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Departments of Forest Science and
Electrical Engineering, USA
P. A. Marquet, Protificia Univerwsidad
Católica de Chile, Santiago, Chile (Eds.)
How Landscapes Change
Human Disturbance and Ecosystem
Fragmentation in the Americas
2003, 363pp.
Hardcover EUR 124.95
ISBN 3 540 43697-9
G. A.布兰德肖,P.A.马奎特编
本书是德国Springer出版社出版的重要的生态学方面的丛书《生态学研究》的第162卷,这套丛书1970年开始出版,几乎覆盖生态学的各个领域。本书通过比较世界上气候相似,但进化、地理分隔的区域不同,来考察气候在形成生物物理和生态系统过程中的作用。与以往对火区生态学、生物地理、生态系统结构、生物多样性和系统功能等展开的研究不同,本卷考察了人类对景观的影响,以及景观的改变对形成具有美洲特色的生态系统过程的基本影响。本书综合几个学科的观点,介绍了人类和生态过程如何相互作用,如何影响美洲景观上生态系统的功能和物种延续;评价不同破坏因素,特别是景观片断对美洲之内不同生态系统的影响;提供现有的关于生态系统的破坏和片断研究的理论、方法和手段。本书围绕三个主题展开讨论:1. 景观断裂的原因和过程,2. 断裂的生态和进化后果,3. 生态片断保护的理论、方法和意义。
全书的主要内容分为两部分。引言介绍了本书的背景,为什么要以美洲为研究对象?为什么要研究生态系统片断?第一部分景观片段形成的原因和过程,内容包括:1.近1.1万年以来智利中北部的生物多样性和人类的干预;2.经济全球化,森林保护和栖息地片断;3.亚马逊中部的森林片断和物种多样性;4.气候和人类活动对北美和南美洲温带森林生态系统火险状况的影响;5.亚马逊流域生物多样性的自然和人为来源。第二部分片断的生态和进化后果,内容包括:6.昆虫授粉者-动物群和花朵授粉者对栖息地断裂的反应;7.进化和生物动态学对片段的遗传分析的意义;8.在智利中部边缘地区的森林片断、植物再生和入侵过程;9.断裂-间接入侵的生态学后果:在南加州的阿根廷蚂蚁;10.森林片断研究概念框架的评论和综合;11.景观研究和生态理论的反应:研究栖息地片断的工具;12.“源-汇”人口的空间自相关、分散和维持;13.葩嵌动态、栖息地的恶化以及复合种群中的空间;14.有多少功能性过剩存在,或者你是否愿意消除这些潜在的备份物种;15.预测南美洲候鸟在片断环境中的分布:基于气候的可行性方法;16.挪尔・肯普夫墨卡国家公园的稀树草原林、群落交错区(圣克鲁兹、玻利维亚):气候变化中保持长期的物种多样性的意义;17.对被破坏景观的补救措施:美洲动物区系走廊和他们在野生动物保护中的作用;18.自然保护区周围土地的管理。
本书学术性较强,适合生态学、地理学等有关领域的学者和研究人员阅读。
王铮,研究员
(中国科学院政策与管理研究所)
生态权:农民的基本生存权
生态权是指生态系统中生物在所处系统中生存和发展的权利,是农民的基本生存权。农民的生态权是农民在农村生态系统中对生态安全、生态利益、生态选择、生态保护、生态发展等所拥有的各项权利总和。农民生存在农村生态系统中,是农村生态系统的拥有者、使用者、经营者和维护者,农民的衣、食、住、行都依赖于农村生态系统,生态权是农民在农村生存的基础,是农民最基本的权利,农民没有生态权,农民就不可能进行农业生产,农民的生态权遭受破坏,农民的利益就会受到损害。
农民的生态权是农民享受政治、经济、文化等权利的基础,是农民的基本人权衍生的权利,农民在农村生态系统中生存,是整个生态系统中的一个子系统、一个连接点,只有享有对生态系统的安全监督权、利益享受权、生态保护权、生态发展权和选择生态系统的权利,才能够在自己的生态系统中生存与发展下去。
农民生态权的内容非常广泛,主要有其一,生态安全权。生态安全权是农民生态权的第一权利,农民世世代代生活在农业生态系统中间,农民的一切都必须依靠生态系统供给,生态安全是农民最重要的生态权。其二,生态利益权。生态利益权是农民对所处生态系统利益的享有权,是农民生存的物质基础所在。其三是生态选择权。农民对生态系统的依赖程度很高,生态系统的好坏直接关系到农民的生存状况,因此,在合法的途径和条件下,农民应该有对自己生态系统的选择权利,就是农民自己为了生存,可以选择哪个生态系统生存和发展的权利。其四,生态保护权。农民应该拥有对自己生态系统进行保护的权利,有权跟破坏自己生态系统的一切行为作斗争,有权对破坏自己生态系统的行为请求赔偿或补偿。
生态权:新农村生态环境的保障
农民生态权是农民权益的基础,是农民生存发展的保证,同时,是社会主义新农村建设的前提和基础。社会主义新农村要求农村自然生态和谐,没有生态权,农村的自然和谐环境就得不到保障。因此,它对社会主义新农村建设具有重大的现实意义:
1、是新农村建设主体权利保障的要求。农民是农村生态建设和维护的主体,是农村生态系统的重要组成部分,生态系统对其生存和发展具有非常重要的意义。农民生活在农村生态系统中,他们的权利衍生于生态权,没有生态权,他们就不能生存,其他权利也不再存在。保障农民的权利,必须有生态权作为根据和基础。农民居住在农村社会,农村的生态环境是他们最大和最亲近的环境,生态变迁会影响农民的生存、发展,他们对所处的环境理当可以主张权利,只有这样,他们才能有建设社会主义生态和谐的新农村之权利,有维护新农村生态平衡的力量。
2、是构建和谐生态农村的保证。生态和谐是生态平衡的重要特征,也是建设社会主义新农村的目标之一。生态和谐是农民的夙愿,特别是在我国努力构建和谐社会的进程中,和谐的农村生态环境显得尤为重要。目前,人与自然的的关系日益显得紧张,环境污染、人口问题、资源紧张、粮食短缺等问题严重存在,这些问题很大程度都与农村生态有关。而这些问题的产生主要是城镇化的发展,是城市环境恶化向农村的转嫁,这种转嫁使农村生态环境更加恶化。严重影响了农村生态和谐的建设。因此,给农民以生态权,是农民有权利抵制城市生态恶化的挤压,能够使农村和谐协调发展,为构建农村生态和谐提供权利保证。
3、为解决新农村建设中的生态问题提供长效机制。新农村建设中必须解决当前日益严重的生态问题,农村生态问题不是农民本身造成的,也不是农民自己引起的,而是农民生态权缺失引起的。农民是农村生态保护的主体,也是生态环境的受益者,但是,由于我国农民至今生态权缺失,农民不能拥有保护农村生态的权利,眼见生态环境被破坏却无能为力。当前,我国的环境保护权在国家,环境保护局代表国家行使生态保护权,环保局本身的权威有限,在加上其对农村的监管有限,还有许多破坏农村生态的行为都以城市建设为名,是国家重点保护的项目。因此,使农村生态环境的保护力量不足。只有赋予农民强有力的生态权,农民有权利保护自己的生态环境,才能抵制来自各方对生态环境的破坏,才能建立起解决农村生态问题的长效机制。
4、为维护农村生态平衡增强主体力量。生态平衡是新农村建设的环境基础,生态平衡不是政府单方的事情,也不是政府单方面能够解决的问题,它是生态系统中所有组分的事情,也是整个社会的大事。维护生态平衡要调动社会各阶层的力量,要动员全社会人员参与。农村生态的平衡是整个生态系统平衡的关键,因为农村是整个生态系统的大本营。当前,我国主要在环境保护基础上促进生态平衡,进而保护生态系统,没有赋予社会广泛的生态保护权利,这就造成了生态保护的主体力量弱小的局面。特别是在农村,农民还没有保护生态平衡的主体资格,没有形成主体力量。因此,只有赋予农民保护生态的权利,使他们成为保护生态的主人,才能调动他们的积极性,增强生态保护的主体力量。
切实保障农民生态权,推进社会主义新农村建设
1、创新环境保护的理念。可持续发展的科学发展观是社会主义新农村建设的重要目标之一。我国现行环境保护体制是一种国家本位主义的环境保护理念,把环境保护的权利通归国家所有,造成公民保护环境的权利缺位。农民对侵犯自己生态权的行为缺乏保护的主体根据,因此,当自己的权利被侵害时,自己没有保护的力量。这种理念认为,环境保护是国家的重大事情,只能由国家统一行使保护职权。这种理念对我国环境保护具有重要意义,也收到了显著的效果。但是,随着市场经济的发展,环境破坏主体的日益多样化,仅仅由国家保护的机制也日益出现缺陷。因此,必须创新环境保护的理念,赋予公民自力保护环境的权利,让社会所有公民形成环境保护的合力。创新农村环境保护的理念,赋予农民环境保护的权利,使农民能够对自己的环境权利进行自力保护,维护农村生态环境健康发展,是保障新农村建设中生态环境的主要措施,这也是农民环境意识日益增强的要求,还是国际环境保护的发展趋势。
2、增强农民保护生态的主体意识。我国过去在地大物博的环境观念下,形成了一种自然资源取之不尽,用之不竭的思想意识,特别是在农村,节约自然资源、保护自然环境的意识远远不够,农民对生态环境保护意识被错误的资源观隐没。在我国农村生态环境问题日益严重的今天,增强农民保护生态的主体意识,特别是农民生态权利意识,是我国新农村环境建设中的首要问题。生态权是现代社会里日益重要的权利,对于当代农民,生态更加重要。我国农民保护生态权的主体意识逐渐觉醒,但是自主保护意识不够强。生态权是一项随着生态危机而发展和凸显的权利,在以往的社会发展中,因为生态危机不严重,农村生态环境良好,农民的生态权也没有觉醒。随着农村生态环境的恶化,农业生产日益被生态危机影响,农民才意识到自己的生态权利的重要性。我国农民要求生态权的主体意识正在逐渐增强,生态维权意识急剧上升,有农民和政府要生态权的,有农民不准企业上马的,不准企业开工的,但是,自主保护的能力和力度还是不够,不能有效的维护自己的生态权。
3,完善农民生态权保护的法律,为农民生态权提供保障。我国现行的生态保护法律几乎都存在于环境保护法律之中,可是环境保护法律还只是恢复性的保护,没有建设性和超前性的生态保护。对于农民自主保护自己所处的生态环境还缺乏法律保障。近年来各种在农村的项目开发、工业事故等造成的农村环境问题,农民没有相观关的法律法规进行自我保护,只能由国家进行行政处罚,并且对造成的损失进行索赔也缺乏相关依据。因此,我国应该完善农村生态保护的有关法律,明确赋予农民自力保护农村生态环境的权利,为农民生态权的行使提供平台。
第二节生态系统
教学目的:
1 、了解生态系统的概念。
2 、理解生态系统的组成以及生产者、消费者、分解者等概念。
3 、理解生态平衡的概念以及保持生态平衡的意义。
教学重点:
1 、生态系统的概念和组成。
2 、生态平衡的概念和保持生态平衡的意义。
教学难点:
1 、生态系统的概念。
2 、生态平衡的概念。
教具准备:
1 、草原上的部分生物挂图。
2 、湖泊生态系统的挂图或幻灯片。
3 、生态系统中生产者、消费者和分解者示意图挂图。
4 、草原生态系统的食物网的挂图或幻灯片。
教学方法:讲述与讨论相结合。
课时安排: 1 课时
教学过程:
复习提问:上节课,我们学习了第一节《生物的生活环境》。请同学们回忆一下,什么叫生态因素?生态因素包括哪些类型?生物与环境之间的相互关系是怎样的?(回答:略)
引入新课:通过上一节的学习,我们知道,生物在自然界不是孤立存在,而是生活在一定的环境中,与环境有着非常密切的关系。今天我们再进一步探讨生物与环境的关系问题。(出示草原上的部分生物挂图,指着图讲述)这幅图上画的是草原上的部分生物一一细菌、蚯蚓、草、蝗虫、兔、食虫鸟、吃草籽的鸟和鹰。
提问:请同学们想一想,这些生物之间的相互关系是怎样的?(回答:略)
讲述:从同学们的分析来看,鹰和吃虫的鸟似乎与草没有什么直接的关系,实际情况是不是这样呢?我们再分析一个实例。在我国某地的草原上,曾经发生过这样一件事。人们在搞人工种草的试验时,为了防止鸟吃草籽,就用网子把试验区罩了起来。过一段时间以后,人们发现。草的叶子几乎被虫子吃光了,而未加网罩的天然草原,牧草却生长良好。
[ 深究 l ]:这是什么原因呢?(回答:种草试验区被网子罩起来以后,鸟飞不进去了,这固然保护了草籽,但是吃草的昆虫在失去了鸟的控制以后,就会大量繁殖起来,结果大部分草的叶子被虫子吃了)
[ 深究 2 ]:这个实例说明了什么问题呢?(回答:这个实例说明,生物与生物之间是相互依存,相互制约的,生物与环境是一个不可分割的整体)
讲述:像这样,在一定的地域内,生物与环境所形成的统一的整体,就叫生态系统。一片草原、一块农田,都可以看作一个生态系统(出示 “ 湖泊生态系统 ” 挂图或幻灯片)
板书:一、生态系统的概念
在一定的地域内,生物与环境所形成的统一的整体。
提问:这是湖泊生态系统的示意图。为什么说这也是一个生态系统呢?(回答:略。)
[ 深究 3 ]:地球上还有哪些生态系统呢?(回答:还有森林生态系统、河流生态系统、海洋生态系统等)
提问:生态系统是多种多样的。那么,这些各种各样的生态系统,在组成成分上有没有什么共同点呢?
[ 深究 4] :引导学生讨论、发言,归纳得出生态系统的组成成分。
板书:二、生态系统的组成
1 、组成:生物部分:植物、动物、细菌和真菌
非生物部分:阳光、空气、水分等
生态系统既然是一个整体,它的各种组成成分就如同一个生物的各种器官一样,具有不同的功能。下面我们就来分析一下各组成成分在生态系统中所起的作用。
[ 深究 5] :阳光、空气、水分等非生物部分在生态系统中起什么作用?
[ 深究 6] :在生物部分中,植物、动物还有细菌和真菌是不是起着相同的作用?首先分析一下,植物和动物在生理功能上的主要区别是什么?
[ 深究 7] :引导学生讨论发言,得出它们之间的相互关系。归纳出植物是生产者,动物是消费者,细菌和真菌是分解者。
板书: 2 、食物链:像这样,生产者与消费者之间的吃与被吃的关系就叫做食物链。
[ 深究 8] :草、虫、鸟的食物关系应如何表达?(答:草 虫 鸟。纠正学生常出现的错误)
提问:在一个生态系统中,是不是只有一条食物链呢?(答:不是)出示森林生态系统的食物网挂图或幻灯片。
[ 深究 9] :请大家数一数,一共有几条食物链?( 5 条)分别是哪几条呢?
答:草 兔 鹰;草 兔 狐;草 鼠 狐;草 鼠 鹰;草 鼠 蛇 鹰。
板书: 3 、食物网:在生态系统中,一种消费者不只吃一种食物,同时也可能被多种其他消费者吃掉,这样就形成了许多相互关联的食物链,也就是食物网。
提问:下面我们再来思考这样一个问题:在这个食物网中,各种生物的数量有没有差别呢?如果有的话,哪种生物的数量最多,哪种生物的数量最少?(分析:略)
板书:三、生态平衡
1 、概念:生态系统中各种生物的数量和所占的比例总是维持在相对稳定的状态。
[ 深究 10] :引导学生分析原因,把抽象的概念具体化。例如,分析一条食物涟:草 鼠 鹰。若鼠多,则草少,鹰多;草少了鹰多了又将使鼠的数量减少;因而使得鼠的数量不会出现无限增多,也不会无限减少,维持相对稳定。其他生物也是如此。
板书: 2 .保持生态平衡的意义
[ 深究 11] :请同学们想一想,在我们的身边有没有破坏生态平衡的现象?
联系实际与学生们谈谈汉江河的保护,梨花湖的保护,让学生把所学知识与实际相结合,理解更深刻。
小结:略。
联系方式:胡小勇(曲岸),;QQ:472275060
教学设计概述
思路概述
《普通高中生物课程标准》提出“注重使学生在现实生活的背景中学习生物学”,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策。《生态系统的组成成分及其相互关系》,就是通过有效使用信息技术来实现上述课程理念的教学设计和实践。
本教学内容是上海市高中生命科学高二年级第二学期《生态系统》(教材《生命科学》,上海科学技术出版社)中的第一单元。由于本校高二学生已经接受过信息技术课程教学,能够熟练地操作电脑并掌握了概念图软件Mindmanager的使用方法,同时还具备一定的分析问题、解决问题能力,因此将教学设计思路定位为“基于信息技术的分组自主学习”。依据课程标准针对核心问题“生态系统的成分及它们之间的关系”,把学习设置在有意义的问题情境中(设计一个微型生态系统,让其维持一定时间的运转)。通过让学生合作解决真实问题,来学习隐含于问题背后的生物科学知识,形成解决问题和自主学习的能力。教学设计还特别强调关注学生对设计实验、分析实验现象和改进实验过程的体验,从而理解“非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者、生态系统”等教学重点和难点。
学习目标
知识和技能:掌握生态系统的概念与成分,及各成分在生态系统中的重要作用;认识影响生态系统稳定性的因素;培养学生的观察能力;培养学生设计实验、科学分析实验和预测结果的能力。
过程和方法:引导和组织学生使用Mindmanager工具软件开展自主学习和协作探究。
情感、态度和价值观:学生首先通过自己动手制作生态瓶并分析维持其平衡的必要条件,认识到对于一个生态系统来说,非生物成分和生物成分是缺一不可的。其次,通过了解美国生物圈II号失败的教训,认识到地球是我们唯一的家园,每个人都有责任保护地球,人类的一切活动都要遵循生态平衡的客观规律。
教学过程设计
教学内容包括“认识生态系统的成分和功能”、“分析地球之外是否有适合于人类居住的生态系统”两部分,共设计了三个探究活动。我们采用概念图软件Mindmanager,将学习活动建构绘制成一个可扩展的动态结构支架,如图1所示。在学习过程中通过按步骤展开概念图,可以获取学习资源,生成知识,解决问题。在每个活动中,都设计了有意义的问题情境,逐层递进,从而有效地落实教学目标。
图1 基于Mindmanager的教学活动框图
活动1:通过观察微型生态球和Flash课件,初步认识生态系统有哪些成分和它们之间的关系。达成知识目标“掌握生态系统的成分及各成分的重要作用”、达成能力目标“细心观察,发现问题”。
活动2:通过模仿设计生态瓶并思考如何让它维持的时间更长久,进一步深入认识生态系统的成分和它们之间的关系,初步认识到这是维持生态系统稳定性的基础。达成知识目标“认识影响生态系统稳定性的因素”,达成能力目标“设计实验、分析实验现象和改进实验”。
活动3:通过分析生物圈II号失败的原因,引导学生认识到“遵循生态规律,保护地球,保护环境,保护野生动植物资源,就是保护人类自己”,逐步树立人与自然和谐共处的理念。达成情感目标“地球是人类唯一的家园,人类的一切活动都要遵循生态平衡的客观规律”等。
在教学过程中,应用到的教学资源和材料主要包括:供学生自主学习参考的学案;Mindmanager学习概念图、Flash课件、PPT课件、数字图片,以及中国科普网络资源等。
学生活动:观察研讨
教师播放Flash课件,让学生观察风靡欧洲的生态球,如图2所示,激发学生思维:“为什么完全密闭的玻璃球中的小虾能自由自在地生活?”
图2 生态球
学生观察生态球由哪些材料做成,然后归类。
有了这些材料,生态球是如何运转的?(观看两个Flas,得出结论)
通过活动,学生概括出生态系统的成分及各成分的作用,明确生态球能够运转的原因。
学生活动:模仿实验
学生模仿生态球,自主尝试动手做一个微型生态系统,同时思考:“如何让它维持的时间更长久?”
学生交流分享,通过比较不同的实验设计方案,推选出最佳组合方案。
师生共同总结,概括出生态系统的概念。
学生活动:展示交流
学生代表作PPT展示:了解为了试验人类离开地球能否生存,美国建造了完全封闭的“生物圈II号”实验基地,如图3所示。它是一个更大型的模拟生态系统,从成分上看,什么都不缺,但是最终这个计划失败了。
图3 生物圈II号
应用所学的生物原理思考和交流:你从“生物圈II号”的失败中得到了什么启示? 总结经验教训:人类在茫茫宇宙中只有地球这一处家园,地球不是实验室,我们输不起,只有善待和保护她才是我们真正的出路。
课堂实施效果
1 农田生态系统服务功能及评价
1.1 农田生态系统服务功能 农田生态系统是一种半自然的人工生态系统,是由农田、环境及人为控制组成的复合生态系统,服务功能具有特殊性。它不仅包括为人类的生存与发展提供坚实物质基础和食物保障的产品服务功能,还具有巨大的环境服务功能。
1.2 农田生态系统服务功能形成机理 农田生态系统是人类依靠土地资源,利用农田生物与非生物环境之间以及农田生物种群之间的关系来进行人类所需食物和其它农产品生产的半自然人工生态系统。农田生物包括植物、动物和微生物等;非生物环境包括地理位置、温度、降雨、土壤养分、pH值等。农田生态系统在经过一系列的生态过程的基础上,通过物质循环、能量流动和信息传递产生生态系统服务功能。生态系统服务功能是生态系统功能的具体体现,生态系统非生物环境特征、生物特征和生态过程及其相互作用是农田生态系统服务功能形成的内在机制。作为一种半自然的人工生态系统,人类活动对生态系统服务功能有着重要的影响。从根本上说,人类活动是农田生态系统服务功能形成的驱动力。但是,不科学的人类管理活动会对农田生态系统服务功能造成巨大的损害。
1.3 农田生态系统服务功能价值评价 近年来,生态系统服务功能的价值评价引起了生态学界的广泛关注,成为当前生态经济学、环境经济学研究的前沿领域和热点问题。没有定量经济量度的生态系统服务易被忽视,对农田生态系统服务功能进行评价,是量化农田生态系统服务功能的重要环节。通过价值量化评估技术,探讨生态系统的价值,不仅可为构建绿色GDP、制定生态环境保护政策、区域发展决策提供理论依据,而且对认识中国“三农问题”、优化农业种植结构、保护农田及农村生态环境、促进农业可持续发展等具有重要意义。
2 农田生态系统服务功可持续发展策略
2.1 建立综合的经济与资源环境核算体系,制定合理的补偿价格 农田生态系统不仅具有生产生态系统产品的功能,而且具有支撑与维持人们赖以生存的自然环境的功能,如涵养水源、改良土壤、调节气候等。现行国民经济核算体系只重视经济产值及其增长速度的核算,而忽视国民经济赖以发展的资源基础和环境条件的核算,通过建立综合的经济与资源环境核算体系,对损害(或保护)农田资源环境的行为进行收费(或补偿),激励人们减少(或增加)因其行为带来外部不经济性,并完善相关的政策制度,制定合理的补偿价格。为了维护生态平衡和持续发展,必须给农民适当的价格补偿,补偿的额度应不少于消耗耕地资源所带来的经济损失。对农田生态系统服务功能及其价值研究可为耕地资源合理定价、有效补偿、科学管理和持续发展提供科学的理论依据。