生物圈 思维导图
中心主题：生物圈
概念与范围
- 定义：
- 地球上所有 生物 及其 生存环境 的总和。
- 是地球上最大的生态系统,也是最活跃的生态系统。
- 范围：
- 厚度：约20千米。
- 垂直范围：
- 上限：海平面以上约10千米（大气圈对流层）。
- 下限：海平面以下约10千米（岩石圈水圈底部）。
- 核心区域：海平面上下100米左右，这里是生命最密集的区域。
- 非连续性：生物圈是一个不规则的、薄薄的圈层，并非布满全球。
主要组成成分
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生产者
- 定义：能利用无机物制造有机物的生物。
- 类型：
- 自养生物：
- 绿色植物（如：树木、花草、藻类）- 通过光合作用。
- 光合细菌（如：蓝藻、紫硫细菌）- 通过光合作用。
- 化能合成细菌（如：硝化细菌、铁细菌）- 通过氧化无机物获得能量。
- 自养生物：
- 作用：生态系统的 基石，将太阳能转化为化学能，为其他生物提供食物和氧气。
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消费者
- 定义：通过摄取其他生物来获得能量的生物。
- 类型：
- 初级消费者（植食动物）：直接取食生产者。（如：牛、羊、兔、蝗虫）
- 次级消费者（肉食动物）：以植食动物为食。（如：狐狸、青蛙、食虫鸟类）
- 三级消费者（顶级肉食动物）：以次级消费者为食。（如：老虎、狮子、鹰）
- 杂食动物：既吃植物也吃动物。（如：人类、熊、猪）
- 腐食动物：以动植物遗体为食。（如：秃鹫、蚯蚓、蜣螂）
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分解者
- 定义：将动植物遗体和排泄物中的有机物分解成无机物的生物。
- 类型：
- 细菌 和 真菌（如：蘑菇、酵母菌、霉菌）。
- 作用：生态系统的 “清洁工”，实现物质的 循环，是连接生物群落与非生物环境的桥梁。
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非生物成分
- 阳光：生命活动的最终能量来源。
- 空气：提供氧气和二氧化碳，是气体循环的载体。
- 水：一切生命活动的介质，参与物质循环。
- 温度：影响生物的分布、新陈代谢和生长发育。
- 土壤：提供矿物质和水分，是许多生物的栖息地。
- 营养物质：如氮、磷、钾等，是生物体生长必需的元素。
结构与层次
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垂直结构
- 从上到下：大气圈（下层）→ 水圈 → 岩石圈（上层）。
- 特点：不同圈层相互渗透，生物分布受光照、温度、水分等影响，呈现垂直分层现象。
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水平结构
- 按地域划分：形成不同的生态系统。
- 陆地生态系统：
- 森林生态系统（“地球之肺”）
- 草原生态系统
- 荒漠生态系统
- 农田生态系统（人工生态系统）
- 城市生态系统（人工生态系统）
- 水域生态系统：
- 海洋生态系统（最大、最复杂的生态系统）
- 淡水生态系统（河流、湖泊、湿地）
- 陆地生态系统：
- 按地域划分：形成不同的生态系统。
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生态金字塔
- 能量金字塔：能量沿食物链逐级递减，呈金字塔形。
- 数量金字塔：一般呈金字塔形，但有时会倒置（如：一棵树上有许多昆虫）。
- 生物量金字塔：一般呈金字塔形，但海洋生态系统中可能倒置。
主要功能
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能量流动
- 起点：太阳能。
- 途径：通过 食物链 和 食物网 传递。
- 特点：
- 单向流动：只能从生产者流向消费者，最终以热能形式散失，不能循环。
- 逐级递减：每个营养级只能利用上一营养级能量的 10%-20%（林德曼效率）。
- 意义：维持生态系统的正常运转。
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物质循环
- 特点：循环往复，自给自足（全球性）。
- 主要循环类型：
- 碳循环：
- 途径：光合作用、呼吸作用、化石燃料燃烧、分解作用。
- 关键气体：CO₂。
- 氮循环：
- 途径：固氮作用（生物固氮、工业固氮、高能固氮）、硝化作用、反硝化作用。
- 关键形态：N₂、NH₃、NO₃⁻。
- 水循环：
- 途径：蒸发、蒸腾、降水、径流。
- 碳循环：
- 意义：保证生命活动所需元素的持续供应。
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信息传递
- 类型：
- 物理信息：光、声、磁、电、温度等。
- 化学信息：性外激素、告警物质等。
- 行为信息：蜜蜂的“舞蹈”、鸟类的求偶炫耀。
- 作用：调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
- 类型：
人类活动对生物圈的影响
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正面影响：
- 建立自然保护区。
- 退耕还林、还草、还湖。
- 污染治理（污水处理、空气净化）。
- 开发新能源（太阳能、风能）。
- 生物多样性保护研究。
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负面影响：
- 环境污染：
- 大气污染：酸雨、温室效应、臭氧层破坏。
- 水污染：富营养化（水华/赤潮）、重金属污染。
- 土壤污染：农药、化肥、重金属残留。
- 固体废弃物污染：“白色污染”。
- 对生态系统的破坏：
- 栖息地破坏与丧失：森林砍伐、湿地填埋、城市扩张（生物多样性减少的主因）。
- 过度开发：过度捕捞、过度放牧、过度采伐。
- 外来物种入侵：破坏原有生态平衡，导致本地物种灭绝。
- 全球气候变化：温室气体排放导致全球变暖，冰川融化，海平面上升。
- 环境污染：
保护生物圈
- 核心原则：可持续发展。
- 主要措施：
- 立法与执法：制定并严格执行环境保护法。
- 建立自然保护区：保护珍稀濒危物种及其栖息地。
- 推广生态农业：减少化肥和农药的使用。
- 提高公众意识：倡导绿色消费、低碳生活。
- 国际合作：共同应对全球性环境问题（如气候变化、生物多样性保护）。
