“生态系统的稳态”中核心概念梳理及案例分析

生态系统稳态的核心是稳定的营养结构和完善的能量流动、物质循环及信息传递。稳态下,生态系统能量与物质的输入与输出保持平衡,生物成分间通过竞争、捕食等种间关系赋予生态系统一定限度的反馈调节。阐述在教学中如何把握这部分知识的核心概念,帮助学生理解生态系统反馈调节的基础和机制,分析生态平衡被打破时的恢复与重建,提高能量利用效率、保持或改善无机环境,并为学生梳理知识体系,纠正理解错误,提高学习效率。     

农业生态系统中磷循环的研究进展

1　引　言能量转化和物质循环是农业生态系统最基本的功能特征。1976年在荷兰召开的第一次农业生态系统矿质养分循环研讨会标志着从系统层次研究物流的开始,但物流仍是系统研究的薄弱环节,特别是较高系统层次准确的物流的数量概念更为缺乏[1,2]。生态系统中营养元素的输入、输出状况反映了一个地区生产发展水平的高低和生态系统功能的强弱;而投入、产出的动态变化,则显示了一定时期内营养元素循环的基本规律[3]。在各种水平(如地球、陆地、国家或生态系统)上的有关磷循环的论文也发表了不少,借以阐述各组成部分中磷的数量及其相互间的转化速…     

蓝藻生物钟信号输出途径分子机制的研究进展

昼夜节律生物钟包括信号输入途径、核心振荡器和信号输出途径。在生物钟振荡周期与环境信号的同步过程中,信号输入途径感应外界环境的时间变化信号致使生物钟振荡周期和环境同步,并将其输入途径接受的外界信息传递给核心振荡器,核心振荡器再通过不同输出途径将周期性时间信号传递出去,产生周期性的信号调控作用。主要对蓝藻生物钟已知的三条主要输出途径KaiC-SasA-RpaA、KaiC-LabARpaA和KaiC-CikA-RpaA及其相关调节因子的分子机制研究进展进行综述。     

浅谈生态平衡

(一)什么是生态平衡生态平衡指在一定时间内,生态系统中生物和环境之间以及生物各种群之间相互制约、维持某种协调,并由于系统内在的调节机制而遵循动态平衡法则,使能量流动、物质循环和信息传递达到一种动态结构的相对稳定状态。一般说来,生态系统的发展过程与植物群落的正向演替过程是一致的,都是在一定的裸     

从信息传递的角度构建高中生物学知识框架

生命是复杂的多层级系统。信息传递是生命系统的本质特征之一,是联系高中生物学各章节知识的纽带,也是高考命题的良好素材。从"遗传信息的传递"、"细胞间信息传递"和"生态系统的信息传递"这3个层面构建知识框架,从信息传递的角度系统梳理高中生物学知识,并将构建的知识框架以多种不同的方式在教学和复习过程中加以应用,从而加深师生对生命系统本质特征的理解和把握,完善知识结构,提升对相关知识的综合运用能力。     

生态工程——生态系统原理的应用

在生态系统动态过程中,有两个起主要作用的基本功能,即(1)通过一定相互协调的结构与功能所形成的动态平衡;(2)以多层营养结构为基础的物质转化、分解、富集与再生,此两个功能效率高低决定生态系统的兴衰及其稳定状态。每个过程中都包含复杂的物理过程、化学过程和生物过程,其中生物起着传递、触媒乃至建造者的作用(参看附图1、2、3、4)。在长期演化和适应过程中,不仅建立了相互制约的食物链类型的联系,而且形成了独特生活习性的明确分工,分级利用自然界提供的物质,正是由于此种原因,使有限空间内能     

养殖观赏鱼生态系统

观赏鱼是大家比较熟悉的动物 ,通过对观赏鱼养殖生态的讨论 ,可以从相对简单的养殖观赏鱼水簇箱生态系统来增进对大自然生态平衡的认识。1　观赏鱼水簇箱生态系统观赏鱼水簇箱生态系统的主要组成有生物因子 ,包括鱼、水草及其中的一些微生物等 ;非生物因子有水中的各种化学和物理因子 ,以及与水体直接接触的空气等。要养好观赏鱼 ,除鱼本身外 ,其中最主要的几个条件是足够的食物、合适的水温、水中维持较高的溶氧、一定的透明度以及水中较低的二氧化碳、氨氮和病原微生物。2　水簇箱生态系统中各因子的相互作用当生态系统中各物质的变化能达…     

南极海-陆界面营养物质流动和磷循环

南极大陆气候严寒、营养贫瘠,企鹅、海豹等生物能传递海洋中的营养物质到陆地,这些营养物质是维系南极无冰区生态系统的基础.本文首先阐述了海洋向南极无冰区输入营养物质的方式,重点介绍了生物方式输入的营养物质对无冰区生态系统组成、结构和功能的影响,以及无冰区向近海输入营养物质的方式及其影响.然后,以西南极法尔兹半岛为例,对企鹅、海豹传输的营养物质磷在陆地、淡水生态系统中的记录进行了分析,讨论了南极近海磷的生物地球化学循环及其机理,估算了磷循环通量.结果表明,南极阿德雷岛磷的外来营养源包括物理输入、生物输入和大气沉降输入3种,其中,生物输入(企鹅粪)占94.34％ ～ 99.74％,在近海磷循环中起着关键作用.     

我国农田生态系统重金属的循环与调控

本文系统分析了我国农田土壤重金属的含量状况,探讨了农田生态系统中重金属的输入、输出及其平衡.农田生态系统中重金属存在一定的累积效应,但整体上超标风险较小,而部分作物、特别是蔬菜可能存在一定的超标风险.在采矿区和冶炼厂周边地区,以及废弃物利用强度较大的农区,土壤和作物中重金属超标的风险较大,是普通农区的十倍甚至数十倍以上.针对我国农田重金属污染现状,提出了调控农田生态系统重金属循环的有效措施,并对相关领域今后的研究进行了展望.     

湿地生物地球化学过程研究进展

1　湿地生物地球化学过程的概念及内涵营养物质在生态系统之间的输入和输出以及在生物各圈层之间进行的物质和能量交换称为生物地球化学循环 (ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ) [4 ] ,它实质上是指生物有机体及其产物与无机环境之间进行的物质交换和能量转换过程。湿地是介于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡地带[3 ] ,它是一种特殊的生态系统 ,其独特多样的生物条件显著影响着生物地球化学过程。这些过程不仅改变了物质的化学组成 ,而且使它们在湿地内发生空间位移以及生物地球化学转化。湿地生物地球化学过程是…     

陆地生态系统地下碳输入与输出过程研究进展

生态系统地下碳输入与输出过程是陆地生态系统碳分配和转化的核心,并直接影响着全球碳循环。陆地生态系统凋落物、根系周转、根系分泌物、土壤有机碳、土壤微生物和土壤呼吸是地下碳输入与输出过程中的重要组成部分。由于这些组分非常复杂且其研究技术和方法受到限制,目前人们对陆地生态系统地下碳输入与输出过程尚缺乏全面的认识,故在陆地生态系统碳循环研究中存在诸多的不确定性。该文概述了凋落物、根系周转、根系分泌物、土壤有机碳、土壤微生物和土壤呼吸的研究方法,以及它们对气候变化的响应,探讨了陆地生态系统地下碳输入与输出过程中的研究难点,并对未来需要深入探究的一些领域进行了展望。     

现代化农田生态系统氮素来源和去向的数量特征

农业生态系统按其对外部能源的依赖程度可分为工业化前、半工业化和完全工业化的系统(Bayliss-Smith T.P.,1982)。半工业化和工业化的农业生态系统的性质由于大量能量和物质的投入而发生了深刻变化,氮素循环亦与自然的或工业化前的生态系统有明显不同。其基本特征是人工输入的和通过各途径输出到系统之外的氮素数量和规模很大,而氮素在系统内部的再循环作用微弱。从世界规模看,氮     

基于物质流分析方法的生态海岛建设研究——以长海县为例

建设生态海岛是海岛生态经济系统实现可持续发展的重要途径。运用物质流分析方法对长海县的物质输入与输出状况进行计算,并用物质消耗强度、废物排放强度和环境负荷强度3个指标衡量了该海岛县生态效率的变化,分析了技术进步对海岛生态经济系统生态压力变化的贡献状况。结果表明,2003—2009年间,长海县物质输入总量、物质输出总量和环境负荷总量呈增长态势;生态效率明显提高;技术进步对减轻海岛生态经济系统生态压力的贡献没有抵消经济增长所产生的生态压力的增加量。为了减少物质输入和废物输出,减轻经济活动对海岛生态系统产生的压力,建立创新型管理机制有效促进技术进步,不断提高生态效率具有特别重要的作用。     

农林生态系统界面生态学初探

对界面生态 的概念、界面生态学的主要研究内容?界面生态学在农林复合生态系统中的应用进行了系统的论述,农林复合生态系统中树木对农作物的作用机制主要体现在以空气为介质的光、热、水分竞争的地上界面和以土壤为介质的养分、水分竞争的地下界面上,界面上物质、能量、信息的交换和传递反映了农林复合生态系统中树林和农作物的作用机理。     

名词解释

生态平衡生态平衡的概念是以生态系统的演变为基础的,即当生态系统发展到成熟、稳定阶段时(在一定时间内结构和功能的相对稳定状态),它的生产、消费和分解之间接近于平衡状态,也就是物质和能量的输出与输入接近于平衡状态(在外来干扰下,能通过自我调节或人为控制恢复到最初的稳定状态),这就达到了生态平衡。例如,长白山自然保护区内的某些森林生态系统,由于人为破坏较少,自然发展起来的森林,其结构与功能相对稳定,动、植物数量保持相对稳定,这种森林生态系统所处的状态,就是生态平衡状态。而四川洪灾地区,由于大量砍伐森林、破坏植被,超过了生态系统的自我调节的界限。原有的森林恢复,改变了物质和能量流动的途径,从而破坏了原有的稳定的生态系统,使森林无法大量含蓄水分,很容易造成水土流失,尤其遇     

生态系统学中的生产力及其有关概念

生态系统学中的生产力及其有关概念鲁开宏（山东大学生物学系济南２５０１００）生态系统的基本功能,从根本上来说,可以归结为三流：能量、物质流和信息流。一个生态系统,不管它有多少种不同的具体功能,都是由这三流所派生的,或者是其在不同组合上的具体表现。信息是...     

“生态系统能量流动”的教学分析与设计

生态系统的存在与发展主要取决于能量持续不断的流动和物质周而复始的循环。生态系统作为一个动态开放系统,具有能量流动、生物生产、物质循环、信息传递等基本功能。其中,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,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。     

大鼠初级传入纤维与脊髓背角神经元间的动作电序列的突触传递

外周感觉神经元通过动作电位序列对信号进行编码,这些动作电位序列经过突触传递最终到达脑部。但是各种脉冲序列如何通过神经元之间的化学突触进行传递依然是一个悬而未决的问题。研究了初级传入A6纤维与背角神经元之间各种动作电位序列的突触传递过程。用于刺激的规则,周期、随机脉冲序列由短簇脉冲或单个脉冲构成。定义“事件”(event)为峰峰问期(intefspike interval)小于或等于规定阈值的最长动作电位串,然后从脉冲序列中提取事件间间期(interevent interval,IEI)。用时间,IEI图与回归映射的方法分析IEI序列,结果表明在突触后输出脉冲序列中可以检测到突触前脉冲序列的主要时间结构特征,特别是在短簇脉冲作为刺激单位时。通过计算输入与输出脉冲序列的互信息,发现短簇脉冲可以更可靠地跨突触传递由输入序列携带的神经信息。这些结果表明外周输入脉冲序列的主要时间结构特征可以跨突触传递,在突触传递神经信息的过程中短簇脉冲更为有效。这一研究在从突触传递角度探索神经信息编码方面迈出了一步。     

湖北省主要种植制度农田生态系统钾平衡状况

于2010年和2011年通过10个大田试验,研究了湖北省6种主要种植制度下农田生态系统中钾(K)的输入、输出数量特征和平衡状况。结果表明:6种主要种植制度每年通过施肥、降雨、灌溉和秸秆还田输入农田K量分别为129.8、10.3、14.9和30.1 kg·hm-2,分别占K输入总量66.2%、6.2%、8.8%和18.8%,表明除了施肥外,降雨、灌溉和秸秆还田对K输入也起了重要的作用;通过作物收获和地表径流从农田输出的K量分别为211.2和26.4 kg·hm-2,分别占K输出总量的88.5%和11.5%,其中,通过秸秆输出的K量达到了186.3 kg·hm-2,占作物带走量的89.1%,但秸秆归还的K量只占可以还田的16.2%,这表明农田生态系统中的K大部分被秸秆带走,秸秆还田的潜力巨大;湖北省主要种植制度农田生态系统K整体呈亏缺状态,6种种植制度年平均亏缺量为-52.4 kg·hm-2。因此,增加K肥施用量,重视降雨和灌溉K养分的输入,推进秸秆还田,是改善全省农田生态系统K平衡的有效措施。     

植物功能性状与湿地生态系统土壤碳汇功能

湿地生态系统碳平衡对气候变化极为敏感,是陆地生态系统碳循环响应全球变化的重要环节。然而,湿地生态系统碳汇调节机制仍不十分清楚,并且对影响因子的研究多集中在非生物因子上。综述了植物功能性状和功能性状多样性对湿地生态系统土壤碳汇功能的影响,阐明了生物因子对生态系统碳循环响应全球变化的重要性,介绍了植物功能性状对生态系统碳输入和输出过程的影响,简述了植物功能性状多样性的研究现状及其在指示生态系统碳汇功能现状和预测未来趋势等方面的应用。从优势植物、植物种间关系和植物-微生物种间关系3方面总结了植物功能性状多样性直接和间接影响生态系统碳循环的途径。展望了植物功能性状和功能性状多样性与湿地生态系统土壤碳汇功能的研究前景。