备战高考生物精品系列专项19生态系统与生态环境的保护解析版.docx

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备战高考生物精品系列专项19生态系统与生态环境的保护解析版

备战2019高考生物精品系列:

专项19生态系统与生态环境的保护(解析版)

【专题知识框架】

【考纲解读】

考点

考纲要求

考察角度

生态系统的结构

生产者、消费者、分解者的类群、代谢类型及在生态系统中的地位;食物链和食物网及生态系统的关系

物质循环和能量流动的几本规律及其应用

物质循环与能量流动的过程与特点;物质循环与能量流动的关系

生态系统中的信息传递

信息传递的形式;信息传递的特点;信息传递在生物中的具体作用

生态系统的稳定性

生态系统的稳定性的种类;生态系统的反馈调节;自我调节能力与物种多样性

人口增长对生态环境的影响

与生态系统、种群数量变化和种群特征结合在一起考查

全球生态环境问题

几种常见生态环境问题的危害;解决生态环境问题的措施

生物多样性保护的意义和措施

生物多样性的内容和价值;生物多样性的保护措施;可持续发展的含义及实施措施

考查的知识点集中在以下三点:

〔1〕“生态系统的物质循环和能量流动的特点及应用”是历年高考命题的重点,几乎每年高考各地都有考查。

〔2〕“生态系统的结构”在高考中也广泛涉及,因为本专题命题往往综合性较强,一个综合题可以全面考查本专题绝大多数知识点。

〔3〕“生态系统的稳定性”容易与“生态系统的功能”和“生态环境的保护”结合在一起考查。

在命题角度上,本专题最常见形式为综合命题,生态系统的结构、功能和稳定性结合在一起考查。

在命题形式上,包括综合性选择题和综合性简答题。

生态环境的保护

本专题内容较少,知识点也比较简单。

但全球生态环境问题作为热点知识,在高考中也经常考查。

在命题角度上,结合当前社会热点考查环境污染的防治、生物多样性及保护等内容。

对具体情境的综合分析与种群和生态系统知识结合的题目。

考查获取星系的能力和综合、比较、分析、推理的能力。

在在命题形式上,多以选择题居多,简答题多与前面知识结合。

命题趋势:

“生态系统的信息传递”为实行新课标地区的新内容,在实行新课标地区将成为热点,但以选择题居多,难度不会很大,难度系数在0.75以上。

生态环境的保护

关注社会热点、考查环境污染的防治、生物多样性的保护,多以选择题为主,难度较小,难度系数在0.8左右。

“人口与环境”的问题可以与前面专题“种群数量变化”及“生态系统”有关知识结合,考查人口及种群数量变化,能量流动问题。

以综合性题目出现,难度适中,难度系数在0.7左右。

【核心考点要点归纳】

考点【一】生态系统的结构

1、组成成分

2、各成分的比较

比较

项目

组成内容

作用

生物同

化类型

地位

联系

非生物的物质

和能量

阳光、热能、空气、水分、无机盐等

为生物提供物质和能量,是生物群落赖以生存和发展的基础

必备

成分

生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”,生产者和各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道

生产者

主要是绿色植物,也包括化能自养型微生物(如硝化细菌)

无机物→有机物;光能、无机化学能→有机化学能;为消费者提供食物和栖息场所

自养型

主要成分(基石)

消费者

主要包括绝大部分动物,包括营腐生生活和寄生生活的各种生物(如菟丝子)

加快生态系统中的物质循环;有利于植物的传粉和种子的传播

异养型

最活跃的成分

分解者

营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蟑螂)

通过分解作用将生物遗体、排泄物分解为无机物,供生产者重新利用

异养型

物盾循环中的关键成分

3.各成分相互关系

拓展

1、生产者是生态系统的基石分析

(1)从生态系统各组成成分的联系看

生态系统各组成成分间是通过物质循环和能量流动相互制约的,具体渠道是食物链(网),而食物链的起点(第一营养级)是绿色植物(生产者)。

(2)从生态系统的结构类型上看

①绿色植物决定一个生态系统的结构类型,如:

以乔木为主的生态系统称森林生态系统;以草本植物为主的生态系统称草原生态系统。

②在生态系统中,植物的空间分布支配着动物和微生物的空间分布,植物的种类越复杂,为动物和微生物提供的生活环境就越多样,动物和微生物的种类就越丰富,生态系统的自我调节能力就越大,生态平衡也就越容易维持。

(3)从物质循环角度来看

①绿色植物是生态系统中能利用光合作用将无机物合成为有机物的自养生物,是在物质上连接无机界与生物群落的桥梁。

②绿色植物的光合作用产物是生态系统中其他生物直接或间接的食物来源。

(4)从能量流动角度来看

生态系统能量流动的起点是绿色植物固定的太阳能。

没有绿色植物,消费者和分解者就不可能获得生命必需的能量。

所以,绿色植物是生态系统的存在基础。

(5)从群落演替的过程看

不论是初生演替还是次生演替,首先进入定居的先锋生物必定是植物。

2、注意的几个问题

(1)理论上讲,消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质,所以消费者不是生态系统必要的基础成分。

虽然单从物质循环角度看,消费者不是生态系统的必要成分,但自然系统中,生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。

(2)能充当生产者的生物不仅有绿色植物,还有一些自养细菌,包括光合细菌和化能合成细茵;能充当消费者的不仅是动物、还有寄生细菌;能充当分解者的不仅是真菌与细菌,还包括一些腐生动物。

3.生态系统的营养结构(食物链和食物网)分析

A、食物链的分析

A―→B―→C―→D―→E

B、食物网的分析

(1)同一种消费者在不同的食物链中,可以占有不同的营养级(如B既是第二营养级又是第三营养级)。

(2)在食物网中,两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合,如B和E既是捕食关系又是竞争关系。

(3)在食物网中,当某种生物因外界因素而大量增加时,一般除导致上一营养级减少,下一营养级增加外,还会导致与其有竞争关系的生物数量下降(如E大量增加时,会导致F增加,A减少,同时会引起与E有竞争关系的B减少)。

(4)在食物网中,当某种生物因某种原因而大量减少时,对另一种生物的影响,沿不同的线路分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。

(5)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。

(6)生物数量往往还表现出与生物的生殖周期等有关的复杂关系。

即分析问题时,既要注意遵循一定的规律,还要注意事物的复杂性,如环境不同,生物可能表现出其特殊性。

4.食物网中物种数量变动情况的分析与判断

〔1〕在某食物链中,假设处于第一营养级的生物减少,其他生物都将减少。

这是因为第一营养级生物是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源,这一营养级生物的减少必会引起连锁反应,致使以下各营养级生物数量依次减少。

所以下图中a的数量减少会导致b、c、d、e、f、g的数量都减少。

〔3〕假设处于“中间”营养级的生物减少,另一种生物的变动情况应视具体食物链确定。

如下图的食物网中,d突然减少,那么以d为食的e减少,以e为食的f也减少,f减少那么g就更多地以b和c为食,从而导致b和c减少。

在这里必须明确f并非g的唯一食物,所以f减少并不会造成g的减少,g可依靠其他食物来源来维持其数量的相对稳定。

考点【二】生态系统能量流动过程分析

能量流动的图解:

1、能量流动的起点:

生产者(主要是植物)固定太阳能。

2、能量流动的渠道:

食物链和食物网。

3、能量流动中能量形式的变化:

太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能(最终散失)。

4、能量在食物链中流动的形式:

有机物(食物)中的化学能。

5、能量散失的主要途径:

细胞呼吸(包括各营养级生物本身及分解者的细胞呼吸);能量散失的主要形式是热能。

6、能量在流经每一营养级时的分流问题分析

(1)能量来源

①生产者的能量来自于太阳能。

②各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量=摄入量-粪便中所含能量)。

(2)能量去路

①每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动,另一部分以热能散失。

②每个营养级生物的一部分能量流到后一个营养级中。

③每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。

④未利用能量(现存量:

最终被分解者利用,也可归为③)。

7、能量流动的特点

(1)单向流动

①食物链中,相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转,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以细胞呼吸产生热能的形式散失掉,这些能量是无法再被生产者利用的。

(2)逐渐递减

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,供自身利用和以热能形式散失。

③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。

(3)能量传递效率为10~20%,即输入某一营养级的能量中,只有10~20%的能量流入到下一营养级。

计算方法为:

能量传递效率=

×100%。

生态金字塔的类型与含义

不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系,是定量研究生态系统的直观表达。

项目

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

特点

正金字塔形

一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形,如树上昆虫与鸟的数量关系

正金字塔形

象征含义

能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性

生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减

生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减

每一级

含义

食物链中每一营养级生物所含能量的多少

每一营养级生物个体的数目

每一营养级生物的总生物量

拓展

1、能量流动的分析方法

比较教材中“赛达伯格湖的能量流动图解”和“生态系统能量流动示意图”可以发现,在“赛达伯格湖的能量流动图解”中,流入每一营养级的能量去路中多了一条“未利用”,即未被自身呼吸消耗,也未被后一营养级和分解者利用的能量。

出现这种差别的原因在于两种能量流动图解的分析方法和理解角度不同。

理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析:

(1)定量不定时分析:

流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条:

①自身呼吸消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用。

但这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。

(2)定量定时分析:

流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条:

①自身呼吸消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用;④未被自身呼吸消耗,也未被后一营养级和分解者利用,即“未利用”。

如果是以年为单位研究,第④部分的能量将保留给下一年。

考点【三】生态系统物质循环

【一】生态系统的碳循环

1、大气中的碳元素进人生物群落,是通过植物的光合作用或化能合成作用而实现的。

2、碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。

碳元素在生物群落中的传递,主要靠食物链和食物网,传递形式为有机物。

3、大气中CO2的来源有三个:

一是分解者的分解作用;二是动植物的呼吸作用;三是化石燃料的燃烧。

4、实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。

5、碳在无机环境与生物群落之间传递时,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。

【二】温室效应与气候变暖

2、大气中CO2含量持续增加的原因

(1)工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用,向大气中倾放大量的CO2。

(2)森林、草原等植被大面积的破坏,大大降低了对大气中CO2的调节能力。

3、影响

(1)气候变暖会使冰川雪山融化,海平面上升,这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。

(2)由于气候变化,也改变了降雨和蒸发机制,影响农业和粮食资源的生产。

降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝,并使病虫害增加。

4、缓解措施

(1)植树造林,增加绿地面积。

(2)减少化石燃料的燃烧。

(3)开发清洁能源。

【三】生态系统物质循环和能量流动的关系

1、过程图解

说明:

(1)从图中可以看出,无机环境为生物成分提供物质和能量。

(2)生产者主要是指绿色植物,是消费者和分解者能量的源泉,也是生态系统存在和发展的基础,因此,生产者是生态系统的主要成分。

(3)绿色植物同化的二氧化碳等物质,大约90%需经分解者的分解作用归还给无机环境,被生产者重新利用,因此,从物质循环角度看,分解者在生态系统中占有重要地位。

(4)从理论上讲,无机环境、生产者和分解者是任何一个自我调节的生态系统必要的基本成分,消费者的功能活动,不会影响生态系统的根本性质,所以消费者不是生态系统必要的基本成分。

2、生态系统物质循环和能量流动的区别和联系

能量流动

物质循环

区别

单向流动、逐级递减

在生物群落与无机环境之间反复循环

在各级生态系统中进行

在生物圈范围内进行,具有全球性

联系

①同时进行,相互依存,不可分割

②均沿食物链与食物网的渠道进行

③物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质循环不断地在生物群落与无机环境之间循环往返,能量以物质形式存在和流动,能量促进了物质的循环

【四】土壤微生物分解作用的探究活动分析

实例1

实例2

实验假设

微生物能分解落叶使之腐烂

微生物能分解淀粉

实验组

对土壤高温处理

A杯中加入30mL土壤浸出液

对照组

对土壤不做任何处理

B杯中加入30mL蒸馏水

自变量

土壤中是否含微生物

是否含有微生物

实验现象

在相同时间内实验组落叶

腐烂程度小于对照组

A

A1

不变蓝

A2

产生砖红色沉淀

A

B1

变蓝

B2

不变色

结论分析

微生物对落叶有分解作用

土壤浸出液中的微生物能分解淀粉

注:

在A1B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林试剂。

考点【四】生态系统的信息传递

1、信息的种类

类别

概念

传递形式

实例

物理信息

生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息

物理过程

萤火虫的闪光、植物五颜六色的花

化学信息

生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质

信息素

昆虫的性外激素、狗利用其小便记路

行为信息

对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息

动物的异常表现及行为

鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为

2.信息传递的一般过程

信源(信息产生)→信道(信息传输)→信宿(信息接收)

3、信息传递在生物中的作用

(1)有利于生命活动的正常进行,如莴苣的种子必须接受某种波长的光信息,才能萌发生长。

(2)有利于生物种群的繁衍,如由昆虫的体表腺体所分泌的性外激素,能引诱同种异性个体前来交尾。

(3)能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定,如当雪兔数量减少时,这种营养缺乏状况就会直接影响猞猁的生存。

猞猁数量的减少,也就是雪兔天敌的减少,又促进雪兔数量的回升……循环往复就形成了周期性的数量变化。

4、信息传递的来源及作用范围

信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各个组成部分联系成一个整体,而且具有调节生态系统稳定性的作用(如下图)。

5、信息传递在农业生产中的应用

(2)对有害动物进行控制

对有害动物的防治方法有多种,如化学防治、生物防治、机械防治等。

这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治,有些利用了信息传递。

①粘虫成虫具有趋光性,对蜡味特别敏感,生产上就利用这一点,在杀菌剂中调以蜡类物质以诱杀之。

②人们还可以利用性引诱剂“迷向法”防治害虫

方法:

在田间释放过量的人工合成性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾。

信息传递与能量流动、物质循环的关系

考点【五】生态系统的稳定性

(3)生态系统稳定性的关系一般可表示如下:

(4)生态系统的稳定性是系统内部自我调节的结果,这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。

3.种类:

抵抗力稳定性和恢复力稳定性

项目

抵抗力稳定性

恢复力稳定性

概念

指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力

指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影响

影响

因素

生态系统的组分越多,食物网越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高

生态系统的成分越简单,那么越容易恢复,与自身调节能力有关

联系

〔1〕一般呈现相反关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差,反之亦然;〔2〕二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用共同维持生态系统的稳定。

如下图:

4.对生态系统抵抗力稳定、恢复力稳定性和总稳定性的关系,可用下图表示:

〔1〕图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。

〔2〕y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强,如热带雨林与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。

〔3〕x可以表示恢复到原状态所需的时间:

x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性强。

〔4〕TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积可做为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,那么说明这个生态系统的总稳定性越低。

2、生态系统的自我调节能力

(1)负反馈调节

①作用:

是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统达到相对平衡

②实例:

草原上食草动物和植物的数量变化

③结果:

抑制和减弱最初发生变化的那种成分变化,从而达到和保持动态平衡。

(2)自我调节能力的大小

生态系统成分

食物网

自我调节能力

越多

越复杂

越少

越简单

【二】生态缸的设计制作及结果的观察与分析

1、制作生态缸的目的是探究生态系统保持相对稳定的条件。

2、生态缸稳定性观察与分析

(1)观察稳定性,可观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。

(2)由于生态缸极为简单,自我调节能力极差,抵抗力稳定性极低,其稳定性易被破坏。

因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。

(3)假设生态缸是一个开放的生态系统,那么生态系统的成分复杂,自我调节能力强,在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。

【二】生态缸的设计制作及结果的观察与分析

1、制作生态缸的目的是探究生态系统保持相对稳定的条件。

2、生态缸稳定性观察与分析

(1)观察稳定性,可观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。

(2)由于生态缸极为简单,自我调节能力极差,抵抗力稳定性极低,其稳定性易被破坏。

因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。

(3)假设生态缸是一个开放的生态系统,那么生态系统的成分复杂,自我调节能力强,在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。

考点六、生态环境的保护

1.全球性生态环境问题主要包括:

⑴全球气候变化;⑵水资源短缺;⑶臭氧层破坏;⑷酸雨;⑸土地荒漠化;⑹海洋污染;⑺生物多样性等

2.保护生物多样性

⑴生物多样性:

生物圈内所有的植物、动物和微生物,他们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。

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。

⑵生物多样性的价值

①潜在价值:

目前尚不知道

②间接价值:

对生态系统其调节功能

③直接价值〔潮间带的鱼类、贝类、甲壳类等可供食用、药用和用做工业原料等〕。

3.保护生物多样性的措施

〔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3000种,个体数量达5.4×105头。

全世界1500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。

【三年真题】

【2018高考真题之--生态系统和生态环境的保护】

1.〔2018海南卷〕18.疟原虫在人体内只能进行无性生殖,在按蚊体内才进行有性生殖。

人被感染疟原虫的按蚊叮咬后可患疟疾。

在水中,按蚊幼虫〔孑孓〕以藻类和细菌为食,同时又被鱼类捕食。

以下表达错误的选项是

A.疟原虫与人是寄生关系

B.疟原虫与按蚊是共生关系

C.藻类属于生产者,孑孓和鱼类属于消费者

D.鱼类与藻类既存在捕食关系,也存在竞争关系

【答案】B

【解析】根据题中信息可断定疟原虫与人为寄生关系,A正确;疟原虫也可以感染蚊蝇,那么疟原虫与被其感染的蚊蝇间为寄生关系,B错误;藻类能够进行光合作用,属于生产者,孑孓以藻类和细菌为食,是初级消费者,鱼类可捕食孑孓,为次级消费者,C正确;鱼类以藻类为食,二者为捕食关系,同时鱼类和藻类植物在水中因生存空间,氧气等资源而存在一定的竞争关系。

【考点定位】此题以疟原虫的生活习性和繁殖特点为背景,考查群落内的种间关系,考查学生从材料中获取信息的能力和对知识的理解迁移能力。

2.〔2018海南卷〕19.下图为某生态系统的能量流动简图,以下表达错误的选项是

A.甲是生产者,乙是消费者

B.该生态系统是一个开放的系统

C.能量通过光合作用固定并进入系统,可以热能形式输出

D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量

【答案】D

【解析】根据题中简图可知,甲能够固定太阳能,为生产者,乙从甲获取能量,为消费者,A正确;该生态系统需要从外界获得能量,同时能量也可以扩散到外界,是一个开放的生态系统,B正确;能量通过光合作用进入生态系统,经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失,C正确;输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量,D不正确。

【考点定位】此题考查生态系统的能量流动,涉及生态系统的结构与能量流动等知识点,属于对识记、理解层次的考查。

3.〔2018海南卷〕20.某河流中五年前引进了一种外来植物〔甲〕。

跟踪调查发现,五年来,该河流中甲种群密度逐年显著增加,土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。

以下表达正确的选项是

A.五年来该河流中甲种群的种内竞争不断增强

B.甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构

C.大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延

D.该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统

4.〔2018江苏〕24、全球范围内生物多样性有降低的趋势,对此所作的分析正确的选项是

A、栖息地减少和栖息地多样性降低是重要原因

B、栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性

C、这种变化是由于新物种产生量小于现有物种灭绝量

D、过度的人为干扰导致生物多样性降低

【答案】ACD

【解析】栖息地总量减少和栖息地多样性降低导致生物的生存空间减小,是全球范围内生物多样性有降低趋势的重要原因,A正确;栖息地破碎化造成小种群,会减小各个种群之间的基因交流的机会,导致生物多样性减小,B错误;全球范围内生物多样性有降低的趋势这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭

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