热带雨林物种多样性(共7篇)
因为雨林植物物种的多样性,所以除非你是一个植物学家,不然命名指定物种是非常困难的。当然,许多植物组织达到了它们多样性的最大极限,但挑选某种特别的物种是会有点困难的。我已经把巧克力树当做这边最简单的代表植物,因为几乎每个人都知道什么是巧克力。巧克力是从你看到的这些豆荚中收获的,豆荚是由生长在树干上的花朵成长而来的。这就给了一个好的标准来判断哪些豆荚是长得好的。巧克力源于新大陆热带雨林地区,但已经被移植到世界各地的热带地区。
虽然很难选择指示植物物种有一些,许多热带植物分享。这是一个滴提示两端的树叶(下图)。这个尖端促进排水表面的叶,从而有助于保持叶表面清洁的附生植物和真菌在潮湿的森林。多样化是雨林如何?在阿巴拉契亚山脉一公顷可能有多达30种树木;在热带地区一系列40到100是常见和超过300个物种不是未知的。整个拉在哥斯达黎加热带雨林网站有超过1600种植物在1500公顷;一个站在亚马逊流域有超过1800种。像许多青蛙已经收集了从一个网站在热带雨林作为有整个北美洲。一个估计的无脊椎动物的多样性是大约3000万种﹐分布于热带森林。阅读更多关于这些估计在这本书。
最大的挑战之一是在生物学里解释了多样性的热带雨林。当然,高生产力所允许的便捷水结合暖和的温度是一个因素。大规模的大小的许多树木提供了许多新的栖息地的动物利用。极端的专门化来避免竞争是另一个因素。一些科学家提出,人类的干扰,假借清理小区域农业,可能发挥关键作用。还有时间,热带雨林的地区已经影响相对较小的高潮转移相关的冰期结束于10000年前。而这些因素是最重要的?所有的都能起到作用?这些科学家仍然在努力解决的问题。
牲畜品种改良达到某阶段时, 由于改良后的牲畜体质下降, 生存环境的变化造成疫病爆发, 可能会导致牲畜品种的灭绝, 这时原始品种就能显示出特有的品质, 适应性、抗病力较强, 所以为了保证地球上生物群的安全, 需要保护生物多样性, 特别对自然界原有物种的保护更为迫切, 因为就家畜而言, 由于改良后的生产性能提高, 在商品经济时代追求利益, 往往会加快改良, 造成原始品种灭绝, 如果这种现象一旦发生, 那后果是灾难性的, 我们地区现在就有濒临灭绝的阿勒泰白头牛、哈萨克牧羊犬、哈萨克牛等物种, 这已引起了相关部门重视, 但要真正提出切实可行的方法将这些物种保存下来还有许多工作要做, 可以说是任重而道远。
为保证世界生物多样性, 各国已组织形成了世界生物多样性保护组织, 各国通过采取有效手段, 保护好各国拥有的生物物种, 并在资金、技术、生物遗传资源的共享等方面进行有效合作, 已取得了丰富成果。
关键词:岩滩水域;渔业生态环境;鱼类;物种多样性;浮游生物;修复
中图分类号: S932.2;X826 文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2015)03-0208-05
渔业生态环境是渔业生物资源赖以生存、生长、繁衍的基础,渔业生态环境的优劣或变动会对渔业生物资源产生一系列短期或长期、直接或间接的影响,优质的渔业生态环境需要良好的水生生态自然环境及合理的水生生物群落构成相互支持[1]。包括岩滩水域所在的红水河是西江流域上游最重要的渔业水域,是《全国水生生物增殖放流总体规划》划定的重点增殖放流水域[2],拥有西江流域最复杂的水生态环境和最大的鱼类产卵场[3]。岩滩水库是红水河干流第二大水库,由岩滩水电站工程大坝阻隔、原红水河水位抬高渠化河道而成,渠化原河段166 km,库区水面面积107.5 km2,控制流域面积10.7万km2。由于水利大坝建设及渔业发展不够科学有序等原因,红水河流域水域生态环境发生巨大改变,曾出现库区渔业生态环境严重恶化、大量死鱼及淡水壳菜泛滥成灾的渔业生态安全事故。开展库区渔业生态环境现状评估,科学修复水域生态环境,是库区生产和生态安全的重要课题。近30年来研究者对红水河流域及岩滩水域不同断面进行过多次调查研究,取得了大量基础研究数据,但未进行过库区鱼类多样性评价分析,特别是库区形成且开展鱼类工人增殖放流后未进行过调查评估。2003年岩滩水域淡水壳菜出现问题;2006年后淡水壳菜大量繁殖,库区渔业生产受到重大损失,生态安全隐患显现;2009年库区开始进行包括增殖放流青鱼在内的渔业生态环境修复工作。本研究是近年库区开始鱼类人工增殖放流后首次开始库区渔业生态环境调查,根据2013年度对岩滩库区渔业生态调查所得信息,从水质、浮游生物及鱼类资源层面初步评估研究水域的渔业生态环境质量及鱼类多样性现状,以期为渔业部门后续鱼类增殖放流、修订渔业发展规划等工作提供依据。
1 材料与方法
1.1 水环境采样布点与频次
在岩滩水库上游、中游、下游及重要支流设置岩滩水利枢纽坝上、广西大化县盘阳河库区、东兰县安篓大桥、天峨县城水域4个调查断面,采集水样及浮游植物、浮游动物、底栖动物、鱼类等水生生物标本及数据,在广西巴马县赐福桥断面只采集浮游生物样品(图1)。2013年3、6、9、12月各采样1次。
1.2 水质采样与分析
水质采样在项目选定的断面同步进行,依据HJ 495—2009 《水质 采样方案设计技术规定》、HJ 493—2009《水质 采样样品的保存和管理技术规定》进行。水质检测采用GB 3838—2002 《地表水环境质量标准》、GB 11607—1989 《渔业水质标准》规定的方法。测定总磷、总氮、挥发酚、非离子氨、石油类、汞、铜、锌、铅、镉、pH值指标,并现场测定气温、水温、透明度、浊度及溶解氧等指标。
1.3 浮游生物调查与分析
浮游生物调查分析方法参照中国水产科学研究院发布的CAF2005 0001《内陆水域渔业自然资源调查试行规范》进行。依据SL218—1998《水库渔业营养类型划分标准》,以浮游生物单位生物量为依据,判断调查水域营养水平及水体质量。
1.4 渔获物调查与分析
选定库区上游、中游、下游3个固定区域正常作业的专业渔民,记录其每天渔获物数据及主要鱼类生物学数据,作业范围分别是天峨县城附近、东兰县大桥附近、大化县岩滩水库坝首水域。渔民按平常渔具渔法正常生产,主要通过网和钓钩捕鱼,偶用渔笼。渔民大多于18:00至次日03:00放网,07:00 收网,网具400~500 m,网目4~10 cm;鱼笼4~6个;钓钩300~400个。
2 结果与分析
2.1 水质
水质检测结果表明,岩滩水库水体的总磷、挥发酚、非离子氨、石油类、汞、铜、锌、铅、镉、pH值等水质指标符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水及GB 11607—1989《渔业水质标准》的规定。岩滩水库水体总氮含量 1.25~2.70 mg/L,均值1.75 mg/L,按GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准,该水体总氮含量超标0.25~1.7倍,平均超出Ⅲ类水标准值的74.6%(表1)。
2.2 浮游生物
共采集到浮游植物6门57属,其中蓝藻门9属、绿藻门23属、硅藻门17属、裸藻门2属、甲藻门4屬、金藻门2属,硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻为优势种,以硅藻的生物量最大(表2)。各断面浮游植物单位平均数量101.34万ind./L,单位平均生物量1.115 1 mg/L。根据SL218-98《水库渔业营养类型划分标准》,以浮游植物单位水体生物量为判断依据,岩滩水库属中营养型水质,水体质量一般。
共采集到浮游动物4类19科35属43种,其中原生动物4科8属13种、轮虫5科10属12种、枝角类6科7属8种、桡足类4科10属10种(表3)。浮游动物各类群数量差异较大,轮虫最多,原生动物次之,枝角类、桡足类最少。浮游动物单位平均数量459.6 ind./L,单位平均生物量0.642 2 mg/L。根据SL218-98《水库渔业营养类型划分标准》,以浮游动物单位体积生物量为判断依据,岩滩水库属贫营养型水质,水体质量良好。
2.3 渔获物
渔获物调查时间为2013年6—11月,记录上游、中游、下游渔民单船作业下每天的渔获物数据,共记录渔获物1 410.2 kg,记录鱼类52 365尾。经检索,全部鱼类隶属3目6科(鲤科含6亚科)17属17种(表4)。其中上游渔民记录作业时段181 d,有渔获物时间178 d,相应记录渔获物数据178份,渔获物905.9 kg、51 351尾;中游渔民记录作业时段174 d,有渔获物时间64 d,相应记录渔获物数据64份,渔获物268.2 kg、430尾;下游渔民记录作业时段150 d,有渔获物时间86 d,相应记录渔获物数据86份,渔获物236.1 kg、584尾。3地渔民单船日均捕获鱼类2.7 kg。
根据调查所得的所有渔获物种类、数量、质量分布情况计算得出,全部捕获鱼类的Shannon-Weiner多样性指数为0162,Wilhm 改进指数为1.814,DG-F物种多样性指数为0.083。
3 讨论与结论
3.1 讨论
3.1.1 岩滩水域水质自然环境基本正常
岩滩库区1981—1982年、1996—1997年、2003—2004年、2005—2006年及2013年度检测结果显示,水域水质理化指标值虽有变化,但除总氮超标外,历次调查采样中的其他检测指标平均值都符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准及GB 11607—1989《渔业水质标准》。由表5可见,目前岩滩库区浮游植物种类数量比历史数据略低,单位平均数量及生物量比水库建设前略高,但与水库蓄水后5、10年的数量相比有明显下降;浮游动物种类数量比历史数据略低,单位平均数量及生物量比蓄水后5、10年的数量明显下降[8]。从本次调查所得的浮游生物的单位生物量指标值判断,岩滩水域水质处于贫营养型至中营养型之间,库区水域自然环境基本正常。
3.1.2 岩滩水域鱼类资源枯竭
据近30年对红水河及岩滩库区渔业生态调查结果,1981—1984年、1997—1998年、2003—2005年调查到岩滩库区鱼类分别为15科70种[3]、15科43种[9]、14科42种[10],主要经济鱼类30多种。虽然受渔具、渔法影响,调查结果无法全面反映库区鱼类资源现状,但本次调查持续记录时间长达半年,上游、中游、下游渔民全部记录捕获的鱼类仅有3目6科17属17种,渔民单船日均捕获量仅2.7 kg,可见库区鱼类资源已十分枯竭。
3.1.3 岩滩水域鱼类物种多样性低下
Shannon-Weiner多样性指数从群落中不同物种数量分布情况反映群落物种的丰富程度;Wilhm改进指数则综合了物种丰富性和均匀性两方面的影响,主要从群落不同物种质量分布情况反映群落结构的复杂程度[11];DG-F物种多样性指数则从群落生物的种类数量及其在各科、属间的分布情况反映群落的生物物种多样性程度[6]。2013下半年调查记录岩滩水域捕获鱼类的 Shannon-Weiner 多样性指数值为0.162,Wilhm 改进指数值为1.814,DG-F物种多样性指数值为0.083。周解等对广西内陆水域[7]、韩耀全对漓江及黔江水域[8]、李捷等对广东省肇庆市西江[12]、凌去非等对长江天鹅洲故道[13]、张家波等对老江河[14]、张敏莹等对长江[15-16]进行过鱼类资源调查及其多样性分析,与近年来珠江、长江流域不同江河的鱼类多样性调查分析数据相比,岩滩水域鱼类物种多样性低下,Shannon-Weiner多样性指数仅为其他水域平均值的4.14%,Wilhm改进指数为其他水域平均值的59.05%,DG-F指数仅为其他水域平均值的15.82%(表6)。
3.1.4 岩滩水域鱼类资源结构不正常
从渔获物数量上看,超过98%渔获物是小型鱼类(其中四须盘[XCZ5.tif]占97.51%)。从渔获物质量上看,超过50%的渔获物是小型鱼类,其他经济鱼类比例极低。即使从质量看,除小型鱼类外,也只有库区可以自然增殖的鲤鱼和罗非鱼比例超过10%,其他非人工增殖放流鱼类质量仅占全部渔获物的6%左右。这与广西江河13种主要经济鱼类比例超过54%的历史调查数据相差极大[2]。可见,岩滩水库鱼类资源不仅枯竭,鱼类组成结构也极不正常。
3.2 结论
本研究表明,岩滩水域自然环境特别是水质状况基本正常,但鱼类资源枯竭,鱼类物种多样性极低,与库区建设前的自然江河相比,目前库区鱼类资源结构极不正常。由于红水河多级水利大坝建设阻隔,流域水生态环境发生了重大变化,特别是原红水河如青鱼、草鱼、鲢、鳙等产漂流性卵的主要经济鱼类丧失了繁殖增殖自然环境,鱼类资源日趋枯竭。再加上渔业发展无序、环境压力增大等其他因素的叠加影响,近年来库区水域水生生物结构失衡,特别是鱼类资源结构失衡。而鱼类结构的不合理又反过来加剧了库区水生生物结构的不合理,使库区水域生态安全事故及隐患增加。根据渔业主管部门《大化县岩滩库区淡水壳菜危害调查报告》的调查结果,近年来岩滩水库淡水壳菜灾害性暴發的主要原因之一,正是其天然敌害生物——青鱼数量的锐减。
为了库区水域生态环境安全,岩滩水域的水生态修复工作迫在眉睫。从生物操控角度,渔业部门近几年的鱼类增殖放流,应该在充分调研的基础上,科学合理增殖放流库区原红水河土著鱼类,逐步恢复鱼类种类构成及其多样性。可以通过针对性地放流鲴类等底层鱼类以改善库区底泥,放流青鱼等鱼类以吃食过多的底栖动物,投放一定量的肉食性鱼类清除过多的小型鱼类,改善水生态环境及水域生物结构。通过水域初级生产力及鱼产容量的正确估算,合理放养鲢鳙以减缓和调控库区水域的富营养化进程,降低库区水体的氮、磷含量,提高水环境质量。
致谢:本研究得到广西河池市、天峨县、大化县、东兰县、巴马县、南丹县渔业部门以及库区渔民的大力支持和帮助,深表谢意!
参考文献:
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当前,在社会、经济、资源可持续发展的观念下培养学生对生物多样性的理解越来越受到教育界的重视。生物多样性是地球上各种生命形式几十亿年进化的结果,是人类社会赖以生存和发展的物质基础。保护生物多样性就是保护人类自己,因此在生命科学教育中要强化这一主题。人们将生物多样性分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次,其中,物种多样性在生物多样性中占有举足轻重的地位,一般意义上,人们所说的生物多样性方面的问题,就是指物种多样性,是生物多样性最基础和最关键的层次。帮助学生形成正确、稳定的物种多样性概念,对于他们理解生物多样性具有重要意义。南京秦淮区的小学科学教研员和一线教师组成研究团队,在查阅国内外相关文献和课程标准的基础上提出生物多样性学习进程的假设,并采用评测题和访谈的方法开展实证研究。抽取南京市秦淮区1-6年级小学生270人进行访谈、1800人进行测试。根据评测结果,对假设的学习进程进行修订,最终形成小学生“物种多样性”概念的学习进程。
儿童“物种多样性”概念学习进程
参考国内外相关研究及课程标准,并结合研究团队的教学经验和对该概念的理解,我们首先提出了儿童“物种多样性”概念学习进程假设,将小学分成低、中、高3个年级段:12年级、3-4年级、5-6年级。概念以拼图式分布,形成学习进程。通过对2070名小学生的调研,修订完善进程,最终形成儿童“物种多样性”概念学习进程,如表1所示。
该进程体现了拼图式学习进程的特点,学生对于某个概念的掌握是通过对各个小概念“碎片”的掌握,逐渐拼成整个认知结构图。
小学1-2年级学生所能掌握的概念主要是对动植物的识别;3-4年级学生则在对动植物识别的基础上,进而了解生物的种类及生存状况,认识微生物;5-6年级学生所能掌握的概念是在此基础上,形成对物种多样性概念的理解,及了解物种多样性对人类的意义。
通过对学生的调研发现,学习进程符合大多数学生在各年级段对物种多样性概念的理解,学生对于进程中各概念的理解随着年龄的增长而逐渐加深。例如:
在宏观上,对于概念1.1(不同的植物和动物都有不同的外部特征),1-2年级学生能知道部分植物与动物具有不同的外部特征,但不能用语言等形式描述不同动植物的外部特征。到了3-4年级学生能够进行零散的描述,到5-6年级才能作出较为完整的描述。而对于概念1.2(每一种植物、动物的个体之间也存在着不同),各年级学生的正确率持续发展,1-2年级正确率在70%左右,在3-4年级之后有稳定的高正确率,因此该概念在1-2年级是教学干预的重要时期。
在微观上,随着年龄的增长,学生对微观生物的理解呈现出清楚-混淆-非常了解的过程,低年级学生知道土壤中的某些生物会“吃掉”埋在土里的鱼骨,但不知道这些生物是什么;而到了三四年级,学生了解到植物的根从土壤里吸收营养,认为埋在土里的鱼骨消失是因为被植物的根吸收了,不知道土壤中的营养物质来自于微生物的分解作用;到了6年级,学生对生物的了解增多,非常清楚微生物的存在和种类。而对于“几乎在每个地方都能找到生物”概念的理解,学生也是逐渐提高,低年级学生知道深海、雪山、河水、土壤中有生物存在,而到了高年级,学生才知道人的肠道中也有生物(微生物)存在。
基于学习进程,开展教学实践
针对学习进程和学生对于各概念的理解情况,课题组设计了针对不同年级的课程,以概念1.1和2.1为例。
课题1:它长得什么样?
适用年级
小学2年级
学习内容分析
这节课是针对学习进程中的概念1.1“不同的植物和动物都具有不同的外部特征”编制的第2课时。第1课时的主要教学内容为让学生在学校的花园内寻找1种小动物,拍摄照片。课后,使用软件“轻笔记”(――“轻笔记”软件可以让学生与教师在iPad和电脑之间共享笔记、同步查看;Keynote是幻灯片演示软件,可以在iPad和电脑上实现课件的共享;Airplay的推送功能可以将学生做的笔记、录音等推送到教师的电脑,实现大屏幕同步分享),将自己观察的小动物的身体外部特征用照片、绘画或语言录音等各种形式上传到班级笔记中。第2课时仍由寻找校园内的动物人手,让学生再寻找更多的小动物,在观察中学习描述小动物的外部特征,发现不同的动物具有不同的外部特征。并通过拼图游戏,认识到各种动物外部特征之间的区别。
学习者分析
2年级学生年龄小,对小动物有天然的亲近感。他们已从一些书籍和电视节目中认识了很多动物,知道动物的身体各不相同,但很难用语言完整地描述它们的外部特征。他们的观察点或描述点集中在动物身体的局部特征上。
预期学习目标
发现局部身体外部特征的描述无法整体认知一个动物,意识到外部特征描述完整便于辨别动物。
小组合作,运用动物照片对校园中的一种动物的外部特征进行全面描述,使用语音输入技术进行记录在全班交流,发现不同的动物有各自的外部特征。
能运用动物的不同外部特征的描述来辨认动物。
教学重点
运用动物照片对校园中的一种动物的外部特征进行全面描述。
教学难点
对动物的外部特征进行全面描述。
教学准备
教学课件、iPad;教学软件――轻笔记、Keynote、Airplay。
教学主要过程
导入。各小组用Pad听上节课中学生对所观察的动物做的录音笔记,在另一台iPad上将小动物的身体部件的图拼接完整,与教师和同学分享结果。由于学生没有学习如何对动物外部特征进行描述,对动物的描述往往是片面的、局部的,所以在录音笔记中学生能获得的信息较少,大多数学生无法正确完成动物身体部件的拼接。
引导学生对动物进行全面观察,用系统、准确的语言来描述动物的外部特征。这个环节是教学的难点,需要教师仔细耐心地引导。例如:
师:我们该如何描述小动物的样子,让大家能又快又准地拼出小动物?
生:颜色、大小、形状。
师:好,我来按照同学们说的试一试。一个小动物全身是黑色的,长得很大,形状大概是圆圆的。你们能猜到老师说的是什么小动物吗?
生:不能。
师:看来我们在描述时还缺少一些重要的信息。(出示蜗牛图片)除了颜色、形状、大小以外,你还会介绍蜗牛身体外观的哪些信息呢?
生:蜗牛有触角。
师:你提到了触角,触角是蜗牛身体的什么呀?
生:身体的一个部位。
师:看来想要介绍一个小动物的样子,得先介绍它身体外观各部位。(板书:身体外观各部位)比如,你们提到蜗牛有触角,请你指一指蜗牛的触角在哪里?
生:(指出蜗牛的触角)
师:你们赞同吗?
生:(点头)
师:如果老师告诉你那个不是蜗牛的触角,你们觉得那个会是蜗牛的什么呢?
生:不知道。
师:看来我们大家对于小动物身体外观的各部位认识得还不正确。如果我们自己都不能准确地认识小动物身体外观的各部位,我们在介绍的时候就会……
生:出错。
学生自学“轻笔记”中小动物学习手册,认识一些小动物的身体外观各部位。各小组按照动物的各部位描述小动物的外部特征。
总结:在介绍小动物的时候要尽量介绍完整,不仅包括颜色、大小,还要详细介绍小动物的各个部位。
课题2:它们是一类的?
适用年级
小学3年级
学习内容分析
这是针对学习进程中的概念2.1“多种多样的生物可以按照不同的方式进行分类”设计的1节课。教学主要内容是通过描述生物特征让学生猜谜的形式,让学生了解不同的生物具有不同的特征。然后创设情境:“中山小学要建1个小型生物博物馆,引进了一批生物标本,如何将其安放在不同的分馆和房间中?”帮助学生将生物分成动物和植物,并按照动物的外形特征进行分类。课程重点关注学生能否对分类的理由给出较为合理的解释。
学习者分析
通过对于概念2.1理解情况的调查,发现一二年级学生对生物的外观总体观察正确率较高,但对生物的分类正确率到了3年级才有较高的正确率,3年级是对学生进行生物分类教学的干预期。可见,只有在对动植物外形特征有充分了解的基础上,才能引导学生开展分类的活动。概念1.1和1.2是概念2.1的基础,而概念2.1的建构则是为后续概念服务。当然,在分类之前,再对动植物的外形特征加以分析仍是必要的,以帮助小学生熟悉和巩固。
预期教学目标
通过将生物标本分往不同的馆,将生物分为动物和植物,归纳动物和植物的区分。
通过描述蚯蚓、蛇、鸽子等不同动物的特征,再进行对比,发现这些动物的相同和不同之处。
通过博物馆分类的活动,引导学生根据生物的外形特征对生物进行分类,并说明理由。
教学重点
归纳出区分它们的主要根据是生物的外形特征。
教学难点
通过蚯蚓、蛇、鸽子的不同对比,引导学生根据生物的外形特征进行分类。
教学准备
课件,蚯蚓、蛇、海豚、鲨鱼、鸽子、蝙蝠等各种动物图片。
教学主要过程
游戏。根据描述,猜出是哪一种生物,由“不同的生物具有不同的特征”引出博物馆需要分类。
有一种动物生活在陆地上,浑身没有骨头,身体是一节一节的,爱钻土。
有一种动物生活在海洋里,有锋利的牙齿,十分凶猛。
有一种动物生活在天空中,胸骨突出,有翅膀,夜里活动,白天睡觉。
创设情境。“中山小学将要建立1个小型生物博物馆,进了一批生物标本,我们一起来看这些生物应该如何分类安放”,帮助学生了解生物“界”的分类,区分植物和动物。
呈现图片:有胡椒、麦子、瓶子树、猎豹、秃鹫、鸭子……博物馆有2个分馆,该如何将这些生物分到2个馆中?
小组讨论:将图片中的生物进行分类,并说明分类理由,解释这2类的不同,在班级中交流。
总结:生物可以分为2大类――动物和植物,因此可以将中山小学的生物博物馆分为动物馆和植物馆。
在动物馆里进行进一步细致的分类,引导学生按照动物的外形特征,将动物进行分类。
呈现图片,提出问题:现在请我们走进动物馆,动物馆内有蚯蚓、鲨鱼、蛇、鸽子、海豚、蝙蝠等动物的标本。这些动物标本不能随意摆放,怎样将它们分到不同的房间呢?
仔细观察动物图片,在小组里描述和记录这些动物的外形特征。选取多个动物,对比它们的不同。
小组讨论:将图片中的动物进行分类,并说明分类理由,在班级中交流和讨论。
课程总结。动物可以按照其外形特征进行分类。下个礼拜还会再来一批生物,我们应先将生物进行动物和植物分类,分到各馆,再将动物分到不同的房间。
教学反思
物种多样性概念的学习进程描述了儿童在不同年龄段对物种多样性相关概念的理解和掌握情况研究,教师可以清晰地知道6~12岁儿童在不同年龄段围绕物种多样性概念该设定什么学习目标,如何合理表述学习目标以符合学生在不同年龄段的实际发展水平,帮助学生逐步扩展形成相互连贯的物种多样性的概念框架。
例如“不同的外部特征有助于动物或植物的生存”概念的下一级概念是低年段“不同的植物和动物都具有不同的外部特征”,上一级概念是“某些植物品种和动物品种比其他品种具有更多的优良特性”。通过学习进程研究发现,一方面,对于常见的生物,学生可以说出他们的生存环境,但通常是知其然不知其所以然,能将生物的外部特征与环境联系分析思考的孩子少之又少;另一方面,学生对是环境选择了生物还是生物选择了环境认识模糊,大多数学生认为生物选择了环境。鉴于此,建构此概念的学习目标设计为:①观察给定的环境,分析引进该环境中的生物需要具备哪些特性;②观察给定生物的外部特征,推测其适合生存的特定环境,明晰特定环境中的生物需要具备的身体特征;③分析不同环境中现有的生物,推测在一定时间后的生存状况。
为研究湿地-干草原植物多样性沿生境梯度变化规律及其影响因子,该文采用样线法从东、东北、西、西北4个方向沿着湿地-干草原生境梯度进行样方布设,4条样线共计布设样方123个.在物种多样性软件(BioDiversity Pro)及统计软件(Microcal Origin)的支持下,对外业调查资料进行处理,并进行物种多样性指数的`计量,对宁夏盐池湿地-干草原生态系统物种多样性进行分析比较,结果表明:同一条样线的不同植被带(按照生境特征及植被类型分为湿生带、交错带和干旱草原带,简称“三带”)间物种多样性差异很大,无论是反映物种数量和种类的丰富度指数R,还是综合反映物种多样性的综合多样性指数y,交错带都表现出了明显的优势,这正是交错带的边缘效应的体现.均匀度指数旱生带大于交错带,这与盐池草原生态系统植被恢复和荒漠化逆转、优势群落逐渐形成的实际状况相吻合.4条样线物种多样性计量结果表明:东样线和东北样线由于受人为干扰比较小,同时所处地形抬升比较小,使交错带拦截的物质、能量相对较多,所以东样线和东北样线各种多样性指标都高于其他两条样线,尤其东北样线的Simpson综合多样性指数D比最小的西北样线高39.92%.
作 者:李瑞 张克斌 王百田 杨晓晖 乔锋 杨俊杰 杨莉 LI Rui ZHANG Ke-bin WANG Bai-tian YANG Xiao-hui QIAO Feng YANG Jun-jie YANG Li 作者单位:李瑞,张克斌,王百田,乔锋,杨俊杰,杨莉,LI Rui,ZHANG Ke-bin,WANG Bai-tian,QIAO Feng,YANG Jun-jie,YANG Li(北京林业大学水土保持学院,水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室)
杨晓晖,YANG Xiao-hui(中国林业科学研究院林业研究所)
森林物种多样性在现代社会发展中的重要性日益凸显, 维护森林物种多样性发展极为重要。森林物种多样性保育价值评价能够直接的反映出该区内的森林物种多样性保育价值及相关信息情况, 为提高森林物种多样性提供了有利保障, 在物种多样性保护方面作出了重要贡献。
2 区域性地理生态环境评估
生态环境中的, 温度、湿度及生态链等基本状况, 均对固定区域森林物种多样性的Shannon-Weiner指数产生影响, 各区域内部的生态环境差异较大, 使物种种群的栖息方式有所不同, 在通常情况下, 生态环境的标准指数与生态链的完整度, 是决定种群数量的主要因素。
2.1 生态环境标准理化评估
生态环境的理化标准差距较大, 各地区所遵循的理化标准也各不相同, 目前主要的衡量标准有, 国家标准、国际标准、专业标准及地方标准等, 按物种种群分类, 主要以国家标准与国际标准为主, 由于国家标准的制定尚未统一, 所以适用范围较小, 一般的小型森林则以地方标准为主, 专业标准则是对特殊珍惜保护动物而设计的衡量标准, 根据动物种类、气息环境及区域的不同, 生态环境标准评估数据难以统一, 并且, 我国目前所确立较为官方的生态环境理化衡量标准有待完善, 因而国际标准与行业标准成为生态环境理化评估的主要依据。
生态环境标准理化评估也能够对Shannon-Weiner指数的准确度产生影响, 相比于生态链完整度基数评估的影响, 生态环境标准理化评估对ShannonWeiner指数的影响较小, 不需要进行更深层次的解析与排除。
2.2 生态链完整度基数评估
生态链标准基于生态链的平衡度进行测算, 生态链的完整度, 在较大程度上影响了生物种群的数量, 生态链的良性循环, 促使物种迈向多样化发展, 种群数量也能得以保持稳定。基数是指生态链的低端的物种数量, 需要计算其基本的繁育能力, 是否能够保持上层生态链的平衡, 如生态链中某一物种种类有所降低, 既对Shannon-Weiner指数产生数据值波动的影响, 物种种类稀少, Shannon-Weiner指数相对稳定, 物种种类较多, 也就随之增加了诸多的不确定因素, ShannonWeiner指数即会产生较大的波动, 难以对其估算确定值, 因此也就导致Shannon-Weiner指数的不准确。
3 Shannon-Wiener指数物种多样性保育评估存在的问题与改进方案
3.1 问题
Shannon-Wiener指数计算的数据, 仅考虑到整体的数据, 在数据测算过程中, 并不稳定, 相关的计算数据仅能够对该区域内, 大环境下的森林物种进行测算, 难以保障其个体种群测算的准确度。Shannon-Wiener指数测算结果以H值作为衡量标准, 群落中的个体种群计算仅测算总数值N, 对于不同种类间的种群测算难以得到相对准确的结果, 在生态系统改进过程中, 便导致难以顾忌对其余生态种群的影响。
Shannon-Wiener指数相对较为单一, 在测试过程中, 需要考量的样本数量较多, 可能对生态系统造成不利的影响, 同时Shannon-Wiener指数的测算, 不能满足小型森林的测算需要, 仅适用于大型的物种种群, 虽然应用较为广泛, 但依旧具有一定的局限性。
3.2 改进方案
种群的多样性衡量标准, 应按照当地区域种群的数量进行分离结算, 通过不同计算方式, 对物种的多样性进行测算, 辛普森多样指数对于提高物种群落多样性计算准确度有一定的帮助, 该测算方式与Shannon-Wiener指数测算有着本质上差别, 辛普森多样指数测算, 仅需要极少数的样本对比, 即可进行计算, 相对的计算公式也较为简单, 适用于小型森林的物种群落多样性的计算。
在进行区域内物种多样性保育价值计算时, 需要通过多种数据同时分析的方式, 辛普森多样指数与Shannon-Wiener指数虽然有着一定的差距, 但也有一定的共同点, 及即是计算值越大, 物种多样性情况越好, 反之数值越低, 则该区域内的物种多样性情况较差, 需要采取措施保护该地区的物种多样性。辛普森多样指数与Shannon-Wiener指数的计算公式如下:
Shannon-Weiner指数 (H) :
式中:ni为第i个种的个体数目;N为群落中所有种的个体总数。上式亦可表示成:
式中:pi=ni/N, 表明第i个种的相对多度。
4 增加濒危物种特殊指数多样性评估
濒危等级是确定物种优先保护顺序和制订濒危物种保育策略的重要依据, 《生物多样性公约》、相关国际组织和一些国家都把物种濒危状态的评价作为生物多样性保护工作中的一个重要步骤。我国在20世纪90年代, 先后出版了《中国植物红皮书》、《中国濒危动物红皮书》, 依据的标准是20世纪60年代的IUCN国际濒危物种等级新标准。
在云南省内分布有滇杨, 其物种为云南省内特有种。所以在增加特有种指数修正后的评估方法测算的保育价值中, 思茅松和杨树排位均能提升, 在此方法中就能体现出特有种的保育价值。
云南省增加了濒危指数修正和增加特有种指数再次修正的3种森林生态系统物种多样性保育价值评估方法。结果显示, 经过2次修正的评估方法, 能够科学地评估出森林生态系统物种多样性保育价值, 在测算了森林生态系统Shannon-Wiener指数多样性保育价值外, 还能兼顾濒危物种和特有种的保育价值。
5 外来物种入侵对森林物种多样性保育价值评估的影响
5.1 对H值准确度的影响
H值是Shannon-Wiener指数计算法中, 衡量物种多样性生存情况的主要标准, 外来物种的入侵, 直接导致生态链的平衡受到影响, 生态链某一阶段内的种群数量直线下滑或上升, 缺少了主要影响的天敌, H值的计算将不再准确, 需要重新对区域内的样本进行重新的采集, 不仅严重影响生态环境的失衡, 也容易导致疾病的滋生, 破坏了原有稳定的生态系统体系。
5.2 对信息来源准确度的影响
Shannon-Wiener指数的计算主要依靠样本的采集, 外来物种对样本的采集产生间接影响, 样本也受到不同程度的破坏, 难以为Shannon-Wiener指数的计算提供准确的数据信息。
5.3 物种多样性保育价值评估改进的有效途径
物种多样性保育价值的评估与改进, 需要通过多种计算结合的方式, 以辛普森多样性指数与ShannonWiener指数为主要的衡量标准, 两种计算方式避免单一使用, 进一步提升指数测算的稳定性, 通过对结果值进行分析, 得出最终测算的结论。物种多样性保育价值评估的改进, 需要根据区域的实际情况进行修改, 选择具有一定计算经验的技术人员, 对物种多样性保育价值评估方式进行优化, 进而确保其能够在最短的时间内, 对区域内的物种多样性保育价值做出评估。
6 结语
森林物种多样性问题日趋严重, 受到环境因素的影响, 森林物种多样性不断减少, 难以维持生态系统的正常运转, 给生物的生存带来了严重的安全隐患, 需要制定详细的方案, 对森林物种多样性进行治理。各地区的生态环境不尽相同, 相关的治理方案需要根据森林物种多样性保育价值进行评估, 通过最终得出的结果进行方案的制定, 因而择优选择适宜的森林物种多样性保育价值评估方法极为重要, 必要时可对其进行修改使其符合当地的自然条件与环境。
摘要:指出了森林物种多样性保育价值评价方法较多, 需要选择符合实际情况的评价方法对森林物种多样性保育价值进行评价, 同时根据发展状况适当地进行改进, 才能够确保森林物种多样性保育价值评价的准确性。基于此, 就森林物种多样性保育价值评价方法改进展开了探究, 并提出了森林物种多样性保育价值评价方法的具体改进措施与方案。
关键词:森林物种,多样性,保育价值,评价方法
参考文献
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关键词 人工林;土壤碳汇功能;物种多样性
中图分类号:S154 文献标志码:B 文章编号:1673-890X(2015)24--02
森林生态系统是全球陆地生态系统重要组成部分,约占整个陆地面积的65%,, 存储了整个陆地生态系统62%-~78%的碳, ,而其中的70%又蓄储存于森林土壤中。 另外,每年森林生态系统通过植被的光合和呼吸作用与大气间交换的碳约为50 Pg,这相当于每年人为排放量的7倍。 因此,森林生态系统碳密度的波动对大气中CO2的浓度将产生重大影响,而这也为通过增加森林生态系统的面积以及提高其碳密度来减缓全球变暖提供了可能。通过在撂荒(abondaned)农田或者牧场以及自然草地上进行造林((afforestation, 造林区域以前没有森林覆盖))和再造林((reforestaion,造林区域以前被森林所覆盖)),不但能使生态系统的功能以及生物多样性有机会得以恢复,并且还可以在土壤和植物生物量中重新累积并储存大量的碳,从而被政府间气候变化专门委员会推荐作为应对大气CO2浓度升高的一种方法. 。
近年来,世界范围内高的生物灭绝的速率,使得生态学家更加关注物种多样性与生态系统过程和功能之间的关系[1]。植物物种多样性及物种组成会影响生态系统的生产力、稳定性、养分动态等生态系统功能和过程[2],也会对土壤碳汇功能产生影响[3]。但目前,关于生物多样性与生态系统碳平衡间的相互关系缺少实验证据,特别是而关于植物多样性及其变化对土壤碳固定影响的研究更不充分[4]。充分地研究物种多样性与陆地生态系统碳固定之间的关系,能使人们更好地应对气候以及土地利用变化对自然生态系统的影响;特别是研究人工林物种多样性与碳密度的关系,能为设计建植碳富集的人工林生态系统提供理论和方法,以加强人类应对气候变化的能力[5]。
1 人工林物种多样性影响土壤碳汇功能的理论基础
以往关于植物物种多样性和群落组成与生态系统功能之间关系的研究主要集中在草地生态系统。而通过这些研究,发现了许多生物多样性影响生态系统功能的现象,也提出很多理论和假说来解释这些现象。例如,提出“生态位互补”和“抽样效应”2种假说来解释物种多样性与生产力间的正相关关系。“生态位互补”假说认为,由于物种丰富的群落对限制资源的利用更有效率。因此,该生态系统的生产力就更高。而“抽样效应”假说认为,物种丰富度越高的群落包含高生产力且具有较强竞争力的物种的可能性就越大。但是这些结论和假说能否应用到其他生态系统还存在诸多疑问[6]。
2 人工林群落生产力与土壤碳汇功能研究
植物物种多样性和群落组成通过植物群落生产力对土壤碳库潜在的输入量产生影响[3]。另外,植物物种多样性和群落组成还通过植物群落生产力调节土壤呼吸,进而影响土壤碳元素的输出。然而来自不同森林生态系统的研究却显示植物物种多样性与土壤碳固定和碳储量间并不存在确定的相互关系。Zhang[7]等人调查了位于中国西南部的亚高山针叶林演替序列,发现植物多样性与土壤碳储量间没有相关性,但与地上部分生物量碳储量间呈显著负相关。在人工管理的森林生态系统和农林复合生态系统内,也发现物种多样性与土壤碳储量或密度没有相关性。Jonsson[8]等分析了来自于30个不同时间经历火烧的阔叶林岛屿的数据,发现了植物物种多样性和群落组成与整个生态系统碳储量(包括地上生物量碳储量,土壤和植物地下生物量碳储量)显著正相关,但他们认为,对于森林生态系统植物物种多样性对生态系统碳储量的影响要远小于群落物种组成的影响。
3 人工林物种组成与土壤碳汇功能
森林生态系统的植被主要包括两个部分,林冠层的乔木和林下植被。由于自身碳储量较少,在计算森林生态系统碳储量时,一般不将林下植被考虑在内。然而,林下植被对森林生态系统的许多生态系统过程和特征起着至关重要的作用,例如,森林生态系统演替,物种组成,控制森林微气候影响种植萌发和幼苗生长,影响养分循环和能量流动等。最近的研究表明,林下植被在不同的森林生态系统碳循环中也起着重要作用。例如,通过剔除人工林林下植被,Wang[9]等人发现土壤呼吸和土壤碳固定发生了显著变化。在一项关于黑云杉林生态系统土壤碳库的研究中,研究人员发现一种关键物种Sphagnum moss的多度是土壤碳库重要的指示因子[10]。而同样是林下植被的一种茜草的数量以及它的功能特征,对热带人工林的生产力和养分可利用性等生态系统功能也起着极其重要的作用[11] 。
参考文献
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