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河流生态系统与城市化进程中对小流域河流的影响研究
《中国水利水电市场》2009年11期
随着我国城市化水平的不断提高，城市化率从1993年的28%提高到2004年的41.7%，并继续朝着发展的方向迈进。城市人口剧增、资源过度消耗、自然环境污染、生态系统破坏，不仅引起了一系列重大的水利生态环境问题，而且严重威胁着人类的长期生存和发展。因此，河流特别是小流域河流的综合治理已十分紧迫，成为当前水利工作的重中之重。
1 河流的定义及其特点
河流是的，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要的作用。概括地讲，它具有以下三个方面的特点。
1.1生物群落与生境的统一性
这是的基本特征。有什么样的生境就造就什么样的生物群落，二者是不可分割的。
1.2河流结构的整体性
生物群落一旦形成系统，其内部各要素不能被分割而孤立存在；如果硬性分开，那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个淡水域中，各类生物互为依存、互相制约、互相作用，形成了食物链结构。
1.3自我调控净化与自我修复功能
在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。水体自我修复能力，也是淡水自我调控能力的一种。在外界干扰条件下，通过自我修复，体质水体的洁净。由于它具有这种自我修复功能和自我净化功能，才使淡水具有相对的稳定性，以实现生态的良性循环。
2 城市化进程中对小流域河流的影响
河流流域的不断城市化大大增加了不透水地表，使城市水体与自然的农业、林业区河流具有了完全不同的特征。美国的研究表明，当不透水层的比例达到10%时，即可能造成河流生态恶化，而且随着不透水层面积的增加，河流恶化的程度也在不断加剧。
2.1城市面积扩大，天然植被破坏
研究表明，城市化对生态环境最明显的破坏表现在对河岸带和河流阶地上天然植被的破坏。人们为了获取最大的经济回报，不惜一切代价，经常以牺牲天然植被来换取开发建设用地。20世纪70年代，全国范围内开展的围湖造田以及对河流滩地的围垦和开发就是十分典型的，它不仅改变了原有的地形地貌特征，还改变了河流廊道的水文功能，从而造成降雨过程中入渗减少、加大、高地的地表径流量和污染物的迁移量增加，加剧河岸侵蚀，破坏了河流的生物栖息地等。从洞庭湖区城区及交通干道的变化明显看出近50年湖区城市化的进程，1955年为12.88km2，占全区的0.05%，1998年为180.62km2，占全区的0.75%。
2.2产流状态变化，水文特征改变
城市化进程的加快，使得城市周围乃至整个流域的自然植被受到破坏，地表的下垫面产流状态发生了变化，水文特征得到了改变。具体地讲就是城市化的结果使得丰水期城市河流洪峰流量显著增加，地下水资源减少，而枯水期则河流基流量减少，严重时会出现断流。另一方面，在城区洪水的重现频率增加，如原来为5年一遇的洪水可能变为2年一遇，或时间更短，而且相应的洪量增加。
2.3泥沙污染增加，河流水质降低
城市河流的泥沙主要来源于河岸冲刷和工程建设场地的。一些研究表明，城市河流的泥沙含量往往高于非城区，至少在河渠改造的初始阶段是这样。在暴雨季节，城市河流的水质总是很差，暴雨径流中往往含有较高质量浓度的泥沙、营养物、重金属、有机物、氯离子以及细菌。尽管目前对暴雨径流中的污染物是否对水生生物有害还存有争议，但河流底泥中污染物的释放对水生生物的不良影响已得到了研究者一致认同，随着其释放量大水变化，其影响程度也不一样。
2.4生态环境改变，水生生物减少
由于城市河流的开发改造，使生态环境的异质性降低，水域的结构与功能也随之发生变化，特别是生物群落多样性也会随之降低，进而引起淡水退化。据研究表明，洞庭湖区随着环境的人为改变和破坏，湖区生物多样性遭到严重破坏。洞庭湖特产银鱼的产量由20世纪50年代的75～200t减至目前的1～1.5t，产品和质量均大幅度下降，其他鱼类的产量也比20世纪50年代下降了52%以上。湖区的鸟类与解放初期相比减少60%，珍贵鸟类如白鹤等则少见。蛇类等大量捕捉，致使湖区鼠害加剧。
在城市化水平越来越高的情况下，我国许多小流域持续受到胁迫，导致其污染现象越来越严重，以致于影响到河流整体的清洁性。由此可见，加快小流域的综合治理迫在眉睫，必须抓紧抓好。
3 国内外流域综合治理成功的
从国内外河流成功治理的经验中不难看出河流的综合治理应包括生态工程措施和河流流域管理两方面，二者之间密不可分，同等重要。在生态工程措施方面对于不同的河流以及不同的地区，应该因地制宜地采取不同的治理措施。在生态工程治理的同时，各地还应该注重河流流域治理后的管理，只有这样变河流的部门管理为社会管理，才能达到根治河流的目的，减少水资源为人类造成直接经济损失。
3.1国外流域综合治理成功的案例
3.1.1瑞士莱茵河
河流污染情况：上游的无脊椎动物濒于绝迹，河水闻上去甚至有一股&苯酚&的味道。
综合治理方法：把莱茵河环境保护列为国家的基本国策；莱茵河干流主要沿岸国家共同创建&莱茵河防治污染国际委员会（ICPR）&；制定了严格的排污标准；确定了生态建设目标。
河流生态现状：到2000年，已有200条成年蛙鱼洄游到莱茵河中，实现了&莱茵河2000年行动计划&确立的生态建设目标。
3.1.2维也纳多瑙河
河流污染情况：经常遭受季节性洪水的危害。
综合治理方法：突出&生态治理概念&；由联邦、州和市政府专项拨款组成了洪水防治资金；建立完善的洪水防御体制，并与专门机构负责监督和实施；改建&生态河堤&，恢复河流两岸储水湿润带和河岸水边植物群落；注重立法。
河流生态现状：老多瑙河非常弯曲，水流更加平稳，开发了许多水上运动项目和天然浴场；多瑙河沿岸有许多绿地和林荫道，是维也纳人日常锻炼和散步的最佳场所。
3.1.3首尔清溪川
河流污染情况：河床成了城市污水排放地；清溪川被钢筋水泥盖覆盖住了；河上的高架桥越来越多。
综合治理方法：拆除了高架桥，搬走了河道上的水泥盖，清除了河床里常年淤积的污泥。从汉江取水，净化后注入清溪川河道；成立了专门的管理机构&&清溪川管理中心，各部门明确分工，有机合作；确定明确的管理目标。
河流生态现状：水中动植物物种上升，清溪川流域夏季平均气温下降；镶嵌在河岸上的文化墙、横跨河上的桥梁，还有沿岸修建的广场、绿地、喷泉和林荫街，把清溪川打造成一条文化长廊。
3.2国内流域综合治理成功的案例
3.2.1上海苏州河
河流污染情况：潮汐河流，污水随着潮涨潮落在黄浦江、苏州河以及纵多支流之间回荡。
综合治理方案：坚持以人为本，以治水为中心，以恢复为目标，全面规划，分步实施，重在治本，标本兼治，走出了&统筹协调、系统管理、突出重点、综合治理&的基于的现代流域水环境管理之路，河流治理除依靠行政手段外，更有科学研究，市场化运作，公众参与，信息共享等来支撑。
河流生态现状：解决了污水回荡的问题，通过曝气解决了水体黑臭等。
3.2.2南昌玉带河
河流污染情况：狭窄的河道里堆积着塑料袋、泡沫海绵、废木材等各种垃圾，黑漆漆的水面上泛着浑浊的油光，一到雨季，更是污水横流。
综合治理方法：先是清淤疏浚、拓宽河面、加固河床、截流污水；然后利用已有的水利灌溉渠道，将其他水库优质水注入湖河中，城内河湖连通，使全城的水系都活了起来。治理最关键的一项就是要让死水变成活水。
河流生态现状：玉带河两岸垂柳青青，花朵芬芳、景石、假山、休闲亭等园林建筑错落有致。
3.2.3成都市沙河
河流污染情况：20世纪90年代末期，沙河几乎被工业污染水，生活垃圾以及河道淤泥所吞噬，沙河城区段内鱼虾基本绝迹，上游2座自来水厂也多次紧急关闭。
综合治理方法：定位&自然性、生态性、亲水性&，改善了&直立断面和硬质堤防&，环境设计在满足&以人为本，生态优先&的基础上，讲求个性化、多样化，特别强调自然性、休闲性，设计时应满足防洪、绿化、截污、文化、交通、工业、企业改造的要求。
河流生态现状：沙河水变清、景变美，老百姓的生活质量也提高了。
4 城市化进程中小流域河流综合治理的对策
小流域河流综合治理是一项系统工程，需要多学科的相互结合，因此，必须坚持以人为本，以治水为中心，以恢复为目标，实现全面规划、分步实施、共同管理。小流域河流在治理过程中，应该因此制宜地对不同的河流采取不同的生态治理方法，运用生态工程学来治理，同时重视流域管理的法律法规建设，注重跨地区多部门合作，明确流域管理行动目标，重视公众参与和多渠道集资，只有这样才能最终满足人们对河流功能的使用，优化生活环境，达到人与自然的和谐共处。
4.1增强生态意识，强化水利规划
加强水利工程和生态环境建设是当前生态水利工作面向&三农&的重心所在，因此，在提高广大水利工作者的生态水利意识的意义非常重大。首先，对小流域河流要站在可持续发展的高度上，对河流生态水利建设进行科学规划，做到全面、协调、可持续发展，实现有针对性和可操作性。其次是抓好小流域河流现有已建水利工程的生态更新改造，使其真正实现从工程水利向生态水利的过渡，完善现有水利工程的功能，特别是生态功能，实现水利工程与人类和谐、持续发展。其三是大力推广节水农业，提倡城市节约用水，在加强节水灌溉设施建设的同时，加强节水农业技术的研究和推广，充分利用一切可用的资源。
4.2坚持生态标准，力争标本兼治
众所周知，小流域河流洪涝灾害的频发主要是由于生态环境破坏所造成的，因此，水利工程建设和河流生态建设要紧密结合在一起，坚持生态治理的目标不变、标准不变、做到标本兼治，彻底亮化河流。与此同时，要大力主张多部门协同作战，继续抓好各地的退耕还林、退耕还湖等生态建设工作，加强小流域综合治理，减少，努力提高森林覆盖率，切实改善生态环境，从源头上杜绝或减少，实现人类与大自然的高度和谐，真正做到山更青、水更蓝、河更美。
4.3采用生态技术，实现科学治理
面对城市化进程，要彻底改变河流的污染现状，各级各部门必须在科学研究上做文章，坚决采用新技术，力争在技术上有新的突破。加强小流域水库库区生态群落调查，开展现有河流的健康评估与预测；合理调度水库及其他水利设施，努力提高水体的自净能力和自我修复能力；以保持河流的蜿蜒性来保护河流形态多样性。即在河道整治工程中，应尊重天然河道形态，避免直线和折线型的河道设计，保持河道断面的多样性，尊重河流原有的自然断面；河道防护工程的岸坡采用有利于植物生长的透水材料，特别注意采用当地天然材料；水利工程设计应为植物生长和动物栖息创造条件，提供鱼类产卵条件以及鸟类、水禽栖息地和避难所；利用自我净化和自我修复功能，开发与推广治污新技术，实现科学治理河流。
4.4健全生态机制，开展综合治理
认真分析城市化进程对小流域河流的影响，不难看出是多方面的，既有对河流生态环境的破坏，也有对人类生产生活方式的影响，要想让河流治理从长期的工程水利中解脱出来，走向生态水利的持续发展轨道，除了采取以上措施之外，还要在小流域河流综合管理上下功夫，实现小流域河流的综合治理，从健全机制上做文章，实现小流域河流的良性循环。具体地讲主要有以下措施：一是要加强组织领导力量，落实行政保障措施，建立健全全流域管理机构；二是要加强法制建设力度，落实法制保障措施，建立健全流域法规体系；三是加强经济管理力度，落实经济保障措施，实现多渠道筹资、全方位治理；四是要加强科学管理力度，落实技术保障措施，大力推广使用工程水利和生态水利中的新技术。只有这样才能实现小流域河流的管理由部门管理向社会管理的转变，真正实现让小流域河流为人类生产生活服务，实现人类与山水的和谐。
[1]董哲仁 &生态水工学的理论框架&《水利学报》2003年1月期
[2]李博主编《生态学》北京高等教育出版社2000年出版
[3]冯敏等，&浅析水利工程与河流之间的关系&《中国水利水电市场》2006年11期
[4]龙振华，丁雨恒&浅谈生态水利与河流&《湖北水利水电职业技术学院学报》2008年2
[5]龙振华，丁雨恒&洞庭湖存在的问题与方法研究&《水利发展研究》2008年10期
[6]朱雷，等&城市化进程中小流域河流综合治理的研究&《市政技术》2008年6期
[7]宋庆辉，等&对我国城市化河流综合管理的思考&《水科学进展》2002年5期
[8]熊晶，&国际河流管理和内河流域管理比较研究&《长江流域资源与环境》2005年14期
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[10]苏志珠，&人类活动对晋西北地区生态环境影响的初步研究&，《干旱资源与环境》1998年12期
龙振华，男，1962年4月～。湖北赤壁人，1982年7月毕业于武汉水利电力学院农田水利工程专业，高级工程师。主要从事工程建设教学、管理与研究。
丁雨恒，男，1986年9月～。河南长葛人，2008年7月毕业于信阳师范学院信息与计算科学专业，同年考取武汉大学水利水电学院研究生，主攻节水灌溉。
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河让鱼活,鱼让猫活,猫让肉食动物活, 鱼让人活,人让所有东西活.生物圈是最大的生态系统”自主学习设计及实施作者[breath] 发表于[ 17:26:29]江苏省海门市海南中学 倪 娟
有西方学者提出：当学生在元认知、动机和行为三个方面都积极参与时,其学习就是自主的.本节课的自主学习设计力求让学生在收集资料、思考、讨论、交流、合作、扮演活动中解决学习问题,获得积极的情感体验,赢得学习的内在支持.
一、教学目标设计与分析
生物学新课程的教学要求不能只重视知识和技能,更要重视情感态度与价值观的养成教育,“生物圈是最大的生态系统”一课中不再把生态系统概念的辨析作为重点,而是着重培养学生保护生物圈的意识以及参与交流、合作等能力,改变了传统课程过分注重知识传承和学科技能训练的倾向.另外,教学目标与学生已有的生活经验、生活实际联系紧密,符合学生的内在需求,有利于学生增强对生物学的学习兴趣.本节的教学目标设计如下.
1．会通过图片资料描述生态系统的类型及特点并进行交流.
2．能理解生物圈是最大的生态系统.
3．能运用资料说明问题及参与交流合作.
4．增强热爱祖国热爱家乡的情感,初步具有保护生物圈的意识,拒绝破坏环境的行为.
二、教学过程设计与实施
（一）创设丰富的学习情境,引入问题
情境一：通过播放草地、河流、池塘等生态系统的音像资料引入新课.请学生分析一块草地、一条河流、一个池塘是否一个生态系统.
情境二：看一段音像资料,讨论河流生态系统与哪些生态系统有关联,通过资料中提供的哪些事例能说明这些联系.
情境三：播放生态系统受严重破坏的例子,让学生观看后,进一步理解生态系统间的联系.
（二）设置定向的探究空间,提出问题
通过以下问题把本节课的内容贯穿起来,形成一个有机整体,形散而神聚,学习过程张弛有度,活而不乱.
问题：本地主要有哪些类型的生态系统?它们中有哪些生物类群?这些生态系统是独立存在的吗?与其他的生态系统有关系吗?在你的朋友和家人中,有哪些破坏生态系统的行为?如果我们的生物圈被破坏了,是否可再建一个?作为青少年的我们,该做哪些力所能及的事情呢?
（三）组织开放的学习活动,解决问题
小组讨论：假设给你们一大块地,你们可以设计你周围的环境及各种生物,那么要怎样设计才能使你们生活的生态系统维持下去?为什么?
组间交流：地球的表面并不都是一样的,而且各地的气候也不一样,因此生物的种类也不尽相同.请学生结合他们课前收集的图片资料及其生活常识,说说生物圈中都有哪些生态系统.
组间合作：全班做一个小游戏“我爱我家”.全班分成几个小组,每组10人,根据课前收集和准备的资料,分别扮演森林、草地、海洋、淡水、农田、城市生态系统,发挥想象力,把各自的生态系统的生物群特点介绍给其他小组.课前学生都准备了相应的面具.
农田生态系统扮演组：有7人扮演各种不同的农作物,一人扮演动物,一人扮演植物.告诉其他组的同学,农田生态系统是人工的生态系统,以农作物为主体,动植物种类相对较少.
淡水生态系统扮演组：三人分别扮演河流、湖泊与池塘,介绍“自己”的主要生物是水生植物及浮游动植物等；其余同学分别扮演鱼、虾、河蚌、苔藓、水草等水生植物及浮游生物.
城市生态系统扮演组：有一个学生扛着一块画着几棵绿树的纸板,另一人抱着一只宠物小狗,介绍给他的同伴,让全班学生抓住城市生态系统的生物群特点——人类是主要消费者.
阅读课本：关于河流生态系统的文字资料.
思考：河流生态系统与其他生态系统之间有没有联系呢?如有联系,文字资料中哪个事例能说明这一联系?
学生发言：河流生态系统与农田生态系统、森林生态系统、陆地生态系统、城市生态系统等都有密切联系.
阅读：看课本第对页的第二、三、四小段,请学生讨论怎样用一句话来概括出各种生态系统之间存在的千丝万缕的联系,读后抢答.
学生抢答一：第二小段说明了地球上所有的生态系统都受非生物因素的影响.
学生抢答二：第三小段说明各类生态系统从地域上是互相关联的.
学生抢答三：第三小段说明即使是同一种生物,也可以存在不同的生态系统.
练习：课本中的“技能训练”.从中进一步理解各生态系统之间的联系.
组内交流：在你们身边,有没有破坏环境的行为呢?要求每小组各人至少举一例在小组内交流.然后每组推荐一名代表在全班交流.
学生畅所欲言,谈到白色污染、随意堆放垃圾、乱砍滥伐、浪费淡水资源、湖泊和河流受到污染、工厂随意排放废气、污染空气、产生温室效应、捕杀动物等等.
要求：各小组代表发言,如有补充,组内其他学生也可发言,其他小组做补充.
阅读：要求学生看课本第33页的“生物圈Ⅱ号”,要求读后谈感想.
学生发言一：生物圈是我们每一个人的家,而且是所有生物共同的家园.
学生发言二：如果生物圈遭到了破坏,我们人类就无生存之地.
学生发言三：生物圈是我们人类的,也是那些美丽植物和可爱动物的共同家园.我们一定要从自己做起,保护生物圈.
学生交流：小组之间互相交流有哪些环保措施和办法,达成共识后在组间交流,比一比哪一组设想的保护措施最多、最简便易行、最富有创新思想.
学生发言一：我们要拒绝使用一次性筷子；不乱扔垃圾.
学生发言二：我们要以实际行动影响我们周围的人,带动其他人共同保护我们的环境.
学生发言三：我们要多种树,绿化环境.
学生发言四：我们让市场管理人员对贩卖青蛙等有益动物的人及时进行教育和处罚.
学生发言五：看到有人贩卖青蛙,我把青蛙全买下来再放生（学生笑）.
学生发言六：我们要增加环保宣传活动；制作一些传单；成立环保小分队,协助做好环保活动；成立环保表演队,到各处演出环保节目.
学生发言七：可以设计垃圾管道,方便居民把垃圾直接通过管道倒入地下让分解者去分解.
（四）布置课后的实践作业,运用成果
教师提问：通过本节课的学习,你们准备在课后做些什么呢?
学生讨论课后作业：以“爱护环境,保护我们共同的家园”为题,写一篇文章宣传环境保护,做现在力所能及的事情,通过上网搜寻、调查访问,继续了解有关环境保护的知识,继续探究保护环境的措施、方法,保护周围的环境.
三、教学策略设计与分析
（一）学习方式设计
本轮基础教育课程改革的着眼点,在于教学方式的转变.本节课的主体参与式教学设计积极运用了自主、合作、探究等学习方式,既充分利用了学生资源又锻炼了学生的自主学习能力和表达、交流、合作等能力.如课前查阅关于生态系统的资料,有利于自主学习能力的培养.对有关人类活动对周围环境的破坏及保护环境的建议和办法这一环节的学习,组织学生小组讨论交流,通过合作学习学会交流,从而达到教学目的.对生态系统的类型和特点的学习采用游戏的形式,对小组学习任务明确分工,然后再合作交流,使学生积极参与交流,学会交流.在问题的思考中培养学生探究知识的意识和能力.在讨论保护生物圈的措施中极大地发挥了学生的创新精神.通过学生自己提出问题形成课后作业,作业布置有新意.
（二）教学方法设计
教师在本节课中的地位是组织者和协助者,作用是引导学生的学习过程变成不断提出问题、解决问题的探索过程,指导学生收集和利用学习资源,帮助学生设计恰当的学习活动,并能针对不同的学习内容,选择不同的学习方式如接受、探索、模仿、体验等,使学生学习变得丰富而有个性.为此,本节课中采用“问题解决”教学法：（1）创设情境,将要学习的内容转化为问题；（2）联系实际、帮助学生理解问题；（3）合作讨论,让学生寻求解决“问题”的方案；（4）分析讨论,检查方案的可行性；（5）组间交流,分享“问题”解决成果.（6）在实践作业中运用成果,利于知
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因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
种群的数量特征种群数量的变化生态系统的能量流动生态系统的物质循环生态系统的稳定性
种群的数量特征: 1、种群的数量特征：
2、种群密度的计算：种群的个体数量/空间大小(面积或体积)&&&&& ①逐个计数：针对范围小，个体较大的种群；动物：标志重捕法（对活动能力弱、活动范围小）；植物：样方法(取样分有五点取样法、等距离取样法)取平均值；②估算的方法：昆虫：灯光诱捕法；微生物：抽样检测法。知识点拨：
种群各数量特征间的联系：种群数量的变化：1．种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线
2、研究种群数量变化的意义：对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用、以及濒临动物种群的拯救和恢复有重要意义。预测种群密度变化趋势的方法：1、根据年龄结构来预测种群密度的变化趋势。年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
2、根据性别比例来预测种群密度的变化趋势。(1)种群的性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。 (2)性别比例影响种群密度的原因
种群数量增长与种群增长（速）率：1、增长速率与种群数量不是一个概念，只要增长速率为正值，种群数量就在增加；增长速率为零，种群数量恒定不变；增长速率为负值时，种群数量应下降。2、种群的“J”型增长和“S”型增长
知识点拨：1、“S”型曲线中注意点： ①K值为环境容纳量（在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量）；②K/2处增长率最大。 ③大多数种群的数量总是在波动中，在不利的条件下，种群的数量会急剧下降甚至消失。 2、实例：
3、种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等，而“J”型曲线和“S”型曲线都知识研究了种群数量增长的规律。4、&“J”型曲线反映的种群增长率是一定的；而“S”型曲线所反映的种群增长率是先增大后减小。不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。 知识拓展：1、种群数量的波动和下降 (1)种群数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。&(2)原因：气候、食物、天敌、传染病、空间、人类影响等多种生态因素共同作用的结果。因此，大多数种群的数量总是在波动中。 生态系统的能量流动：1、概念生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失的。 2、过程： (1)能量的输入③输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量。(2)能量的传递 ①传递途径：食物链和食物网。②传递形式：有机物中的化学能。 ③传递过程： (3)能量的转化(4)能量的散失①形式：热能，热能是能量流动的最后形式。 3、能量流动的特点（1）单向流动 ①食物链中，相邻营养级生物的捕食关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失，这些能量是无法再利用的。（2）逐级递减①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。 ②各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和一热能形式散失。③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。4、能量传递效率能量在相邻两个营养级间的传递效率一般为10﹪～20﹪，即输入某一营养级的能量中，只有10﹪～20﹪的能量流到下一营养级。计算方法为： 4、研究能量流动的意义：（1）实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率（如桑基鱼塘） （2）合理地调整能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分（如农作物除草、灭虫）生态系统中能量流动的计算：在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%-20%，解题时注意题目中是否有“最多” “最少…至少”等特殊的字眼，从而碗定使用l0%或 20%来解题。1．设食物链A→B→C→D，分情况讨论如下：已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量=M÷(20%)3；最多需要A营养级的能量 =M÷(10%)3。已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量=N×(20%)3；D营养级获得的最少能量=N× (l0%)3。 2．如果是在食物网中，同一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，则按照各单独的食物链进行诗算后合并。3．在食物网中分析如A→B→C→D确定生物量变 化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则： (1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多； (2)生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量就越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要 A营养级的能量时，应取最短食物链A→D，并以20% 的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以 10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。4．已知较低营养级生物的能量求解较高营养级生物的能量时，若求解“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递；若求解“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。具体规律如下：表解生态系统三种金字塔的不同：
易错点拨：1、图解中的箭头由粗到细表示流如下一营养级的能量逐级递减；方块面积越来越小表示营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。 2、每一营养级的能量来源及去向流入一个营养级的能量石指被这个营养级的生物所同化的全部能量。营养级的能量的来源与去路如下：&3、消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它属于上一营养级未被利用的部分。4、动物同化的能量并不等于摄入的能量：动物同化的能量=动物摄入的能量-动物粪便中的能量。知识拓展：1、由于能量传递效率为10﹪～20﹪，传到第五营养级时，能量已经很少了，再往下传递不足以维持一个营养级，所以一条食物链中营养级一般不超过5个。 2、食物网中，能量传递效率是指某营养级流向各食物链下一营养级的总能量占该营养级比例。如： 是指流向B、C的总能量占A的10﹪～20﹪。3、根据能量流动的递减性原则，在建立与人类相关的食物链时，应尽量缩短食物链。生态系统的物质循环：1、定义：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。2、循环过程3、循环范围：生物圈。4、特点：(1)全球性：物质循环的范围是生物圈，而不是局域性的生态系统。 (2)反复利用、循环流动：物质循环，既然称为“循环”就不像能量流动那样逐级递减、单向流动，而是可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。 5、实践中应用：①任何生态系统都需要来自系统外的能量补充；②帮助人们科学规划设计人工生态系统使能量得到最有效的利用；③能量多极利用从而提高能量的利用率；④帮助人们合理调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方向。易错点拨：1、参与循环的物质：不是指由C、 H、O、N、P、S等这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物内所特有的物质，也不是单质，而是元素。 2、物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量转化，并不是单纯物质的移动。 3、碳循环平衡的破坏——温室效应 (1)温室效应产生的原因①化石燃料的大量燥烧，产生大量CO2。②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。 (2)影响：会加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他生物的生存构成威胁。(3)解决措施①减少化石燃料的燃烧。 ②开发新的能源，如利用风能、水能、核能。 ③大力植树造林。 知识拓展：1、举例碳循环：&(1)碳元素的存在形式①无机环境：碳酸盐和C02。②生物群落：含碳有机物。 (2)(3)(4)(5)碳循环的过程2、N循环：生态系统的稳定性：1．生态系统稳定性的概念生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。 2．生态系统稳定性的种类 (1)抵抗力稳定性 ①概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。 ②原因：生态系统内部具有一定的自我调节能力。 ③规律：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低，反之则越高。 (2)恢复力稳定性 ①概念：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 ②规律：一般环境条件越好，恢复力稳定性越高；反之，越低。 3．提高生态系统稳定性的措施 (1)控制对生态系统干扰的程度。 (2)实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 生态系统自我调节能力辨析： 1．实例 (1)河流：(2)森林：&2．基础：负反馈调节，在生态系统中普遍存在， 3．特点：生态系统的自我调节能力是有限的，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迅速丧失，生态系统难以恢复。 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别和联系：
2．生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系易错点拨：1、对于极地苔原（冻原），由于物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。 2、生态系统抵抗力稳定性与自我调节能力的大小的关系&知识拓展：1、不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差别，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节的能力就越强，抵抗力稳定性就越高。2、不同的生态系统在受到不同干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间不同。 3、生态系统自我调节能力的大小
4、反馈调节的种类
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