前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇碳循环特点范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词 碳循环 模型建构 教学活动
中图分类号 G633.9B 文献标志码
1 教材分析
“生态系统的物质循环”是人教版高中生物教材《必修3・稳态与环境》第五章第三节的内容,在《普通高中生物学课程标准(实验)》具体内容标准中,与本节内容相对应的条目是“分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用”。由此可见,学生对本节内容的掌握需达到应用水平。第一部分内容包括物质循环的物质、范围、循环以及特点;第二部分内容包括碳循环的过程、特c及温室效应;第三部分内容包括能量流动和物质循环的区别与联系;第四部分内容是探究“土壤微生物的分解作用”。对第四部分内容,教师可以安排在课后的兴趣小组活动中完成。本节内容是在初中阶段生态系统的知识和高中阶段种群、群落等知识基础上,侧重于宏观方面探讨生态系统的功能;以生态系统的结构、能量流动、光合作用、细胞呼吸等为基础,具有承上启下的作用。教学重点是分析生态系统中的物质循环;教学难点是正确认识物质循环的概念,说明能量流动和物质循环的关系。本节内容主要阐述物质循环是生态系统的重要功能,就理解生命活动的本质和规律而言,具有不可取代的价值,具有独特的地位。这部分知识与目前的低碳生活、环境污染等现实联系紧密,对学生建立环保意识有主要作用。
2 教学目标
2.1 知识目标
理解生态系统物质循环的概念;识记、应用碳循环的过程;比较得出能量流动与物质循环的关系。
2.2 能力目标
以碳循环为例,分析生态系统的物质循环;学习模型的建构;学习探究性实验设计的一般方法和步骤。
2.3 情感、态度与价值观目标
关注碳循环平衡失调与温室效应的关系;培养环境保护意识、低碳生活的意识;在合作过程中,学会交流,尊重他人,强化团队意识。
3 教学过程
3.1 情境导入,激趣课堂
教师播放视频“全球变暖后北极熊疯了”,以北极熊因为太热而剃毛的视频引发学生思考:为什么北极熊要剃毛?全球气候变暖的主要原因是什么?温室效应的主角是谁?温室效应增强与人类哪些活动有关?
学生通过合作总结出:因为气候变暖所以要剃毛;温室效应是全球气候变暖的主要原因;二氧化碳是温室效应的主角;大量化石燃料的燃烧、植被的破坏等人类活动增强温室效应。教师强调:大量化石燃料的燃烧,千百万年积存的碳元素在短时间内释放出来。
教师引导学生讨论:温室效应对生物圈可能造成什么影响?(加快极地和高山冰川的融化,海平面上升,全球气温升高等)在此基础上,教师展示图瓦卢的图片,明确其将成为全球第一个因海平面上升而举国迁移的国家,50年内其将全部消失。
小组合作、讨论:如何缓解温室效应?学习小组通过讨论得出两条措施:减少化石燃料的燃烧,选用替代能源等;保护森林、草原等生态系统,同时大力植物造林等。
通过上述措施可以缓解温室效应,如果要更加深入解决问题,学生必须对二氧化碳在生物群落和无机环境中的相关知识,有更加深入的掌握,从而进入以碳为例的生态系统的物质循环的学习。既然是生态系统的物质循环,那么一定在生态系统的成分之间完成,因为结构和功能密不可分,物质循环是生态系统的功能之一。师生一起回忆生态系统的成分。
3.2 合作分享,自主建构
美国学者爱德加戴尔提出,学习效果要达到50%以上,都是通过团队学习、主动学习和参与式学习等方式获得。教师仅仅做为指导者,把课堂还给学生,使其成为课堂的主人,教师仅是指导,从而给学生充分的“表演空间”。
教师明确了物质循环是在生态系统的各成分之间循环的基础上,组织学生活动,引导学生分组用准备好的材料构建模型,最后各组学生展示结果。学生分成5或6人一组为宜,人数太多容易引起部分学生注意力分散;要明确组长,使其有效带领组员进行有效活动。教师必须在活动时明确任务,使活动真实有效。教师可以预先打印组号和名单,制作好会牌,粘贴在讨论桌上。
活动一:
学生讨论碳究竟是如何进、出无机环境、生产者、消费者、分解者各种生态系统成分的?(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物、这些产物的去向怎样等)。
第一、二组从无机环境的角度来考虑,第三、四组从生产者(比如绿色植物)的角度来考虑,第五、六组从消费者(比如牛)的角度来考虑,第七、八组从分解者(比如蚯蚓或者腐生性的细菌和真菌)的角度来考虑。
各小组依据提示,进行讨论,得出相关结论。小组代表展示小组结论,从而明确每一种生态系统成分在物质循环中的作用。
要突破碳循环,教师应该围绕两个核心问题展开:① 能够利用大气中的二氧化碳的途径有哪些?② 大气中的二氧化碳来源有哪些?为了解决以上两个问题,教师可以把问题细化为以下问题:
碳通过什么生理过程从无机环境进入生物群落?
碳以什么形式从无机环境进入生物群落?
碳在生物群落内部以什么形式传递?通过什么渠道进行传递?
碳通过什么生理过程从生物群落返还无机环境?
碳以什么形式从生物群落进入无机环境?
碳在无机环境与生物群落之间主要是以什么形式进行循环?
教师呈现以上问题,在学生讨论结果的基础上,再用问题串的形式启发学生进一步的思考和总结,引领学生思维的发展。教师也可通过抢答的形式,增强学生的竞争意识。
活动二:
每组准备小白板一块,红黑色马克笔各一支,板擦一块。小白板上放好生产者、消费者、分解者、大气中的CO2库(无机环境)等磁性贴(放在顶端,横排)。
小组活动:用文字和黑色箭头在白板上构建生态系统的碳循环模型,并注明碳元素的转移方向及过程名称。
白板布置如图1所示,学生分组活动,自由安排四个磁性贴的位置。
学生展示白板并解释如此安排的理由,其他小组可以进一步补充完善。师生互动突破碳循环:先看双箭头,“多进一出”为大气中的二氧化碳,“一进多出”为生产者和消费者;再看单箭头“多进一出”为分解者。在碳循环模型构建过程中,教师还要强调化石燃烧的问题以及各级消费者的图解。最后,师生归纳碳循环模型图(图2),并生成板书。
本部分内容并不晦涩难懂,教师可平铺直叙的讲授,甚至让学生自学,也能达成知识目标。但是教师通过探究问题以及活动创设课堂情境,使学生深入思考,让学生动起来,使课堂“活”起来,增强了课堂的有效性。
3.3 依据活动,演绎概念
依据以上学生活动,教师请学生思考回答下列问题:这里的生态系统指的是什么生态系统?这里的物质是指什么?物质在哪两者之间循环?
教师提示:在农田中大量使用DDT有机农药后,为什么会殃及南极的企鹅?学生总结此地球上最大的生态系统是生物圈,从而明确物质循环的特点之一是全球性。因此生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环。关于物质,教师应强调:生态系统物质循环的“物质”是指组成生物体的基本元素,而非其组成的化合物;在物质循环过程中,伴随着复杂的物质和能量的转化。通过碳循环的模型建构过程,学生很容易明确物质在生物群落和无机环境之间循环往复,从而明确物质循环的另一个特点是循环性。
在完成以上的三个问题后,生态系统的概念很自然地就由学生演绎成功。这样由学生自主构建知识,依据活动从而演绎概念的方法,避免了教师直接给出概念,靠死记硬背掌握概念的内涵和外延,易遗忘且难以理解其实质的不足。
3.4 依托模型,列表辨析
活动三:在白板上已构建的生态系统碳循环模型上,用红色箭头画出能量流动模型。
学生展示白板,并解释如此安排的理由,其他小组可以进一步补充完善。师生共同总结物质循环与能量流动的关系模型,并列表(表1)完成辨析。
教师需要强调能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程的两个方面,生态系统的各种成分,正是通过能量流动和物质循环,才能够紧密的联系在一起,形成一个统一的整体,再次强调结构和功能间的关系。
4 小结
教师由碳循环的特点联系到现实生活中的流行语――低碳生活,播放CCTV公益广告《选择低碳 绿色生活》,引导学生关注社会,关注雾霾,关注环保热点,提高学生的环保意识,对学生进行生态文明建设的教育,让学生从自身做起,明确一些环保措施。
5 课堂拓展
教师要求学生根据所学的碳循环的相关知识,继续探究氮循环、磷循环、硫循环、水循环的相关知识,调查身边造成温室效应、水质富营养化、酸雨等的具体事例,并寻找可行的缓解的方法。学生可选择其一写一份调查报告。
教师提出问题树叶每年都会掉,但是没有看见树叶堆积如山的场面呢?树叶到哪儿去了?是分解者的分解作用,是气候的作用,还是土壤中的化学物质的作用?……究竟是什么在起作用呢?学生可以依据探究实验的一般步骤设计实验,然后进行实验。
6 教学反思
本节内容的学习以活动贯穿课堂。对于教学重点“分析生态系统的物质循环”的突破,以碳循环为例,教师采用“图形分析、模型构建”的方式进行学习。对于教学难点“说明物|循环与能量流动的关系”采用列表辨析法,对于教学难点“正确认识物质循环的概念”,采用依据相关活动,以学生自主演绎、教师点拨的方法,突破难点。
新奥煤基低碳循环生态产业示范基地一期年产60万吨甲醇项目是新奥第一个投资建设的大型煤基清洁能源项目,总投资超过24亿元,是当时国内最大的单套气化、合成装置项目。项目自2006年6月开始全面建设,经过800多名员工以及参建队伍的共同努力,2009年7月24日凌晨2:30分,生产出合格甲醇。60万吨甲醇项目的投产,标志着煤基清洁能源生产进入规模化阶段。经过半年的试运行,项目于2010年3月底完成装置技术性能考核。
目前,新奥达旗60万吨甲醇项目立足国内,逐步扩大销售规模,逐步确立了行业领先地位,未来几年将着眼全球市场,通过战略联盟与合作,为集团战略发展做出贡献。新奥达旗60万吨甲醇项目的战略目标是确立以能源开发和利用方式的创新为基础,生产煤基清洁能源,拓展煤化工产品组合,成为成本和技术领先的能源化工行业标杆企业。
新奥以达旗60万吨甲醇项目全面达产为目标,保障原料煤自主供应,构建具有区域优势的市场网络,形成技术领先和低成本的核心竞争力,持续提高盈利水平,积极推进煤基低碳能源循环生态产业示范基地建设,形成煤基能源化工产业的清洁生产模式。为实现这一目标:新奥达旗60万吨甲醇项目一方面强化运营管理,提高企业盈利能力,强化合作管理,确保安全运营,提升项目的运营管理水平,形成大型煤化工企业的精益管理模式,确保安全、稳定、满负荷运行,同时依托自有煤炭资源,建立甲醇低成本竞争优势,提高盈利水平;强化市场分析,完善市场规划,优化客户结构,建立具有区域优势的甲醇市场网络,并形成覆盖甲醇和煤炭市场的物流体系,确保产品稳定供应,提高甲醇、煤炭贸易的综合盈利能力;积极推进技术创新,核心技术研发与产业化实现新突破。以加快关键技术研发为目标,优化技术发展策略,聚焦支撑集团战略的五大核心技术,并分别实现重要突破,积极推进煤基低碳能源循环生态产业示范基地建设。探索先进的建设和运营模式,加快自有技术的产业化进程,构建战略联盟平台,推进重点工程建设。
研究的目的和意义
草地是陆地生态系统土地资源的一个重要组成部分,放牧是草地利用的主要传统方式之一,不论何种类型的放牧草地,要使其维持原有的生产能力,确定适宜草场放牧利用强度(载畜率),不但关系到草原生态系统的可持续利用和发展,而且也影响其碳循环和碳截存的过程和特点。
在全球气候变化成为国际上备受瞩目的问题的同时,我国科学家也开始研究土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环的影响。近几年来,放牧土地的碳分布,碳储量以及放牧管理对碳循环及其生态过程的效应研究受到了土壤,环境,全球变化等研究领域的广泛关注。过度放牧是造成草地退化的根本原因。过度放牧可使草地初级生产固定碳素的能力降低,并且,由于家畜的采食而减少了碳素由植物凋落物向土壤中的输入;过度放牧通过促进草地土壤的呼吸作用从而加速碳素由土壤向大气的释放。而适度放牧可使草原净初级生产力达到最高值,但年际间的变异较大,主要受降水及其它气候条件的影响。
王艳芬等、李凌浩等研究了人类活动对锡林郭勒地区主要草原土壤有机碳的储量随草甸草原-典型草原-荒漠草原逐渐减少,每一个草原类型土壤有机碳含量沿土壤垂直剖面逐渐减低;土壤利用方式不同,土壤有机碳的分布也不同。被称为“生态环境脆弱带”的荒漠草原生态系统,其稳定性较差,自然和认为干扰的“生态冲击”更易导致剧烈的波动,甚至成为"受害生态系统",这就是人们常说的草地退化和草原消失。
为此,针对短花针茅荒漠草原群落进行不同放牧强度对主要植物种群地上碳储量和地下碳储量的比较研究的必要性不言而喻,其目的在于从碳储量的角度定量的分析不同放牧强度对植被的影响,从而为适度放牧的决策和草地资源的可持续利用研究提供依据。为了掌握碳储量,需要研究和测定地上生物量、地下生物量、植被地上含碳量、土壤含碳量。这些变量在不同放牧条件下的细微变化规律需要直接的证据加以证实。从过去的经验看,在过度放牧状况下,地上净初级生产力中仅有20%-50%能够以凋落物和粪便的形式归还土壤,一旦草地土壤遭到开垦和过度放牧破坏,其腐殖质层中的有机碳就会迅速氧化而释放出大量二氧化碳,草地就可能转变成为碳源。经过40a的过度放牧,我国草地表层土壤10-20cm中碳的贮量已降低12.14%。如今,草地畜牧业已经成为我国许多地区的生产和经济支柱。但过度放牧导致草地退化的趋势加剧,而且以每年200万hm2的速度增加。因此必须加强对草地生态系统不同发展阶段(自然与退化生态系统)、不同利用方式及其对气候变化响应的草地生态系统碳循环过程与机理的研究,加强草地生态系统管理。
地下碳截存对不同放牧强度的响应是一个较缓慢的过程,也可以说放牧在一定时间尺度内还不会影响到系统的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取决于其根量的多少。有研究表明:在沙地、坡地及干旱环境条件下放牧容易导致土壤侵蚀,从而使有机碳含量较高的表层土壤流失而造成土壤碳损失。当放牧对草地生产力和植被盖度无明显影响,并且未引起土壤侵蚀时,不会造成土壤碳的损失,并且在大多数情况下会由于放牧家畜排泄物的输入和碳周转速率的提高而增加土壤的碳截存。针对草地生态系统碳贮量的研究,在确定植被及土壤的碳贮量,草地NPP及生物量的分布特征时,草地土壤呼吸被认为是草地碳循环中最主要的环节,是目前研究的重点。气候及人类活动(开垦和放牧等)对草地生态系统碳循环的影响,二氧化碳增加对草地碳循环的可能影响等课题已有过多人研究。研究表明:土壤呼吸是全球碳循环中重要的流通途径,土壤呼吸的变化将显著影响大气CO2的浓度。
控制土壤呼吸将能有效缓和大气CO2的升高和温室效应。随着放牧率的增大,牧草地上植物现存量呈线性下降,但地上净初级生产力以适度放牧最大,即存在超补偿性生长。地上最大现存量和最大净初级生产力随着放牧率的增大而出现的日期有提前趋势。二者随着放牧年限的延长下降幅度较大,但降水可以缓和或加剧这些变化趋势。轻度放牧能刺激牧草的生长,具有补偿性或超补偿性生长的特点。过度放牧通过促进草地土壤的呼吸作用从而加速碳素由土壤向大气的释放。而适度放牧可使草原净初级生产力达到最高值,但年际间的变异较大,主要受降水及其它气候条件的影响。在荒漠草原中,草地的放牧利用对草地的碳截存和碳循环作用和影响有很多细节有待详细的一手数据来验证。
试验地自然概况及研究方法
1试验地自然概况
本试验地位于乌兰察布市四子王旗荒漠半荒漠化草原试验站。四子王旗位于阴山北麓,地处中温带大陆性季风气候区,春季干旱多风,夏季炎热,≥10℃的年积温为2200℃-2500℃,年均降雨量280mm,湿润度0.15-0.3,降水量主要集中在5月-8月,月平均温度最高为6月、7月、8月3个月,年均气温21.5℃、24.0℃、23.5℃;无霜期175d,土壤以栗钙土和棕钙土为主。试验地的草地类型为短花针茅(StipabrevifloraGriseb)+冷蒿(Artemisiafrigida)+无芒隐子草(Cleistogenessongorica)荒漠化半荒漠化草原,植被草层低矮且植被较稀疏,盖度为17-20,种类组成较贫乏,建群种为短花针茅(StipabrevifloraGriseb),优势种为冷蒿(Artemisiafrigida)、无忙隐子草(Cleistogenessongorica),主要伴生种有银灰旋花(Convolvulusammannii)、阿尔泰狗娃花(Heteropappusaltaicus)、木地肤(Kochiaprostrata(L.)Schrad.)、羊草(Leymuschinensis)等。
2试验研究方法
2.1试验设计本项试验采取野外长期观测和实验室样品分析相结合的技术路线,通过野外定位观测,研究不同放牧强度下荒漠半荒漠化草原土壤与植物根系中的碳密度的测定。旨在揭示不同载蓄率下,在轻度放牧、中度放牧、重度放牧对草原地下碳截存的影响、地上初级净生产力的影响及其机理,同时也有助于理解草地生态系统退化和恢复的机制。试验设计如下:实验采用完全随机区组设计,将围栏放牧区划分为3个区组,即3次重复,在每个区组中设4个处理,即4个不同的载畜率水平。4个不同的载畜率处理分别为对照(CK)、轻度载畜率(Lightstockingrate,LG)、中度载畜率(Moderatestockingrate,MG)和重度载畜率(Heavystockingrate,HG),不同重复小区内的4个处理完全随机排列。设定不同的载畜率值分别为0(对照)、0.91(轻度放牧)、1.82(中度放牧)和2.71(重度放牧)羊单位/hm2/半年。
2.2试验方法在4个处理中分别随机选3个1m×1m的样方,将地上部分齐地刈割,并用报纸包好。在每个样方中选3个点取根样,利用根钻(直径7cm)按照0cm-10cm、10cm-20cm、20cm-30cm、30cm-40cm、40cm-50cm、50cm-60cm、60cm-70cm、70cm-80cm、80cm-90cm、90cm-100cm分10层取样,将样品分层装入尼龙网袋,与地上草样一起带回实验室。取回的根样用水洗法将其漂出,装入信封。将根样与草样一起烘干(65℃)称重,得到地上部分、地下部分生物量的值(g/m2)。将根样与草样分别粉碎并过150目的筛,然后用Macro元素分析仪测出含碳量(%)。根据室内试验获得的生物量和含碳量数据,通过公式(1,2,3)计算出植被碳密度(g/m2)的值。
2.3数据处理使用SAS9.0软件及Excel对数据进行标准化、基本统计学分析处理。
结果与分析
1地上生物量及含碳量的变化分析由图2可以看出随着放牧强度增加,地上生物量呈递减趋势。在轻度放牧区地上生物量最高,其值略高于对照区,中度、重度放牧区地上生物量均明显低于对照区。重度放牧区的地上生物量明显低于对照区,只有对照区地上生物量的58.3%,而中度放牧地区与对照区相差不大,这有可能存在实验的人为误差,也可能是由于“中度干扰假说”造成的。根据生态学中经典的“中度干扰假说”,有人提出了放牧优化假设,认为草地植被生物量与放牧强度之间的关系是非线性的,即随着放牧强度的增加,草地的生物量先增加,然后才随放牧率的增加而下降。重度放牧区与轻度放牧区地上生物量差异显著(P<0.05)。实验显示的结果与这一假设相符。轻度放牧的影响作用是否由于“虽然家畜的采食会对植物的生长有一定的影响,但是家畜的粪便添加到土壤中可以为植物的生长提供肥料,有利于植物的生长,因此体现出轻度放牧区生物量高于对照区的特点”还有待商榷。至于中度与重度放牧区,有过多的家畜对植物进行采食、践踏、减少光合面积等破坏活动,放牧强度大的处理,由于前期地上生物量较低,即地上叶面积指数过低,使草地初级生产固定碳素的能力降低,加上不断的高强度采食而减少了碳素由植物凋落物向土壤中的输入,因而影响了牧草的再生,而使这两个区中的植被地上生物量低于对照区。
影响植被地上部分碳密度的另一因素就是植被的含碳量。植被地上部分的含碳量仍然呈现出轻度放牧区最高,而重度放牧区最低的特点。植被含碳量在各个区中虽然有变化,但是方差分析显示4个区中含碳量值差异不显著(P>0.05)。中度放牧区地上植被的含碳量与轻度放牧区相比只下降了1.59%,而含碳量值最低的重度放牧区比轻度放牧区相比也只下降了13.82%。可见植被体内的含碳量的变化不是很显著,放牧对其产生的影响并不大。
2植被地下生物量及含碳量的变化分析草地生物量的80%以上集中在地下,地下生物量是土壤有机碳库的最主要输入源,在草地生态系统碳循环中起着关键作用。地下碳截存对不同放牧强度的响应是一个较缓慢的过程,与地上生物量的变化存在一定的时滞,也就是说,放牧在即时影响地上生物量的同时,在一定时间尺度内还不会影响到系统的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取决于其根量的多少。由图3可以看出放牧会使植物地下生物量减小,各放牧区的地下生物量均低于对照区。轻度放牧区地下生物量是对照区的88.17%,与对照区的差异不显著(P>0.05),中度和重度放牧区的地下生物量相差不大,分别只占对照区地下生物量的79.90%和72.20%,这两个区与对照区的差异显著(P<0.05)。可见放牧对植物地下生物量产生的影响与其对地上生物量的影响不同,该影响是间接的、长效的、复杂的。轻度放牧区地上生物量较对照区高,而地下则恰好相反,这是因为放牧使光合产物分配给地上部分的总量大于地下部分,以补偿地上生物量因家畜采食而降低光合效率的负面效应,这是植物为抵抗采食而长期进化形成的生长机制,但是过大的放牧强度(中度和重度放牧)对植物产生的影响较严重,超出其自身调节能力的范围,必将导致地上和地下生物量的共同下降。而地下部分的含碳量为轻度放牧区最高,其次为对照区,中度与重度放牧区最低。方差分析显示这四个区中的含碳量值差异不显著(P>0.05)。与地上部分相比地下部分的含碳量更稳定,含碳量相差最大的两个区才相差1.10%。
3总植被碳密度变化由图4我们可以看出不同放牧强度下草地植被碳密度的变化情况,其中对照区的碳密度最高达到620.3g/m2,其次为轻度放牧条件下的碳密度为506.4g/m2,中度放牧条件下的碳密度为465.1g/m2,重度放牧植被碳密度最低401.4g/m2。与对照区相比较,轻度放牧区的碳密度减少了18%,中度放牧区碳密度减少了25%,重度放牧区碳密度减少了35%。可以看出,随着放牧强度的增加,植被碳密度逐渐降低。轻度放牧有可能有利于植被的生长,而重度放牧有可能已经超出了植被自身的调节能力,而使植被碳密度降低。
讨论与结论
1讨论
1.1不同放牧强度对植被生物量的影响生物量是决定草地碳密度的因素之一,放牧主要通过影响草地的生物量来改变草地的碳密度。家畜的选择采食和践踏作用对群落的组成影响很大,对群落多样性影响也很大。适度的采食与践踏及适宜的采食周期,可以增加植物群落水平的多样性,降低植物群落优势种的竞争能力,并可创造一定的物理空隙,有助于光、水分和营养的更好利用。采食对植物群落多样性的影响取决于采食强度、地段的地质演化特征及其气候条件。适度放牧对草原生态系统没有负面影响,或有积极的影响,而长期超载过牧则会使系统崩溃。
根据本实验对短花针茅荒漠草原碳截存的研究,随着放牧强度的增加,地上生物量总体呈递减趋势,但在轻度放牧条件下,植被生物量高于对照区。而地下生物量一般空间变化规律随着土壤的深度逐渐减少。地下生物量随不同载畜量的变化特点还有待进一步观察研究。草场放牧必然会给草场带来影响,如何进行放牧管理,目前世界上发达的国家都采用划区轮牧,自由放牧对草场是有害的,主要表现在放牧强度不均匀,局部草场因过牧而退化,划区轮牧恰恰能控制放牧强度。
1.2不同放牧强度对植被含碳量的影响决定植被生物量的另一因素是含碳量。放牧对草地植被的影响国内外学者已做了大量研究工作,取得了很多成果,但也存在许多问题。
不同的放牧强度对草地群落的结构有不同程度的破坏,过度放牧不仅造成草地层次结构不明显,使优良牧草大幅度减少,毒害草不断增加,而且也改变了草地土壤的理化性质,使营养物质损失;另一方面,大量积累的畜粪影响其取食,又造成草地资源的浪费,而适度放牧不但能促进牧草生长发育,提高牧草再生能力及营养价值,保持草地较高的利用率,而且保护了草地的植物多样性,是维持群落稳定,防止草地退化,有利于草地持续利用的重要措施。通过本实验研究,随着放牧强度的增加,对地下含碳量的影响并不大,或者可以说放牧对地下碳截存的影响是一个较缓慢的过程,在一定时间尺度内还不会影响到系统的地下碳截存。
2结论
/
1 原题再现
图1是某同学绘制的生态系统中碳循环和能量流动的示意图,其中A、B、C构成生物群落,a、b、c为碳元素的转移量。请据图回答:
(1) 从生物圈的角度分析,该同学绘制的示意图并不完整,缺少的过程有 、 。
(2) 流经生态系统的总能量是 (填字母)所固定的太阳能,C所代表的生态系统的组成成分是
。
(3) 生态系统能量流动的特点是 。
(4) 在夏季生长旺盛的森林中,a、b、c三者之间的关系是a b+c(填“>”或“=”或“
参考答案:
(1) A到C的物质和能量流动 化石燃料的形成和燃烧 (2) A 分解者 (3) 单向流动,逐级递减 (4) >
2 失分原因及技巧诠释
2.1 读题不清、审题不准
审题不仔细,抓不住关键词。题干中“碳循环和能量流动”,“A、B、C构成生物群落”等是非常关键的信息。根据“碳循环和能量流动”,答题时要从物质和能量角度作答。由“A、B、C构成生物群落”,推导出C是分解者,而不是教材能量流动图解中的次级消费者。多数学生会被表象迷惑而落入陷阱。
技巧诠释:
审清题目是做题的关键。审题程序:找出关键词弄清答题的方向和要求找准试题设问与材料的关系与所学相关知识和技能结合。
审题要细,审阅题干时必须将题目给出的“已知条件、明示条件、隐含条件、限制条件、求解要求”等逐字看清楚,准确地领会题意。
信息不仅来自于题干,还来自小题,如A、B、C构成生物群落,C所代表的生态系统的组成成分应是分解者。因此在答题时要通读各个小题,学会寻找“题眼”和“关键词”,依据所考查的知识点、“题眼”、“关键词”作答。答案要有根有据,克服经验主义,如题中关于物质还是能量还是物质和能量。
在解答生物试题时,一定要注意答题的限制条件,如细胞器还是细胞结构,填序号还是名称,基因型还是表现型,个数还是种类,结果还是结论,原理还是现象,指出错误是否要修正等。
解答生物试题,要学会“现买现卖”,从文字、图、表、曲线、括号中的语句、图表的标题部分、小字的注解部分、题目上下文之间的提示等获取信息,挖掘信息,筛选加工信息,排除干扰。
2.2 基础知识不扎实
现在的考试虽然突出能力,但基础知识仍然不能忽视,基础知识掌握不牢固、概念理解不透彻、教材知识迁移和延伸能力缺乏等,致使多数学生不能准确应用教材知识解决实际问题。
如第3小题中,生态系统能量流动的特点是单向流动,逐级递减,有的学生不会写或写不全。第4小题,对于一个稳定的生态系统,输入的能量应大于所有生物消耗的能量之和,所以在夏季生长旺盛的森林中,a、b、c三者之间的关系是a>b+c。
技巧诠释:
小高考或高考虽然侧重于对能力的考查,但并不意味着对基础知识的复习不重要了,相反是对基础知识和基本技能提出了更高的要求。学生备考时要把教材中最基础最重要的知识进行系统的复习,认真阅读课本,对课本中的基本概念、基本原理、基本过程要做到理解到位,记忆准确,防止出现知识的死角。在此基础上,以某些核心概念或知识点为中心,整理出知识结构图和主干知识网络。尤其在后期复习中教师不能一味追求新题、难题,而忽略了基础题,从而造成基础知识掌握不牢固。
2.3 能力欠缺
学生的理解能力、分析能力、信息处理能力、语言表达能力、知识迁移能力等多种能力欠缺,思维不严密,逻辑性不强,不善于综合分析、归纳、推断,导致在新情境下不知从何入手,不能用准确的语言表述自己的答题意图,答非所想,答非所问,或答不对题。
第1题中,图示是某同学绘制的生态系统中碳循环和能量流动的示意图,从生物圈的角度分析,该同学绘制的示意图并不完整,缺少的过程有A到C的物质和能量流动,化石燃料的形成和燃烧,答题时要理清思路,把答案写全。
技巧诠释:
思维的过程,实质上就是运用比较和归类、分析和综合、抽象和概括、系统化和具体化、演绎和归纳的方法去认识客观现实的过程。非选择题更侧重于考查学生的分析、综合、推理、想象、迁移、创造和语言组织等高层次的能力。要提高答题的有效性就要能够根据已有的知识和题目给定的事实和条件,归纳、提取和抽象相关信息,对有关生物科学的问题进行逻辑推理和论证,从而得出正确的结论或作出正确的判断,并能把“起点”、“连接点”、“终点”的推理过程正确地表达出来。
答题时要注意语言表述的科学性、逻辑性、完整性、条理性、严密性和简捷性。缜密分析关键字词,提高文字叙述的完整性、条理性,教材中的很多生物学术语、结论性语句需要准确记忆,注意表达的完整准确,避免会而不对,对而不全。有些答案隐藏在题干中,可以直接“抄写”下来,有些需要进行筛选和组织,按要求作答,问则答,不问则不答,要求答几点就答几点,不加无关语句,不要有多多益善的念头,别画蛇添足。
2.4 非智力因素失分
答题技巧不强、临场经验不足、情绪状态不佳等而失分。有些学生一进入考场,情绪过于紧张,思维活动受到严重抑制,若再加上题目稍难,则更加束手无策,在没有弄清楚题意的情况下就盲目答题,引起严重的失误,甚至出现笔误。如有些学生答题顺序混乱,第1空的答案不知道,知道第2空的答案却写在第1空的位置上。分解者写成分角者,单向写成单项等。
技巧诠释:
保持细心,养成良好的生物学书写表达习惯,不犯低级错误,减少笔误,减少不必要的非智力性失分。
答题时除了尊重原题的题序外,还要注意题中小问的填空次序,如果遇到某空不会填写时,要标注在相应位置,再答后面空格中的答案。一定要注意在规定的答题位置答题,更不能在答题框外答题。
在保证题目会做的前提下,要尽量杜绝错别字,特别是对生物学专业术语书写不能有误,写后一定注意检查,防止笔误。比如:“光合作用”写成“光和作用”、“无氧呼吸”写成“无O呼吸”、“异养型”写成“异氧型”、“胰岛素”写成“胰导素”、“线粒体”写成“细粒体”、“小泡”写成“小跑”、“脱水缩合”写成“脱水缩和”等。
注意生物学科的一般规则。如写杂合子的基因型时,显性基因在前,隐性基因在后。性染色体上的基因应写在X染色体或Y染色体的右上角,且X或Y要大写。数据后面要带单位。
Chemolithoautotrophic
Bacteria
2009
Hardcover
ISBN 9784431785408
山中建男著
我们所熟悉的生命,除了植物之外,大多是以有机物质为营养的,它们的食物来源于植物、动物或者微生物。但还有一类生命,它们并非植物,但却能够以无机元素为能量和营养的来源,它们就是化能无机自养细菌。本书涵盖了化能无机自养细菌在生物化学和生理方面的特点,以及它们与相关环境之间的关系。
本书共分7章。1-2.背景和基础知识的介绍,能够帮助读者理解本书后面的内容。1.作者简单而系统的介绍了微生物生长和代谢,以及微生物所采用的各种营养类型的特点;2.介绍了一种细菌用来氧化无机化合物的细胞色素,这种细胞色素就是化能无机自养细菌生长代谢的关键物质。氮、硫和碳是自然界中所有生命所必须的,生命的繁衍和生长的过程同时伴随着这些元素的循环,正是这从未停止的循环造就了万物的生生不息。本书作者用生动的语言描述了在这三种元素的循环过程中,化能无机自养细菌是如何扮演好自己的角色的;3.地球上的氮循环。参与氮循环的细菌主要是氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化细菌,以及固氮细菌。对氨和亚硝酸盐的细菌氧化机制详加说明。介绍了硝化细菌的应用(即氨氧化、亚硝酸盐氧化菌),如利用细菌进行火药生产或是从污水脱氨氮。提到了在人体组织中的一氧化氮和它的生理功能;4-5.介绍的是地球上的硫循环相关的知识,包括硫酸盐还原菌对硫酸盐的还原和硫氧化细菌对硫化物的氧化,还有人类是如何利用参与其中的微生物的;5.阐述细菌氧化铁的机制,以及对这种细菌应用的描述:细菌浸出、生物浸出等其他应用。此外,本章还描述了由硫酸盐还原菌、硫氧化细菌和嗜酸铁氧化细菌的“合作”所引起的房屋地基冻胀;6.描述了地球上的碳循环过程的一部分,即化能无机自养细菌的碳素利用。作者对细菌由二氧化碳组生成机化合物的途径做了较为详细的说明,因为化能无机自养细菌必须由二氧化碳为材料产生细胞物质。虽然光合作用的描述省略,但细致的描述了细菌产甲烷,说明了产甲烷菌产生甲烷不是由发酵,而是通过呼吸进行的;7.描述了那些被认为是最接近生命起源的细菌,嗜热细菌是被公认最可能的生命的起源。许多嗜热细菌是厌氧的化能无机自养细菌。这里主要讨论的是那些被认为在生命演化阶段早期的生物如何取得生命所需的能源的。作者认为无论是埃姆登-迈耶霍夫-帕尔纳斯途径还是恩特纳- 多特洛夫途径都不是早期生命获得能量的方式。
本书作者山中建男教授一直参与各种生物细胞色素和化能无机自养细菌的生理和生化研究,其先后在东京工业大学和日本大学任职,期间近百篇,目前是日本东京工业大学的荣誉教授。
祝金星,博士生
(中国科学院微生物研究所)