生态学

• 太阳能量流经生态系统；碳和水在生物与非生物世界之间循环。
• 群落之间相互竞争并彼此依赖；适应性使生物适应其生存环境。
• 人类活动——废物、土地利用、森林砍伐、全球变暖——威胁生物多样性，而营养级生物学（仅限生物）解释了食物链为何较短。

生态系统是群落（由生物因子组成的生物体集合）与其环境中非生物因子相互作用的整体。组织层次：个体 → 种群 → 群落 → 生态系统。

竞争: 植物争夺光照、空间、水和无机盐离子；动物争夺食物、配偶和领地。相互依赖: 每个物种都依赖其他物种获取食物、庇护所、授粉和种子传播——移除一个物种可能会影响整个群落。

影响群落的非生物因素：光照强度、温度、湿度、土壤pH值和矿物质含量、风力强度和方向、二氧化碳浓度（植物）、氧气浓度（水生动物）。生物因素：食物供应、新捕食者的出现、新病原体的入侵、一种物种竞争力过强导致另一种物种数量降至无法繁殖的水平。能根据给定数据解释上述任一因素变化的影响。

适应性 — 使生物能在正常条件下生存的特征 — 分为结构型（形状/身体）、行为型（动作）或功能型（生理过程，如伪装化学机制、毒液）。极端微生物生活在极端环境中——高温、高压或高盐——例如深海热液喷口处的细菌。

光合生物是地球上生命的生物量生产者。食物链：生产者（通过光合作用制造葡萄糖的绿色植物/藻类）→ 初级消费者 → 次级消费者 → 三级消费者。

捕食者捕杀并食用猎物；在稳定的群落中，它们的数量呈周期性升降——解读经典的捕食者-猎物曲线图（猎物先升，捕食者后升）。

取样 (RP9)：样带和样方用于测量物种的分布和丰度；计算丰度的平均值、众数和中位数；绘制具有合适刻度的图表。

碳循环：通过呼吸作用（植物、动物、分解者）、腐烂和燃烧，将碳以二氧化碳的形式从生物体返还给大气供光合作用使用。水循环：蒸发和降水提供淡水，随后流入大海。微生物回收物质——将碳作为CO₂返回大气，并将无机盐离子归还土壤。氮循环不在要求范围内。

(生物) 分解作用 (RP10)：温度、水分和氧气影响腐烂速率。园丁和农民提供最佳条件以促进废物的快速腐解成为堆肥——一种天然肥料。厌氧腐烂产生甲烷——沼气发电机。RP10：通过测量pH值变化来研究温度对鲜奶腐烂速率的影响。

(高阶生物) 环境变化：温度、水分 availability、大气成分的变化可能是季节性的、地理性的或人为造成的——这些变化会改变物种的分布。

生物多样性是指地球上或某一生态系统内所有不同物种的多样性；它通过减少物种间的相互依赖来稳定生态系统，而我们的未来也依赖于维持它。

• 废物管理：人口增长和生活水平提高导致资源消耗和废物增加 → 造成水体（ sewage, fertilizer, toxic chemicals）、空气（smoke, acidic gases）和陆地（landfill, toxic chemicals）的污染——杀死植物和动物。
• 土地利用：建筑、采矿、农业和倾倒废物减少了其他物种的生存空间；为园艺堆肥而破坏泥炭沼泽会破坏栖息地和生物多样性，且腐烂或燃烧的泥炭会释放CO₂。
• 热带地区的森林砍伐：用于养牛和稻田，以及生物燃料作物。
• 全球变暖：大气中CO₂和甲烷浓度上升导致全球变暖；描述其生物学后果（分布变化、迁徙改变、生物多样性丧失）。

维持生物多样性——减少人类负面影响的计划：濒危物种繁育计划；保护和稀有生境恢复；在单一作物种植区重新引入田边和树篱；减少森林砍伐和CO₂排放；采用回收而非填埋处理废弃物。

营养级：1 生产者（植物、藻类）；2 初级消费者（草食动物）；3 次级消费者（以草食动物为食的肉食动物）；4 三级消费者（以肉食动物为食的肉食动物）。顶级捕食者没有天敌。分解者向死亡有机物分泌酶，并吸收其中小的可溶性食物分子。

生物量金字塔：营养级1位于底部；根据数据构建。生物量传递：生产者将约1%的入射光能转化为生物量；仅约10%的生物量从每一级传递到下一级——损失来自排出的粪便（并非所有摄入物质都被吸收）和排泄物（呼吸作用产生的CO₂和水，尿液中的水和尿素）；葡萄糖用于呼吸作用。通过质量百分比或分数计算效率。

粮食安全 Food security — 满足人口足够的食物需求 — 受到以下因素威胁：不断上升的出生率；发达国家饮食习惯的改变；新的害虫和病原体；环境变化（降雨不足导致饥荒）；农业投入品成本；影响水资源或粮食供应的冲突。

耕作技术通过限制食物动物向环境的能量转移来提高效率——限制活动范围和控制温度；高蛋白饲料增加生长量。需权衡集约化养殖的伦理争议。

可持续渔业：在繁殖持续进行的地方维持鱼类种群——控制网眼大小和捕捞配额。

生物技术的作用：培养微生物作为食物——Fusarium真菌在葡萄糖糖浆上好氧条件下生长产生菌蛋白 mycoprotein（富含蛋白质，素食来源）；转基因细菌生产胰岛素；转基因作物如黄金大米增加食品或营养价值。

• 定义链：生态系统、群落、非生物/生物因素及示例。
• 植物与动物竞争；相互依存的影响；三种适应类型 + 极端微生物。
• 食物链词汇；从图表读取捕食者-猎物周期；RP9取样法求均值/众数/中位数。
• 碳循环和水循环及分解者的作用；(生物)腐烂因素 + 沼气 + RP10。
• 四种人类威胁 + 五项生物多样性保护计划名称。
• (生物) 营养级、金字塔形状、10%法则及效率计算。
• (生物) 六项粮食安全威胁、高效农业、网眼大小和配额、菌蛋白、黄金大米。