コンテンツへスキップ

生態系への人間の影響

IGCSE 生物 · トピック 20

查看幻灯片 練習する
このトピックのビデオレッスン 動画ページを開く
7:43

生態系への人間の影響

農夫が畑に肥料を散布します。平凡で有益な作業です。2キロ先には魚が满ちる川があります。3週間後、その魚が水面に浮かんで…

英語ナレーション・英語+中文字幕 burning-in

20.1

食糧供給の増加

シラバス
コア サプリメント
1 人類が食糧生産を増加させた方法について記述せよ。ただし、(a) 広大な土地の利用と効率向上のための農業機械 (b) 収量向上のための化学肥料 (c) 品質および収量向上のための殺虫剤 (d) 雑草との競合低減のための除草剤 (e) 栽培作物および家畜の生産性向上のための選択育種 に限定する
2 栽培作物の単一栽培(モノカルチャー)の利点と欠点を記述せよ
3 集約的家畜飼育の利点と欠点を記述せよ

出典: Cambridge International シラバス

より多くの食糧を生産するために、人間は以下を使用する:

食糧生産を増やす方法:機械、肥料、殺虫剤、除草剤、選抜育種、広大な農地
農家が食料生産を増やす方法
  • 広い土地を迅速に耕作するための農業用機械。
  • 収量を向上させるための化学的肥料。
  • 昆虫の害虫を殺すための殺虫剤。
  • 作物と競合する雑草を殺すための除草剤。
  • 作物植物および家畜を改良するための選抜育種。

単一栽培(広範囲にわたって一つの作物を栽培すること)は大量かつ容易な収穫をもたらすが、一つの害虫や病害が作物全体を破壊する恐れがあり、生物多様性を低下させる。集約的家畜養殖(狭いスペースに多くの動物)は安価な肉を提供するが、動物福祉への懸念や疾病の拡大を引き起こす。

探索

食料供給圧力実験室

需要、農業、廃棄物が食料供給に与える影響を追跡してください。

20.2

生息地の破壊

シラバス
コア サプリメント
1 生物多様性を、ある地域に生息する異なる種の数として記述せよ
2 生息地破壊の原因について記述せよ。以下を含む:(a) 住宅、栽培作物生産、家畜生産のための面積増加 (b) 天然資源の採取 (c) 淡水および海洋汚染
3 食物網および食物鎖を変化させることで、人類が生息地に悪影響を及ぼすことができることを記述せよ
4 生息地破壊の一例として森林伐採による望ましくない効果について説明せよ。生物多様性の減少、絶滅、土壌の流失、洪水、大気中の二酸化炭素の増加を含めること

出典: Cambridge International シラバス

伐採され森林消失した土地
森林 clearing は生息地を破壊し、生物多様性を低下させる。

生物多様性とは、ある地域に生息する異なる種の数を指す。人間は生物が生息する場所である生息地を以下のように破壊する:

  • 住宅、作物、家畜のための土地 clearing。
  • 鉱山などによる天然資源の採取。
  • 淡水および海洋の汚染。

食物網と食物鎖を変化させることで、人間は生息地に害を与える。

森林伐採(森林を切り倒すこと)は代表的な例である。これにより:

  • 生物多様性の低下と種の絶滅。
  • 土壌の流失(根がないため保持できず、流される)。
  • 洪水の増加。
  • 二酸化炭素の取り込み木が少なくなるため、大気中の二酸化炭素が増加する。
ハブ図:森林伐採は生物多様性の減少と絶滅、根がないため土が洗い流され、洪水の増加、大気中の二酸化炭素の増加をもたらす
森林伐採は生物多様性を低下させ、土を洗い流し、洪水を引き起こし、CO₂を増加させる
探索

生息地破壊の連鎖

生息地の除去がどのような生態学的効果の連鎖を引き起こすか確認してください。

English 日本語
deforestation/diːˌfɒrɪˈsteɪʃn/ 森林消失
extinction/ekˈstɪŋkʃn/ 消退
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ 二酸化炭素
sewage/ˈsuːɪdʒ/ 下水
ecosystems/ˈiːkəʊsɪstəmz/ 生態系
20.3

汚染

シラバス
コア サプリメント
1 未処理の汚水や過剰な肥料が水生生態系に与える影響を説明する 4 富栄養化のプロセスを以下に限定して説明する: • ニトレートなどのイオンの利用可能性の増加 • 生産者の増殖の増加 • 生産者の死後の分解の増加 • 分解者による好気呼吸の増加 • 溶解酸素量の減少 • 水中の溶解酸素を必要とする生物の死亡
2 不分解性プラスチックが水生および陸上生態系に与える影響について記述せよ
3 メタンおよび二酸化炭素による大気汚染の発生源および影響について記述せよ。ただし、温室効果の強化および気候変動に限定する

出典: Cambridge International シラバス

ビーチに打ち上げられたプラスチックごみ
プラスチック汚染は生態系に対する人間の主要な影響である。

水質汚染

未処理の下水や過剰な肥料が河川や湖に洗い流されると、水生態系を破壊する。

(補足) 過剰な肥料は富栄養化を引き起こす:

  1. 肥料が水中に硝酸イオンや他のイオンを加える。
  2. 藻類などの生産者が非常に速く成長する。
  3. cast soon die, and decomposition increases.
  4. 分解者は好気呼吸で酸素を消費する。
  5. 溶存酸素が低下するため、魚和其他生物が死にます。
富栄養化のプロセス図:過剰な肥料が水に流れ込み、藻類が急激に成長して死に、分解者が酸素を消費し、魚が死に至る
富栄養化:過剰な肥料により藻類が爆発的に増え、その後水中の酸素が枯渇して魚が死滅する

計算例。 農家が野原に肥料を散布し、数週間後に近くの川の水魚が死んだ。手順を正しく並べ、説明せよ。雨が降って硝酸イオンが野原から洗い流され川へ流入する。過剰な硝酸によって藻類が急速に増え、水面を覆う。藻類が光を遮るため、下の植物は枯れる。分解者は枯れた藻類や植物を餌として繁殖し、その好気呼吸で水中に溶けていた酸素を消費する。酸素が不足するため水魚は死滅する。水魚は肥料による中毒ではなく、窒息死しており、実際に酸素を除去したのは分解者である。

プラスチックと大気汚染

生分解性のない プラスチックは腐敗しない。海や陸地に蓄積し、野生生物に危害を与える——動物が食べたり、絡まったりすることがある。

メタンと二酸化炭素は温室効果ガスである。これらが多すぎると温室効果(增强温室效应)が強まり、気候変動を引き起こす。

温室効果の模式図:太陽光が大気を通り地球を暖め、地球から熱が放出されるが、温室効果ガスがその一部を捕獲して全て逃がさない
温室効果ガスは地球から放出される熱を捕獲するため、地球は温暖化する
探索

富栄養化のプロセス

栄養素の投入から魚の死に至るまでの肥料流出を追跡してください。

English 日本語
fertilisers/ˈfɜːtəlaɪzəz/ 肥料
yields/jiːldz/ 収量
insecticides/ˌɪnˈsektɪsaɪdz/ 殺虫剤
herbicides/ˈhɜːbɪsaɪdz/ 除草剤
weeds/wiːdz/ 雑草
selective breeding/sɪˈlektɪv ˈbriːdɪŋ/ 選抜育種
crop plants/krɒp plænts/ 農作物
livestock/ˈlaɪvstɒk/ 家畜
monoculture/ˈmɒnəʊkʌltʃə/ 単一作物栽培
biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ 生物多様性
species/ˈspiːsiːz/ 種
habitats/ˈhæbɪtæts/ 生息地
resources/rɪˈzɔːsɪz/ 資源
pollution/pəˈluːʃn/ 汚染
food webs/fuːd webz/ 食物網
food chains/fuːd tʃeɪnz/ 食物鎖
eutrophication/ˌjuːtrəfɪˈkeɪʃn/ 富栄養化
nitrate ions/ˈnaɪtreɪt ˈaɪɒnz/ 硝酸イオン
producers/prəˈdjuːsəz/ 生産者
decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ 分解反応
decomposers/ˌdiːkəmˈpəʊzəz/ 分解者
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ 酸素
aerobic respiration/eəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ 好気的呼吸
non-biodegradable/nɒn ˌbaɪəʊdɪˈɡreɪdəbl/ 生分解不可能
plastics/ˈplæstɪks/ プラスチック
methane/ˈmiːθeɪn/ メタン
greenhouse effect/ˈɡriːnhaʊs ɪˈfekt/ 温室効果
climate change/ˈklaɪmət tʃeɪndʒ/ 気候変動
sustainable/səˈsteɪnəbl/ 持続可能
fish/fɪʃ/ 魚
conserved/kənˈsɜːvd/ 保存されている
20.4

保全

シラバス
コア サプリメント
1 持続可能な資源とは、環境から取り出される速度と同じ速さで再生される資源であり、枯渇しないものとして説明する
2 一部の資源は保存・管理可能であり、森林と漁業資源に限定して持続的に利用できると述べる 5 教育、保護区域、採捕量制限(クォータ)、再植栽を用いて森林を保全する方法を説明する
6 教育、禁漁期、保護区域、網の型および目径の規制、採捕量制限(クォータ)、監視を用いて漁業資源を保全する方法を説明する
3 生物が絶滅危惧種となるか絶滅する理由を説明する。気候変動、生息地の破壊、狩猟、過剰採取、汚染、外来種の侵入を含む
4 絶滅危種を保全する方法を説明する。以下に限定する:(a) 種の監視と保護および生息地の保護 (b) 教育 (c) 人工飼育プログラム (d) シードバンク 7 保全プログラムの目的を説明する。以下に限定する:(a) 生物多様性の維持または向上 (b) 絶滅の低減 (c) 脆弱な生態系の保護 (d) 生態系機能の維持。栄養素循環と資源供給(食料、医薬品、燃料、遺伝子)に限定する
8 人工飼育プログラムにおける人工授精(AI)および体外受精(IVF)の利用について説明する
9 個体数が減少し遺伝的多様性が低下した場合、その種が直面するリスクを説明する。(遺伝的浮動に関する知識は不要)

出典: Cambridge International シラバス

持続可能な資源

持続可能な資源は消費される速度と同じ速さで再生されるため、枯渇することはない。森林や魚類資源はともにこの方法で管理できる。

(補足) 森林は教育、保護区域、** quota**(採取量の制限)、再植林によって保全される。魚介資源は閉鎖期、保護区域、網目のサイズ制御(幼魚の逃れを許容)、quota、モニタリングによって保全される。

絶滅危惧種の保護

気候変動、生息地の破壊、狩猟、過剰採取、汚染、外来種によって個体数が減少すると、その種は絶滅危惧状態になりまたは絶滅する。

絶滅危惧種を救うには:

  • 種とその生息地を監視・保護する。
  • 教育。
  • 動物園で動物を繁殖させる人工繁殖プログラム。(補足) これらは人工授精(AI)や体外受精(IVF)を用いることがある。
  • 種子を安全に保管する種子庫。
竹を口にくわえて座っているオオパンダ
オオパンダはかつて絶滅危惧でしたが、保護された生息地と人工繁殖プログラムによって個体数が回復しました

(補足) 私たちは生物多様性を維持し、絶滅を防ぎ、生態系を保護し、栄養素の循環や食料、医薬品、燃料、有用な遺伝子の提供といった生態系の機能を維持するために自然を保全します。個体群が小さすぎると遺伝的多様性を失い、将来の変化への適応が難しくなります。

探索

保全活動実験

保護活動が絶滅危惧種の個体数をどのように守っているかを確認してください。

20.4

試験対策

  • 食糧増産:機械、肥料、殺虫剤、除草剤、選択的育種。単作栽培と集約農業にはそれぞれ利点と欠点がある。
  • 森林伐採:生物多様性の減少、絶滅、土壌流失、洪水、二酸化炭素の増加。
  • 富栄養化(補足):肥料 → 生産者の増加 → 分解者の増加 → 溶存酸素の減少 → 生物の死。
  • 温室効果ガス(二酸化炭素、メタン)→ 增强温室效应 → 気候変動。
  • 保全:持続可能な利用、保護区、 quotas , 人工繁殖および種子庫。小規模個体群は遺伝的多様性を失う。
English 日本語
quotas/ˈkwəʊtəz/ 枠組み
closed seasons/kləʊzd ˈsiːznz/ 閉鎖期
endangered/enˈdeɪndʒəd/ 絶滅危惧種
hunting/ˈhʌntɪŋ/ 狩猟
overharvesting/ˌəʊvəˈhɑːvɪstɪŋ/ 過剰採集
introduced species/ˌɪntrəˈdjuːst ˈspiːsiːz/ 外来種
captive breeding/ˈkæptɪv ˈbriːdɪŋ/ 人工繁殖
artificial insemination/ˌɑːtɪˈfɪʃl ɪnˌsemɪˈneɪʃn/ 人工授精
in vitro fertilisation/ɪn ˈvɪtrəʊ ˌfɜːtɪlaɪˈzeɪʃn/ 体外受精
seed banks/siːd bæŋks/ 種子バンク
drugs/drʌɡz/ 薬物
genes/dʒiːnz/ 遺伝子
genetic variation/dʒɪˈnetɪk ˌveərɪˈeɪʃn/ 遺伝的多様性

このトピックのインタラクティブ授業

一歩ずつ進め、即時チェック付きの問題で学習します。

過去問

IGCSE 生物 の他のトピック

ログインまたはアカウント作成

IGCSE, A-Level & AP