在"生态系统能量流动"教学中发展科学思维及强化生命观念

在"生态系统能量流动"一节教学中,组织学生从微观到宏观分别研究各生命系统的能量流动过程,建立、分析、研究能量流动模型,总结归纳生态系统能量流动的概念及能量流动规律,应用规律解决问题,提高节约粮食的意识,教学过程中不断地发展科学思维并形成系统观、物质与能量观.     

生态网络中物质、能量流动的时间链分析

本文以Ｍａｒｋｏｖ过程理论为基础,利用转移矩阵对生态网络中物质、能量流动和随机行为进行的描述;将输入的物质、能量在生态网络中宏观分布随时间的变化定义为物质、能量流动的时间链,并给一般生态网络中物质、能量流动时间链的分析方法。两个稳态生态网络中物质、能量流动的时间链分析表明,时间链直观地反映了物质、能量在流动中流失或耗散的宏观行为,由于物质再循机普遍存在,使得物质流动的时间链与能量流动的时间链有着质     

物质、能量在生态网络中的滞留时间及其灵敏度的解析表达

物质、能量在生态网络中的总滞留时间（TRT）是反映物质、能量在生态网络中流动特征的一个整体指标．本文在分析生态网络中物质、能量滞留时间的基础上,给出了总滞留时间关于流动参量和状态参量的灵敏度解析形式．     

杭州湾北岸大型围隔海域人工生态系统的能量流动和网络分析

根据2006年在杭州湾北岸大型围隔海域进行的生态调查数据,利用EwE软件构建围隔海域人工生态系统的能量流动模型.模型由13个功能组构成,分别是肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、浮游动物性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、软体动物、底栖动物、肉食性浮游动物、植食性浮游动物、大型藻类、浮游植物和有机碎屑,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了该人工生态系统能量流动的主要过程.能量流动分析表明,围隔海域人工生态系统中能量流动主要以碎屑食物链途径为主,其中植食性浮游动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.人工生态系统的营养级范围为1.00～3.90级,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为9.4%,来自碎屑的转换效率为9.8%,平均能量转换效率为9.6%.经生态网络分析,直接来源于碎屑的比例占总流量的57%,而直接来源于初级生产者的比例为43%,生态系统特征参数:总初级生产计算量/总呼吸量(TPP/TR)、系统物质和能量循环率(FCI)和系统聚合度(A)值分别为2.672、0.25、0.315,表明围隔海域人工生态系统目前正处于发育时期.该研究为首次利用Ecopath模型分析大型围隔海域人工生态系统的结构和能量流动,旨在为富营养化近岸海域的生态修复提供理论依据.     

对“生态系统的能量流动”几个问题的释疑

"生态系统的能量流动"是高中生物学必修3《稳态与环境》中的重要知识点。剖析了教学过程中学生所提极具价值的相关问题。     

模型在“能量流动”教学中的应用

新课程标准强调学习是一个主动构建知识,发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。阐述在"能量流动"的教学过程中,利用模型化方法引领学生实现预期学习目标的教学组织。     

基于Ecopath模型的密云水库生态系统结构与物质流动特征

密云水库作为北京的水源地,其生态安全备受关注。增殖放流鲢（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙（Hypophthalmichthys nobilis）已成为多年来改善密云水库水质的重要措施。为进一步提升水质改善效果、提出基于生态系统管理的增殖放流优化方案,需要开展水库生态系统结构与物质流动特征研究。本研究根据已发表的生态环境调查数据及现场实测数据,运用碳氮稳定同位素技术确定鲢和鳙食物组成,并将其作为输入参数构建了2017年密云水库生态系统Ecopath模型。结果显示：鲢摄食悬浮有机颗粒物的比例高于鳙;鲢、鳙、浮游植物和碎屑的生态传递效率分别为0.62、0.75、0.49和0.39;营养级I和营养级II的总流量分别占系统总流量的68.2%和30.6%;系统中物质的总平均传递效率为7.2%;总初级生产量与总呼吸量比、总初级生产量与总生物量比、总生物量与系统总流量比分别为1.711,77.119和0.005,与部分湖库相比,密云水库生态系统成熟度处于较高水平。基于研究结果,建议采取提高碎屑食性鱼类增殖放流比例,开展长时间尺度研究等管理措施,以促进生物资源合理利用和生态系统的发育与稳定。     

"生态系统的能量流动"教学案例

以高中生物学选择性必修2《生物与环境》"生态系统的能量流动"这一教学主题为例,通过模型与建模等科学研究方法的应用,呈现对物质与能量观、系统观等生物学学科核心素养达成的教学改进过程.以学生学案作为学习表现性评价的依据,参考学生访谈情况,鉴别学生的学业发展水平.     

高中生物学差异教学模式初探——以"生态系统的能量流动"为例

以"生态系统的能量流动"为例,介绍差异教学模式在高中生物学教学中的应用.在课前进行前测,对准备不足的学生进行认知铺垫,为不同层次的学生分别制定挑战性学习 目标.课上以小组为单位进行异质合作,进行能量流动的概念模型构建、数学模型构建和模型检验,学有余力的学生在此基础上自主选择完成拓展任务.通过课前、课中和课后的及时反馈实...     

基于Ecopath模型的崂山湾人工鱼礁区生态系统结构和功能研究

基于2014—2016年青岛崂山湾人工鱼礁区的生物资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim(EwE)软件构建崂山湾人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了崂山湾人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了栉孔扇贝的养殖容量。该模型由17个功能组组成,基本涵盖了崂山湾人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程。生态网络分析表明,生态系统各功能组的营养级范围为1.0—4.255,星康吉鳗占据了营养级的最高层。能量流动主要有5级,各营养级平均能量传递效率为10.8%,其中来自初级生产者的能量效率为9.8%,来自碎屑的传递效率为10.9%;系统总流量为14256.510 t km~(-2) a~(-1),其中68%的能量来自碎屑供给;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.127,系统联结指数为0.293,杂食指数为0.333,表明崂山湾人工鱼礁区生态系统成熟度较高,食物网结构较复杂,系统内部稳定性较高。关键种指数分析结果显示,许氏平鲉具有较高的关键指数和相对总影响,表明其可能在当前生态系统中扮演重要的生态角色。吊笼养殖栉孔扇贝生态容纳量为189.679 t/km~2,在维持生态系统平衡和稳定的前提下,当前现存量最大可增加18.55%。     

密云水库流域多尺度景观生态风险时空演变趋势

密云水库作为北京重要的地表饮用水水源地、水资源战略储备基地受到广泛关注,相关研究多基于流域尺度,缺乏多尺度针对水源保护区的生态风险评价,开展多尺度生态风险评价有利于指导密云水库流域高质量和可持续发展。以1990、2000、2010和2018年4期土地利用数据为基础,基于景观指数,采用地统计学方法,分析流域土地利用类型及变化,从流域尺度、水源保护区尺度构建生态风险评价模型,揭示生态风险时空变化。结果表明：(1)流域内主要土地利用类型为林地和草地,随着城市扩张和“退耕还林”等政策实施,耕地和未利用地面积减少,建设用地面积增加,流域景观趋于复杂和分散,破碎化程度加剧;(2)生态风险区域在流域尺度呈“边缘高、中间低”的空间分布规律,高风险区域面积逐渐向低风险区域转移,高风险区域集中分布在流域边缘的南部密云区、兴隆县、赤城县和流域北部丰宁县,生态安全逐渐提高。(3)水源保护区尺度呈“中间高、边缘低”的空间分布规律,高风险面积逐渐减少且空间分布集中,生态风险趋于减弱。(4)流域景观生态风险呈正相关关系,Moran’s I指数均大于0,分别为0.322、0.305、0.298和0.317,1990年...     

“生态系统的能量流动”的教材图解的解析

本文分析了人教版高中生物必修三"生态系统的能量流动"一节课的教材图解所要描述的主要内容,进而为总结生态系统的能量流动特点做铺垫。     

“生态系统的能量流动”的教材图解的解析

本文分析了人教版高中生物必修三"生态系统的能量流动"一节课的教材图解所要描述的主要内容,进而为总结生态系统的能量流动特点做铺垫。     

生态系统中流动路径多样性的测度

路径作为生态网络组成的一个基本单元,是生态系统中物质、能量流动的通道。生态系统的结构和功能是通过生态系统中不同路径上能量和物质的流动来实现的。路径多样性是反映生态系统营养结构多样性的一个重要侧面。本文在定义基路径和等价基路径的基础上,给出了生态系统中流动路径多样性的测度     

基于变易理论的能量流动教学案例

变易理论关注如何借助学生对学习内容的不同理解进行变易,照顾学生的个体差异。以"能量流动"教学为例,展示如何应用变易理论设计适当的变易图式,帮助学生突破学习的重、难点。     

渤海生态通道模型初探

生态通道模式（Ｅｃｏｐａｔｈ Ｍｏｄｅｌ）是一种较为方便地研究生态系统结构,特别是水域生态系统结构的工具,它根据能量平衡原理,用线性齐次方程组描述生态系统中的生物组成和能量在各生物组成之间的流动过程,定量某些生态参数,如生物量、生产量／生物量、消耗量／生物量、营养级和生态营养效率（ＥＥ,Ｅｃｏｔｒｏｐｈｉｃ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）等,它能够给出能量在生态通道上的流动量,便于对生态２系统的特征和变化     

基于Ecopath模型的胶州湾生态系统结构和能量流动分析

根据2015—2016年在胶州湾进行的渔业资源与生态环境调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(Ew E)软件构建了胶州湾生态通道模型,分析了现阶段该海湾生态系统营养结构、能量流动过程和生态系统总特征。结果表明:胶州湾生态通道模型共由21个功能组组成,各功能组营养级范围为1~4.383,渔获物平均营养级为2.023,以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为主;胶州湾生态系统的能量流动主要以牧食食物链为主,占系统能量来源的59%。生态网络分析表明:系统能量主要分布在6个营养级,来源于初级生产者的能量转化效率为16.22%,来自碎屑的转化效率为15.76%,系统平均转化效率16.35%。胶州湾生态系统总初级生产力与总呼吸量的比值为2.518,系统处于不成熟状态。     

"生态系统的能量流动"一节的教学设计

“问题导学法”是一种以教材为依据 ,通过学生对问题进行分析、探究来获得知识和发展能力的一种课堂教学模式 ,这种教学法注重学生主体地位的发挥和能力的培养 ,充分体现了“以学生为中心”的教学理念。教师的作用主要体现在如何设计问题和组织教学。笔者在“生态系统的能量流动”一节的教学中成功运用了此方法 ,收到了良好的教学效果。1　教材内容分析生态系统的能量流动是生态系统的基本功能之一 ,能量流动的结构基础是食物链和食物网 ,生态系统中能量的输入和输出涉及到生物新陈代谢过程中光合作用和呼吸作用的知识 ,能量在各个营养级上…     

密云水库上游径流变化趋势及影响因素

对径流演变规律的认识和研究是水资源得到有效利用的前提。密云水库是北京市唯一的地表水源地,水库的正常运行对北京市供水安全有重要的意义。2015年9月,南水北调的水开始进入密云水库,对密云水库上游径流量的研究可以使南水北调的水与其相互配合,有效补充密云水库的水资源,研究上游河流的径流变化趋势很有必要。以密云水库白河(张家坟站)和潮河(下会站)水文站1960—2014年的月径流数据为基础,采用年内径流不均匀系数、滑动平均法、Mann-Kendall突变检验法、小波分析方法、双累积径流曲线法分析了密云水库入库径流的年内分配特征和年际变化特征,径流变化周期趋势及降雨和人类活动对径流变化的影响。结果表明:密云水库入流径流量主要分布在7—9月之间,占全年径流量的70%;白河流域年内径流变化较为剧烈。50年来白河与潮河径流量有减少趋势,递减率分别为3.24m~3s~(-1)(10a)~(-1)和1.60m~3s~(-1)(10a)~(-1)。白河流域和潮河流域径流量存在周期为7a的变化特征。利用累积径流曲线分析降雨和人类活动对密云水库上游径流量的影响,结果表明人类活动是影响密云水库径流变化的主要原因,为71.36%—91.39%,其中白河流域受人类活动干扰更为剧烈。     

北京市白河和潮河流域生态健康评价

选取北京市重要的饮用水源密云水库上游白河和潮河流域,结合北京山区流域生态现状,构建了涵盖水域生境结构、水生生物、生态压力和陆域生态格局与功能、生态压力5大类13项指标的评价指标体系,开展了流域生态健康评价。结果表明白河和潮河流域的健康状态整体处于良好等级,但水生生物和陆域生态格局状况相对较差。14个子流域的健康状况差异并不显著,琉璃河、白河下段、汤河上游的健康状况相对较好,潮河中下段和小汤河的健康状况相对较差。流域内不合理的畜禽养殖、岸边带种植及民俗旅游是导致流域生态健康退化的主要原因,建议加强污染负荷排放的控制和监管涉水活动对水生生境的干扰以改善流域健康状况,并重点关注可指示水生态系统早期退化的生物指数,以实现可持续性和适应性的流域管理,保障密云水库的水生态安全。