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食品若要发酵就必须要有一个特定的微生物环境,发酵过程中微生物的种类会对发酵食品的口感产生非常大的影响,而加强对发酵食品中微生物多样性的研究可以十分有效的为相关的研究提供更多的理论依据,在研究的过程中,最为基本的两个要素就是物种的丰度和物种的均匀程度。而微生物在生长的过程中也有其自身独到的特点。因为微生物自身的体积小,结构也并不是十分的复杂,所以我国在微生物多样性的研究方面还处于比较缓慢的状态,在很长一段时间里都采用非常陈旧的方法去研究微生物的多样性,而我国有关的技术在不断的发展,所以在微生物研究方面也有了一些新的迹象。
1 微生物的培养分离方法
在微生物多样性研究的过程中,培养技术起到了非常关键的作用,直到现在,这种技术都广泛的使用在研究当中,微生物培养主要是按照目标的要求给微生物选择比较适宜的培养基,然后再按照不同的微生物特性来对其进行更加全面和准确的鉴别,但是这种方法在使用的范围上还是有着一定的限制,一般情况下它比较适合使用在小范围的微生物多样性鉴别中。
微生物培养法在实际的应用中需要首先通过人工的方式对培养基进行适当的处理,虽然不同的微生物在生长环境和自身的特性上都存在着较为明显的差异,所以研究的结果会和实验室当中不受任何外界因素影响条件下得出的结果存在着一定的差异,此外,自然界当中,很多种微生物都是没有办法通过人工培养的方式得到的,所以在研究的过程中也会造成生物多样性的流失,这样就使得实验室中所得出的结论不是非常的准确,存在着一定的片面性。
2 化学方法
磷脂脂肪酸是生物细胞膜中一个非常重要的成分,而不同的微生物能够通过生活反应形成不同种类的磷脂脂肪酸,这样就可以对不同的微生物进行鉴别和检验,但是在这一过程中尤其需要注意的一点就是不同类型的磷脂脂肪酸或者是不同生物体上的磷脂脂肪酸有可能会出现完全相同的研究和实验结果,所以还需要采用其他的辅助方式对其进行进一步的检验。
3 生理方法的鉴定系统
BIOLOG微孔平板阀是国外的研究机构在1991年建立起来的一套专门研究土壤微生物多样性的一种方法,这种方法通常就是按照生物对单一碳源不同的反应而实现对不同种类的微生物进行区分的目的,该鉴定系统当中主要有95反应孔的微孔平板和鉴定的软件组成的,反应孔当中还设置了碳源底物和对应的指示剂,而当接种样品溶液的时候,其中的一些营养物质就会被吸收和利用,从而使得孔中的反应物呈现出不同的颜色和状态,因为不同的微生物对95糖的反应和接受程度具备一定的差异按照反应孔当中颜色的转变和吸光度的变化就形成了不同的形式,这样也就使得不同微生物逐渐被判断出来。经过该系统软件的处理和判断,和标准菌种的数据进行详细的对比之后,这种菌的种类也就被准确的判断了出来,这种方法实际上已经进入到了微生物食品微生物多样性的研究当中,但是这种方法在应用的过程中也存在着一定的局限,所以也无法很好的独立使用,其主要的不足有:由于真菌、放线菌的代谢反应不能分解氯化物.此方法只能检测微生物群落细菌中快速生长的那部分微生物信息主要为革兰氏阴性菌:另外由于培养环境的改变可能引起微生物对碳源底物实际利用能力的改变而造成一定的误差目前所具有的标准菌种的数据库还不完善。有些种类还不能被准确进行鉴定即使存在以上不足。但由于其不需经过培养分离繁琐的步骤.仍被用于微生物多样性的研究。
4 分子生物学方法
分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用主要可以归纳总结为2个方面:一方面是在PCR技术应用前提下所衍生出的一些研究方法.这些方法可以把少部分的DNA进行大量的增加.通过对基因排列顺序的对比和分析来对微生物的多样性进行研究另一方面是在应用分子杂交技术的前提下使用分子标记的方法。
4.1 建立在PCR技术的方法
PCR是1985年由MULUS发明的一种聚合酶链式反应技术.主要特点是短时间内在实验室条件下人为控制并特异扩增目的基因或DN段,以便于对已知DN断进行分析。PCR技术的发明和不断完善.不仅为分子生物学的发展作出了巨大的贡献.而且在微生物生态学的发展和分析技术的建立提供了有利工具。
4.2 基于分子杂交技术的分子标记法
分子杂交技术是基于核酸分子碱基互补配对的原理.用特异性探针与待测样品的DNA或ETNA形成杂交分子的过程用于微生物多样性研究常用的探针主要有RNA基因探针、抗性探针和编码代谢酶基因探针等。特别是近年来发展起来的荧光原位杂交技术是研究环境中不可培养微生物群落多样性最为常用和有效的手段荧光原位杂交技术是根据已知微生物不同分类级别上种群特异的DNA序列,以荧光标记的特异寡聚核酸片段作为探针与环境基因组中DNA分子杂交,检测该特异微生物种群的存在与丰度。操作步骤是将微生物样品固定在载玻片上,用荧光染料标记的基因探针杂交,将未杂交的荧光探针洗去后用普通荧光显微镜进行观察和摄像采用这一技术可以同时对不同类群的细菌在细胞水平上进行原位的定性定量分析和空间位置标示。该方法的特点是可以进行样品的原位杂交,且特意性和灵敏度高,克服了PCR扩增的偏好性,对生态系统样品中的种群结构的测度准确性高发酵食品中微生物多样性研究方法在传统技术的基础上有了很大的发展.主要发展出了4种研究方法四种方法在不同的方面有不同的优缺点,只有根据不同的特点选择不同的研究方法,才能更好地保证研究的准确性,从而促进发酵食品中微生物多样性研究。
结束语
发酵食品越来越多的走入到人们的生活当中,发酵食品中的生物多样性是影响其口感的一个非常重要的因素,而在实际的研究工作中,有很多的研究方法,不同的研究方法尤其自身的优势和使用范围,所以一定要根据实际的需要选择适当的方式,只有这样,才能更加充分的保证发酵食品微生物多样性研究更加的成熟。
中图分类号:X9
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2012)04-0247-01
1我国环境污染主要特点
水体污染日益突出,包括湖泊、河流、地下水及海洋污染比较严重,大量未经处理的生活污水及工业废水,直接排出,从而导致水体恶化,水体富营养化严重。城市河流中86%的水质污染超标,城市下游河道污染更为严重。而过份开采地下水导致的盐碱化现象,重金属等工业有害物质对水体的污染更是严重的环境问题。
空气污染严重。我国的大气污染主要来自燃煤和汽车尾气污染。燃煤产生大量的二氧化硫未经处理或者没有严格处理就直接排放,导致区域空气污染。而随着生活质量提高,大量汽车产生的尾气污染,也越来越严重,工业化生产过程中造成的空气污染也同样不可小视。
噪声污染亟待解决。噪声污染主要集中在工业噪声和交通噪声。据《中国环境状况公报》显示,1997年,我国多数城市噪声处于中等污染水平,其中,生活噪声影响范围大并呈扩大趋势。交通噪声对环境冲击最强。近几年来,随着轨道交通的发展,一些轨道交通产生的噪声污染问题也凸显出来。在防治噪声污染方面,此前的标准较粗,没有具体的规范,噪声污染问题频现。
生活垃圾造成的环境污染。随着城市进程的加快,产生的生活垃圾也越来越多,并快速向农村蔓延。有统计显示,城市垃圾以每年10%的速度增加。而不科学、不环保的生活、购物方式,是造成垃圾快速递增的主要成因。
2环境保护策略
2.1生态建设,加强污染治理
在生态建设中,如何保护和恢复自然生态环境是重中之重。虽然近几年,国家出台相应措施,并给予一定的资金扶持,通过退耕还林、退耕还草等措施进行自然生态的恢复和重建,但因多方面的原因,收效仍不明显。在防护和治理的过程中,生态破坏的事件,仍时有发生。针对此种情况,需要进一步调整生态结构,统筹规划经济发展模式,通过法制化将生态建设的纳入到我国法制建设进程中。同时,加大科技投入,针对不同的耕地、草地、沙地等采取不同的生态建设技术,治防并重,通过长效化治理,提高水土保持工程的管理和资金投入效率,从而保证生态建设取得卓有成效。同时,针对乱开乱伐现象,可以通过先进的技术手段,进行实时监控,完善监管。
2.2水环境污染防治
水环境污染的防治重点在于河流湖泊水污染、地下水资源的无序开采。一方面,要改变不合理的、片面追求经济发展,不顾水资源环境污染的现状,同时,科学安排工业布局。沿海、沿湖、沿河等建设工业企业需进一步严格监控,新开办的工业企业,应尽量避开河流、湖泊等水源地建厂,防止工矿企业发展的同时,造成水源污染。针对地下超采无序的情况,应确立水权制度,加大企业用水总量的控制,通过经济和法律手段,加强企业用水管理,进一步提高水资源的可持续利用。通过新的生产工艺推广、达到科学用水,合理用水的目的。在污水处理方面,明确各行政区域的水质标准,对工矿企业的污水处理由水质检查变为水质实时检测,通过上传的数据指标,严格企业污水处理监管。
2.3加大生物保护力度,确保多样性
我国生态系统多样性极其丰富,全国共有生态系统约460多类。但随着我国人口的不断增加,对生物的消费也显增加之势,加上生物生存环境破坏严重,我国生物的多样性正以惊人的速度减少。因为生物多样性的破坏,又导致生态环境进一步恶化。在生物保护方面,需要通过多种途径:加强宣传教育,提高全民保护生物多样性的意识,理解生物多样性的必要性和破坏生物多样性可怕后果;采取科学方法,探究生物生存现状,制定相应的保护措施。落实生物多样性的保护条例、法规,确保我国生态系统类型齐全、完整。
2.4减少废气排放,提高空气质量
我国正处于经济高速发展进期,对能源的消耗居高不下,这与我国粗放的增长模式有关。而能源的开发,仍以煤炭为主,煤炭燃烧产生废气,是目前成大气污染的主要根源。在我国的电力、供热生产中,仍是煤炭占主要地位,燃煤产生的二氧化硫一直是大气污染物的主要成份。我们一方面在加大煤炭燃废气的处理的投入和监管力度,另一方,即又对电力、供热的需求不断增加,因此,新能源的开发和利用就显得尤为重要。水电、风电、核能、太阳能等清洁能源的技术开发、普及利用就显得尤为迫切。再者,在经济发展的过程中,提高能源利用效能,通过经济手段,提高高耗能企业生存成本,促使企业进行能源利用新技术的投入,将循环经济做为发展的主体。对于清洁能源技术的研究方面,国家应给予一定的资金和政策扶持,加快清洁能源的开发与应用。针对汽车尾气的污染,可通过大力发展公共交通,提高汽车尾气检测标准,控制汽车总量等多方面进行协调和解决。
3总结
治理环境污染任而道远,必须树立人与自然和谐发展的科学发展观,通过必要的制度建设、加大科技投入、宣传环境保护教育,做到在环境污染治理过程中,同防同治,才能保护人类良好的生存空间。
教学目标
1.知识目标:概述DNA分子结构的主要特点。
2.能力目标:制作DNA分子双螺旋结构模型,探究遗传的多样性。
3.情感态度与价值观:学习科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的精神,感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度。
教学重点和难点
重点:掌握DNA分子结构的主要特点;制作DNA分子双螺旋结构模型。
难点:掌握DNA分子结构的主要特点。
教师课前准备:PPT课件;DNA双螺旋结构模型组件:蓝色大球(代表脱氧核糖),白色小球(代表磷酸),绿色、蓝色、红色和黄色圆柱(分别代表A、T、G、C四种碱基),白色细柱(代表磷酸二酯键),白色粗柱(代表碱基与脱氧核糖之间的化学键)。
教学过程
一、创设情境,导入新课
播放PPT,展示北京中关村高科技园区的DNA雕塑,提出问题:大家知道为什么将它作为高科技的标志吗?我们已经知道DNA是遗传物质,那么DNA分子是怎样储存遗传信息的呢?这就需要从认识DNA的结构开始。
二、复习旧知,问题引导,构建核苷酸长链
提问:DNA的全称叫什么?它由哪些元素构成?基本单位是什么?由几部分构成?碱基有几种?
让学生在练习本上快速画出一个脱氧核苷酸,找出学生画错的例子给予纠正,指出碱基、脱氧核糖和磷酸正确的连接方式。在黑板上从上到下依次画出6个游离的脱氧核苷酸(涵盖4种),提问:黑板上画有6个游离的脱氧核苷酸,应怎样将它们连接成一条脱氧核苷酸链?请三位同学到黑板前连接。学生观察并指出错误,由学生自主归纳脱氧核苷酸之间正确的连接方式――磷酸与五碳糖通过磷酸二酯键交替连接。教师继续提问:观察三组单链的连接顺序是否相同?(不同,核苷酸的排列顺序有多种)
三、学生自主阅读教材,小组合作制作DNA分子结构模型
教师布置任务:同学们的桌子上,有已经分类整理好的制作DNA双螺旋结构模型的材料和用具。阅读教材P47-48资料,以小组为单位进行自主探究和讨论,并动手制作DNA的结构模型,时间为15分钟。制作过程中思考以下问题(PPT课件展示):这几种材料分别代表DNA的什么成分?DNA分子由几条链构成?DNA的基本骨架由哪些物质组成?位于DNA的什么部位?DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位?DNA具有怎样的立体结构?各小组阅读资料,模仿教材插图认真制作。教师巡视并参与小组制作,给予指导,并充分肯定学生的思维能力和动手能力。
四、小组展示,总结DNA分子双螺旋结构的特点
各小组代表上台展示制作的模型,请学生说出在制作过程中发现DNA分子有哪些结构特点?
学生总结:1.两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。2.外侧为磷酸和脱氧核糖交替排列构成的基本骨架。3.内侧为氢键连接的碱基对,以碱基互补配对原则配对。教师要引导学生认识到,外侧的基本骨架和内侧的碱基互不配对,因此DNA分子具有稳定性。
因此,高校校园植被的意义在于:(1)提供有利于师生员工身心健康的教学与生活环境;(2)发挥天然实验室的作用,为教学直接提供活标本,方便师生就近观察、识别、比较物种;(3)发挥实验基地作用,利用校园树木花草进行科学实验,方便易行;(4)可以作为珍稀濒危植被的保存地、保护区和繁殖基地;(5)可以作为生物多样性的展示区;(6)可以升华校园文化,提高师生员工的综合素质。
2高校校园植被配置中存在的问题
(1)校园植被多样性不够。主要表现为:一是校园常用绿化树种较为单调;二是已有人工植被群落大部分结构单一,往往是大树加草坪,缺乏中层灌木和下层地被,达不到垂直层次的丰富性,绿地的防尘减噪效果也有所降低;三是树种间的配置模式单一,大量重复,特色不够鲜明。
(2)校园植被配置缺乏合理的规划。由于植被配置时依然存在着重景观、轻生态和重效果、轻过程的思想,往往忽视了植被自身的特点和规律。
(3)校园植被选择不够科学。在校园植被配置时,没有结合校园实际,缺乏预见性,盲目引进外地树种,植被选择单一等。
3高校校园的植被选择
(1)科学引种,增加校园植被多样性。
植被的多样性能体现功能目标的多样性,增强校园植被对气候的适应性和抗逆性,提高高校校园生态系统的稳定性,虽然较少的植被种类易形成某一稳定的景观绿化框架,但显得过于单调,从生物多样性看,缺乏变化的少数植被的大范围使用也易产生病虫害。校园植被是以改善高校内的自然生态和生活环境为主要目的,主要供师生放松心情、自我调节、休闲娱乐的场所。因此,还要根据校园植被的功能特点,突出植被的景观功能。
(2)合理搭配乔木、灌木、草本植被。
高校校园景观是建筑、道路、池塘、植被相结合构成的统一整体,复层结构应当成为植被配置的主旋律。校园植被主要包括乔木、覆盖地表的低矮植被,包括一年生和多年生的草本、适应性强的匍匐型灌木、藤本及竹类,以及草坪和稀树草坪等。其中,草坪在绿化、美化中起着越来越重要的作用,而且在发生地震和火灾等突发性灾害时,开阔的草坪是极好的安全岛和隔离带。在规划时要根据景观布局要求,对乔木过于密集的局部位置,尤其是校园主干道和绿化区内的人行便道两侧就近移栽,增加景观效果突出、品种丰富的花灌木和地被植物,形成良好的地面覆盖,通过这样配置以营造优美的校园景观和开放的绿地空间。
4植被配置原则
(1)体现校园景观与生态保健相结合的原则。
充分利用具有生态保健功能的植被提高环境质量、杀菌和净化空气,以利于师生身心健康。
(2)体现生态和谐校园的原则。
在布局上增设建筑和园林小品,强化校园的园林氛围。在绿化上以常绿树为基调,适当穿插草花,力求树木高低错落有序、疏密合理,以形成良好的植被总体和局部效果,从而营造一种安静幽雅的校园景观格调。
(3)坚持可持续发展的原则。
坚持教学、科研、生活三方面的协调发展,以生态理论做指导,坚持生态环境建设和功能建设同步,创造良好的生态环境,尽可能进行乔灌草复式绿化,以创造良好的校园环境,达到人与自然的和谐。
(4)坚持以人为本的原则。
以人为本,体现个性化,就要求做到:空间组织与规划依据不同层次需要,构造不同的活动空间;为满足人们回归自然的渴望,植被配置时应充分考虑人们钟情于自然的心理需求;关注人的审美习惯,并赋予其一定的文化内涵;选用有益身心健康的药用保健植被。
5植被配置对策
5.1空间配置对策
(1)学校的空间位置上的适宜性。
在进行植被配置时,要根据校园所在地理区位的特点,考虑其植被在空间位置上的适宜性,充分选择本地植被,科
学引进外地植被,在空间上合理规划,使两者互利共存。增加校园植被的生物多样性,在充分展示本地优良植被的同时,又能增加异地风情。
(2)学校内部不同区位的植被配置对策。
教学区:该区域主要包含教学楼、实验楼、图书馆、行政办公楼及操场等,其主要特点是人口密度大、活动比较集中,出入频繁。这一区域的建筑要求保持良好的通风采光,因此适宜选择一些较低矮的乔木、叶子较大的花灌木及草坪,如玉兰、木槿、紫薇、大叶黄杨、月季、玫瑰等植被。配置这些植被不仅可以提供充足的氧气,还可以杀灭细菌和真菌,使人感到空气清新、精神振奋。在植被配置上注意乔、灌、草搭配应合理,疏密结合,以便为教师和学生提供一个良好的学习环境。
生活区:该区域主要包括宿舍、食堂、礼堂等,其特点是这是学生的生活场所,人口密度大。这一区域,配置时应注意应营造一个绿树成阴、花草相映、静谧的生活环境,可多栽植一些攀缘植被,如凌霄、木香、藤本月季、地锦、葛藤等。在乔木、灌木的选择上,应选择一些花朵艳丽、花形、花叶奇特,有药用功能的植被,如雪松、白皮松、云杉、玉兰、银杏、马褂木、蝴蝶槐、金丝垂柳、月季等植被。
居住区:该区域是满足教职工的休息、交往、娱乐等的地方,植被配置要求有利于居民心理、生理的健康,满足人们对居民区环境绿化的物质和精神两方面的需求。该区域配置时应营造温馨优雅、舒适开阔、集体休闲与娱乐的氛围。因此不仅要有郁郁葱葱的树木,绿菌如毡的草地,还要有赏心悦目的花果和形形的小品设施,从而使老人孩子们在休闲之余尽享大自然的魅力,使教职工们在工作之余消除疲劳、振奋精神、陶冶情操。在选择树种时,应该尽量选择一些具有保健功能的植被,如银杏、杜仲、紫薇、夹竹桃、玉兰等植被。
5.2时间配置对策
)
A.热带雨林
B.常绿阔叶林
C.落叶阔叶林
D.北方针叶林
2.两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域叫(
)
A.群落复合体
B.镶嵌群落
C.群落交错区
D.小群落
3.生物固氮的过程是将大气中的N2转化为(
)
A.NO3-
B.N20
C.NH3
D.N02
4.在北半球中纬度的山区,阳坡的环境特点是(
)
A.温度较高,相对湿度较小
B.温度较低,相对湿度较大
C.温度较高,相对湿度较大
D.温度较低,相对湿度较小
5.在五大社会问题里,核心问题是(
)
A.人口
B.资源
C.粮食
D.能源
6.一个猴群占据某个山头,不让其他猴群进入,这一现象在生态学中称为(
)
A.种群调节
B.密度效应
C.自疏现象
D.领域行为
7.与K对策生物相比,r对策生物一般(
)
A.出生率低、寿命较短
B.出生率低、寿命长
C.出生率高、寿命较短
D.出生率高、寿命长
8.下列有关自然种群的不规则波动说法正确的是(
)
A.周期性的或少见的数量波动
B.周期性的或常见的数量波动
C.非周期性的或少见的数量波动
D.非周期性的或常见的数量波动
9.下列土壤分类中,属于隐地带性土壤的是(
)
A.碱土
B.黑钙土
C.灰化土
D.燥红土
10.下列有关生物量的说法正确的是(
)
A.陆地生态系统中最大的是热带雨林
B.冻土带的生物量最低
C.在水生生态系统中,水的最表层的生物量最大
D.森林生态系统中,树冠的最顶部生物量最大
11.恒温动物身体的突出部分,如四肢、尾巴、外耳等在低温环境中有变小变短的趋势,是减少散热的一种形态适应,这一适应被称为(
)
A.Allen规律
B.Bergmam规律
C.Gause定律
D.阿利氏原则
12.地球上最耐旱,且由超旱生的灌木、半灌木或半乔木占优势的地上不郁闭的一类生物群落是(
)
A.稀树草原
B.草原
C.荒漠
D.苔原
13.群落与环境的关系为(
)
A.环境促成群落的形成
B.群落造成了环境
C.相互影响和制约
D.无关
14.关于热力学第一定律,下列说法有误的是(
)
A.又称能量守恒定律
B.表述的是能量毫无损失地由一种形式转化为另一种形式
C.又称能量衰变定律
D.光合作用生成物所含有的能量多于光合作用反应物所含有的能量,故不适用于热力学第一定律
15.下列属于正反馈的是(
)
A.湖泊污染一鱼死一再污染
B.动物增加一植物减少一动物减少
C.兔子多一草少一兔子少
D.田鼠增加一粮食减少一虫子增多
16.由于种群内个体间竞争而产生的种群分布是(
)
A.均匀分布
B.随机分布
C.成群分布
D.内分布
17.甲、乙群落各有100个个体,其中甲中90个属于种A,10个属于种B,而乙中种A、种B各占一半,甲、乙群落均匀度的比较结果为(
)
A.甲高
B.乙高
C.一样
D.无法比较
18.下列有关种群容量的说法错误的是(
)
A.种群容量指的是一个有限的环境中所能稳定达到的最大数量
B.温、光、水、养分等因子或食物、空间等资源所构成的环境决定了种群容量
C.种群数量低于环境容量时,种群数量趋向于减少
D.食性、行为、适应能力等种群的遗传特性也决定了种群容量
19.下列属于食物链的是(
)
A.水稻一稻飞虱一青蛙一蛇一老鹰
B.田鼠一鼬一植物
C.吃草籽的鸟一吃虫的鸟一猫头鹰
D.兔一狐狸一鹰
20.下列不是引起生态失调的原因的是(
)
A.海陆变迁
B.火山爆发、台风
C.人的行为
D.雨、雪
二、2016年成人高考生态学基础模拟试题-填空题:本大题共20小题。共20个空,每空2分。共40分。把答案填在题中横线上。
21.地形是通过改变其他生态因子而对生物产生影响的,所以地形称为______生态因子。
22.动物领域的主要特征有排他性、______、替代性。
23.群落内部环境因子的______,是群落镶嵌性的主要原因。
24.在植物种群中,在高密度的样方中,有些植株死亡了,于是种群开始出现______。
25.恒温动物的生长效率低于变温动物的主要原因是______。
26.种群增长包括正增长、负增长和______。
27.土壤有机质包括非腐殖质和______两大类。
28.由于受季风气候影响,我国冬季多为______风。
29.基因和______是构成生态系统多样性的基础。
30.种群密度有粗密度(或原始密度)和生态密度之分,按照生物实际占有的空间所计算的密度被称为______。
31.生态学按生物栖息场所(也称生境类型)来分,可分为______和水域生态学。
32.对群落的结构和群落环境的形成起主要作用的植物是______,它对整个群落具有控制性影响。
33.在脊椎动物中,______的光周期最为明显。
34.生态因子接近或超过某种生物的耐受极限而阻止其生存。生长、繁殖、扩散或分布时,这些因子称为______。
35.环境按性质可分为自然环境、______和社会环境。
36.生态农业与传统农业不同,其主要特点是:整体性、层次性、地域性、调控性和______。
37.生物多样性主要有遗传多样性、______和物种多样性三个层次。
38.演替按基质的性质可划分为______和次生演替两类。
39.生物在生存斗争中获得生存的对策,称为______。
40.根据环境范围大小,环境可分为宇宙环境、______、区域环境、微环境和内环境。
三、2016年成人高考生态学基础模拟试题-判断题:本大题共10个小题,每小题2分,共20分。
41.现代生态学以人为研究中心,更加注重实践研究。(
)
42.短日照植物在北方可获得加长的营养生长期。(
)
43.种群增长率的大小是由出生率和死亡率决定的。(
)
44.哺乳动物大多属于K对策生物。(
)
45.捕食者和猎物相互作用的结果是协同进化。(
)
46.生物群落是由许多动物、植物组成的群体。(
)
47.亲缘关系较远的植物越不可能有相同的生活型。(
)
48.原始森林遭到破坏后,形成森林的过程为原生演替。(
)
49.荒漠由于极端干旱,只有旱生草本生存。(
)
50.人类活动的干扰不利于生态系统的平衡。(
)
四、2016年成人高考生态学基础模拟试题-简答题:本大题共3个小题,每小题10分,共30分。
51.简述种群年龄结构的含义及其基本类型。
52.简述生物多样性概念及其包含的三个层次。
53.简述温度与生物分布的关系。
五、2016年成人高考生态学基础模拟试题-论述题:54小题,20分。
54.论述发展能源的新策略。
参考答案:
一、选择题答案
1.A2.C3.C4.A5.A
6.D7.C8.C9.A10.A
11.A12.C13.C14.C15.A
16.A17.B18.C19.A20.D
二、填空题答案
21.间接
22.伸缩性
23.不均匀性
24.自疏现象
25.呼吸消耗的能量多
26.零增长
27.腐殖质
28.北
29.物种多样性
30.生态密度
31.陆地生态学
32.优势种
33.鸟类
34.限制因子
35.半自然环境
36.建设性
37.生态系统多样性
38.原生演替
39.生态对策
40.地球环境
三、判断题答案
41.√42.√48.×44.√45.√ 46.×47.×48.×49.×50.×
四、简答题答案
51.(1)种群中各年龄期的个体在种群中所占比例为年龄结构。
(2)年龄结构的基本类型如下:
①增长型。年龄锥体呈典型的金字塔形,下宽上窄(或答:幼年个体多,老年个体少),种群处于增长期。
②稳定型。年龄锥体大致呈钟形,各年龄级个体比例适中,种群数量处于稳定状态。
③衰退型。年龄锥体底部窄,上部宽(或答:幼年个体少,老年个体多),种群数量处于下降状态。
52.生物多样性指生物的多样化和变异性以及生境的生态复杂性。
(1)遗传多样性:指各个物种所包含遗传信息的多样性。
(2)物种多样性:指地球上生物种类的多样化。
(3)生态(或生态系统)多样性:指生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。
53.(1)当环境温度高于或低于生物的最高或最低临界温度时,生命活动就受到限制或无法生存。所以,生物往往分布于其最适温度附近地区。
(2)由于多数生物的最适温度在20~30℃,因而温暖地区分布的生物种类多,低温地区生物种类少。
(3)决定生物分布的因子不仅是温度因子,但它是影响生物分布最重要的因子。温度和降水共同作用,决定着生物群落分布的总格局。
五、论述题答案
《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》(以下简称标准)突出以人为本、人与自然和谐发展的教育教学理念,注重学生的发展和社会的需求,更多地反映生物科学技术的最新进展;关注学生已有的生活经验,更强调学生的主动学习,并增加实践环节。现行的各个版本的义务教育阶段的《生物》教科书,都力求体现标准的这些要求。每个版本的教材都是围绕义务教育阶段生物课程的10个主题进行编写的,都有自己的长处和特色。在新课程改革中,选用什么样的教材应该都一样,关键是在教学中落实标准的要求。如何根据标准用教材,而不是传统意义上的“教”教材,笔者在近几年的课改实验实践中进行了有益的探索。
1取各种版本教材之长,为我所用
教材版本多种多样,但各地区的各个学校不可能同时选用多种教材,只能根据标准的要求和本地区的实际情况,选用其中的一种教材。教材多也是一件好事,备课时,可以根据标准,以一本为主,取各种版本教材之长,为我所用。因此,有必要研究一下各种版本的特点。
1.1江苏教育出版社的生物教材(简称“苏教版”)的主要特点和优势
每个章节都有学习目标的提示,导图设计主题鲜明,内容丰富,简明扼要,这一点是苏教版所特有的。课后练习题的设计独特,科学合理,能根据学生的实际情况分层设计,有自我评价、思维拓展、课外探究等,层次丰富、形式多样、题目新颖,既考虑了大多数学生的学习状况,又兼顾了一部分学有余力的学生。教学内容紧密联系当前的科技动态,时代感强,更新知识快,每年的教材都有更新(有图片、有内容)。内容贴近学生的实际:生活,实验选材容易获取,探究活动设计形式多样,可操作性强。教材编写文字量少,语言叙述简练,给教师以创造的空间。教材图文并茂,生动活泼,以学生为本,降低了难度,注重培养学生各方面的能力(探究能力、收集信息和资料的能力、分析资料的能力、实验观察能力和动手能力等)。
1.2人民教育出版社的生物教材(简称“人教版”)的主要特点和优势
教材内容新颖,图片丰富,比苏教版的多一些,选用的都是实际观察到的图片(如红细胞、白细胞、白细胞吞噬病菌的图片等),还有卡通图片等。教学内容丰富,体系完整。逻辑性比较强。设计的几个版块适合学生的学习。如观察思考:结合学生的生活实际;探究活动:提供了知识背景,引导性强;资料丰富,为学生和教师提供了很多资料和信息,减轻了课后寻找资料的负担。语言文字优美,经过加工和锤炼,渗透了文学艺术的意境,可读性强,体现了情感、态度与价值观,关注环境保护等社会热点。实验、探究等活动的设计体现了生物学和生活紧密联系,生物和科学技术的发展。实验选材和探究活动方面,选材容易,可操作性强。课后补充的课外阅读材料较多。练习题步步深入,有拓展性,考察学生学习知识的情况和运用的能力,注重学生的综合分析能力、应用能力。题目新颖、有创新,综合性强,难度大。
但是教材中知识点面面俱到,过细,偏深。如果不进行整合、删减,每节内容都讲授,课时就不够。
1.3河北少儿教育出版社的生物教材(简称“河北版”)主要特点和优势
该教材有6大板块:身边的事、探究竟、知识链、大家谈、实际运用、想一想。教材积极探讨学生的学习方式的转变,关注学生学习的过程,强调学生动手能力的培养。学科知识有落脚点,知识的呈现通过活动后的总结进行详细的归纳。这是其他教材所没有的。设计了“开眼界”栏目,激发学生的学习兴趣,给学有余力的学生提供了发展的空间。图文并茂,示意图设计得巧妙、直观。教材内容选择侧重与生产、生活的联系,尤其偏向农村(家禽、农作物、观赏植物、动物等)。
但是教材中知识点过多、过细、过深,对知识目标要求偏高、偏难、繁琐。有些内容陈旧,如实验观察还保留了解剖家兔、观察蛔虫、猪肉绦虫、制作植物标本和昆虫标本等内容。
1.4北京师范大学出版社的生物教材(简称“北师大版”)的主要特点和优势
系统性强,史料丰富,介绍了许多生物科学家和他们的经典实验。如意大利医生弗朗西斯科·雷迪的实验,法国学者巴斯德的“鹅颈烧瓶”实验等(八下)。版块分层,图片清晰。每章有这样几个版块:“学习目标”、“知识点”、“思考与练习”、“活动”、“小资料”或“课外读”等。根据教材内容所配的插图针对性强,新颖清晰、生动活泼。每个“活动”目的明确,方法清楚,贴近学生实际。
上述各个版本的教材都打破了传统教材的编写结构,知识的呈现不再像以往的教材那样有较强的系统性,减少了许多繁、杂、难的内容,大大降低了学生学习的难度。由于各个版本教材都各具特色,因此,教师在教学实践中应以一本教材为主,其他的教材可以作为资料,在备课时参考,以优化教学设计、丰富教学内容、扩大学生视野。
2根据标准用教材
以前,我们总是按照教材编排的内容和顺序,以及教学大纲和考试范围来进行教学,考什么,就教什么。如果不转变教育观念就会穿新鞋走老路,以至于拿到新版本的教材,仍然按老的教材和老的方法去教。为减轻学生负担,降低学生学习的难度,新教材都大幅度删减了一些偏、繁、难的知识点,而有的老师,生怕有些知识点没讲到,学生结业时考不好,就不停地在课堂上增加教学内容。
要解决这个问题,首先要转变以往的“教教材”教学观念,必须弄清楚教师应该教给学生什么。这实际上还是课程理念问题。作为生物学教师,要通过生物的教学,教给学生终身学习的方法,让学生学会健康的生活,培养学生的创新精神,增强学生的环保意识,提高学生的生物科学素养,形成正确的情感、态度与价值观。这就要求教师要按照标准用教材,教材是知识的载体,为教师所利用,而不能单纯的就教材来教教材。如何根据标准用教材呢?
2.1细读标准,全面分析教材
初中生物课程内容标准包括10个一级主题,每个版本的教材基本上是按照这10个主题来编写的。如苏教版的《生物》七年级上册主要有2个主题(生物体的结构层次和生物圈中的绿色植物);七年级下册只有1个主题(生物圈中的人);八年级上册主要有3个主题(生物的生殖、发育和遗传、动物的运动和行为、健康地生活;八年级下册主要有2个主题(生物的多样性、生物技术)。另外,生物与环境和科学探究2个主题贯穿在四册教材中。科学探究的主题从七年级上册开始一直到八年级下册都有关于科学探究的内容,以循序渐进地逐步培养学生的科学探究能力。生物与环境则也是贯穿四册教材,以人与生物圈为主线,突出了生物与环境之间的相互关系。
人教版的生物教材七年级上下册的内容跟苏教版的编排顺序基本一致。八年级上册和下册的内容跟苏教版的编排顺序有所不同(两册内容与苏教版的正好相反)。教材内容的编排顺序并不影响标准的实施。关键是熟悉课程标准的内容,用好教材。
转贴于 2.2结合教学实际,合理调整教材内容的前后顺序
以苏教版七年级上册为例,谈一谈如何利用教材。该册教材共有3个单元34个学时:第一单元6个学时——探索生命的奥秘,可以说是学生接触到生物学这门学科的序言,主要是让学生了解生物学科的主要有哪些内容?学习《生物》有什么意义?《生物》与我们的生活有什么联系等,这部分内容可以激发学生探索生命奥秘的好奇心,引导学生进入生物科学的殿堂。第二单元6个学时一一生物体的结构层次,从植物细胞、人和动物细胞的结构和功能到生物体的组成。第三单元22个学时一一生物圈中的绿色植物,从种子的结构、种子的萌发到植物的生长开花结果,描述了绿色植物的一生以及绿色植物的光合作用和呼吸作用,还有绿色植物在生物圈中的作用。从教材的编排顺序分析,内容是一环紧扣一环,由序言到方法,由微观的细胞结构到宏观的植物体,再到生物圈。按照这个顺序教学从理论上说是没有什么问题的。但在实际教学过程中,教师会碰到很多问题。首先是季节问题。因为,新学年开学基本上在每年的9月。如果教师按照教材编写的顺序来上课,上到有关光合作用的内容时已经是12月份。这时,安徽合肥地区的天气已经很冷,光照少,且多阴雨天。这时光合作用产生氧和光合作用需要二氧化碳,以及光合作用产生淀粉的实验探究就很难完成。另外,在上到植物的开花和结果的内容时,也已进人11月份,植物的花早没了,学生很难观察到花的结构。为此,我们在教学实践中可以大胆尝试调整教材的教学顺序,根据适合的季节天气,合理安排教学内容(具体安排略)。
这样调整可以把第一章第一节作为生物课学习的绪言,让学生了解生物学科的主要内容,激发学生学习生物的兴趣。在第二章第一节“探索生命的器具”的教学中,让学生认识显微镜,初步学会使用显微镜,学会制作临时装片,掌握一些观察微观世界的基本操作技能。而“探索生命的方法”一节内容可以结合“植物光合作用的发现”的教学,让学生学习科学探究的一般方法。
把第六章有关光合作用的内容调到前面来,可以充分利用自然的光能,完成“绿叶在光下产生氧气”、“光合作用需要二氧化碳”、“绿叶在光下制造淀粉”的实验。如果按部就班,放在后面进行教学,这些实验就无法完成。“绿叶在光下产生氧气”、“光合作用需要二氧化碳”2个实验可以让学生在家进行,然后再到课堂是验证。
把第五章的第五节“植物的开花和结果”也调到前面来,可以在秋季寻找到一些植物的花和果实,以便解剖和观察花的结构以及果实的结构等。果实里有种子,接着上种子的萌发到根的生长等内容也很顺理成章。
另外,有些章节也可以合并。如第3章的第一和第二节内容可以合并学习,用比较的方法学习植物和动物细胞的结构和功能。
2.3根据标准拓展教材的内容
如在学习苏教版生物八年级下册“第23章生物多样性保护和第26章生物圈是最大的生态系统”内容时,可以安排一个课时,让学生上网查阅相关资料,安排一个课时,进行演讲比赛。根据学习目标和学习内容,学生有目的的在网上查找资料,认真准备演讲比赛稿。通过自主学习、上台演讲,学生对生物多样性和生物圈的相关知识掌握的很好,并且增强了环境保护意识,提高了爱护花草树木、爱护小动物的自觉性。
3 改变学生的学习方式,引导学生自主学习
要改变学生的学习方式,教师首先要转变观念,按照课程标准提出的课程理念,积极倡导探究性学习,给学生提供各种机会和主动参与教学过程的平台,让学生主动学习和实践。我们在教学实践中做了如下的探索。
(1)制订一学期教学计划,并将计划发给学生。这样做是让学生事先就了解本学期要学习的内容,知道教师调整教材前后顺序的教学意图。
(2)鼓励学生根据自己的兴趣和爱好先学一步。为此,我把八年级下的教学内容进行了梳理分类,并进行了前后内容的调整。例如,八下第一个单元里有酿制酒酿的实验内容。制造酒酿需要一定的温度,对用具的消毒比较严格。而且,八下刚开学(2月份),气温较低。于是,我将这个单元的内容放到后面,同时,改酿制酒酿为制作酸奶或果酒。有的学生对制作酸奶感兴趣,有的学生对制作果酒感兴趣,我便将如何制作酸奶和果酒的资料印发给学生,这些学生回家后立即着手制作,并且获得成功。当时制作酸奶,气温比较低,这位学生通过多次制作,总结和摸索出制作酸奶的规律,写出了制作酸奶的小论文。另一个学生非常想做葡萄酒,可当时不是葡萄上市的季节,市场上没有葡萄出售,他问:现在买不到葡萄,我能不能用其他水果比如用苹果来酿酒呢?对学生的发问我感到非常高兴,这正是引导学生自主学习、主动探索的好机会。我高兴地说:你可以试一试,根据酿制果酒的原理,我想是可以的。这个学生回家后真的就用苹果酿酒了,每天都向我报告发酵瓶中苹果的状态。当酒酿成后,他兴奋地装了一小杯带到学校,给我品尝,味道可真不错。别的学生也抢着品尝,并说回去也做。后来,我又组织学生在实验室分小组制作酸奶,这时气温在30℃左右,第一天制作,第二天即可品尝。
4采取灵活多样的教学方法,激发学生的学习兴趣
在新课标下的初中生物教学,学生的学习应是自主合作探究式的,学习过程是以学生为主体的,而教师在学生学习的过程中所起的作用是“导”。根据教学内容,引导学生积极主动的学习、探究、观察、实验。在这几年的课改实践中,我们摸索出各种各样的教学方法,主要有以下9种。
4.1学生的小组合作学习
开学伊始,每个班都编好小组,每组4—5人,选好小组长。组编好后一般固定不变。小组成员自由组合,给学生民主的权利。组长可以推选,也可以自荐。
4.2校园调查课
有些内容可以在校园内进行。比如,身边生物的调查和观察、校园植物种类的调查、观察蚂蚁的觅食行为、影响鼠妇分布的环境因素、校园生态系统的观察等内容都可以安排学生在校园内上课。
4.3网络学习课和用多媒体课件上课
利用网上资源进行课堂教学。如“的危害”这部分内容,教师可以直接上网查找有关知识,网上大量的真实的图片、资料让学生深刻认识到的危害性。又如,“生物多样性保护”和“保护生物圈”等内容,也可以让学生自主上网搜索资料,因为网上的资料比教材上的内容丰富得多,学生也感兴趣。结合教学内容,制作生动活泼、直观的多媒体课件上课,在教学容量增多的同时,也大大提高了学生的兴趣。
4.4“模拟医学专家咨询”课
比如,“威胁人类健康的主要疾病”一节内容,完全可以让学生自学,掌握相关知识后,回答“病人”或“病人家属”的“咨询”。在上一节课结束时,布置本节课的学习活动内容和安排。全班选出6位“医学小博士”,分成2组每组3人,一组是“预防心血管疾病专家组”,另一组是“防治癌症专家组”,负责回答咨询者的问题。这样课上学生积极性很高,而且都自学了不少内容,课堂上的气氛非常热烈。最后,选出最佳“医学小博士”和最会提问题的同学。
4.5演讲比赛课(论坛演讲)
这种课可以让每个同学都有上台发言的机会。我们在八年级下学期安排2-3个课时,给学生演讲。一次是“生物多样性保护”演讲,一次是“保护生物圈”国际论坛演讲。这样教师讲得少,但学生的收获多。我所教的4个班每个学生都上台进行了演讲。学生演讲时,由各个小组的组长担任评委,给演讲的学生评分,然后计算出均分、排序,最后根据得分多少,评出一、二、三等奖,发给奖状。
4.6辩论课
如:“关注生物技术”一节里有关于“生物技术的安全和社会伦理问题”的内容,可以开展辩论,通过学生的自我学习辨析而关注生物技术,达到学习的目的。
4.7常规的实验课、探究课等
这些实验课一定要上,不能只在黑板上讲实验,做实验,要让学生自己动手做一做,培养学生的动手动脑的能力。
4.8课外书籍阅读课
关键词:城市公园;景观生态理论;生态原则
Key words:city park;landscape ecology theory;ecological principle
中图分类号:TU986 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0150-01
1 景观生态理论指导公园景观建设全程
1.1 景观生态学。景观生态学是地理学与生态学交叉形成的学科,它以整个景观为对象,通过能量流、物质流、信息流在地球表层传输和交换,通过生物与非生物的相互转化,研究景观的空间构造、内部功能及各部分之间的相互关系,探讨异质性发生发展及保持异质性的机理,建立景观的时-空模型。景观是由景观元素组成。景观元素是地面上相对同质的生态要素或单元,包括自然因素或人文因素,可以视之为生态系统。
1.2 景观生态学理论指导公园景观建设的必要性。从景观生态学角度看,城市是典型的以人类干扰为主的景观,是一种连续动态变化的特定景观,也就是说,城市景观的主要特点在于自然景观的破坏和人工景观要素的扩大。具体表现为:环境污染源增多、面积扩大;内部绿地和水域等环境资源拼块锐减;城市建筑急剧膨胀,向郊区扩展,取代农田模地和绿地拼块。而城市公园系统是城市景观的重要组成部分,是城市中的生态景观。他既有自然的因素又有人为干扰的因素,有引进拼块又有残留拼块,具有镶嵌度高、景观元素类型多种多样、异质性大的特点。公园把自然伸入到城市之中,为改善生态环境服务,是一种开放空间,应以近自然的特色与魅力吸引人们去享受,并提供开放游憩的功能。
2 景观生态规划与设计原则
2.1 整体性原则。景观是一系列生态系统组成的具有一定结构与功能的整体,在规划中应把景观作为一个整体单位来思考和管理,达到整体最佳状态,实现优化利用。
2.2 多样性原则。景观多样性,是城市人们生存与发展的需要,是维持城市生态系统平衡的基础。城市公园的设计应以其园林景观类型的多样化,以及植物物种的多样性等来维持和丰富城市生物多样性。因此,植物配置以本土和天然为主,让本土植被作公园绿化材料的主体,让野生植物、野草、野灌木形成自然绿化。同时,公园内,景观斑块类型的多样性的增加,生物多样性也随之增加,为此,应首先增加和设计各式各样的园林景观斑块,如观赏型植物群、保健型植物群落、生产型植物群落、疏林草地、水生或湿地植物群落。
2.3 连续性原则。景观生态学名用于城市景观规划,特别强调维持与恢复景观生态过程与格局的连续性和完整性,即维护城市中残遗绿色斑块,湿地自然斑块之间的空间联系。这些空间联系的主要结构是廊道,如水系廊道等。
2.4 生态位原则。所谓生态位,即物种在系统中的功能作用以及时间与空间中的地位。城市公园的设计要充分考虑植物物种的生态位特征,合理配置选择植物群落。在有限的土地上,根据物种的生态位原理实行乔、灌、藤、草、地被植被及水面相互配置,选择不同高度和颜色、季相变化的植物,充分利用空间资源,建立多层次、多结构、多功能科学的植物群落,构成一个稳定的的复层混交立体植物群落。
2.5 综合性原则。景观是自然与文化生活系统的载体,景观生态规划需运用多学科知识,综合多种因素,满足人类各方面的需求。
我们在公园生态景观建设中可直接借鉴这些原则,为景区建设提供理论上的指导。当然,这些原则并不是在每一个景区的建设中都能得到体现,不同自然资源地有着自身的特殊性,兼加考虑、应用的生态学原则也必然有所不同及侧重。
3 生态景观原理在公园建设中的应用
3.1 因循自然、显露自然。将自然元素及自然过程在城市公园规划建设中显露,引导人们体验自然。公园的规划应当因循自然、显露自然,组景应注重意境的创造,以自然美为主,辅以人工美,充分利用山石、水体、植物、动物、天象之美,塑造自然景观,并把人工设施和雕琢痕迹融于自然景色之中,从而实现生态价值的最大化。
3.2 因地制宜、就地取材。城市公园生态景观规划中,因地制宜,充分发挥原有地形和植被优势,结合自然,塑造自然也是十分关键的要素。在植物物种的选择上多采用本土树种,铺装及景观小品等装饰材料选用当地材料。
3.3 充分发挥植物造景功能。在公园的设计中应充分应用植物的姿、形、色、味等生态特性,使得不仅在一日之内有不同时相的明暗、光影变大,更有春、夏、秋、冬四季景色的变异,春有青青、夏有浓荫、秋有红叶、冬有苍松的季相变化给人带来分明的四时感应,使人们最直接地感触到自然的气息。植物造景,尤其是人工植物群落景观的营造,无论从生态角度、经济价值、艺术效果和功能涵义等方面,都应列入构景要素的首位,成为城市公园生态景观建设的核心。
3.4 处理好文化与生态的关系。景观是自然与文化系统的载体,科学地规划与建设城市公园的生态景观是生态与文态有效结合的过程,生态建设和文化建设始终贯穿于景区规划建设的整个过程。城市公园的自然环境与人文环境(如名胜古迹)有密切联系,规划建设好生态公园要巧于利用自然和善于结合古迹。
4 结论
目前我国城市生态公园的建设和发展还极为有限。居住在城市的居民向往的是大自然的蓬勃生趣和返朴归真的美,必须建立富有自然情趣的风景园林。中国古代哲学家庄子说过:“水静尤明,而况精神”,环境之中的“静”的价值极高,尤其在喧闹的城市中,这是极为难得的。为此,建设生态公园,实现城市景观的生态性,为居民提供舒适和谐的居住环境作为景观设计者任重而道远。
参考文献:
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1 关于山地城市节约型景观设计的内涵
景观作为客观物质环境的构成要素,可以有三种理解:第一种是美学上的意义,指具有审美感的风景,这是景观最常用的含义;第二种是地理学上的理解,地理学中的“景观”,是指地表上有机界和无机界的对象的有规律的组合;第三种是作为生态概念,景观生态学将景观看作由不同生态系统组成的、具有重复性格局的异质性地理单元和空间单元。山地城市景观严格说来并不是一种新的景观定义,而是在景观所包含的体系下一个具体的研究范畴,这个范畴包含的是山地城市特定区域内由风景、山水、地形、地貌等土地及土地上的物质和空间所构成的自然和人为活动的综合体。
节约型景观设计是指在景观规划、设计、施工、养护等各个环节中用最少资金和资源投入,选择对周围生态环境最少干预的景观设计模式,以“因地制宜”为准则,以“资源与环境承载力”为原则,以“节地、节水、节能、节材”为途径的,为人类提供高效生态保障系统的景观设计,是以循环经济理念和可持续发展思想为指导,以生态技术为手段,保护和改善自然环境,实现生态、环境和社会效益的最大化的景观设计。
山地城市节约型景观设计应是以山地城市特殊自然环境为背景的,具有明显的针对性,设计要体现对山地资源的合理和高效利用,体现对原有山水格局的尊重,体现对山地脆弱生态环境的保护,最终应成为山地城市景观建设的节约型设计之路。
2 实现山地城市节约型景观的对策
在建设“节约型社会”的背景下,节约型景观将是山地城市未来景观建设的主导方向,应作为实施公共服务、强化资源战略管理和加强环境建设的重要任务来对待。
(1)健全机制与体制。加强政府的管理和监督职能,建立健全的机制和体制是山地城市节约型景观能够得以发展的重要保障。
(2)合理规划与定位。山地城市节约型景观建设是一项复杂的系统化工程,是城市建设的重要组成部分,必须基于合理的景观规划与定位。山地城市应根据城址的自然条件、经济发展状况和城市的历史文脉,制定科学合理的城市景观阶段性发展目标,城市建设的决策者和管理者们应将城市景观的规划与定位作为一个战略性研究课题,制定科学合理的发展目标和具体措施,并以此为指导开展深入细致的建设工作。
(3)选择适宜的设计策略。山地城市节约型景观设计,必须科学地分析和掌握山地城市的自然生态特征,采用适宜的技术手段,围绕节约资源和能源、保护和利用自然的思路来选择适宜的策略。
(4)培养节约与生态意识。山地城市节约型景观的建设要求设计师具备保护生态和促进可持续发展的精神境界和价值取向,更重要的是广大民众要形成“以生态、节约的景观为美”的景观审美标准,具备景观的评价能力。
(5)引导公众积极参与。山地城市节约型景观的规划与设计过程需要有公众的积极参与,可以通过调查问卷、公众代表参与方案讨论、设计师与公众互动交流等形式获取公众的意见,疏导整理后采纳正确意见并融入到设计方案中去。
3 山地城市节约型景观设计的原则
在建设“节约型社会”的背景下,我们应该在怎样的原则下研究山地城市节约型景观设计?本文提出山地城市节约型景观设计的如下原则:
(1)以人为本的原则。景观设计的主体是人,人为了更好的生存而设计,设计为满足人的需求而存在,景观设计的最终目的是满足人对环境的需求。“以人为本”是指在设计中将人的利益和需求作为考虑一切问题的最基本的出发点,并以此作为衡量活动结果的尺度,体现出的是对人的关怀、对人性的关注。以人为本的景观设计要尊重人们的景观审美意识和环境心理需求,充分考虑景观的实用性、便利性和安全性。以人为本的山地城市节约型景观应该在满足人们对高品质生存环境追求的基础上考虑资源的节约和环境承载能力,如果一味地强调资源的节约而忽略了对人的考虑,那就违背了景观设计的初衷。
(2)减量与高效原则。减量,是狭义的节约定义,是指有节制、有约束地对各种资源进行合理分配和利用,它与浪费相对。高效,是广义的节约定义,是指通过提高对资源的综合利用率,降低环境资源代价,它与粗放相对。山地城市节约型景观设计中的减量与高效,就是要最大限度地节约资金和资源的投入,降低不可再生资源的消耗,利用太阳能、风能等天然资源和可再生资源,采用各种节能、节材、节水、节地等生态技术手段提高资源利用率,同时还要合理地利用山地城市的山体、气候、植物等自然资源。
(3)再用与循环原则。再用,是指利用废弃的土地和废弃的材料服务于新的功能以减少资源和能源的耗费。废弃的不能说明它就没有使用价值,究其根本原因是它放错了地方。废弃土地和废弃材料包括景观建成后遗留下来的建筑垃圾、废旧材料等,还包括其他行业中被视为无用的废弃物品,都可以成为景观设计使用的对象。设计师应该考虑如何拓展自己的设计思路,如何变废为宝,对它们重新加以整理、设计和提炼,使其服务于新的功能,往往会出现意想不到的景观效果,同时大大减少处理这些废弃材料所带来的资金压力,缓解城市环境问题,节约新材料的生产投入,实现资源的节约。
(4)功能叠加性原则。功能是指事物或方法所发挥的有利的作用,而功能叠加是指同一事物能够发挥多种有利的作用。山地城市节约型景观设计的功能叠加性原则是指尽量叠加组合多种功能于同一个景观要素上,以实现对空间的节约和对资源的高效利用。具体来讲,就是设计的景观既要满足人们的视觉欣赏要求,具有一定的美学价值,还要满足人们的各种使用功能,更要满足生态建设的要求,使设计的景观能结合山地城市的自然生态条件,改善和保护自然生态环境,实现山地城市景观和大自然的和谐共处。功能叠加性原则的主要内容包括:欣赏功能和使用功能的叠加;多种使用功能的叠加;使用功能和生态功能叠加;欣赏功能、使用功能和生态功能叠加等等。
(5)生物多样性原则。生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性,包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次,四个层次之间彼此联系、相辅相成。山地城市环境是一个物质和运动都极为丰富而复杂的自然地理环境实体,具有地形的复杂性、气候的多变性、边缘的多样性、生态的脆弱性等特点,生物多样性维持了山地生态系统的健康和高效,是生态系统服务功能的基础,是保护和改善山地城市生态环境的基础,山地城市节约型景观设计应尊重和维护其多样性。对于这一问题,在设计上应该做到:保持和维护有效数量的山地环境乡土动植物群;保护山地各种类型、多种演替阶段的生态系统,保护山地复杂多样的边缘生态系统。生物多样性原则无论是从科学原理的角度出发,还是从生存的角度出发,或是从经济利益的角度出发,都是必须受到保护的。
(6)让自然做功原则。让自然做功是指景观设计要遵循山地环境自然规律,让自然发挥最大的作用,让自然作为真正的设计者,设计中应考虑如何把人为的干扰降到最低,设计师要做的工作是顺应自然做适当调整,而不是对自然的再一次破坏。让自然做功这一设计原理强调人与自然过程的共生与合作关系,通过与生命所遵循的过程和格局的合作,我们可以显著减少设计对生态的影响。山地自然环境是千百年来优胜劣汰的结果,有极强的自律性,不需要人工维护,具有自维持、自调控、自我设计和自我管理的功能,它的丰富性和复杂性远远超出人为的设计能力,与其投入大量人力、物力、财力进行人为设计,还不如开启自然的自组织或自我设计过程。
(7)彰显地域性原则。彰显地域性的景观设计要求尊重不同地域的自然条件,充分利用自然所赋予的地形条件、光热条件、材料条件,结合功能进行整合,从而实现节地、节能与节材的规划。同时,要充分尊重当地的民族传统,尊重当地的礼仪和生活习惯,与当地社会和地域文化所赋予的价值紧密联系,抓住主要特点进行提炼并融入到景观设计之中。对于山地城市而言,彰显地域性的景观设计既要尊重山地自然环境特征,也要注重地域人文景观特征的提炼,从而使景观拥有山地城市的特质和灵魂。
4 结束语
总体来说,山地城市景观能否朝着节约、生态、可持续的方向发展,很大程度上取决于机制和体制是否健全、决策者的素养、设计者的专业水平和平民大众的综合素质。同时,山地城市节约型景观设计不仅要考虑资金的节约,更重要的还在于充分合理地利用山地城市的各种资源,保护自然生态环境,节约自然成本。
参考文献:
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[5] 朱建宁.促进人与自然和谐发展的节约型园林(中国园林)[J].2009,25(2):7882.
二、命题原则
1.导向性原则。面向全体学生,有利于促进学生全面、和谐、健康的发展,有利于中学实施素质教育,有利于体现生物学科新课程理念,充分发挥基础会考对普通高中生物学科教学的正确导向作用。
2.基础性原则。突出学科基本知识、基本技能和基本能力,注重学科基本思想和方法,又兼顾覆盖面,考查初步应用知识分析、解决问题的能力,难度适中,不出偏题和怪题。
3.科学性原则。试题设计必须与考试大纲要求相一致,具有较高的信度、效度。试卷结构合理,试题内容科学、严谨,同时能够突出生物学科的特点,试题文字简洁、规范,试题答案准确、合理。
4.实践性原则。坚持理论联系实际,关注生物科学、技术与社会、生活、生产的联系,贴近学生的生活实际,适当关注生物科学与技术的发展前沿。
三、考试目标要求
按照《普通高中生物课程标准(实验)》的基本要求,分别从知识性目标、技能性目标和情感性目标的角度,把考试目标划分为如下5个要求层次:
1.了解水平(以A代表):能再认或回忆知识;识别、辨认事实或证据;举出例子;描述对象的基本特征等。
2.理解水平(以B代表):把握内在逻辑联系;与已有知识建立联系;进行解释、推断、区分、扩展;提供证据;收集、整理信息等。
3.应用水平(以C代表):在新的情境中使用抽象的概念、原则;进行总结、推广;建立不同情境下的合理联系等。
4.独立操作水平(以D代表):能够独立完成操作,进行调整和改进,与已有技能建立联系等。
5.认同水平(以E代表):能够表达感受、态度和价值判断等。
三维目标作为有机整体,主要通过知识为载体,综合地进行考查。
四、考试内容
本考试的范围包括《生物1:分子与细胞》、《生物2:遗传与进化》、《生物3:稳态与环境》三个模块。其具体内容如下:
1.《生物1:分子与细胞》模块
(1)细胞的分子组成
概述蛋白质的结构和功能;简述核酸的结构和功能;概述糖类的种类和作用;举例说出脂质的种类和作用;说明生物大分子以碳链为骨架;说出水和无机盐的作用;检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
(2)细胞的结构
分析细胞学说建立的过程;使用显微镜观察多种多样的细胞;简述细胞膜系统的结构和功能;举例说出几种细胞器的结构和功能;阐明细胞核的结构与功能。
(3)细胞的代谢
说明物质进出细胞的方式;说明酶在代谢中的作用;解释ATP在能量代谢中的作用;说明光合作用以及对它的认识过程;举例说明影响光合作用速率的环境因素;进行叶绿体色素的提取和分离;描述细胞呼吸及其原理的应用。
(4)细胞的增殖
简述细胞的生长和增殖的周期性;描述细胞的无丝分裂;观察细胞的有丝分裂并概述其过程。
(5)细胞的分化、衰老和凋亡
描述细胞的分化;举例说出细胞的全能性;描述细胞的衰老和凋亡与人类健康的关系;说出癌细胞的主要特征,关注恶性肿瘤的预防。
2.《生物2:遗传与进化》模块
(1)遗传的细胞基础
阐明细胞的减数分裂;描述配子的形成过程和受精过程。
(2)遗传的分子基础
总结人类对遗传物质的探索过程;描述DNA分子结构的主要特点;概述基因和遗传信息的关系;描述DNA分子的复制;描述遗传信息的转录和翻译。
(3)遗传的基本规律
分析孟德尔实验的科学方法;阐明基因的分离规律和描述基因的自由组合规律;举例说明基因与性状的关系;概述伴性遗传。
(4)生物的变异
举例说出基因重组及其意义;举例说明基因突变的特征和原因;简述染色体结构变异和数目变异;举例说出生物变异在育种上应用的事例;关注转基因生物和转基因食品的安全性。
(5)人类遗传病
列出人类遗传病的类型(包括单基因病、多基因病和染色体病);举例说出人类遗传病的监测和预防;关注人类基因组计划及其意义。
(6)生物的进化
描述现代生物进化理论的主要内容;描述生物进化与生物多样性的形成;举例说出生物进化观点对人们思想观念的影响。
3.《生物3:稳态与环境》模块
(1)植物的激素调节
概述植物生长素的发现和简述生长素作用;列举其他植物激素;举例说出植物激素的应用价值。
(2)动物生命活动调节
概述人体神经调节的结构基础和调节过程;简述神经冲动的产生和传导;概述人脑的高级功能;描述动物激素的调节;简述动物激素在生产中的应用。
(3)人体的内环境与稳态
描述稳态的生理意义;举例说出神经、体液调节在维持稳态中的作用;描述体温调节、水盐调节、血糖调节;描述人体免疫系统在维持稳态中的作用;关注艾滋病的流行和预防。
(4)种群和群落
列举种群的特征;描述种群的数量变动;描述群落的结构特征;描述群落的演替。
(5)生态系统
描述某一生态系统的结构;分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用;举例说出生态系统中的信息传递;阐明生态系统的稳定性。
(6)生态环境的保护
描述人口增长对生态环境的影响;关注全球性生态环境问题;概述生物多样性保护的意义和措施;认同环境保护需要从我做起的意识。
五、考试形式
纸笔测试,闭卷。考试时间90分钟,试卷满分100分。
六、试卷结构
1.题型:包括选择题(第Ⅰ卷)和非选择题(第Ⅱ卷)。其中选择题为单项选择题(四选一)。
水和空气是人类赖以生存的基础,但当前由于过度追求经济发展和某些不当措施造成生态环境的破坏,水和空气质量每况愈下。在水环境方面由于污染源增加以及在营建水利工程中偏重于水利安全的考虑,河道成为纳污渠,该现象在我国普遍存在。大量污水和垃圾的排入使得河道生态系统功能逐渐丧失,严重限制了现代城镇生态的可持续发展。历史教训表明,我国大部分城镇正在重蹈欧美国家先污染后治理的覆辙,欧美国家在经济高速发展之后,又花费巨资治理受污染河道,经过几十年的治理后,许多城市河道水质已恢复正常。而在我国沿海经济发达地区,由于疏于管理,重视度不高,经济实力有限,并最终导致水体生态系统退化,水质恶化,黑臭和水华现象频繁暴发,丧失自净能力,水域栖息生物减少或消失,河岸自然生物群落消失、绿地人工化、生物多样性受损等一系列恶果。
1 存在的问题
1.1 河道硬质化(硬质驳岸)
即采用水泥浆砌石块的方法形成排水沟渠
河道硬质化主要包括以下三个方面:(1)断面形态的人工化,将蜿蜒曲折的天然河道截弯取直,改造成直线或折线型的人工化河流;把天然河槽复杂多变的横断面改造成梯形、阶梯型和矩形等规则的几何断面。(2)建设材料的硬质化。采用混凝土、块石等材料浇(砌)筑护岸及河床,河槽严重硬质化。(3)滨岸带破坏或消失。滨岸带植被缩窄或消失,自然土壤,植被系统被人造道路、码头、步道等取代。
1.2硬质驳岸的缺陷
(1)天然美景破坏多少天然美景因硬质驳岸而消失。天然河流中的曲流、深潭、浅滩、河漫滩、积水沼地、阶地、三角洲等丰富的地貌构成了河流形态的多样性,由此形成流速、流量、水深、河床材料等多种生态因子的异质性,为多种类的动物、植物、微生物提供生存环境。整齐划一的河道断面、笔直的河道走向、灰白色的堤防护岸,极大影响了水体的可达性和景观质量。破坏了植被丛旱生向水体的过渡生长,从而使该区域最具生物多样性的景观带消失
(2)亲水性下降,动植物失去生存空间。
(3)水自净能力下降,水质发黑发臭,水泥等释放有害物质,水温升高;动植物消失导致水中氮、磷等物质不断富集,产生富营养化污染。
(4)河岸硬质化,隔断生物交流.直立式的混凝土、浆砌石墙式护岸割裂了土壤与水体之间的联系,使河道处于封闭状态,阻断了水体与土地的物质生物交换,破坏了界面的生态平衡。
(5)河岸硬质化伴随着河道截弯取直。深浅不一的河曲是动植物良好的栖息地,例如鱼、虾等动物在夏季深水区域生长,而早春在浅滩处繁衍,汛期在河湾的缓流处避难。截弯取直虽然增加了用地面积但造成鱼虾等动物在汛期极易被洪水冲走,导致其无法生存。
(6)地表径流夹带污染物长驱直入,并使下游水位快速汇集。污水失去了滩涂、植物的阻隔、沉淀、过滤、吸附吸收后便可长驱直入。尽管因流水加速消除了上游的安全隐患,但下游水流迅速富集后更易超越警戒水位。而且加快了水流速度后无形中增加了水流的破坏力,根据统计在硬质驳岸化前后雨水流速上涨了2-3倍。
(7)涵养水源、保持水土能力下降,流域用水量入不敷出。硬质驳岸使流速加快,地下水转化率降低,致使一些湖泊消失,河道旱季干涸,北京在上世纪五六十年代,地表径流水量的60%有效补给地下水,时至今日仅有10%的地表径流转换成了地下水;
1.3 整治过程中存在问题
(1)借整治之名,采砂挖石,大量的石块,砂石外出销售,开采过程中导致天然资源破坏
(2)大大提高项目成本,硬质驳岸修筑需要大量的石、砂,使生态环境被破坏。而且修筑耗费大量的人力物力,大大提高工程成本。
2 河道生态解决措施
所谓河道生态修复即通过采用动物、植物、微生物、基质等形成生物链吸收水体中的富营养物质。目前国内外关于河道水体生态系统的修复主要包括三类:(1)对河流形态、河道纵横断面、河床和边坡结构形式、水动力条件等河道特性的恢复;(2)对河道岸边保护的植物种植、水生植物的种植以及水生微生物和水生动物的投放;(3)借助于生态恢复技术,加速污染河流的水质迅速改善,提高水生态系统的净化恢复能力。而生物-生态修复是近年来国外发展十分迅速的新型河道水体修复措施。河流生物-生态修复是利用生态平衡、物质循环的原理和技术方法,对受污染、破坏或胁迫的水体生物生存和发展状态进行改善、改良或恢复、重现,通过对水中污染物进行转移、转化及降解,使水体得到净化的技术。常见的生物-生态修复方法包括:微生物修复技术、植物净化技术、稳定塘技术、人工湿地技术、生物过滤技术、多自然型河流构建技术等方法,这些技术都有其适用性和局限性,并处在不断的发展和完善中。
2.1 微生物技术介绍
2.1.1 SG1001脱氮菌简介
SG1001脱氮菌是从自然界中筛选、分离得到的具有特定功能的复合菌群,主要含有亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌、伴生菌和生物酶、营养盐等成分,具有较高的氨氮去除能力。硝化菌群的适应能力强,能适应多种含氨氮废水。反硝化菌能利用的碳源广泛,在反硝化的过程中,能充分利用废水中现有的COD,从而在去除氨氮的同时也能去除COD。SG1001脱氮菌已在焦化废水、石化废水、制药废水、垃圾渗滤液等废水中得到成功应用。
2.1.2 SG1001脱氮菌的使用方法
SG1001脱氮菌为液体制剂。
SG1001脱氮菌在使用时可直接投加到生化系统,其中硝化菌投加到好氧系统,反硝化菌投加到缺氧系统。也可先在增殖反应器中进行活化,再投加到生化系统,以获得最佳效果。
SG1001脱氮菌在使用前,要求储存在低温干燥处,避免与杀菌剂或有毒物质一起存放,避免吸入、接触眼部。
2.2 生物膜技术
生物膜其原理是利用现代生物工程技术,针对水体污染物成份,高密度培养发酵不同功能的活性菌,按比例混合制成制剂,形成生物膜(也称“生物带”),直接投放到被污染的水体中,对富营养元素进行分解转化,实现净水目的。
2.3 阿科蔓技术
阿科蔓生态基是一种新型、高效的生态载体,它融合了材料学、微生物学及水体生态学等学科,采用食品级原材料,通过专利编织技术,使其具有高比表面积和高污染去除负荷的特性,它是目前前国内外最先进、最有效的以生态修复的方法从根本上解决水体净化问题的环保产品。具有以下主要特点:(1)高生物附着表面积;(2)适宜的孔结构;(3)采用超级编织技术,两面、两段型结构设计;(4)活性智能的仿生水草形态设计;(5)纯惰性材质、亲和于生态环境。
2.4 人工浮岛技术介绍
生态浮床技术是以高分子材料为载体和基质,在水面或河道两侧形成人工浮岛带,为水中微生物、水生动物营造适宜的生息空间,构筑水上生态循环系统来恢复水质,修复生态体系。优点:(1)有效去除水体中氮磷等污染物,从而有效控制水体的富营养化。其还能有效改善区域生态环境,增加绿化面积,同时为鱼类、鸟类、昆虫提供了修养生息的场所,增加了生物多样性;(2)其投资费用小,施工简单、工期短、低碳,易管理,维护费用少等优势;(3)生物浮岛去污效果好且投资少,易于推广应用来减轻经济发展带来的环境污染负担,从而缓解当前发展经济和保护环境的矛盾,保证经济的可持续发展;(4)生物浮岛可以抑制藻类生长,防止水华;(5)设备安装运行管理方便,且节约能耗。
2.4.1 浮岛材料形式选择
目前在人工生态浮岛上采用较多的材料形式分别有泡沫板式浮床、PVC管式浮床、塑料篮式浮床,各种材料的特点不一,具体如下:
(1)泡沫板式浮床
优点:种植面积大,造价成本较低,植物可选性强,浮力好,采用泥土种植对植物起缓冲作用。使用年限长,管理方便。
最适点:适用于水质较差植物在水体内无法成活的水体。
(2)pVC管式浮床
优点:取材容易材料方便、成本较低、制作简单。
缺点:床体自重大,易破损,植物可选性小,管理不够方便。
最适点:河道水质较好处。
(3)塑料篮式浮床
优点:可塑性好,组合花样丰富。
缺点:造价高,养护困难,连接处易脱落,植物可选性小。
适用点:河道水流较缓或静水。
2.4.2 浮岛植物选择
首先,水面景观考虑到水绿化及净化污水的双重要求,往往选择耐污抗污、根系发达、繁殖能力强又能开花的植物。如:美人蕉、旱伞草、鸢尾、千屈菜、姜花、再力花、梭鱼草、花叶芦竹、菖蒲、灯芯草等。 其次,考虑到冬季水面绿化需要,往往要选择耐寒极强,且根系发达的常绿植物,如常绿水生鸢尾。 另外,水生观赏植物的布置要考虑到水面大小、水位深浅、种植比例与周围环境协调,植物的种植比例应占水面30%至40%为宜,可选择观花植物与观叶植物错位搭配,如美人蕉与旱伞草的搭配。考虑水生植物的成活率,在施工时间上应避免冬季或早春施工。
2.4.3 浮岛布局设计
(1)首先浮岛的应用范围最好是在静态水域或是缓流水域中,而不宜的流速较高的水域中使用;
(2)浮岛的面积必须达到总水面面积的30%以上才能起到有效净化水质的作用;
(3)浮岛上植物的根必须能直接从所在的水体中吸收营养才能起到净化作用,不能用载体隔离;
(4)浮岛的形状设计宽度尽量不超过3米,组合图形应以人或船支能触及便于管理养护为设计原则。
(5)浮岛上的植物必须加以管理和收割,一年至少能收割二次,同时建议在加强防护,防止漂移的情况下,种植适当面积的漂浮植物,以便于打捞和更换;
2.5 “水上森林”营造技术介绍
水上森林指的是在浅水处例如滩涂、湖泊周围等由多种水生乔木为主体构建的生物群落,植株一般基部沉于水下。既能有效吸收水体中的氮、磷,又能改变目前湿地以单一草本植物为主的局面,构建出湖滨生态湿地的乔灌、草植物的立体结构,营建出复杂的湿地生态环境,为各种类型的湿地植物提供良好的生长环境,并且湿地植物发达的根系及树冠吸引了虾、螺丝、鱼等水生动物和鸟类的栖息、繁衍以及各种水生微生物的繁殖。
2.6 “水下森林”营造技术
“水下森林”即由多种沉水植物在水下构建的生物群落,一般要求透光性较好,以使沉水植物可进行光合作用。可以吸收营养物质,根系固定底泥,减少悬浮,且因为光合作用释放的氧气直接溶解于水中,能提供好氧生物生长,故沉水植物为好氧类生物提供了良好的生态环境,形成多样化的水下生态系统。沉水植物是许多生物生存的基础,生活在上面的细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫等构成生物群落,形成一个错综复杂的食物网。根据相关统计在种植沉水植物的区域中中,原生动物密度降低10多倍,而多样性指数增高了近2倍。水生植物通过增加水生态系统的空间生态位,提高了系统的生物多样性,提高了系统对外界干扰的缓冲能力,使水生态系统结构更加稳定。
2.7 造流技术
流水不腐即通过造流泵增加水体的流动性。
曝气增氧,增加水中溶解氧为好氧微生物提供良好的生存环境。
模拟自然跌水,通过水的流动,增加水体中的溶解氧,为微生物在水体中生存,繁殖创造条件,提高水的自净能力。
2.8 生态护坡
生态护岸工程是结合治水工程与生态环境保护而兴起的一种新型护岸技术,在水陆生态系统之间跨起了一道桥梁,对两者的物流、能流、生物流发挥着廊道、过滤器和天然屏障的功能。生态护坡主要通过以下过程截留和去除地表及地下径流中的污染物:(1)降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物起过滤和拦截作用;(2)护坡内的植物吸收溶解态的污染物;(3)护坡内的土壤吸附溶解态的污染物;(4)促进氮的反硝化。生态护坡建设主要考虑因素是宽度和植物配置。国外研究成果发现,生态护坡的去污效果随着坡宽的增加而提高。但 3~5m 的坡宽也能取得理想的效果。生态护坡在治理水土污染、控制水土流失、加固堤岸、增加动植物种类、提高生态系统生产力、调节微气候和美化环境方面都有着巨大作用。生态护岸的特点是进一步加固堤防,滞洪补枯;修复水域生态系统;为城市景观添光增色。
2.8.1 生态护坡的形式
(1)水泥块石结合植被区;(2)叠石+植物护岸;(3)生态袋形式;(4)松木桩+土工布;(5)自然缓坡结合植物护坡。
2.8.2 生态护坡的优越性
(1)生态功效:1)保持水土、减缓水流 ;2)防止冲刷;3改善水环境,净化水质;4)两个黄鹂鸣翠柳,根穴成为鱼家园。
1 前言
随着我国公路交通的飞速发展,公路工程建设对当地生态科学环境、景观风貌造成的影响,对施工区域人民的生产生活带来的冲击,也引起了多方的关注。特别是生态环境脆弱的西北地区,公路工程的施工对景观环境的影响极可能是不可逆的。本文通过分析公路施工对景观环境造成的影响,提出了相应的景观环境防治措施,为公路工程的景观环境保护工作提供参考,以减少公路施工给景观环境带来的不利影响。
2 沿线环境特征
宁夏回族自治区某一级公路工程位于地势东南高、西北低,平均海拔(800~1500)m,最高海拔3556m。可利用草场46×103km2,主要为荒漠、半荒漠草原。沙漠面积34×103km2,主要是腾格里、乌兰布和两大沙漠。为典型的大陆型气候,以风沙大、干旱少雨、日照充足、蒸发强烈为主要特点。年降雨量(80~220)mm,年蒸发量(2900~3300)mm。日照时间3316h,年平均气温7.2℃,无霜期(120~180)天。
本项目在地理区域上属温带荒漠干旱区,由于受降水稀少、蒸发量大、风大沙多、土壤贫瘠、地上地下水源相对缺乏且分布不均等自然条件的制约,植被具有显著的荒漠区域植被特点,表现为区系贫乏、种类稀少、结构简单、分布稀疏。形成了以旱生、超旱生、盐生和沙生的灌木、半灌木为主的建群种和优势种。随着气候干旱风沙频繁,生态环境的急剧恶化,地表植被退化严重,生物多样性脆弱。土壤盐渍化面积同趋扩大、加重。由于沙漠化面积的逐步扩大,而引发产生的沙尘暴频率和强度越来越高。
3 公路工程建设对环境的影响
工程建设对环境的影响,其主要出现在施工期和营运期。表现为建设工程对土地的占用,工程的开挖对水体、植被等生物环境的影响,以及由车辆行驶噪声、施工机械噪声、汽车尾气、施工营地、工程现场形成的污染对沿线环境和当地居民生活的影响。
根据拟建公路的工程、公路沿线地区的生态、噪声、空气等环境特点,对拟建公路的环境影响因素进行筛选,从而确定了严重影响、一般影响和影响较小因素,其结果见表1。
受拟建公路影响的环境因子筛选 表1
工程活动
环境因子 前期
工作 施工期 营运期
自然环境 水土流失
植被破坏
空气质量
噪声
土壤质量
土地利用
地表水
社会环境 工业 + +
农、牧业 +
交通 +
社会经济 + +
公众健康
居民生活质量 +
拆迁
注:明显影响 一般影响 影响较小“+”表示有利影响
3.1对生物多样性的影响
公路工程对植物资源的影响主要发生在施工阶段,运营阶段对植物资源的影响极小。
在道路施工期间,施工方投入大量物资和劳动力,人员较多,活动范围较大,对施工区周围植物资源会造成一定的影响,如:施工方的活动对动物栖息地生境的影响,施工机械对动物的干扰,施工中对所经过的滩涂、草地挖方和填方将对两栖和爬行类,特别是对两栖类动物小生境的破坏等。工程建设用地将永久征收一定数量的灌草丛,使资源面积减少。道路施工时取弃土石方、人流和车流进入,运输车辆产生的扬尘,施工过程洒落的水泥,都会对周围植物的生长带来直接影响。该项目区处在荒漠区域,植被结构简单、分布稀疏,大量施工机械,人员的进入,如不加以防范会对已经脆弱的植被结构造成毁灭性的损害。
营运期也可能因公路对生态环境的分割会对野生动物产生阻隔影响,主要表现为因生境碎化,可能使个别动物所需的生境面积缩小,或迁移它处,从而导致公路沿线周围环境的动物数量有所减少。
3.2对生态效能和景观风貌的影响
公路建设将使施工区域内草场资源减少,特别对于分布在荒漠化、水土流失严重地区,这些区域的草场资源可以防治水土流失、净化空气、防风固沙、降低噪音、改善环境。工程建设一旦开始还会造成一定数量的生物量损失,造成地质结构、地表植被的破坏,工程建设势必会降低施工区域的生态环保效能。
公路工程的实施对景观风貌的影响主要表现在施工阶段。西北地区公路建设沿线地植被主要以生态脆弱的人工种植林为主,施工期间,路基土石方开挖填筑、取弃土场开挖、施工便道修建及施工过程碾压、附属场地整平和基础的开挖等都将使得原地貌遭受扰动破坏,改变局部地形地貌,容易造成水土流失,材料堆场、施工营地和运输通道等临时工程在施工期间对地表植被遭到破坏,地表裸露,严重影响景观整体性。
3.3对环境质量的影响
道路施工期间和营运期间都会对项目区及周边环境质量造成一定影响,主要包括:空气环境、水环境、及固体废弃物对环境的影响。
空气环境的影响主要是工程施工产生扬尘、粉尘等对空气环境造成的影响,该项目区域;运营阶段机动车尾气排放的污染物(碳氧化物、氮氧化物及多环芳烃化合物等)会产生大气污染。
水环境的影响主要为施工期间跨河桥梁施工、施工营地生活污水以及建筑材料运输与堆放对水体的影响等;运营期间机动车行驶产生一定量的污染物,公路沿线收费站的洗车废水和生活污,降雨时将随着雨水被冲刷至附近的沟渠,会对沿线水体造成不利影响。
固体废弃物对环境的影响主要是施工期产生的生活垃圾、建筑废料、工程土石方废弃物、拆迁垃圾等固体废弃物,若不妥善处置,不仅会影响景观、污染空气等,还会传播疾病,危害人体健康。
4 公路工程景观生态影响防治措施
4.1公路工程对生物多样性影响的防治措施
加强道路两侧的绿化,恢复林缘景观,以减少公路营运对环境的污染。对林区边缘、隧道口和涵洞口采用加密绿化带,并尽可能的扩大绿化面积,以有效的防止灯光和噪音对野生动物不利的影响,并保障行车安全。在野生动物的重点分布区,尽量多设置以方便动物通过和迁徙的构筑物,公路两侧应建有效的保护设施。严格管理措施,限制噪声,减少尾气污染等。加强隧道口、涵洞口和桥下植被的自然景观恢复,以更有利于动物通行。加强对承包商的宣传教育,特别是有关法规、野生动植物的简易识别及保护方法。加强施工的生态监理,监督施工过程中的生态保护措施和行为,防止捕猎和乱砍滥伐,加强动植物检疫和环境监测。
4.2公路工程对生态效能和景观风貌影响的防治措施
严格控制路基开挖施工作业面,避免超挖破坏周围植被,在荒漠化严重区域,开挖回填时应有监理人员现场监督。工程施工过程中,要严格按设计规定的取弃土(渣)场进行取弃料作业,不允许乱取土,不允许将工程废渣随处乱排乱放,更不允许排入河中。路基施工和弃土(渣)场施工前,应将占用地的表土层剥离,并在临时用地范围内适当位置进行集中堆放,并采取临时拦挡和覆盖措施,防止雨淋造成养分流失,以便用于后期的绿化和土地复垦。对于坡面工程及时采取工程或植物防护措施加以防护。凡因公路施工破坏植被而裸露的土地(包括路界内外)应在施工结束后立即整治利用,恢复植被或造田还耕。在沿线有野生保护动物分布的路段设置禁鸣标志。
4.3公路工程对环境质量的影响及保护措施
(1)大气污染物防治措施
施工现场经常洒水可有效的控制扬尘。运送砂石料的运输车辆,用帆布、盖套等遮盖,以防物料飞扬,沿途撒漏。水泥混凝土混合料的拌和,应采用站拌方式,拌和站应离居民区和敏感点至少250米,另外拌和站须配备除尘设备。沥青混合料应采用集中厂拌方式,其拌和机应配备有除尘设备,拌和厂应离居民区和敏感点不少于1公里。公路中桥梁结构应多采用预制构件。
(2)水污染物防治措施
施工材料(如沥青、油料、化学品等)应远离地面水,并提供环行排水沟和渗水坑,以防意外溢出污染地面水。现场施工人员的生活污水应建立临时化粪池进行集中处理,严禁直接排入水体。修建道路排水工程时,应建造临时绕行渠道,以便继续使用灌溉渠和排水沟。有河沟的地方修建桥梁时,应注意避免施工钻桩的水或石渣直接污染水源。
(3)固体废弃物防治措施
施工期施工人员居住场地附近设置临时垃圾集中堆放场地,生活垃圾定期清运至附近垃圾处理场处置。加强施工期现场管理,垃圾及时清理,妥善处置。施工结束后,施工场地应及时平整,清场要彻底,建筑垃圾用于场地回填,不可利用部分与施工人员生活垃圾一起统一收集送附近垃圾处理场处置。营运期在服务区、停车区和收费站等区域设置垃圾收集桶和垃圾收集池收集工作人员生活垃圾,分别送往临近的城镇现有垃圾处理场处置。
5 结语
外来入侵生物包括动物、植物和微生物三大类。它主要是指对本地的生物多样性(生态系统)、农业生产、人类健康带来危害(威胁)的外来生物。外来有害生物入侵的灾难性后果引起了全世界的极大关注。1992年在里约热内卢召开的联合国环境与发展大会,把外来生物入侵作为会议主要议题之一。随着经济、贸易和交通的发展及出入境人口的增加,外来物种入侵的威胁必将更加严重,外来生物入侵越来越受人们的关注。
外来生物入侵现状
近年来,随着国际贸易、交流和旅游业的迅猛发展,有害生物传入和蔓延的风险亦随之加剧,部分危害性极大的有害生物相继传入我国境内,并且在多种因素相互作用下加速扩散和蔓延,并已对我国农林牧渔业带来了极大危害,导致生物多样性丧失,严重威胁入侵地的农林生产安全、生态安全、社会安全和社会经济的可持续发展,摧毁当地的自然生态系统。据初步统计,我国每年因外来有害动植物造成的直接经济损失达数千亿元。
外来入侵物种具有涉及范围广、涉及的生态系统复杂、涉及的物种类型多等主要特点。并已呈现出传入数量增多、传入频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧、经济损失加重等趋势。每年造成我国数千亿元的经济损失。如稻水象甲、香蕉穿孔线虫和美洲斑潜蝇分别对相应的农作物减产的贡献率为50%、40%和60%以上,严重时甚至造成农作物绝收;水花生对水稻、小麦和玉米全生育期引起的产量损失分别达45%、36%和19%。同时,外来入侵生物也阻碍了我国农产品进入国际市场,给出口贸易带来了巨大的经济损失。
外来生物入侵物种的传入途径
在对外交往中,人们有意或无意将外来种引入了我国,但也有一些入侵种类属于自然传入,与人类活动无关或没有明显关系。其中人为引入物种的目的,多是为了发展经济,或者保护生态环境,曾起到了积极的作用。但是引种不当,或受一些不科学思想意识的影响,就会导致严重的生态学后果。
有意引入
动物引种。指为了畜牧业生产、观赏、食用等目的有意引入的外来动物物种,如畜牧业养殖引进的外域品种如黑白花奶牛、约克夏猪、波尔山羊;水产养殖引进外域鱼种如鳗鱼、加州鲈、桂花鱼、斑点叉尾、克氏原螯虾、罗氏沼虾;人工特种养殖场引进种獭狸。我国在生物防治害虫和害草中,曾引进很多天敌昆虫。
植物引种。指为了农林生产、景观美化、生态环境改造与恢复、观赏、食用等目的有意引入的外来生物,引进物种逃逸后“演变”为入侵物种。引进物种逃逸后给经济与环境带来危害的案例比比皆是:如种植业上引进的喜旱莲子草“水花生”和凤眼莲“水葫芦”、观赏植物刺茄;用于沿海护滩而引进的植物如大米草。植物引种为我国的农林渔业等多种产业的发展起到了重要的促进作用,但人为引种也导致了一些严重的生态学后果。
为经济目的引入。有一些哺乳动物的皮张具有较高的经济价值,如麝鼠和海狸鼠,人们在大范围内推广饲养以获取皮张,结果也形成生物入侵。与此同时,人们为了追求食品的色、香、味、新、奇,大量引种食用植物和动物,从而造成生物入侵,如作为蔬菜引进的番杏、尾穗苋、落葵;作为水果引进的番石榴、鸡蛋果;作为产生“凉粉”原料的假酸浆以及作为食用动物的大瓶螺、褐云玛瑙螺等;为满足餐馆野味消费而走私入境的野生动物如毒蛇、果子狸、非洲大蜗牛等。
作为宠物引入。一些动物作为宠物而在城市中广泛养殖,通过放生而造成外来生物入侵。生存能力较强的一些鹦鹉,如小葵花凤头鹦鹉和虹彩吸蜜鹦鹉,在当地野化后,数量大增。过度利用结果实的灌木,或者过度采食嫩叶,危害当地植被。巴西龟已经是全球性的外来入侵种,目前在我国从北到南的几乎所有的宠物市场上都能见到巴西龟的出售。还有用于观赏而引进的食人鲳。水族馆和家庭水族箱的普及,也使一些外来水生植物成为外来入侵种。例如原产美国的水盾草,现已经出现在浙江的河流中。
动物园、植物园的引入。我国许多城市都有动物园、植物园、鸟园。已经有许多外来植物从植物园逃逸归化,也有形成入侵的事例。如动物园中的老虎逃到野外,还有一些物种已在野外自然繁殖,如八哥已经在北京形成了自然种群。特别是现在各地时兴建立野生动物园,大量物种被散放到自然区域中,如不加强管理措施,防止动物园、植物园、鸟园和野生动物园外来物种的逃逸。
无意传入
近年来,随着国际贸易的不断增加、对外交流的不断扩大、国际旅游业的迅速升温,外来入侵生物随人类活动而越来越多地无意传入我国。
进口货物及包装材料中带入。货物进口是外来物种进入我国的重要渠道。据检疫部门统计,1998年在包括大连、青岛、上海、张家港、南京、广州等12个口岸截获了547种和5个变种的杂草,分属于49科。这些杂草来自30个国家,随粮食、饲料、棉花、羊毛、草皮和其它经济植物的种子进口时带入。通过货物运输还会无意引入病虫害,如随着苗木传入我国的林业害虫如美国白蛾、日本松干蚧等。一些林业害虫是随木质包装材料而来,我国海关2000年多次从美国、日本等进口木质包装材料中发现大量松材线虫;从莫桑比克红檀木中曾截获双棘长蠹。
通过压舱水带入。压舱水一般来自船舶的始发港或途径的沿岸水域,它带来了近百种外来海洋生物,携带的方式主要通过压舱水的异地排放。据估计世界上每年由船舶转移的压舱水有100亿吨之多。我国沿岸海域有害赤潮生物有16种左右,其中绝大部分主要是通过压舱水等途径在全世界各沿岸海域传播。
旅游者和军队转移的带入。我国海关多次从入境人员携带的水果中查获地中海实蝇、桔小实蝇等;北美车前可能是由旅游者的行李粘附带入我国。还有部分是随人类交通工具带入。如豚草最初是随火车从朝鲜传入的,多发生于铁路公路两侧;新疆的褐家鼠和黄胸鼠则是通过铁路系统从内地传入。此外,军队的出入境可不通过特定的通道(海关)。大规模的军队转移,在没有注意清理交通工具和装备的情况下,容易将一些外来物种携带到新的生态系统中。
自然传入
自然传入指非人为因素引起的外来生物入侵。如外来植物可以借助根系,通过风力、水流、气流等自然传入。外来动物可以通过水流、气流长途迁移,如通过长距离迁移的多食性害虫如美洲斑潜蝇,可借风力扩散的昆虫马铃薯块茎蛾,稻水象甲也可能是借助气流迁飞到中国大陆。鸟类等动物还可传播杂草的种子。此外,随着废弃的塑料物和其他人造垃圾漂浮的海洋生物也会造成危害,对当地的物种造成威胁。这些垃圾使向亚热带地区扩散的生物增加了1倍,在高纬度地区甚至增加了2倍多。与像椰子或木材之类的自然漂浮物相比,海洋生物更喜欢附在塑料容器等不易被降解的垃圾上漂浮,借助这些载体,它们几乎可以漂浮到世界的任何地方。而微生物则可以随禽兽鱼类动物的迁移传入。一些病毒可以通过疾病传染,如疯牛病、口蹄疫、禽流感等。
事实上,外来生物入侵的途径可能是多方面的或者是相互交叉的,有些甚至是经过二种或二种以上的途径侵入的,在时间上也可能是多次输入,最终完成入侵并得到迅猛发展。
外来生物入侵的管理机制
在市场经济体制下,由于外来生物的引进呈现多主体、多渠道、分散性的特点,但目前我国在防范外来生物入侵和蔓延的管理、监控和防治等方面却存在着能力严重不足的现实问题。
提高对外来生物入侵危害性的认识
由于我国目前绝大部分人没有形成外来入侵物种的概念,也不了解外来入侵种带来的危害。在引进外来物种时,人们往往片面地看待外来物种的某些特点,决策失误与盲目引进,淡薄的生态意识与不顾生态后果的个人或团体经济利益驱使,对外来生物可能造成的危害估计不足,这就为外来物种的入侵提供了一个极好的机会。政府应通过新闻媒体加强对外来生物入侵方面知识的宣传、教育和培训,提高公众对外来生物入侵的认识,不私自携带外来生物入境,不将外来生物宠物放归大自然。
打击外来生物走私及加强法律规范
随着贸易开放,非法动植物贸易十分猖獗,我国政府应该加强对非法动植物贸易的管理力度。目前海关检疫的对象是少数特定昆虫与传染病,应扩大检疫范围,对可能携带的杂草种子、昆虫、传染病菌、细菌及其它微生物都需要进行检疫。凡装载与外来入侵生物有关生物资源的进出境、过境的集装箱、木箱、竹筐、草袋、木质包装材料等装载容器、包装物和交通工具,以及对来自植物疫区具有木质结构或箱体内带有木质托盘、垫板的集装箱,以及木质包装材料均应实施检疫。此外,我国目前尚未制订针对外来入侵种的专项法规或条例,因此防范外来入侵生物还没有明确的法律依据。为保护我国的生态环境,维护人民的长远利益,亟需要制定《外来入侵生物防治法》,尽可能降低外来物种入侵危害的风险,并为加强外来入侵生物的管理提供法律依据。
建立外来生物入侵预警系统与快速反应机制
本着防患于未然的原则,急需建立外来生物入侵早期预警系统。该预警系统包括建立国家外来入侵生物生态安全预警名录,外来生物数据库,外来生物的监测子系统,外来生物的检验、检疫子系统,外来生物的社会经济与环境影响综合评价子系统,外来生物的管理与早期预警子系统,外来生物信息上报、检索、网络通讯子系统等。
对新传入的外来入侵生物,政府主管部门必须根据其传播和危害特点,制定并审核控制和防止进一步扩散危害的紧急行动预案,并按照建立的方案对入侵生物进行有效的防治、控制或铲除。政府主管部门应当设立相应的专项基金,资助核准的紧急行动预案的实施并进行监督和评价方案实施的效果。
完善引进外来生物的审批与决策机制