展的方法论。
拓展阅读
一、生物富集作用、生物积累和生物放大
生物富集作用、生物积累和生物放大,是三个既有联系、又有区别的概念。
1.生物富集作用
生物富集作用又叫生物浓缩,是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累,使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。生物体吸收环境中物质的情况有三种:一种是藻类植物、原生动物和多种微生物等,它们主要靠体表直接吸收;另一种是高等植物,它们主要靠根系吸收;再一种是大多数动物,它们主要靠吞食进行吸收。在上述三种情况中,前两种属于直接从环境中摄取,后一种则需要通过食物链进行摄取。环境中的各种物质进入生物体后,立即参加到新陈代谢的各项活动中。其中,一部分生命必需的物质参加到生物体的组成中,多余的以及非生命必需的物质则很快地分解掉并且排出体外,只有少数不容易分解的物质(如DDT)长期残留在生物体内。生物富集作用的研究,在阐明物质在生态系统内的迁移和转化规律、评价和预测污染物进入生物体后可能造成的危害,以及利用生物体对环境进行监测和净化等方面,具有重要的意义。
2.生物积累
生物积累是指生物体在生长发育过程中,直接通过环境和食物蓄积某些元素或难以分解的化合物的过程。生物积累使这些物质的蓄积随该生物体的生长发育而不断增多。早在1887年,人们就发现牡蛎能够不断地从海水中蓄积铜元素,以致使这些牡蛎的肉呈现绿色,叫做“牡蛎绿色病”。科学家们研究得最多的是生物体从环境中积累有毒重金属和难以分解的有机农药。关于生物积累的研究,对于阐明物质在生态系统中的迁移和转化规律,以及利用生物体对环境进行监测和净化等,具有重要的意义。某些生物具有特别强的生物积累能力,例如,褐藻在一生中能够较多地积累锶,水生的蓼属植物在一生中能够积累一定数量的DDT。这些生物可以用作指示生物,甚至可以作为重金属污染和有毒化学药品污染的生物学处理手段。
3.生物放大
生物放大是指在同一个食物链上,高位营养级生物体内来自环境的某些元素或难以分解的化合物的浓度,高于低位营养级生物的现象。生物放大一词是专指具有食物链关系的生物说的,如果生物之间不存在食物链关系,则用生物浓缩或生物积累来解释。直至20世纪70年代初期,不少科学家在研究农药和重金属的浓度在食物链上逐级增大时,多将这种现象称为生物浓缩或生物积累。直到1973年起,科学家们才开始用生物放大一词,并将生物富集作用、生物积累和生物放大三者的概念区分开来。研究生物放大,特别是研究各种食物链对哪些污染物具有生物放大的潜力,对于确定环境中污染物的安全浓度等,具有重要的意义。
二、世界环境日
  每年的6月5日是“世界环境日”。第一个“世界环境日”诞生于1972年6月5日~16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开的第一次人类环境会议上。这次会议是世界上为防止生态大灾难、维护生态平衡和自然环境所采取的第一次集体行动。会议中世界各发达国家暴露了大量的环境问题,提出了环境污染的严重性,向国际社会敲响了环境危机的警钟,提醒注意全球环境状况以及人类活动对环境的影响,并在会议上宣布,每年的6月5日定为“世界环境日”,要求联合国系统和各国政府在这一天开展各种活动,宣传保护和改善生存环境的重要性。大家一致认为,一个国家、一个地区的环境问题,都有可能对整个地区乃至全球的生态环境产生影响,保护生存环境、维持生态平衡、繁荣物种多样性、有效地解决各种环境问题是世界各国人民的愿望和呼声,“世界环境日”已成为全人类的共同行动日。每年的“世界环境日”联合国环境规划署将发表环境状况的年度报告书,报告最迫切要解决的地区性或世界性环境问题。同一天,各国都大力举办各种环境专题的报告会、演讲会、纪念活动、植树造林、开展清除污染物和保护环境等多样性群众活动,各国各地的报刊杂志、电视台、无线电广播电台等都将作大力的宣传。
三、气候变化对生物多样性的影响
全球温度在过去300年上升超过了0.7℃,因此气候变化已经发生。20 世纪温度增加了 0.5℃。最严重的变暖发生在 1910-1940年间和1976年至今。目前已有迹象表明生物多样性开始在对全球气候变化作出反应。
从赤道到两极的动植物都感受到了气候变化的影响。全球变暖的另一个明显的后果是春天提早到来。植物开花、卵孵化,青蛙产卵都在提早。在英国,蝴蝶在春天的出现较20年前平均提前了6天。在欧洲,树木呈现秋色的时间每10年晚0.3到1.6天,许多迁徙的鸟类正在改变它们的旅行日程。越来越多的研究显示,动植物为了适应气候的变化,正不断地改变着其活动范围和行为。许多情况下,这样的变迁正在引起生态混乱。例如,迁徙的鸟类到达欧洲的时间太晚,以致其产下的后代错过了毛虫生长旺季。
  动植物对全球气候变化的反应包括:地理分布、生理、生活周期、迁徙习性和栖息地发生改变,生存能力降低等。例如,哥斯达黎加的鸟类濒临威胁,坦桑尼亚和印度尼西亚的蚊子向高海拔地区扩展,加利弗尼亚的蝴蝶栖息地在丧失,不能耐受霜冻的植物上升到新的海拔高度,英国彩龟后代的性别比例受到7月平均温度升高的影响。气候变化最显著的指示物之一的珊瑚礁,目前正发生大规模白化现象,尤以1998年的情况最为严重,估计导致世界上16%的珊瑚死亡。
  美国的大部分鸣禽转移其分布区,并提早迁飞。因为鸣禽在维持生态系统中有重要作用,这种变化可能导致生态系统失去平衡。按照目前气候变化情况来看,一些脆弱的生态系统如落基山的高山草甸、沿海湿地和河口可能会消失。东北地区以枫树为主的硬木林将让位于青冈和针叶树为主的森林。
  随着全球变暖的推进,许多生态系统面临崩溃。一项新的研究表明,将要灭绝的物种比预计的要早?,但由于它们赖以生存的生态系统变得难以识别,所以会处于一个混乱时期。气候变化将会“新的寄主和寄生虫、新的捕食动物和被捕食动物组合到一起。”
  由于海平面上升导致的沿海洪水、地表坍塌、河口三角洲等灾害,使人类活动的范围减少,野生动物栖息地被破坏。海平面上升更危及到一些沿海国家或地区的存在。美国马里兰州的 Chesapeake Bay 是美国最大的河口。上个世纪上升了1英尺,其中一些原因是抽取地下水;另一些很可能是全球变暖所致。其中的 Blackwater 国家野生动物庇护所的湿地被海水淹没,自1938以来,1/3的 Blackwater 湿地已经消失,剩下的部分可能在30年内消失。湿地正在变成水域,消失的速度远远大于新的湿地形成速度。佛罗里达州150万公顷的 Everglades 国家公园现在被称为“美国最濒危的国家公园”,因为海水正在侵蚀当地人依赖的淡水沼泽地。目前一个宽阔的环形红树林像水坝一样将淡水沼泽地和海洋分开。如果红树林屏障增长速度不如海水水位增长快,或者被台风破坏,淡水沼泽地就会逐渐被海水湿地取代。
四、可持续发展:六大学术观点
众所周知,人类是在与自然环境之间不断作用、不断协调的过程中发展的。
  19世纪以来,由于科学技术的快速发展,工业化急速推进,人类开始骄傲地提出“征服自然”的口号,但在此后的20世纪,在改造自然和征服自然,谋求物质文明和精神文明的同时,在产生诸多有悖可持续发展的“环境危机”的同时,人类也频频受到大自然的惩罚。由于工业化的快速推进,人口膨胀,无节制地砍伐和战争破坏,大量地消耗了地球上的自然资源,使人类生存的环境日趋恶化,给21世纪留下的最大课题是:人类需要寻求既能满足当代人的需要,又不对后人满足其需要的能力构成威胁的新的发展模式。
  为了寻求环境和自然资源可承受的、生态和经济可协调的长期发展模式,世界环境与发展委员会(WECD)经过4年的努力,于1987年提出了一份研究报告——《我们共同的未来》,正式提出“可持续发展”的概念,得到国际社会的普遍关注,各国政府和理论家纷纷投入时间和精力,开始研究这一问题。经济学家、社会学家、环境学家等从各自的领域对可持续发展的概念、意义与应用进行了大量的卓有成效的研究。不同学者对可持续发展概念的理解千差万别,意见颇不一致。本文对当前理论界所形成的几种不同的代表性观点作以下简要介绍:
  观点一:经济发展观。认为可持续发展就是指经济的发展。同时也强调这种发展应保持在自然与生态的承载力范围之内。如EdwardB·Barbier(1985)认为,可持续发展是“在保护资源的质量和提供服务的前提下,使经济的净利益增加到最大限度”;DavidPearce也认为“可持续发展是在自然资本不变的前提下的经济发展”;世界资源研究所(WorldResourcesInstitute,1992~1993)定义可持续发展为“不降低环境质量和不破坏世界自然资源基础的经济发展”。
  观点二:回归自然观。主要理由是,由于可持续发展理论是基于生态环境的恶化而提出的,生态环境的恶化又是由人的活动引起的。因此,认为可持续发展理论是对人类中心主义的否定,也是对主体性原则的否定,人类只能放弃对自然界的改造和控制,“回归自然”,成为“自然界的普通一员”,才能实现对生态环境的保护和可持续发展。
  观点三:以人为中心的发展观。认为“可持续发展是一种以人的发展为中心,以包括自然、经济、社会内的系统整体的全面、协调、持续性发展为宗旨的新的发展观”,即以人为中心的系统发展观,是一种“以人为中心的发展观”,认为“可持续发展的核心是要以人为本”。实际上,可持续发展观不仅不否定人的中心地位和主体性原则,相反是在更全面、更合理的意义上对人的中心地位和主体性原则的一种肯定。人类社会生产力不仅是一种改造自然的能力,而且也是保护自然的能力。改造自然是以人为主体的实践活动;同样,保护自然也是人主体性的体现。可持续发展追求的是自然环境、经济、社会的协调发展,它要解决的是人类无限发展的需求与自然资源有限性这样一对基本矛盾。因此,可持续发展的着眼点在于自然环境的呵护,而它最终所关怀的是人的生存和发展问题。只不过它不仅仅关怀人类现实的利益和发展,而更关怀人类未来的利益和发展。可见,可持续发展观的确立不仅不是对人类中心主义和主体性原则的否定,而且恰恰说明了人的主体性的成熟和完善,人类开始在更高的层次上、更自觉的意义上成为世界的中心和主体。
  观点四:社会发展观。他们认为可持续发展是社会的持续发展,包括生活质量的提高与改善。如莱斯特.R.布郎认为,可持续发展是人口趋于平稳、经济稳定、政治安定、社会秩序井然的一种社会发展;TakashiOnish提出,可持续发展就是在环境允许的范围内,现在和将来给社会上所有的人提供充足的生活保障。世界自然保护同盟(IUCN)、联合国环境署(UNEP)和世界野生生物基金会(WWF)共同发表的著名的《保护地球———可持续生存战略》(1991)中就将可持续发展定义为:“在不超出维持生态系统涵容能力的情况下,改善人类的生活质量”,并特别指出可持续发展的最终落脚点是人类社会,即改进人类的生活质量,创造人类美好的生活。
  观点五:生态发展观。生态学家侧重于从自然或生态的角度来认识问题,认为可持续发展是“自然资源及其开发利用之间的平衡”。国际生态学联合会和国际生物科学联合会在1991年11月共同举行的可持续发展研讨会上,将可持续发展定义为:“保护和加强环境系统的生产和更新能力”;还有的学者认为,可持续发展是“寻求一种最佳的生态系统,以支持生态系统的完整性和人类愿望的实现,使人类的生态环境得以可持续”。
  观点六:协调发展观。不少专家认为,可持续发展是社会、经济与环境的协调发展。在1995年召开的中国“全国资源环境与经济发展研讨会”上,给可持续发展下的定义是:“可持续发展的根本点就是经济社会的发展与资源环境相协调,其核心就是生态与经济相协调”。
知识结构
【知识点图表】
【学法指导】
1.通过具体实例来认识环境污染的生物效应。
2.通过了解生物多样性的价值来认识生物多样性的意义,从而为生物多样性的保护出谋划策。
3.结合社会、国际形势,认识可持续发展。
教材习题参考答案
1.D 2.D 3.C
4.节约用水、一水多用;少用化学合成剂;收集并利用雨水 节约用水、一水多用;少用化学合成剂;收集并利用雨水
5.(1)在食物链中,营养级别越高,重金属含量越高 富集
(2)重金属化学性质稳定,很难被生物体排出体外,从而积累在生物体中,并随着食物链的延长,积累作用越来越强 (3)消除污染源,进化水质
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创造人与自然的和谐
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环境污染的生物效应
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生物多样性的价值
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外来物种入侵