基于生命观念的初中生物学专题复习方法实例探讨

在初中生物学“生态系统”专题复习中,紧密围绕大概念,设计考查概念要点及概念理解的问题情境,再应用概念图梳理相应概念关系并整体性呈现重要概念.这一从“事实”(点)到“概念”(面)再到“大概念”(核心)的再构建过程,有助于学生提炼并感悟其中的生命观念.     

兰州市热环境时空特征及影响因素研究

基于Landsat数据,运用辐射方程传输法获取兰州市2005年、2015年和2018年夏季地表温度作为基础数据,分析兰州市热环境时空分布特征及其影响因素,为缓解该市城市热岛效应提供指导依据。结果表明:(1)兰州市热岛效应呈现增强趋势,空间分布呈现“树杈状”特征。非主城区地区成为主要热岛效应区域,其中,以永登县与皋兰县为热岛效应最强烈区域。(2)低温区与次低温区分布的土地类型以林地和水域为主;中温区分布的土地类型以耕地和草地为主;高温区与次高温区主要分布在建设用地、未利用地以及部分耕地与裸草地区域,草地与耕地的植物含水量是影响地表温度的主要因素。(3)各影响因素与LST之间的相关性由大到小分别为:NDVI、建筑密度、路网密度、建筑高度差、建筑平均高度、GDP和人口。     

环境因子对河流底栖无脊椎动物群落结构的影响

底栖无脊椎动物是河流生态系统的重要组成部分,在物质循环和能量流动中是不可或缺的重要环节。其群落结构特点与河流环境因子密切相关,能较好地反映河流生态系统健康状况。综述了物理因子(底质、温度、水深、水流、洪水干扰等)、化学因子(溶氧量、p H值、磷、氮等)、生物因子(水生植物、竞争和捕食)、人为干扰(电站建设、城镇化等)和综合因子对河流底栖无脊椎动物群落结构的影响,并根据国内外研究现状指出水流、海拔和洪水干扰等环境因子对河流底栖无脊椎动物群落结构影响的研究较少或不足,对这些环境因子的研究应是今后河流生态学领域需要着力推进重要内容。深入研究和完善环境因子与底栖无脊椎动物群落结构的关系可为保护底栖无脊椎动物群落、流域水生态系统管理和受损河流生态系统修复提供更为全面的科学依据。     

环境因子对蕨类植物孢子萌发的影响

蕨类植物通过孢子萌发形成独立生活的配子体,配子体能够形成精子器和颈卵器,进而通过受精作用形成新的孢子体。孢子萌发是蕨类植物生活史过程中配子体世代向孢子体世代转变的关键步骤。同时,此过程不仅受到多种环境因子的影响,也是研究细胞核极性移动、细胞不对称分裂、假根极性生长等独特的细胞学事件的良好模型。迄今为止,人们已经研究发现多种环境因子对约200余种蕨类植物孢子萌发有影响。总结了环境因子对蕨类植物孢子萌发影响的规律如下:(1)孢子萌发除了受到光照强度影响外,主要受光质的影响,光质的影响主要表现为4种方式:①孢子萌发受红光刺激与远红光抑制像开关一样调控;②孢子萌发不受远红光抑制;③孢子萌发受蓝光抑制;④孢子只能在黑暗条件下萌发。(2)重力作用会影响孢子细胞核移动,进而影响孢子细胞发育的极性。(3)赤霉素(GA)能增加孢子萌发率或帮助孢子打破休眠。成精子囊素与GA作用相似,启动或促进孢子萌发。而脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和乙烯等其它激素对孢子萌发的影响相对较小。(4)不同植物孢子有着各自最适的萌发培养基条件,如不同种类孢子对MS培养基中无机盐含量、蔗糖含量、pH值的要求不同。孢子外被中的Ca2+、Mn2+和Mg2+,培养基中的Cd2+和La3+,以及孢子接种密度、萌发空间CO2含量也会对孢子萌发造成影响。(5)多数蕨类植物孢子在15-30℃可以萌发,最适萌发温度为25℃。(6)4℃和液氮储藏可以延长孢子寿命并保持较高萌发率。     

环境因子对大亚湾人工鱼礁上附着生物分布的影响

通过对深圳大亚湾人工鱼礁区7个月(2008-04～2008-10)挂板实验,同时监测相应的环境因子指标.以附着生物丰度数据进行了除趋势对应分析(DCA),并根据附着生物丰度数据和7个环境因子进行了典范对应分析(CCA).共鉴定出附着生物54种,物种鉴定结果表明实验试板上的常见种有华美盘管虫 (Hydroides elegans)、三角藤壶( Balanus trigonus)、细肋肌蛤(Musculus mirandus)等.DCA种类排序图可明显地看出每种附着生物都有自己的分布中心和分布区域;CCA分析结果表明深度、透明度、溶解氧是影响附着生物群落变化的最主要环境因子,其次是盐度和温度.CCA排序图较好地反映了人工鱼礁上附着生物分布与各环境因子的相互关系.     

长株潭城市群生态屏障研究

构筑城市(群)生态屏障是我国生态建设的重点之一。高速城市化进程中,城市范围、征用土地、人口数量、建设规模不断扩大,生态安全形势日益严峻,生态环境保护压力不断加大。长株潭城市群是国家"两型"社会建设试验区,生态屏障建设备受关注。在广泛开展社会调研、专项调查、专题研究、学术讨论的基础上,根据景观生态学和保护生物学的相关原理,通过对区域生态压力、需求、承载力的分析,借助RS、GIS、GPS等现代高新技术,科学区划长株潭城市群生态屏障的空间层级、结构、布局、功能区,明确了各功能区的建设方向、目标,提出了分区管理和分级保护等具体空间管治措施,规划2020年前保护建设工程项目。研究结果表明,城市群必须根据生态环境承载能力,按生态隔离组团方式科学布局城市空间,预留足够的生态基地,优先构筑稳固的生态屏障;按照主体功能区划和目标定位,严格管治和合理布局生态用地,加强部门规划统筹协调,依法严格保护森林和湿地;加强公共财政转移支付和社会融资力度,抓紧实施生态屏障工程建设,努力改善环境质量,维护区域生态平衡,努力实现资源节约、环境友好、提高城市品位和综合竞争能力的社会发展目标。研究结果可为城市生态屏障建设提供科学方法和依据,同时也可为全国其它城市(群)生态屏障建设提供参考和借鉴。     

油松天然次生林居群遗传多样性及与产地地理气候因子的关联分析

利用ISSR分子标记技术,分析了中国北部地区10个油松天然次生林居群的遗传多样性,以及与地理环境因子的相关性.研究结果表明:13条ISSR引物对250个个体扩增出137条谱带,平均多态位点百分率60.72％,不同居群的多态位点百分率差异明显;不同地理居群间的期望杂合度指数在0.2824-0.3702之间,平均为0.3210;Shannon多样性指数范围为0.1923-0.2490,平均为0.2165.居群间的遗传变异占居群总的遗传多样性的37.53％.经Mantel检验,居群间的地理距离和遗传距离间不存在显著相关性(r=0.069,p=0.360).聚类分析(UPGMA)表明,河南宝天曼(BTM)、承德大窝铺(DWP)、宁夏苏峪口(SYK)和甘肃冶力关(YLG)居群聚为一组,辽宁医巫闾山(YWL)、山西沁源灵空山(LKS)、陕西蔡家川林场(CJC)、山西和顺云龙公园(YLGY)和山西汶水三道川林场(SDC)居群为一组,山东蒙山(Ms)居群独立为一组.经分析发现,分布于我国地势二级、三级阶梯分界线区域的油松天然林( YWL、BTM、YLGY)遗传多样性水平高,位于分布区东西临界点居群(MS、YLG)遗传多样性水平低.经相关性分析,温度相关因子(年均温、1月均温、极端最低温)、海拔及年降雨量显著影响遗传多样性水平.油松天然居群分子变异存在一定的地理变异规律.     

城市“源-汇”热景观变化及其空间作用强度特征——以深圳西部地区为例

城市热岛作为一种整体涌现性的地球表层系统环境问题受到地理学和景观生态学的广泛关注,基于空间异质性对城市冷热岛影响方面的研究初步揭示了城市热环境的形成机制,然而城市冷热岛在空间上是否存在相互影响及相互作用强度还有待研究。以深圳市西部城市区为例,应用地表温度和景观分类数据,通过构建二维矩阵识别"源-汇"热景观,并采用"源-汇"热贡献指数和空间引力模型等方法定量分析了城市"源-汇"热景观的演变过程,"源-汇"热贡献程度的时空分异特征,以及两者在空间上的整体相互作用强度及演变特征。结果表明：（1）1988-2019年,城市热源、汇在空间上呈现由包围到反包围的变化,热源景观呈现基质化,其面积增长210.45%;热汇景观则表现为破碎化趋势,其面积减少48.07%。与之对应的热汇景观地表温度与区域的平均温度的温差逐渐增大,从1988年的0.49℃上升到2019年的1.91℃。（2）源、汇对热环境的贡献规模呈增长趋势,热源景观的贡献程度会随着热岛规模从零星状向区域化的转变过程中提升,形成温度聚集效果;而热汇景观的贡献程度会随着冷岛规模的破碎化过程中被抑制。（3）1988-2019年"源-汇"热景观的作用对基本保持稳定,但总作用强度发生了显著的变化,30年间增长了8倍。从热汇景观一对多影响热源景观转变为热源景观一对多影响热汇景观,且作用强度也越来越强。研究发现城市热"源-汇"的空间相互作用强度与"源-汇"热景观的贡献程度有密切关联,因此控制热源景观规模和维护热汇景观规模对调控城市热环境,对提升城市居民生活质量有重要意义。     

基于翻转课堂的环境生物学实验PBL教学设计与实践

基于翻转课堂理论,结合以问题为基础的学习(Problem-based learning,PBL)教学法的"问题设置"、"问题解决"等特点与优势,构建了适用于实验操作类课程的教学模式,并以"水体疑遭粪便污染"这一实际问题作为情景进行的综合设计性实验为例,对高等教育环境相关本科专业基础课程"环境生物学实验"进行了创新性教学设计和实践。该教学模式通过课前准备、课中实施和课后反馈3个过程对实际问题进行分析和解决。课前准备包括教学团队针对实际问题设置若干相关实验场景,制作和搜集相应教学视频等教学资源,安排学生学习和完成任务;课中实施时教师直接指导学生进行实验操作,强调观察和记录实验现象,提出问题引导学生思考;课后反馈为学生提交实验结果与讨论、完成巩固练习和反馈问题等。实践表明,该教学模式在一线教学中行之有效,能取得较好的教学效果,值得推广。     

亚热带城市河流底栖动物完整性评价——以流溪河为例

根据2016年前、后汛期及枯水期流溪河14个断面底栖动物群落组成数据(4门8纲22目52科94属103种),采用底栖动物完整性指数(B-IBI),首次对亚热带地区河流进行健康评价。经筛选(32个候选指标),流溪河B-IBI体系由5个核心指标(总生物量,敏感类群个体%,EPT、摇蚊和耐污类群单元数)组成,评价标准为:健康3.24,亚健康3.24—2.43,一般2.43—1.62,差1.62—0.81,极差0.81,评价结果为:健康位点数占14.3%、亚健康50.0%、一般21.4%、差14.3%、无极差。总体上,B-IBI值反映流溪河上游健康状况较好,以EPT分类单元数和敏感类群个体%贡献最高,下游健康状况恶化,以耐污类群单元数贡献最高。此外,上游支流健康状况要优于上游干流,而下游则情况相反。相关性分析显示,B-IBI值与溶解氧呈极显著正相关(P0.01),与电导率、氨氮、总氮和总磷呈显著负相关(P0.05),反映流溪河当前健康水平受水体污染影响严重。核心指标与环境因子间CCA分析显示,前2主轴对环境因子解释度达68.1%,且对上、下游及干、支流有明显的梯度划分,说明所建B-IBI在流溪河有较高适用性。对比不同温度带研究结果发现,B-IBI体系受人为干扰和水体污染影响更加明显,体现其评价功能不受地理区域影响。