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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇海洋生態系統的特征范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
[關鍵詞] 圍填海;生態服務功能;價值損失評估;天津濱海新區
【中圖分類號】 X17 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244(2014)07-267-1
填海造地是沿海地區緩解土地供求矛盾、擴大社會生存和發展空間的有效手段,具有一定的社會和經濟效益的同時也帶來了相應的負面影響,填海造地改變岸形,使海域的水動力條件發生改變,減小水環境容量和污染物擴散的能力。更為重要的是,填海造地意味著海洋生態系統自然屬性的永久性改變,造成海洋生態系統為人類提供的其他服務。因此,人類必須在填海造地增加的土地價值與海洋生態系統提供的服務功能價值之間進行權衡,以使海洋生態系統進入良性循環。
一、研究區概況
研究區位于渤海灣西岸天津段。地貌屬于濱海沖積平原。該岸段是我國典型的泥質海岸,潮間帶上界抵人工海堤,總體南寬北窄,寬度2.5~7.0km。濱海新區淺海水域和海灘涂面積約3000km2(至水深5m),海洋生物繁盛,為我國大型洄游魚類和多種地方性經濟魚蝦、貝類產卵成長的良好場所。通過對渤海灣歷次的調查和研究共發現渤海有近432個浮游植物物種,其中主要是近海硅藻類(約占400余種)。占浮游植物種類的92.6%,調查區浮游植物的生態類型多為溫帶近岸性物種,少數為暖海性物種或大洋性物種。
二、海洋生態系統服務功能的價值評價方法
海洋生態系統的每一項服務都是由其生態系統的內部結構或生態過程所支持的,都可以找到在生態類型具有不同的服務功能。本文參考陳尚等的研究成果,根據膠州灣海域的實際情況,選定膠州灣圍填海造地損害的海洋生態系統服務功能,主要包括:食品生產、氣體調節、營養物質循環、廢棄物處理、科研文化、休閑娛樂和物種多樣性維持七大功能,采用市場價值法、替代花費法、影子工程法等方法,對膠州灣填海造地造成的海洋生態系統服務功能價值損失進行評估。
三、濱海新區生態系統服務功能價值損失評估
(一)食品供給
天津濱海新區圍填海的食品損失主要是魚類。填海造地使原來的海域轉化為陸地,損害了海域原來的海水養殖功能。其價值可以根據市場價值法,用被填海域養殖的利潤來評估。其中水產養殖的價值損失評估為:
人工養殖水產品價值損失的評估模型為:(1)式中:P11為海水人工養殖的價值損失;R為每年單位面積的產值;C為養殖成本;S為圍填海域面積。取利潤率為20%,則:(2)天津濱海新區附近海域養殖對象主要為魚類。據2010年天津漁業統計年鑒可知,天津漁業養殖平均產值為17萬元/(hm2?a),2010年天津濱海新區圍填海面積為312.78km2,由此可以得出水產養殖價值損失為106345.2萬元。
(二)氣體調節功能價值損失
氣體調節功能主要是指海水浮游植物通過光合作用和呼吸作用吸收二氧化碳和釋放氧氣,從而調節二氧化碳和氧氣平衡的功能。圍填海開發破壞了原有的海域,浮游植物完全消失,海洋的氣體調節功能受到損害。氣體調節功能包括海水固定二氧化碳和釋放氧氣兩個方面,因此圍填海的氣體調節功能的損害價值即為海水固定二氧化碳的價值和釋放氧氣的價值之和。根據光合作用方程式可以推算出植物每生產1g干物質,需要吸收1.63gCO2,釋放1.19gO2。在式中:P2為氣體調節功能價值損失,X為初級生產力;S為填海面積;Cl為固定CO2的成本;C2為釋放O2的成本;
根據目前國際上通用的碳稅率標準和我國的實際情況,采用國際碳稅標準150美元/t(1155元/t)和我國的造林成本250元/t的平均值703元/t作為固碳的單價渤海新區初級生產力為261mg/(m2?d)。根據歐陽志云等的研究,制造氧氣的成本為370元/t因此,氣體調節功能的價值損失為1292.18萬元/a。
(三)廢棄物處理價值損失
填海造地對海洋生態系統廢棄物處理功能的損害主要通過減少海域面積、影響海域納潮量,從而減少海域環境容量。此處主要估算COD的環境容量價值。COD去除成本4300元/t,單位面積海水能去除COD的量為:149.52/km2.a。因此,廢棄物處理功能價值損失為萬元20109.75萬元/a。
(四)其他價值損失
參考國內有關研究,我國單位面積生態系統的平均科研文化價值為3.55萬元/(km2.a),據此計算膠州灣圍填海造成的科研文化功能價值損失為萬元1110.37萬元/a。
根據Costanza等的研究成果,近海的娛樂文化價值為144美元/(hm2.a),近似為45040.32萬元/a
四、結論
從上評估可知,濱海新區填海造地造成的海洋生態系統服務功能價值損失總值為180466.2萬元/a。其中,供給功能價值損失最大,其價值損失為106356.45萬元/a,占總價值損失的59%, 這也說明海水養殖功能是天津濱海海域最主要的生態系統服務功能。其次是休閑娛樂,其價值損失占24%,再次是廢棄物處理,價值損失占11%,支持功能和文化功能價值損失所占的比例較小。
參考文獻:
[1]劉育,龔鳳梅,夏北成.關注填海造陸的生態危害[J].環境科學動態,2003,(4).
[2]彭本榮,洪華生,等.填海造地生態損害評估:理論、方法及應用研究[J].自然資源學報,2005,(11).
[關鍵詞]國家海洋公園;海洋生態文明建設;海洋資源
[中圖分類號]F59199[文獻標識碼]A[文章編號]
2095-3283(2013)04-0105-03
基金項目:遼寧省教育廳人文社會科學研究一般項目(W2012229);遼寧對外經貿學院優秀人才支持計劃資助(2012XJYQ01)。
國家海洋公園是由中央政府指定并受法律嚴格保護的具有一個或多個保持自然狀態或適度開發的生態系統和一定面積的地理區域(主要包括海濱、海灣、海島及其周邊海域等);該區域是旨在保護海洋自然生態系統、海洋礦產蘊藏地以及海洋景觀和歷史文化遺產等,供國民游憩娛樂、科學研究和環境教育的特定地域空間。
一、我國國家海洋公園的建設背景
(一)國際背景分析
美國、加拿大、英國、澳大利亞等許多國家都建立了國家海洋公園,其中澳大利亞大堡礁海洋公園,總面積35萬km2,有效地保護了海洋生態系統,每年吸引超過200萬世界游客,可為澳大利亞帶來45億美元的收入。在不影響保護目標的前提下,美國的海洋保護區尤其是國家海岸公園對帶動社會經濟的發展起到了積極的推動作用。據統計,濱海旅游業已成為僅次于海洋運輸的美國國民經濟發展的巨大驅動力,平均每年有2億人前往海濱休閑度假,為當地社區帶來近百億美元的經濟效應。
(二)國內背景分析
我國陸上有眾多國家地質公園、國家森林公園、國家礦山公園、國家濕地公園、國家城市濕地公園等,但直到2011年5月國家海洋局才正式公布首批國家海洋公園,目前我國海洋資源環境保護的主要形式仍為自然保護區。我國地大物博,從南至北縱跨熱帶、亞熱帶及溫帶,氣候差異性較大,且擁有32萬km的大陸海岸線和島嶼岸線,320萬km2的廣闊海洋空間上分布著6961個大小島嶼(未含海南島、臺灣島及臺灣地區224個海島、香港183個海島和澳門的3個海島),還擁有著豐富的海洋資源及各具特色的海洋景觀。
從1956年設立第一個自然保護區――廣東鼎湖山國家級自然保護區,直至今日我國已建立起龐大的自然保護區體系,據2009年《中國環境狀況公報》顯示,截至2009年底,我國共建立各級自然保護區2541個,總面積約147萬km2,已達到國土總面積的147%,其中國家級自然保護區319個。
然而,我國對海洋區域的自然保護重視尚有不足。目前我國僅設立各類海洋保護區170處,國家級海洋自然保護區32處,分別占我國自然保護區和國家級自然保護區總量的669%和1003%,其中國家級海洋特別保護區僅16處,與我國所管轄的海域面積相對照,海洋保護區的面積僅占112%,有效覆蓋我國典型海洋生態系統的海洋保護區網絡遠未形成,海洋保護區的建設管理工作任重而道遠。
此外,我國的海洋保護區在分布和類型上還存在明顯的缺陷。在已知的32處國家級保護區中,以海洋、海岸帶生態系統以及野生動物為主要保護對象的海洋自然保護區約占875%,而其他各種類型海洋自然保護區的總數之和才占125%。這些已經建立的海洋自然保護區中大多以珊瑚礁、紅樹林、海島以及河口濕地生態系統中的野生動植物為其主要保護對象,卻忽略了對生物多樣性及非生物資源保護。而且,這些海洋自然保護區多是陸地自然保護區向海洋的自然延伸,遠不能代表我國縱跨三個氣候帶的龐大海域生態系統、生物多樣性以及非生物資源等。同時,國家級海洋自然保護區選址的聚集現象也不容忽視,在現有的32處國家級海洋自然保護區中,僅在渤海海域就分布了9個,廣東到海南則分布了10個之多,然而從黃海至東海,包括山東、江蘇、上海、浙江、福建這五個省的一段漫長的海岸線上卻只寥寥分布了13個海洋自然保護區。目前的這種狀況導致了海洋保護區的分布不均,促使海洋保護區重復建設的現象較為嚴重。如此一來,原本就緊缺的建設經費變得雪上加霜,更為嚴重的是應該被重點保護的海洋資源卻未得到應有的重視。
必須指出的是,目前我國的保護區政策主要關注當地社區生產活動對保護區的生態環境影響,很少考慮保護區的建立給社區帶來的社會經濟影響,很多情況下,自然保護區把生態保護與資源開發、游憩娛樂等活動機械地割裂開來,并沒有為解決保護與開發的矛盾提供更多解決方法,在一定程度上制約了區域開發利用優勢資源、發展經濟的進程,從而導致保護與開發的矛盾日益突出,并且影響了當地建設自然保護區的積極性,進而影響了生態保護的效果。
此外,在我國現有的208處國家級風景名勝區、710處國家森林公園和182處國家地質公園中,陸地類所占比重偏大,而海洋類所占比重甚小。以國家級風景名勝區為例,海濱海島型的只有10個,僅占總量的481%。對海洋區域缺乏系統地旅游開發及利用,無法滿足我國旅游業迅速發展的需要。值得注意的是,這些國家級重點風景名勝區目前仍是以開展旅游項目為主,而生態保護功能則嚴重缺失,導致保護與開發失衡,無法起到對自然生態系統有效保護與維持等作用。
二、我國國家海洋公園的建設目的
根據各種類型保護區的性質差異和管理目的不同,世界自然保護聯盟(IUCN)將世界各地種類繁多的保護區歸納為6大類,即:I嚴格的保護區;II生態保護和休憩區;III自然特征保護區;IV通過活動管理進行保護區;V陸地及海洋景觀保護和休憩區;VI生態系統可持續利用區等。從保護區的分類不難看出:不同的保護區類型有不同的管理目標,有的以自然生態系統保護為主,如Ia/Ib/IV/VI類保護區;有的則結合公眾的游憩娛樂活動進行保護,如II/III/V類保護區(見表1)。
在IUCN分類體系中,前面所述的風景名勝區與自然保護區基本上屬于I、IV以及V類。這些保護形式在生態保護與經濟發展的目標上常常無法得以協調。鑒于此,應統籌現有的自然保護區與風景名勝區兩大體系,在借鑒國際相關經驗的基礎上,建立中國的國家海洋公園體系,把生態環境保護和資源利用完美地結合起來,走出一條可持續利用海洋的新路。通過比較國家海洋公園、風景名勝區以及自然保護區三者之間的關系(圖1),可以發現,我國建立集保護和開發于一體的國家海洋公園體系具有很強的現實意義,是未來我國海洋保護區發展的一個重要方向。
圖1國家海洋公園、風景名勝區以及
自然保護區三者之間的關系
海洋生態文明建設作為全民族生態文明建設的重要內容,不僅關系到海洋事業的健康發展,更是實現我國經濟社會全面協調可持續發展的重要保障。我國正處在“加快經濟發展方式轉變”的最關鍵階段,《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》別指出:“科學規劃海洋經濟發展,合理開發利用海洋資源,積極發展濱海旅游。制定實施海洋主體功能區規劃,優化海洋經濟空間布局。加強統籌協調,完善海洋管理體制。強化海域和海島管理,推進海島保護利用,扶持邊遠海島發展。統籌海洋環境保護與陸源污染防治,加強海洋生態系統保護和修復??刂平YY源過度開發,完善海洋防災減災體系,完善涉海法律法規和政策,加大海洋執法力度,維護海洋資源開發秩序。保障海上運輸通道安全,維護我國海洋權益。”
《中華人民共和國海島保護法》中明確規定:“國務院、國務院有關部門和沿海省、自治區、直轄市人民政府,根據海島自然資源、自然景觀以及歷史、人文遺跡保護的需要,對具有特殊保護價值的海島及其周邊海域,依法批準設立海洋自然保護區或者海洋特別保護區?!?/p>
國家海洋局的《海洋保護區宣言》中也特別指出:“繼續大力推進海洋保護區建設,努力實現到2015年和2020年分別使海洋保護區面積達到我國管轄海域面積的3%和5%的規劃目標;建立起類型多樣、布局合理、功能完善、管理有力、保護有效的海洋保護區網絡體系,使我國重要海洋生態系統、珍稀瀕危物種、海洋自然歷史遺跡和自然景觀得到有效保護;將繼續以人類的智慧善待海洋,以人類的情感關愛海洋,全力構建海洋生態文明,永葆藍色世界生生不息。”
2010年頒布的《海洋特別保護區管理辦法》中進一步指出:“根據海洋特別保護區的地理區位、資源環境狀況、海洋開發利用現狀和社會經濟發展的需要,海洋特別保護區可以分為海洋特殊地理條件保護區、海洋生態保護區、海洋公園、海洋資源保護區等類型。為保護海洋生態與歷史文化價值,發揮其生態旅游功能,在特殊海洋生態景觀、歷史文化遺跡、獨特地質地貌景觀及其周邊海域建立海洋公園。”
三、我國國家海洋公園的建設現狀
自2011年5月19日國家海洋局公布首批國家級海洋公園名單以來,2013年1月7日國家海洋局又批準建立了一批國家級海洋公園,截至目前,我國已有國家級海洋公園18處,分別是:廣東海陵島國家級海洋公園、廣東特呈島國家級海洋公園、廣西欽州茅尾海國家級海洋公園、福建廈門國家級海洋公園、江蘇連云港海洲灣國家級海洋公園、山東劉公島國家級海洋公園、山東日照國家級海洋公園、江蘇海門蠣蚜山國家級海洋公園、山東山國家級海洋公園、山東長島國家級海洋公園、江蘇小洋口國家級海洋公園、浙江洞頭國家級海洋公園、福建?,幜袓u國家級海洋公園、福建長樂國家級海洋公園、福建湄洲島國家級海洋公園、福建城洲島國家級海洋公園、廣東雷州烏石國家級海洋公園、廣西潿洲島珊瑚礁國家級海洋公園。此外,浙江漁山列島國家級海洋特別保護區加掛國家級海洋公園牌子。至此,我國的國家海洋公園體系已初步建成,成為了我國海洋保護區網絡的重要組成部分,將為建設海洋強國、打造美麗海洋做出積極貢獻。
[參考文獻]
[1]陳建民,徐依吉海洋學[M]北京:石油大學出版社,2003
[2]陳清潮中國海洋生物多樣性的保護[M]北京:中國林業出版社,2005
[3]J Tonge,SAMooreImportance-satisfaction analysis for marine-park hinterlands:A Western Australian casestudy[J]Tourism Management, 2007(28):768-776
[4]王恒,李悅錚,邢娟娟國外國家海洋公園研究進展與啟示[J]經濟地理,2011,31(4):673-679
[5]王恒,李悅錚國家海洋公園的概念、特征及建設意義[J]世界地理研究,2012,21(3):144-151
[6]韓立民保護海島資源,科學開發和利用海島[C]2007年中國海洋論壇論文集,2007(8)
[7]中華人民共和國環境保護部2009年中國環境狀況公報[R]北京:國家環境保護總局,2010
[8]中國三亞門戶網站《海洋保護區宣言》在三亞發表[EB/OL]http://wwwsanyagovcn/ news/syaw/data/ t20100927_ 22164shtml, 2010-11-10
[9]丘君,李明杰我國海洋自然保護區面臨的主要問題及對策[J]海洋開發與管理,2005(4):30-35
[10]萬本太建設國家公園,促進區域生態保護和經濟社會協調發展[J]環境保護,2008,407(21):35-37
1 材料與方法
1.1 樣品的采集與預處理
2006 年 9 月至 2007 年 8 月期間, 于徐聞珊瑚礁保護區的試驗區(水深約 20 m)和核心區(圖 1)設點, 按夏、秋、冬、春 4 個季節進行采樣, 試驗區以定置網作業為主, 核心區以刺網作業為主。除采集魚類樣品外同時兼顧浮游植物、浮游動物和大型藻類等其他重要珊瑚礁棲息種類, 使用淺水 III 型浮游生物網(網口直徑為 37 cm, 網長為1.2 m, 國際標準 20 號尼龍篩絹制網, 篩絹孔徑為0.077 mm)和 I 型浮游生物網(篩絹孔徑為 0.33 mm),采用水平拖網方式采集 0~5 m 水層中的浮游植物和浮游動物。調查船速約為 1~2 節, 每次拖網時間30 min 左右, 一般拖 2~3 網, 直至所采集的樣品量足夠分析時為止。大型藻類采集固著生長的活體。采集的魚類樣本取適量背部肌肉冷凍干燥后,磨成粉末待用。浮游生物樣品在過濾海水中清養1~2 h 后, 過濾在孔徑為 0.077 mm 的篩絹上, 再用過濾的海水將樣品從篩絹上沖洗到培養皿中,剔除肉眼明顯可見的雜質。浮游植物樣品在生物顯微鏡下盡量挑出混雜其中的浮游動物。經挑選后的浮游生物樣品在均勻混合后, 用 10% HCl 浸泡 3~4 h 以去除無機碳, 在真空干燥器中脫水干燥后用作同位素分析。底棲大型藻類經過濾海水清洗, 鑒定種屬后凍干并磨成粉末用作同位素分析。
1.2 樣品分析
將粉末狀樣品按測試要求的質量范圍用分析天平準確稱取于錫杯中, 然后將其壓成無棱角圓球狀(里面不留空氣)。包好的樣品依次放入英國SerCon 20-20H 型連續流同位素質譜儀的自動進樣器中, 經氣化、純化、電離等一系列的分析直至結果的輸出。碳、氮穩定同位素比值用國際通用的 δ 值表示, 分別以 VPDB 國際標準和大氣氮作為參考標準。δ13C、δ15N 可按以下公式算出:δ13C(‰)=13 12sample13 12VPDBC C1 1000C C× δ15N(‰)=15 14sample15 14airN N1 1000N N× 式中,13C/12CVPDB為國際標準物 VPDB (ViennaPeedee Belemnite)的碳同位素比值,15N/14Nair為標準大氣氮同位素比值。δ13C 值的分析精度為±0.08‰, δ15N 值的分析精度為士 0.04‰。營養層次(trophic level)的確定采用如下公式計算:TL=( δ15Nsample 15Nbaseline)/15N+l其中, δ15Nsample表示魚類氮穩定同位素比值; δ15Nbaseline表示浮游動物氮穩定同位素平均比值,本研究取 10.64‰; Δ15N 表示一個營養級的氮富集度, 本研究取 2.5‰; 初級生產者的營養級定為 0。
2 結果與分析
2.1 徐聞珊瑚礁各種魚類的 δ13C 值、δ15N 值
本研究對徐聞珊瑚礁保護區的 134 種魚類進行了穩定碳、氮同位素組成的測定, 結果表明, δ13C 值和 δ15N 值的跨度都很大 , δ13C 值的范圍為–20.98‰( 細鱗 鯻Terapon jarbus)~–9.05‰(黑斑鯡鯉 Upeneus tragula), 相差 11.93‰; δ15N 值的范圍為 11.66‰(小燕鰩 Cypselurus brevis)~18.15‰(沙帶魚 Lepturacanthus savala), 差值達 6.49‰。與其他海區相比, 徐聞珊瑚礁魚類的δ13C 值跨度最大, 而 δ15N 值則呈現出更為富集的特點(表 1, 圖 2),整體上兩者都比其他海區的更為富集。δ15N 值最 大的沙帶魚的 δ13C 值范 圍 為–18.25‰~–14.49‰, 而 δ13C 值最大的黑斑鯡鯉的 δ15N 值范圍為 14.97‰~17.02‰, 兩個范圍都處于整個魚類 δ 值范圍的中間位置左右, δ15N 值沒有隨著 δ13C 值的增大而增大, δ13C 值亦沒有隨著 δ15N 值的增大而增大(表 2)。
2.2 徐聞珊瑚礁魚類的營養層次
海洋食物網營養層次的劃分標準主要有 2 種,國外學者普遍采用 1–5 級的劃分標準[10–12], 而國內學者則大多采用 0–4 級的劃分標準[13–15], 其中第 1 營養級是自養營養級(0 級), 海洋植物屬于這個營養級。第 2–4 營養級是異養營養級(1.0–4.0級), 海洋動物屬于這些營養級。第 2 營養級包括草食性動物和雜食性動物, 草食性動物(1.0–1.3級 )主 要 攝 食 海 洋 植 物 和 殘 屑 , 雜 食 性 動 物(1.4–1.9 級)主要攝食海洋植物以及草食性動物和殘屑。第 3 營養級包括低級肉食性動物(2.0–2.8級)和中級肉食性動物(2.9–3.4 級)。第 4 營養級即高級肉食性動物(3.5–4.0 級, 頂級)。經公式計算出的各營養層次可看出, 徐聞珊瑚礁魚類分布在兩端(雜食性魚類與高級肉食性魚類)的只占少數, 絕大多數居于中間的層次, 為低級肉食性魚類與中級肉食性魚類(表 2)。由 δ15N 值計算出來的營養層次表明, 徐聞珊瑚 礁 的 134 種 魚 類 中 大 部 分 是 以 條 尾 鯡 鯉(Upeneus bensasi)、少鱗 (Sillago japonica)為代表的低級肉食性魚類, 有 70 種, 占魚類總數的52%; 其次是以細鱗 、龍頭魚 (Harpodon ne-hereus)為代表的中級肉食性魚類, 有 47 種, 占魚類總數的 35%;鰶以斑 (Konosirus punctatus)、前鱗骨鯔(Osteomugil ophuyseni)為代表的雜食性魚類和以寬尾斜齒鯊(Scoliodon laticaudus)、雜食豆齒鰻(Pisoodonophis boro)為代表的高級肉食性魚類各有 11 種、6 種, 分別占魚類總數的 8%和 5%。這種中間大、兩頭小的營養層次模型在其他海域中也普遍存在[16–18]。事實上, 這與一般生態系統的金字塔模型并不矛盾, 因為雜食性魚類與低級肉食性魚類共同作為初級消費者構成金字塔的底部, 只是在這個劃分標準中把它們分開了。
2.3 本研究魚類營養層次與其他海區胃含物法分析結果的比較
有相關研究通過胃含物分析法對南海北部灣[19]、南沙島礁周圍水域[16]、廈門東海域[17]、長江口[18]、東山灣[15]等地的魚類進行分析并確定其營養層次, 為了比較穩定同位素分析法與傳統的胃含物法所得結果的差異, 本研究隨機選取了有可比數據的 54 種魚類進行比較(表 3)。從表 3 中可看出, 穩定同位素分析法與傳統的胃含物分析法所得的結果有很好的一致性。對所收集到的具有可比較數據的 54 種魚種而言, 約85%的魚種采用兩種方法分析的結果在 0.5 個營養級的誤差范圍內一致, 只有少數魚種的差值大于 0.5 個營養級。在相差比較大的幾種魚中, 有些與所采集魚標本的體長/體質量過小有關, 例如青鰧(Gnathagnus elongatus), 僅采集到 1 條個體僅4.5 cm 長, 2.3 g 重。由于魚類的穩定碳氮同位素與其所處的生命階段有很大的關系, 攝取的食物不同, 幼魚與成魚也會處于不同的營養層次。另一個可能的原因是采集樣本的季節不同、所在的海域環境不同[20 22], 因此, 可能有比較大的營養位置的跨度。例如, 徐聞珊瑚礁海域的浮游動物的 δ15N 平均值已達到 10.64‰, 而在其他海域[7 8 ]通常比這個值低, 通過生物的富集作用, 到魚類這一級的時候 δ15N 值就可能會相對高一些, 由此計算出來的營養層次自然也會相應提高。最后,胃含物分析法的數據來自文獻, 沒有進行營養吸收等校正, 這也有可能造成偏差[7]。
3 討論
蔡德陵等[9]對嶗山灣的水體生態系統食物網進行了13C/12C 值的研究, 發現從處于食物網底部的浮游植物到最高級的肉食性魚類存在重要的13C 富集作用, 由同位素推斷的生物營養層次位置與食性分析的結果也基本上一致。然而, δ13C 值最小的細鱗 (–20.98‰)與 δ13C 值最大的黑斑鯡鯉(–9.05‰)營養層次(平均值)只相差 0.14 級,兩種魚都屬于中級肉食性魚類, 因此, 本研究不能由 δ13C 值計算各魚類的營養層次。數據反映出徐聞珊瑚礁魚類的 δ1 3C 值并沒有隨營養層次的升高而遞增,祎這與萬 等[8]在渤海、郭衛東等[23]在南沙渚碧礁及 Hobson 等[24]在北冰洋的研究結果一致, 其均認為 δ13C 值在研究的海洋生態系統中并沒有穩定的富集作用。
穩定氮同位素組成應用于確定生態系統中各生物種營養位置, 已經得到公認。理論上, 確定海洋生態系統中各生物種屬的營養位置, 應該以浮游植物為基準, 因為浮游植物是海洋生態系統的初級生產力, 是海洋食物網的基礎, 其營養層次通常被定為 0。但是浮游植物的穩定氮同位素值隨時間、空間的變化范圍很大, 在計算營養層次時并不采用浮游植物的同位素值進行計算。一般采用生態系統中常年存在、食性簡單的浮游動物或底棲動物等消費者作為基線生物[25]。本研究選擇作為初級捕食者的浮游動物作為參考, 實驗測得浮游動物的穩定氮同位素的平均值為 10.64‰,以此作為計算營養層次的基線值(baseline)。關于基線 δ15N 值的選擇, Vander 等[26]和 Cabana 等[27]建議用珠蚌這一類初級消費者的同位素值進行基線校正, 原因是這些植食動物的同位素值的變化范圍相對較小。蔡德陵等[7]選擇貽貝進行基線校正, 其氮同位素測定值為 6.05‰, 與李海燕[28]選擇的中華哲水蚤(Calanus sinicus)這種食植浮游動物的同位素值[測定平均值為(6.95±0.28) ‰]大致接近。然而, 可能是由于地域差異性或徐聞珊瑚礁生態系的特殊性, 生活在其中的生物從低等的浮 游 植 物 (δ15N 值 為 8.27‰) 、 藻 類 (δ15N 值6.62‰~9.02‰)到高等的魚類都含有較高的 δ15N值, 如果采用以上建議值就可能會造成很大的偏差, 而本實驗測得浮游動物的 δ15N 平均值處于浮游植物與魚類的中間, 所以可以認為采用浮游動物的氮同位素平均值作為計算營養位置的基線值是合理的。
【關鍵詞】海洋浮游病毒;研究方法;豐度;生產力;多樣性;分離培養
海洋浮游病毒是海洋生態系統中豐度最大的生物實體[1]。海洋浮游病毒在海洋生態系統中發揮著重要的作用,對宿主的侵染和裂解作用,介導著大約20% 的宿主死亡率,大大加快了物質循環的速度[1],并且調節著宿主群落結構的組成。與此同時,病毒也扮演著介導水平基因轉移,促進宿主類群進化的重要角色[1]。除此之外,海洋病毒宏基因組學的研究表明海洋浮游病毒類群有著巨大的多樣性,并且包含著大量未知的基因[1, 2]。海洋浮游病毒重要的生態作用必然使海洋浮游病毒生態學的研究成為熱點。
目前,海洋浮游病毒的生態學研究主要從豐度,多樣性,病毒介導的宿主死亡率,病毒與宿主的相互作用等方面開展。而目前在各方面生態學研究中使用的方法可總結如下。
1. 海洋浮游病毒豐度的檢測方法
目前用于水生生態環境中浮游病毒豐度的測定方法主要有以下3種: 透射電子顯微鏡技術(TEM),表面熒光顯微鏡技術(EFM) 和流式細胞分析檢測技術(FCM)[3, 4]。
1.1 透射電子顯微鏡技術 (TEM)
透射電子顯微鏡技術是早期海洋病毒學研究中病毒定量最常用的方法。使用這項技術時,要求濃縮海水中的病毒,把濃縮液滴置于銅網上,負染后鏡檢觀察。這項技術在檢測病毒豐度的同時還能獲取病毒形態方面的信息[5]。但該項技術的檢測的下限高,涉及到海水濃縮,染色,觀察等諸多可能產生誤差的環節,并且步驟繁瑣,對操作人員的技術,儀器的要求都較高[6]。
1.2 表面熒光顯微鏡技術 (EFM)
表面熒光顯微鏡技術是目前檢測病毒豐度使用最為普遍的方法。其測定操作的步驟為: 將水樣濃縮過濾于孔徑為0.02 μm的濾膜上,然后用熒光染料染色固定,再放在熒光顯微鏡下觀察計數。EFM比TEM檢測更加精確,快速和節約成本。但是這種方法的缺點是: 無法識別病毒的形態特征以及感染能力;無法區分大的病毒顆粒和細菌[1];在計數時是否會把一些被染色的非病毒顆粒計算上也存在著疑問。
1.3 流式細胞計數法 (FCM)
FCM是一種高度靈敏的檢測病毒豐度的手段,能夠對樣品進行快速精確的分析。FCM對于環境樣品的檢測不存在一個檢測限的問題,而且能夠基于病毒顆粒體積大小和熒光強度區分自然水樣中不同的病毒類群。FCM分析也存在和EFM相似的缺點[1]。
2.病毒生產力的估算方法
由病毒介導的宿主死亡率可以通過病毒生產力的測定來估算。目前為止使用過的病毒生產力的測定方法有以下幾種[7]。
2.1 間接的方法—計算病毒死亡率
由于海水中的病毒的數量是穩定不變的,那么病毒的生產力應該和死亡率是相同的,所以可以通過檢測病毒的死亡率來估算病毒的生產力。計算病毒的死亡率有幾種不同的方法。首先,在自然海水樣品中加入抑制宿主活動的藥劑來抑制新的病毒的產生,進而計算自然海水中病毒群落的變化,進一步計算死亡率[8]。其次,向海水中加入某種特定的病毒,培養一段時間后檢測該種病毒的效價的變化,進而估算整體病毒的數量變化[9]。再次,向海水中加入熒光標記的病毒,黑暗培養,檢測熒光病毒的數量及病毒總體數量的變化,從而計算病毒群落的死亡率[10]。
2.2 TEM 檢測宿主死亡率
用TEM 檢測受感染細胞是估算由病毒引起的宿主死亡率和病毒生產力最早的方法之一[11]。具體為在TEM上觀察細胞中有明顯可見的病毒顆粒的細胞出現的頻率,從而計算宿主的死亡率,并根據估計的每個細胞病毒裂解量大小來估算病毒生產能力。
2.3 放射性同位素標記
該種方法是在海水樣品中把病毒分離出來后,加入3H, 32P 或 14C等放射性同位素標記的胸腺嘧啶或亮氨酸進行培養,然后通過閃爍計數計算結合到病毒核酸或蛋白上放射性同位素的數量,進而估算病毒生產力[12]。這種方法會因細菌的存在而產生較大的誤差和不穩定性。
2.4 稀釋法
稀釋法是目前最為推崇的病毒生產力的估算方法[7]。具體方法是使用切向過濾系統分離細菌和病毒,最終稀釋海水中的病毒,避免或減少這一時刻的細胞在釋放病毒之前受到新的侵染,分時取樣,檢測病毒在這一過程中的變化,從而計算病毒的生產力及病毒介導的宿主的死亡率[7, 13]。
3. 海洋浮游病毒多樣性的研究方法
病毒被認為是地球上生物多樣性最高的生物實體之一。目前人們對病毒多樣性的了解還十分有限。不像細菌中存在如16S rRNA基因通用的分子標記那樣,病毒中沒有十分保守通用的基因,所以其多樣性研究的難度較大[1]。目前應用于病毒多樣性研究的的分析方法有以下幾種:
3.1 基于PCR的保守基因的分析
盡管整個病毒群落沒有通用的保守分子標記,但對病毒進行全基因組比對分析時,在一些感染相關宿主的病毒類群中發現有一些基因具有保守性。例如真核藻類病毒的DNA聚合酶基因,藍細菌病毒的衣殼組裝蛋白基因g20,依賴于RNA的RNA聚合酶基因等基因[14-16]。通過針對這些基因設計簡并引物,并用其擴增環境樣品,從而研究海洋生態環境中某些類群病毒的多樣性特征。
3.2 脈沖場凝膠電泳(PFGE)
由于海洋浮游病毒基因組大小分布范圍廣,從幾kb到幾百kb不等,因此病毒基因組大小的分布情況在一定程度上可以反映群落結構的多樣性。脈沖電場凝膠電泳 (PFGE) 是一項基因組指紋圖譜分析技術,把不同大小的基因組以不同的條帶分離開來,根據可識別的條帶,揭示從海洋樣品中提取出來的病毒在基因組大小組成上的多樣性。并且條帶的深淺可以在一定程度上反映不同類群病毒的豐度[17]。但需要注意的是不同的病毒可能會有相同或相近的基因組大小,所以PFGE只能提供病毒多樣性分析的最小估計。把條帶從膠上切割回收,用特異探針進行雜交分析或PCR分析,可以增加PFGE分析的分辨率[18]。
3.3 病毒宏基因組分析
雖然自然環境中的病毒群落很大,但因其基因組小,相對于細菌和古菌,建立病毒群落的宏基因組分析要容易很多。病毒宏基因組的方法是用鳥槍法建立環境病毒基因組文庫,然后通過測序來分析多樣性。病毒宏基因組學分析使環境中病毒的總類群的組成和結構的分析成為可能,在最大程度上反映病毒群落的多樣性特征。當然這個方法也面臨著一定的挑戰,如環境中存在著大量的游離的DNA,會在一定程度上造成污染;病毒中存在能殺死克隆宿主的基因,不能克隆的基因以及修飾過的DNA,并且RNA和單鏈DNA 病毒的檢測在此方法中也受到一定的限制[19]。
4.海洋浮游病毒純株的分離及其基本特征的測定
海洋浮游病毒純株的分離是在個體細胞及種群水平上研究病毒生態作用的基礎, 可以為研究病毒-宿主相互作用,病毒的基因組學分析提供更為詳細的信息,從而更深入地探究病毒在生物地球化學過程及進化歷程中的作用[20]。
4.1 病毒的分離
病毒分離可以分為如下幾個步驟:首先是富集,主要通過分離樣品與宿主的共培養來實現。對于病毒濃度比較低的樣品,可在培養前進行濃縮,已提高侵染成功與富集的可能性。其次是侵染實驗,這部分可以根據宿主是否能在固體培養基上生長而分為雙層平板法和液體法。雙層平板法通過是否有噬菌斑的出現來判定,而液體法通過重復侵染后宿主細胞培養液是否被裂解來判定,如果現象不明顯則可通過計數,看病毒量是否增加。再次是純化,可以在固體培養基上生長的宿主可以通過雙層平板法每次挖單斑實現,而不能在固體培養基上生長的宿主則通過梯度稀釋法來實現純化[20]。經過3-5次的純化,即可認為得到的病毒為純株。
4.2 病毒基本特征的鑒定
純化后的病毒可以通過一步生長曲線來測定在特定宿主中的潛伏期與單細胞裂解量的大小;通過氯仿敏感實驗來判斷病毒粒子中是否含有脂類物質;通過透射電鏡判定病毒的形態;通過全基因組測序和蛋白質組分析來了解其基因和蛋白組成等。從而從個體水平上細致深入的了解病毒,并為其他生態學研究提供詳細的信息與基礎。
參考文獻:
[1] Suttle, C.A. Viruses in the sea [J]. Nature, 2005, 437(15): 356-361.
[2] Rohwer, F., Thurber, R.V. Viruses manipulate the marine enviro nment [J]. Nature, 2009, 459: 207-212.
[3] Suttle, C.A. Marine viruses-major players in the global ecosystem [J]. Nature Review, 5: 801-812.
[4] 焦念志等. 海洋微型生物生態學[M]. 北京: 科學出版社, 2006.
[5] Borsheim, K.Y., Bratbak, G. & Heldal, M. Enumeration and biomass estimation of planktonic bacteria and viruses by transmission electron microscopy [J]. Appl. Environ. Microbiol., 1990, 56(2): 352-356.
[6] Weinbauer, M.G., Suttle C.A. Comparison of epifluorescence and transmission electron microscopy for counting viruses in natural marine waters [J]. Aquat. Microb. Ecol., 1997, 13: 225-232.
[7] Weinbauer M.G., Rowe J.M., and Wilhelm S.W.. Determining rates of virus production in aquatic systems by the virus reduction approach [J]. MAVE Chapter 1 2010: 1-8.
[8] Heldal, M., and Bratbak, G. Production and decay of viruses in aquatic enviro nments [J]. Mar. Ecol. Progr. Ser., 1991, 72: 205-212.
[9] Garza, D.R., and Suttle, C.A. The effect of cyanophages on the mortality of Synechococcus spp. and selection for UV resistant viral communities [J]. Microb. Ecol., 1998, 36(3): 281-292.
[10] Noble, R.T., and Fuhrman J.A. Rapid virus productionand removal as measured with fluorescently labeled viruses as tracers [J]. Appl. Environ. Microbiol., 2000, 66(9): 3790-3797.
[11] Proctor, L.M., Okubo, A. and Fuhrman, J.A. Calibrating estimates of phage-induced mortality in marine bacteria: Ultrastructural studies of marine bacteriophage development from one-step growth experiments [J]. Microb. Ecol., 1993, 25(2): 161-182.
[12] Steward, G. F., Wikner, J., Cochlan, W. P., Smith, D. C., and Azam, F. Estimation of virus production in the sea: 2. Field results [J]. Mar. Microb. Food Webs., 1992a, 6(2): 79-90.
[13] Wilhelm, S.W., Brigden, S.M., and Suttle, C.A. A dilution technique for the direct measurement of viral production: a comparison in stratified and tidally mixed coastal waters [J]. Microb. Ecol., 2002, 43(1): 168-173.
[14] Chen F., Suttle C.A., Short S.M. Genetic diversity in marine algal virus communities as revealed by sequence analysis of DNA polymerase genes [J]. Appl. Environ. Microbiol., 1996, 62: 2869-2874.
[15] Fuller N.J., Wilson, W.H., Joint, I., Mann, N.H. Occurrence of a sequence in marine cyanophages similar to that of T4 g20 and its application to PCR-based detection and quantification techniques [J]. Appl. Environ. Microbiol., 1998, 64: 2051-2060.
[16] Culley, A.I., Steward, G.F. New genera of RNA viruses in subtropical seawater, inferred from polymerase gene sequences [J]. Appl. Environ. Microbiol., 2007, 73: 5937-5944.
[17] Weinbauer M.G. Ecology of prokaryotic viruses [J]. FEMS Microbiol. Rev., 2004, 28, 127-181.
[18] Wommack, K.E., Ravel, J., Hill, R.T. and Colwell, R.R. Hybridization analysis of Chesapeake Bay virioplankton. Appl. Environ. Microbiol., 1999, 65: 241-250.
大熊貓是與恐龍同時代的古生物,因頑強繁衍至今而被稱為地球上的“活化石”,也成為當今世界野生動物保護戰線的旗艦和標志。四川大熊貓棲息地世界自然遺產包括臥龍、四姑娘山、夾金山脈,面積9245平方公里,涵蓋成都、阿壩、雅安、甘孜4個市州12個縣。這里生活著全世界30%以上的野生大熊貓,是全球最大最完整的大熊貓棲息地,也是全球除熱帶雨林以外植物種類最豐富的區域之一。
大熊貓不僅是中國的國寶,還是全球自然保護事業的標志和“旗艦”物種。四川大熊貓棲息地不僅是地球歷史與地質特征研究的典型區域,是陸地、海洋生態系統和動植物演化的典型區域,是自然景觀、美學景觀集中的區域,更是生物多樣性與特有物種棲息地的全球性典型代表。因此世界自然保護聯盟建議將四川大熊貓棲息地列入《世界遺產名錄》,并最終獲第30屆世界遺產大會審議通過。
大熊貓專家認為,棲息地的整體保護將有助于改善大熊貓棲息地“破碎化”、“島嶼化”現象,擴大熊貓的基因庫,也將為今后大熊貓放歸野外工作創造有利條件。
四川大熊貓棲息地由中國四川省境內的7處自然保護區和9處風景名勝區組成,地跨成都市所轄都江堰市、崇州市、邛崍市、大邑縣,雅安市所轄蘆山縣、天全縣、寶興縣,阿壩藏族羌族自治州所轄汶川縣、小金縣、理縣,甘孜藏族自治州所轄康定縣等12個縣或縣級市。
自然保護區(共7處)
臥龍自然保護區:位于汶川縣境內,成立于1963年,主要保護大熊貓及森林生態系統。
蜂桶寨自然保護區:位于寶興縣境內,成立于1975年,主要保護大熊貓及森林生態系統。
四姑娘山自然保護區:位于小金縣境內,成立于1996年,主要保護野生動物及高山生態系統。
喇叭河自然保護區:位于天全縣境內,成立于1963年,主要保護大熊貓、牛羚等珍稀動物。
黑水河自然保護區:位于蘆山縣和大邑縣境內,成立于1993年,主要保護大熊貓及森林生態系統。
金湯―孔玉自然保護區:位于康定縣境內,成立于1995年,主要保護珍稀動物及生態環境。
草坡自然保護區:位于汶川縣境內,成立于2000年,主要保護大熊貓及生態環境。
風景名勝區(共9處)
青城山―都江堰風景名勝區:位于都江堰市境內,成立于1982年。
天臺山風景名勝區:位于邛崍市境內,成立于1989年。
四姑娘山風景名勝區:位于小金縣境內,成立于1994年。
西嶺雪山風景名勝區:位于大邑縣境內,成立于1994年。
雞冠山―九龍溝風景名勝區:位于崇州市境內,成立于1986年。
夾金山風景名勝區:位于寶興縣境內,成立于1995年。
米亞羅風景名勝區:位于理縣境內,成立于1995年。
【關鍵詞】ArcEngine 生態服務價值 渤海海岸帶 模型構建
GIS應用系統在陸地上的使用已經日漸成熟,在海洋領域的應用需求也日益廣泛。針對海洋信息復雜性、多邊形、動態性等特點,已有的陸地生態GIS系統不能夠單純的套用在海洋GIS領域上,所以面向海洋GIS的發展應該有獨特之處。GIS技術的發展迎合了區域性海洋生態數據的地理特征,為海洋生態的管理和規劃提供了從簡單的數據查詢、現狀制圖、到區域海洋生態系統服務價值的評價與分析的應用。本文以ArcEngine開發平臺為研究基礎,重點是對渤海海岸帶信息的管理,數據的顯示與分析等應用系統的開發。
一、基于組件技術的GIS開發
(一)地理信息系統
地理信息系統(geographic information system,簡稱GIS)是由計算機硬件、軟件和空間數據庫組成的,具有支持空間數據的獲取、管理、分析、建模和顯示功能,并可解決復雜的規劃和管理問題的信息系統。[1]GIS系統目前已經廣泛應用于資源調查、環境評估、公共設施管理、區域發展規劃等領域,成為一個跨學科、多方向的研究領域。GIS軟件的主要功能是實現空間數據管理、空間數據庫管理、空間數據處理和分析以及專業的應用模型。由于GIS的應用范圍越來越廣泛,GIS軟件平臺提供的基本處理和分析功能已經難以滿足所有用戶的需求,所以,用戶可以根據各類模型的需求,開發基于組件技術的各種GIS應用系統。
(二)組件式GIS
經過十幾年的發展,傳統的GIS在功能上已經比較成熟,但是由于系統開發屬于獨立封閉的開發系統,阻礙了GIS的發展。為解決傳統GIS面臨的各種瓶頸,廠家開始提供組件由用戶自己開發所需要的系統。這種組件式的GIS是基于組件技術開發的GIS系統,是面向對象技術和組件式軟件在GIS上的應用。組件式GIS的思想是把GIS的功能模塊劃分為幾個空間,每個空間完成不同的功能。與傳統的GIS相比,組件式GIS具有如下的優點:
1.不需要專門的GIS語言,開發便捷:傳統的GIS在開發上都提供了獨立的二次開發語言,如ArcInfo的AML、MapInfo的MapBasic等,但對于GIS的基礎軟件開發者來講存在著語言學習上的負擔,但是組件式GIS只需要熟悉基于是Windows平臺的通用開發環境以及GIS各個控件的屬性、方法和事件;2.小巧靈活、性價比高、周期短:由于傳統GIS結構相對封閉,開發難度較大。組件式GIS開發完全封裝了GIS的全部功能,用戶可以根據需要選擇所需控件,最大程度上降低了開發者的經濟負擔,并且使得系統表現得小巧靈活。
(三)ArcEngine二次開發
ArcEngine是ESRI公司提供的一個用于開發地理信息系統應用程序的二次開發平臺,是基于Microsoft的COM技術開發的一套COM組件產品。ArcEngine采用面向對象的思想,基于組件技術開發,可以用于大量開發框架中,對于ARCGIS所提供的功能,ArcEngine都能夠實現。它能夠提供一套符號庫系統,通過這套系統,用戶可以制定所需要的地圖符號和專題符號。ArcEngine有強大的數據編輯組件,用戶可以通過這些組件對數據進行修改。此外,ArcEngine還有豐富的空間分析組件,例如:空間查詢、疊置分析和緩沖區分析等。
二、生態服務價值數據庫的建立
(一)數據來源
本文研究區域為環渤海區域及渤海海域,以GIS技術為手段,按照生態分類的一級學科進行環渤海區域的生態分類,并且在分析渤海海洋經濟區分布特征的基礎上進行海洋區劃。
(二)數據庫建立流程
數據庫是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫。
(三)系統設計
系統設計思想。海洋數據信息量大而且復雜多變,目前使用的數據庫管理信息系統(DBMS)缺乏空間實體的定位和空間關系的查詢功能,無法對各種空間信息進行有效地管理。本文研究的渤海海區服務價值系統是以ArcEngine為開發平臺和C#為二次開發語言,框架底層選用先進的。面向管理和決策層的實用地理信息系統. 它能比較全面地收集管理渤海海域信息,直觀地顯示、查詢、統計和分析信息的結果;并結合遙感(RS) 和全球定位系統( GPS) ,調查海洋環境現狀并進行評價為海洋污染事故應急處理提供決策支持.
(四)系統實現
1.系統的功能。渤海海岸帶生態價值服務系統主要是為從事海洋生態系統服務的管理人員提供海洋數據的瀏覽和查詢,管理分析以及評價。系統的主要基本的功能,包括:文件導入、圖層控制、地圖瀏覽、地圖編輯、圖層查詢、專題地圖的制作、空間查詢、模型計算等。
2.地圖瀏覽與編輯功能。常規操作。包括點選、放大、縮小、自由縮放、漫游、全圖顯示、地圖刷新、圖層控制、背景設置、手工標注、清除手工標注、鷹眼、圖例等功能。
3.查詢功能。雙向查詢。通過屬性查詢按鈕, 任意選擇圖層空間對象, 以列表形式顯示該對象的屬性信息,也可以通過屬性匹配查詢對應的空間對象, 即條件查詢, 所查空間對象高亮顯示。專題圖顯示。通過專題圖配置工具, 將圖層空間數據與數據庫屬性數據進行綁定, 并對相關在地圖上直觀地將評價結果顯示出來??梢灾苯虞敵觯?并有制圖功能。
GIS 系統中既包括空間數據,又包括與其相關聯的屬性數據??梢酝ㄟ^屬性數據查找空間數據,反過來也可以通過空間數據查找屬性數據,還可通過一個空間數據查找另外的空間數據,甚至還可用SQL (結構化查詢語言) 來進行復雜限制條件的查詢
七年級上冊生物重要知識點第一單元 生物和生物圈
生物的特征:1、生物的生活需要營養 2、生物能進行呼吸 3、生物能排出體內產生的廢物4、生物能對外界刺激做出反應 5、生物能生長和繁殖 6、由細胞構成(病毒除外)
調查的一般方法
步驟:明確調查目的、確定調查對象、制定合理的調查方案、調查記錄、對調查結果進行整理、撰寫調查報告
生物的分類
按照形態結構分:動物、植物、其他生物
按照生活環境分:陸生生物、水生生物
按照用途分:作物、家禽、家畜、寵物
生物圈是所有生物的家
生物圈的范圍:大氣圈的底部:可飛翔的鳥類、昆蟲、細菌等
水圈的大部:距海平面150米內的水層
巖石圈的表面:是一切陸生生物的“立足點”
生物圈為生物的生存提供了基本條件:營養物質、陽光、空氣和水,適宜的溫度和一定的生存空間
環境對生物的影響
非生物因素對生物的影響:光、水分、溫度等
光對鼠婦生活影響的實驗P15
探究的過程:1、提出問題 2、作出假設 3、制定計劃 4、實施計劃 5、得出結論 6、表達和交流
對照實驗 P15
生物因素對生物的影響:
最常見的是捕食關系,還有競爭關系、合作關系
生物對環境的適應和影響
生物對環境的適應P19的例子
生物對環境的影響:植物的蒸騰作用調節空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛后可調節土壤肥力、動物糞便改良土壤、蚯蚓松土
生態系統的概念:在一定地域內,生物與環境所形成的統一整體叫生態系統。一片森林,一塊農田,一片草原,一個湖泊,等都可以看作一個生態系統。
生態系統的組成:
生物部分:生產者、消費者、分解者
非生物部分:陽光、水、空氣、溫度
如果將生態系統中的每一個環節中的所有生物分別稱重,在一般情況下數量做大的應該是生產者。
植物是生態系統中的生產者,動物是生態系統中的消費者,細菌和真菌是生態系統中的分解者。
食物鏈和食物網:
食物鏈以生產者為起點,終點為消費者,且是不被其他動物捕食的“最高級”動物。
物質和能量沿著食物鏈和食物網流動的。
營養級越高,生物數量越少;營養級越高,有毒物質沿食物鏈積累(富集)。
生態系統具有一定的自動調節能力。
在一般情況下,生態系統中生物的數量和所占比例是相對穩定的。但這種自動調節能力有一定限度,超過則會遭到破壞。
例如:在草原上人工種草,為了防止鳥吃草籽,用網把試驗區罩上,結果發現,網罩內的草的葉子幾乎被蟲吃光,而未加網罩的地方,草反而生長良好。原因是:食物鏈被破壞而造成生態系統平衡失調。
生物圈是最大的生態系統。人類活動對環境的影響有許多是全球性的。
生態系統的類型p29
森林生態系統、草原生態系統、農田生態系統、海洋生態系統、城市生態系統等
生物圈是一個統一的整體p30
注意DDT的例子 (富集)課本26頁。
課本27頁1題33頁生物圈2號
生物的生存依賴于環境,以各種方式適應環境,影響環境。
七年級上冊生物重要知識點第二單元 生物和細胞
顯微鏡的結構
鏡座:穩定鏡身;
鏡柱:支持鏡柱以上的部分;
鏡臂:握鏡的部位;
載物臺:放置玻片標本的地方。中央有通光孔,兩旁各有一個壓片夾,用于固定所觀察的物體。
遮光器:上面有大小不等的圓孔,叫光圈。每個光圈都可以對準通光孔。用來調節光線的強弱。
反光鏡:可以轉動,使光線經過通光孔反射上來。其兩面是不同的:光強時使用平面鏡,光弱時使用凹面鏡。
鏡筒:上端裝目鏡,下端有轉換器,在轉換器上裝有物鏡,后方有準焦螺旋。
準焦螺旋:粗準焦螺旋:轉動時鏡筒升降的幅度大;細準焦螺旋。
轉動方向和升降方向的關系:順時針轉動準焦螺旋,鏡筒下降;反之則上升
顯微鏡的使用 P37-38 的圖要掌握
觀察的物像與實際圖像相反。注意玻片的移動方向和視野中物象的移動方向相反。
放大倍數=物鏡倍數X目鏡倍數
放在顯微鏡下觀察的生物標本,應該薄而透明,光線能透過,才能觀察清楚。因此必須加工制成玻片標本。
觀察植物細胞:實驗過程P43-44
切片、涂片、裝片的區別 P42
植物細胞的基本結構
細胞壁:支持、保護
細胞膜:控制物質的進出,
細胞質:液態的,可以流動的。細胞質里有液泡,液泡內的液泡內溶解著多種物質(如糖分)
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
葉綠體:進行光合作用的場所,
液泡:細胞液
觀察口腔上皮細胞實驗P47
動物細胞的結構
細胞膜:控制物質的進出
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
細胞質:液態,可以流動
植物細胞與動物細胞的相同點:都有細胞膜、細胞質、細胞核
植物細胞與動物細胞的不同點:植物細胞有細胞壁和液泡,動物細胞沒有。
細胞的生活需要物質和能量
細胞是構成生物體的結構和功能基本單位。
細胞是物質、能量、和信息的統一體。細胞通過分裂產生新細胞。
細胞中的物質
有機物(一般含碳,可燒):糖類、脂類、蛋白質、核酸,這些都是大分子
無機物(一般不含碳):水、無機物、氧等,這些都是小分子
細胞膜控制物質的進出,對物質有選擇性,有用物質進入,廢物排出。注意課本52頁圖叫什么
細胞內的能量轉換器:
葉綠體:進行光合作用,是細胞內的把二氧化碳和水合成有機物,并產生氧。線粒體:進行呼吸作用,是細胞內的“動力工廠”“發動機”。
二者聯系:都是細胞中的能量轉換器
二者區別:葉綠體將光能轉變成化學能儲存在有機物中;
線粒體分解有機物,將有機物中儲存的化學能釋放出來供細胞利用。
動植物細胞都有線粒體。
細胞核是遺傳信息庫,遺傳信息存在于細胞核中
多莉羊的例子p55,
57頁1題
細胞核中的遺傳信息的載體——DNA
DNA的結構像一個螺旋形的梯子
基因是DNA上的一個具有特定遺傳信息的片斷
DNA和蛋白質組成染色體
不同的生物個體,染色體的形態、數量完全不同
同種生物個體,染色體在形態、數量保持一定
染色體容易被堿性染料染成深色
染色體數量要保持恒定,否則會有嚴重的遺傳病
細胞的控制中心是細胞核
細胞通過分裂產生新細胞
生物的由小長大是由于:細胞的分裂和細胞的生長
細胞的分裂
1、染色體進行復制
2、細胞核分成等同的兩個細胞核
3、細胞質分成兩份
4、植物細胞:在原細胞中間形成新的細胞膜和細胞壁
動物細胞:細胞膜逐漸內陷,便形成兩個新細胞
新生命的開端---受精卵
經細胞分化形成的各種各樣的細胞各自聚集在一起才能行使其功能,這些形態結構相似、功能相同的細胞聚集起來所形成的細胞群叫做組織。
不同的組織按一定的次序結合在一起構成器官。
動物和人的基本組織可以分為四種:上皮組織、結締組織、肌肉組織、神經組織。
四種組織按照一定的次序構成,并且以其中的一種組織為主,形成器官。
能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組成在一起構成系統。
系統:運動系統、消化系統、呼吸系統、循環系統、泌尿系統,神經系統、內分泌系統、生殖系統。
動物和人的基本結構層次(小到大):細胞→組織→器官→系統→動物體和人體
植物結構層次(小到大):細胞→組織→器官→植物體
P65題3
第二節 植物體的結構層次
綠色開花植物的六大器官
營養器官:根、莖、葉 ;
生殖器官:花、果實、種子
第三節 只有一個細胞的生物體
單細胞生物:草履蟲、酵母菌、、衣藻、眼蟲、變形蟲