长江上游生物完整性指数的年际变化.

长江上游生物完整性指数的年际变化.
长江上游生物完整性指数的年际变化.

长江上游生物完整性指数的年际变化

1朱迪2*常剑波

1 中国科学院水生生物生所

2 水利部中国科学院水工程生态研究所

*通讯作者

摘要根据长江上游特有鱼类区系而建立的一个包括5个不同类别的12个参数的适应性的生物完整性指数(IBI)。1997-2002年,每年在上游四个监测站点(宜昌-YC,合江-HJ,木洞-MD,宜宾-YB)开展商业性渔获物调查。包括未来的三峡库区,覆盖约1000KM的江段的四个监测站被选作代表受三峡大坝影响的长江上游地区。另外,历史数据通过跟近期的现场调查数据的对比,来反映流域的一些变化。对这四个江段每年的生物完整性进行计算,并划分为不同的等级,以此表明时空变化的情况。我们观察到自1997年以来,在四个江段的生物完整性指数值逐渐减小。因为所有的数据是在三峡水库蓄水以前收集的,该阶段影响长江上游关键因子显然应该是人类活动,特别是过度捕捞,而不是大坝建设的原因。

关键词鱼类群聚,生物完整性指数(IBI),三峡大坝(TGD),长江上游

简介

Karr(1981)最初提出的,Karr等(1986)创建的生物完整性指数最初是被应用在美国(Karr 1999a; Karr 1986; Karr 1999b),现在已经日益被应用到别的地区,e.g. 欧洲((Simon 1999))。很多不同的生物类群被用作环境质量的指示物种。藻类、底栖无脊椎动物和鱼类是生物监测的经典种类(Matthews et al. 1982; R.F. Van Dolah 1999; Van Dolah 1999)。鱼类群聚被认为是评价河流生物完整性理想的物种,因为它们的高度的公众认识度,食物链的位置和对水质的高度敏感性(Karr 1981; Karr 1986)。

人类影响,例如,水化学或则自然栖息地的改变,通过破坏其结构和功能而改变鱼类群聚。鱼类群聚的改变可以被监测到,通过改变群落的各个成分,功能群落,物种多样性和相对丰度(Wootton,1990)。鱼类生物完整性指数(F-IBI)最初被应用于中西部的溪流和

河流(Karr 1981),由于地区性的调整和校正,已经成为一个多参数指数家系,因为不同地区的不同的河流以及它们特有的鱼类群落(Kesminas and Virbickas 2000)。

IBI作为水状况评价的可靠的工具,已经在世界范围内被广泛应用和接受(Novotny et al. 2005)。虽然在IBI方面已有很多很突出的工作,但是在中国长江流域继续这项工作对于我们仍然有很重要的意义。本研究的目的是:a)发展长江上游的鱼类指示种的潜在参数b)量化三峡大坝建设的前六年鱼类群落的差异c)为未来水质评价提供一个参照基线。

材料和方法:

研究区域:

长江是世界第三大河流,全长6300公里,流域面积180 000平方公里。长江以其物种多样性和丰富度,和鱼类资源最大的组成部分而著称(Chang 1999; Wu 2003; Young 2003)。多数水资源受到水污染、筑坝和过度捕捞等人类活动的干扰而有不同比例的退化,过度捕捞现在已经成为中国内陆水体面临的主要问题(Chang J B 1999; Chang 1999)。三峡大坝(TGD)改变和阻断面积约58 000平方公里区域而形成一个1808平方公里的水库,而将展示出人类强大力量。1981年葛洲坝(在TGD下游38公里处)的构建已经导致长江上游洄游鱼类种群的锐减,特别是三种特有的古老鱼类,中华鲟(Acipenser sinensis),湖鲟(A. dabryanus)和白鲟(Psephurus gladius)(Dudgeon 2000; Xie 2003; Young 2003)。

研究江段在长江干流大约1040公里长。在不同的江段设立4个监测站点,从上游到下游的顺序,分别是宜宾(YB)、合江(HJ)、木洞(MD)和宜昌(YC)(图1)。宜宾站位于宜宾县,监测江段包括金沙江下游约21公里的江段。木洞站点在距离重庆约50公里的木洞镇,位于三峡库区的库尾,监测江段30公里长。合江站点在四川省合江县,监测江段60公里长。宜昌站点位于宜昌市,监测江段是从葛洲坝到古老背约25公里的江段。

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图1 长江上游研究区域的选择和四个监测站点的分布

长江退化的模式

长江在过去几十年中经历了鱼类群落方面的巨大的改变(Chang 1999)。文献的记载历史案例反映了环境变化的影响。大体上看,主要有四种类型的人类活动导致环境发生了退化:大型水利工程建设,随着人口和工业的发展导致污染物的增加,农业的发展和造田,以及酷渔滥捕(Chang 1995; Young 2003)。众所周知,栖息地环境的改变,生态系统状态的由好到坏的转变深深地影响了鱼类种群,甚至那些定居性种类(Young 2003) 。

生境调查方法

在每个江段,一些生境特性,如平均河宽、深度、流速、水温、融氧和电导率,以及生境结构(底质、激流、深坑水湾、植物覆盖)等被调查和记录。水文学和天气状况由当地的水保局和气象部门提供。

数据收集和分析

自19世纪50年代以来,就开展了覆盖了长江不同江段的长江渔业调查和一些现场调查的工作,这些数据给我们的研究提供了非常重要的基础信息,这对于评价人类活动的生态影响具有很大的价值。中科院水生生物研究所TGD监测数据库中获得了1997-2002监测数据。大部分数据来自现场调查,其它的来自文献析出。从1997到目前,每年5-7月、9-12月期间在长江上游的四个监测站点开展两次调查。每次调查时间约20天左右。从渔船上和市场上收集渔获物信息,在每个监测站点根据随机的原理抽样调查商业捕捞渔船。渔船信息,网具和捕捞江段等信息同时被记录下来。

长江上游的渔获物调查中发现2种主要渔具(刺网和延长钓),以及其它渔具(撒网,电捕鱼机,箍网和围网)。刺网的网眼在20-250mm之间不等,由于网具的选择性,也意味着渔获物的不同大小组成。延长钓通过或者无饵的鱼钩诱捕鱼类,或长或短,能捕到不同水层的鱼类。

假定追求商业利益最大化的渔民努力捕鱼,收集所有的渔获物并计数。每一尾标本被测量、称重、加上标签并保存在福尔马林溶液中。按比例抽取一部分鱼类样本,解剖检查寄生虫和畸形并获得详细的信息。实验室内,鱼类种类组成和营养结构被计算。根据获得鱼类数据,总的丰度可以被估算出来。

期望值的获得

期望值是评价水生系统健康或质量的关键因素(Karr 1981; Karr 1986)。期望值的确立建立在识别极少受到干扰的地点,它能代表最好的物理、化学和生物状况。本文中的期望值是从历史数据中析出的,来源于中科院水生所和部分文献析出数据加上我们自己调查的数据。

结果

鱼类群落

在四个监测江段出现的鱼类,种类数量记录在表1: YB江段有97种,HJ江段120种,MD江段91种,YC江段116种。上游的鱼类群落特性包括结构、耐受性、主要功能类型和出现江段被描述在表1中。

表1

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发展适合长江上游的IBI

根据原始的IBI和适应性应用的IBI确定候选参数(Hughes 1999; Lyons 2000; Oberdorff 1992)。考虑多种可能的IBI参数,包括一些已经存在湖泊IBI参数(Zhu 2004)和其它由于上

游独特的鱼类区系而使用的参数(Chang 1999; Young 2003)。早期的研究中使用的一些广泛适用的和较为稳定的参数以及和环境退化相关的参数被初步确定为本研究的参数。我们得到12个能最好的表达鱼类群聚特征的参数,详细描述在下面(表2)。

种类丰度和组成:不同站点种类的数量是衡量跟捕鱼努力程度相关的丰度比较可靠方法。我们根据Hughes和Oberdoff(1999)而不是Karr(1981),本参数采取本地种种类的数量而不是所有种类的数量,这是因为丰度的期望值包括所有的本地种。本地种的数目衡量生物多样性的尺度,随着水域中外来种入侵给环境带来不受欢迎侵扰的增加而降低。在长江中,鲤科、鳅科和鲿科鱼类是常见种类,有时包括在某种苛刻的条件下反而繁茂的种类(Zhu 2004)。

耐受/非耐受种:因为在多数河流的渔获物中常见的种类因而被认为是耐受种类,特别是鲫被认为对多种污染物表现出耐受性。这个参数是“非耐受性种类数量”的补充,跟Hughes and Oberdorff’s(1999)推荐的“耐受种的比例”具有一样的效果。象Karr(1981)最初使用的“绿鳞太阳鱼的比例”,它把低等水质和中等水质区分开。

非耐受种(Karr 1986; Lyons 2000)是先前必较多而现在因为环境退化而偶见的种类,也对多种类型的环境胁迫敏感在环境退化(悬浮物过多,温度升高、沉积增加,溶氧降低)存在时消失、当环境修复后又恢复的种类。渔获物中科的数量被选择衡量非耐受性鱼类,在生态系统良好的状态下,其数量增加。

营养功能类群:挑选的营养功能类群包括底栖昆虫食性、杂食性和鱼食性类群。这些划分的标准并没有被严格的界定。Karr(1981)推荐的杂食性种类的成鱼主要吞食植物和动物评价胁迫状况下食物网的中断。我们选择杂食性鱼类主要因为它们对恶劣条件具有耐受性。同样地,Yoder和Smith(1999)从丰富度参数中减去耐受种。顶级肉食性种类成鱼主要捕食其它鱼类和大型底栖动物用于评价营养类群多样性和关键种的缺失(Lyons 2000)。底栖昆虫食性用于评价第二级生产者环节的中断,因为无脊椎动物对河流中大部分有机物的处理起主要作用。破坏无脊椎动物的生物量和组成也能推测到该食性鱼类的减少。这些参数在IBI评价中的应用比较广泛(Hughes 1999)。

丰富度:单位努力捕捞量(CPUE)可以代替初始IBI中使用的“相关个体数量的多少”衡量来相对丰富度(Karr 1986; Zhu 2004), 这可以评价河流中鱼类种群的相对大小。差的水质预示着在相似的水域使用相同捕捞技术CPUE的值低于好水质的河流。它是一个可靠的参数,可以被广泛应用评价渔业资源。

非本地种类比例:如果没有干扰发生鱼类群聚被认为具有生物完整性。非本地种类的存在被认为是一个干扰因子(Ganasan 1998; Lyons 2000)。外来种类可能是由于养殖渔场的然逃逸,这些种类通过捕食和竞争被认为能改变本地种的群聚结构,有时能造成本地种的灭绝。因而,生物完整性指数应该跟存在的外来种的数量成负相关。

DELT种类的比例:在良好的水生生态系统中,畸形的鱼类很少,但是随着人类活动的加剧,其数量可能增加,所以我们继续使用该参数来评价鱼类个体健康状况。鱼体畸形包括畸形、鳍损伤、鱼体受损、肿瘤、疾病和寄生虫(DELT)。鱼体畸形反映亚致死的环境胁迫、间歇的胁迫、行为的胁迫或者化学污染的底质(Lyons 2000)。

表2 适合长江上游的IBI参数和赋分标准

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IBI值

在统计上,IBI的得分在六年的范围内降低了,多数IBI值被划分为好和一般两个等级

(图2)。线形回归分析的结果显示生物完整性具有明显降低的趋势,这种趋势的可能原因尚未确定,但是日益增加的人类活动肯定是非常重要的影响因子。

图2 长江上游四个监测站不同年度(1997-2002)的IBI得分以及IBI得分的线性回归结果

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讨论

天然大河的物理、化学和生物特性从上游到河口是逐渐改变的,这些改变可以用纵向地理生物分布的概念来描述(Bram 2003)。多数鱼类只能在整个流域的一部分江段发现适宜生存的条件。19世纪的鱼类学家们已经把这个发现作为河流中生物地理分布体系的基础(Hol ?ík 1989),按照这个理论,整个长江可以分成几个不同鱼类区带。长江上游被认为位于同一个鱼类区带中,具有特殊的生态学特征(Chang 1999)。在某个特别的地区,一个合适的监测人类干扰的方法是通过比较目前和期望值条件下生物群落的结构和组成的状况。该区域的参照状况是各个参照点和理想模型的期望值的综合,它可能包括历史状况的资料(Lyonns 2000)或者生态学原理的推断。

多数研究者,在淡水生态系统领域,使用鱼类IBI方法评价人类活动引起的环境退化(Araujo 2003; Francisco Gerson Araujo 2003; Joy 2004; Michael 2004; Paller 2000)。Karr最初(1981)在对IBI描述中,和他后面的(Karr 1999a; Karr 1986)论文中都强调了代表性采样的重要性。本文我们使用渔获物调查的方法代替标准化采样方案(Karr 1986)主要是因为下列原因:

长江的规模造成了采样的困难,由于人力物力的限制,我们只能对很小区域进行采样,而鱼类迁移性(水平和垂直)很大,在有限的时间内一些种类和很多个体由于深度而不能采集到(Simon 1999)。

我国淡水鱼类种类较多,但由于过度捕捞,各种的数量很少,短时间、小范围的现场采样不能代表整个研究河段。

对于大河来说,渔业渔获物的收集是鱼类群聚评价的首选方法。不同江段在不同时期积累的渔获物统计资料,有利于开展不同江段生物完整性时空变化的比较。

尽管采样方法没有标准化造成现有数据结构的局限,会使评价结论包含有一些不确定性,但现场采样的数据同样可能包含误差。因此确信在六年连续监测获得的数据对于反映长江鱼类群聚的真实情况是足够的;也同样确信在较长时期内获取的数据对于初次使用IBI评价大河生物完整性的时空变化也是十分充足的。结果的可靠性也为可持续管理提供了科学的依据。建立在渔获物调查上的IBI需要在不同生态地区进性进一步的检验。

该研究显示上游的生物完整性在1997-2002间急剧下降。河流筑坝对水生生态系统功能的影响已经被很多文献报道过(Baxter 1997; Young 2003)。大坝和水库改变了流态,从自由流动到滞留,阻碍鱼类越冬洄游和索饵洄游。上游干流上的TGD是世界上最大的水利发电站。TGD 的水利调节将改变水温和水化学特性,这反过来又会影响生物和化学过程的速率。

应该提前采取一些弥补措施,这些措施应该包括:a) 实施渔业管理以减少酷渔滥捕;b)建立过鱼设施,如,鱼道;c) 建立保育和保护中心d) 实施人工繁殖和放流。

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Annual variations of index of biotic integrity in the

upper Yangtze River

Di Zhu1 and Jianbo Chang2*

1 Institute of Hydrobiology, Graduate School, Chinese Academy of Sciences, 7# southern road of East Lake, Wuhan, Hubei Province,

China 430072

2 Institute of Hydroecology, Ministry of Water Resources and Chinese Academy of Sciences, 578# Xiongchu Avenue, Wuhan,

Hubei Province, China 430079

* Correspond author

Abstract An adaptive index of biotic integrity (IBI), including twelve metrics in five categories, was created according to the special fish faunas in the upper Yangtze River. Surveys on commercial fisheries were undertaken annually in four sections of the main channel of the Upper Yangtze (Yibin-YB, Hejiang-HJ, Mudong-MD, and Yichang-YC) from 1997 to 2002. These four monitoring sections covering a 1000 km reach including the future Three Gorges Reservoir were selected to represent the upstream area influenced by the construction of TGD. In addition, historical data were used to show changes in the watershed by comparison with field investigations recently. The biotic integrity of the four sections were calculated and classified into different levels annually for recognizing its spatial and temporal variations. It was observed that IBI scores were becoming lower diminishingly since 1997 in all the four sections. Because all the data were collected before the impoundment of the Three Gorges Reservoir, it is obvious that human activities, especially over-fishing, must be crucial factor instead of damming in the upper Yangtze River in that period.

Key words Fish assemblages, Index biotic integrity (IBI), Three Gorges Dam (TGD), Upper Yangtze River

Introduction

The Index of Biological Integrity (IBI) originally developed by Karr (1981) and established by Karr et al. (Karr 1986) had previously been used in the United States (Karr 1999a; Karr 1986; Karr 1999b) and became increasingly adaptive elsewhere, e.g. in Europe (Simon 1999). Many groups of organisms had been used as indicators to estimate environmental quality. Algae, benthic invertebrates and fish were typical species in biological monitoring (Matthews et al. 1982; R.F. Van Dolah 1999; Van Dolah 1999). Fish assemblages were considered to be an appropriate end-point for assessing stream integrity due to their high public visibility, their position in the food chain and high sensitivity to water-quality (Karr 1981; Karr 1986).

Human influences, such as changes in water chemistry or physical habitat modifications, could alter fish assemblages by disrupting their structures and functions. Varieties in fish assemblage could be detected through changes in components of the community, functional groups, species diversity, and relative abundance (Wootton 1990). The fish-IBI was originally developed for small America mid-western streams and rivers (Karr 1981), and had become a family of multi-metric indices that were regionally adapted and calibrated, because rivers of different regions, as well as their fish communities, were distinctive (Kesminas and Virbickas 2000).

The IBI was commonly used and accepted worldwide as a reliable tool to assess water condition now(Novotny et al. 2005). Despite many outstanding works on IBI had already been done(Novotny et al. 2005; Simon et al. 2000),it was still of utmost importance for us to continue this work in Chinese Yangtze River basin. The objectives of this study were to: a) develop potential metrics of fish indicator for the upper Yangtze River, b) quantify fish assemblage differences in the early six years of Three Gorges Dam (TGD) construction, and c) provide a baseline for future water quality assessment in the upper Yangtze River.

Materials and methods

Study area

Yangtze River is the third longest river in the world, its total length was 6300 km with basin area 180 000 km2. Yangtze River is distinctive in diversity of species and abundance in number, and comprised the largest components of the fish resource(Chang 1999; Wu 2003; Young 2003). Most of water resources are disproportionately degraded by human activities such as water pollution, dam construction and over-fishing, which are now becoming the biggest concerns in Chinese inland waters (Chang J B 1999; Chang 1999). River damming is the most dramatic anthropogenic factor affecting freshwater environments (Baxter 1997; Dudgeon 2000). Three-Gorges Dam (TGD) is going to demonstrate the mighty power of humanity to change and fragment an area of about 58,000 km2 with the formation of a reservoir of 1080 km2 in Yangtze River.The Gezhou Dam (38 km downstream from the TGD) constructed in 1981 has led to sharp declines in the populations of migratory fish occurring in the upper Yangtze River, especially the three endemic ancient fish species, Chinese sturgeon (Acipenser sinensis), River sturgeon (A. dabryanus), and Chinese paddlefish (Psephurus gladius)(Dudgeon 2000; Xie 2003; Young 2003).

This study reach influenced by TGD is 1040 km long in the main channel of the upper Yangtze River. Four monitoring stations are set up at different reaches, from upper to lower, they are Yibing (YB), Hejiang (HJ), Mudong (MD) and Yichang (YC) respectively (Fig.1). Yibin (YB)

station is located in Yibin county, its monitoring reach is 21 km long including the lower reach of the Jinsha River. Mudong (MD) station, located in Mudong town with the distance of 50 km from ChongQin city, is the bottom of TGD Reservoir. The monitoring reach is 30 km long. Hejiang (HJ) station is located in Hejiang county of Sichuan province, its monitoring reach is 60 km long. Yichang (YC) station is located in Yichang city, the monitoring reach is 25 km from Gezhou dam to the Gulaobei.

Fig.1. Study areas selected in the upper Yangtze River in China and distribution of four monitoring stations: Yibing (YB), Hejiang (HJ), Mudong (MD) and Yichang (YC).

Patterns of degradation in Yangtze River

Yangtze River environment and fish assemblages had experienced major changes over the past decades (Chang 1999). Historical cases of well-documented faunas illustrated the impacts of environmental degradation. Holistically, there were four human activities induced environmental degeneration: a) the large damming project, b) pollutions increasing with a bulge in population and industrial development, c) agriculture and farming, and d) overfishing (Chang 1995; Young 2003). It was well known that those environmental changes occurring in the habitat, on the shift of good to poor status of ecosystem deeply influenced the fish populations, even non-migratory ones(Young 2003).

Field Methods for Habitat characterization

In each section, a number of habitat variables such as the mean channel width (m), depth (m), water velocity (m s-1), water temperature (℃), dissolved oxygen concentration (mg l-1), as well as habitat structure (bottom structure, presences of rapids, pits and coves, percent of bottom area overgrown with submerged vegetation) were measured and noted. Data of hydrology and weather were provided by local Water Conservancy Department and Weather Department.

Data collection methods and analyses

Fishery investigations had been conducted in Yangtze River from 1950’s till 2002 covering different reaches, together with the field investigations, these data provided very important baseline information, which were of tremendous value for assessment of ecological effects of human activities. The biological data (1997-2002) were obtained from the TGD monitoring database of the Institute of Hydrobiology (IHB), Chinese Academy of Sciences (CAS). Most of the data were obtained by field investigations and others were derived from literatures. Twice investigations were conducted in May-July and September– December from 1997 till 2002 at the four monitoring stations. The duration of investigation was 20 days every time. The catches were collected from fishing boats and fish markets, the commercial fishing boats were sampled according to the principle of random sampling at each station. The information of the fishing boat, fishing gear and fishing reach were recorded at the same time.

Two main fishing gears (gill net, long-line) among others (casting net, electrofisher, hoop net and

seine) were found in fishery catches investigations in the upper Yangtze River. The mesh sizes of the gill nets ranged between 20 - 250 mm while the size compositions of catches generally portrayed the relative selectivity of the different mesh sizes. Long-line fishing was the capture of fish by entrapment of fishhook with bait or no bait,there was floating and demersal long-line, the fish inhabiting in different depth of river could be caught.

Fishers who pursued maximal commercial benefits were believed to attempt to capture fish. All catches were collected and counted. Every fish specimen was measured, weighted, labeled and conserved in the formalin solution. Referrin g to the “synopsis freshwater fishes of C hina” (Ichthyologic Department 1976) and “The Fishes of Yangtze Rive”(Zhu 1995), fish specimens were identified. Fish were sampled and dissected proportionally to study the parasite and the availability of anomalies and get information in detail. In the laboratory, the proportion of fish species and trophic guilds were calculated. According to fish data obtained, total abundance could be estimated by calculating.

Reference conditions derived

Reference condition was a critical element of assessing the quality or health of the aquatic ecosystem(Karr 1981; Karr 1986). The establishment of reference condition was based on identification of minimally disturbed sites that represent the best physical, chemical, and biological conditions. The reference expectations used in the paper were derived from the historical data, which came from database of IHB, CAS and some came from literatures and unpublished data, including our own observations.

Results

Fish assemblages

Appearing within four river reaches the following numbers of fish species had been recorded: 97 in YB, 120 in HJ, 91 in MD, and 116 in YC (Table 1). The characteristics of fish assemblages of upper Yangtze River had been described including structure, tolerance, main trophic guilds, and appearance in investigations.

Table 1 Occurrence of native fish species in the upper Yangtze River basin with indication of their trophic guilds (BI = benthic insectivores, O = omnivores, C = carnivores, other = except BI/O/C feeding), environmental tolerance and others (in bold = species of commercial interests, E = endemic species, Y=yes, *= presence).

Development of an IBI for the upper Yangtze River

Candidate metrics of IBI h as been identified according to the original IBI as well as IBIs’ applications elsewhere (Hughes 1999; Lyons 2000; Oberdorff 1992). A variety of potential IBI metrics are considered, including many from existed lake IBI (Zhu 2004) and others suggested by the unique fish fauna of Yangtze River(Chang 1999; Young 2003). Preliminary metrics are selected based on their broad applicability and stability across the previous studies and their

consistent related to environmental degradation. 12 metrics, which best represent the fish assemblages’ characteristics and the patterns of degradation in upper Yangtze River, are obtained and described below (Table 2).

Species Richness and Composition The number of species is plotted against the sites, which give a more reliable measure of the species richness adjusted to employee fishing effort. We, therefore, followed Hughes and Oberdorff (Hughes 1999) rather than Karr(Karr 1981) in favoring only native species versus all species for this metric. This is because the total native species in the upper Yangtze River are included in the richness expectations. The number of native species is a measure of biological diversity that typically decreases with increased degradation for the undesirable influence of alien species in waters. Cyprinidae, Bagridae catfishes, and Cobitidae are very common in Yangtze River, sometimes comprising the groups of fishes thriving under such harsh conditions(Zhu 2004).

Tolerant/Intolerant Species These fishes are considered tolerant species because they are very common in the catches of most rivers, especially for the crucian carp are thought most tolerant to many pollutants. This metric is the complement to “number of intolerant species” and is comparable to Hughes and Oberdorff’s percent tolerant individuals (Hughes 1999). Like Karr’s original percent green sunfish metric (Karr 1981), it distinguishes between low and moderate water quality.

Intolerant species(Karr 1986; Lyons 2000) are that previously very abundant but presently occurs only occasionally because of environmental deterioration. Intolerant species are also sensitive to many types of environmental stressed and tend to be absent in the presence of environmental degradation (high suspended solids, increased temperatures and siltation, decreased dissolved oxygen), and are the last to reappear after restoration. Number of families in fishery catches is chosen as a metric of intolerance adversely, it will become more in a better quality of ecosystem.

Trophic Guilds Trophic groups selected include benthic insectivorous, omnivores, and carnivores. Criteria separating these groups are not sharply defined. Adults of omnivorous species proposed by Karr (Karr 1981) eat large proportions of both plants and animals for assessing disruption of the food web by stressors. We choose omnivores because they tolerate poor conditions. Similarly, Yoder and Smith(Yoder 1999) subtracted tolerant species from their abundance metric. Top carnivorous adults eat predominantly other fishes or large invertebrates for assessing loss of trophic diversity and keystone species(Lyons 2000). Percent of benthic insectivorous individuals is used for assessing disruptions in secondary production, because invertebrates are responsible for much of the processing of organic matter in rivers. Disrupted invertebrate biomass and composition is presumably reflected in disruptions in insectivorous fishes. Those metrics are also widely used in IBIs (Hughes 1999).

Abundance Catch per unit effort (CPUE) is a measure of relative fish abundance as a substitute of the relative number of individuals metric in the original IBI (Karr 1986; Zhu 2004), which evaluate fish populations within a stream or river site. Poor water quality will expectedly result in lower CPUE than stream sites of good quality when similar areas and sampling techniques are used. It is so reliable that it is widely used in evaluating the fishery resource.

Percent of Non-native Fish Species Fish assemblages are considered to be biotical

integerty if no disturbance occurred. The presence of non-native fish species is considered as a disturbance factor (Ganasan 1998; Lyons 2000). Alien species are mostly accidental releases from fish farms,these species could alter the structure of native fish assemblages by competition and predation, sometimes extirpate some native species. Consequently, the index of biotic integrity should be negatively correlated with the quantity of non-native fish species present.

Percent individuals with DELT Fish with abnormalities are rare in good ecosystem, but the number of abnormalities will increase with the human activities increases, so we continue to use that metric for assessing conditions of fish individuals. External anomalies includes deformities, eroded fins, lesions, tumors, diseases, and parasites (DELT)(Karr 1986). The presence of external anomalies indicates sublethal environmental stresses, intermittent stresses, behavioral stresses, or chemically contaminated substrates(Lyons 2000).

Table 2Metrics and scoring criteria used in the IBI for the upper Yangtze River

IBI values

The IBI scores were becoming lower statistically in the six-year scales and most IBI scores were classed as good and fair quality (Fig. 2). The result of linear regression analysis showed that the obvious degenerative trend in the biotic integrity for some uncertain reasons,but the increased human activities must be very important influencing factors.

Fig. 2. Observed IBI scores for four upper Yangtze River, YC(open circles), MD(squares), YB(left triangles) and HJ(right triangles) are plotted against years between 1997 and 2002. The straight line shows the linear regression between year and IBI scores.

Discussion

The physical, chemical and biological characteristics of natural large river changed gradually along its course from headwaters to estuary. Those downstream changes can be described by longitudinal zonation concepts (Bram 2003). Most fish species find suitable living conditions in only a selected stretch of the entire river. Already in the 19th century ichthyologists used this observation as the basis of a zonation system for river courses (Hol?ík 1989), in which the entire Yangtze River can be divided into several fish zones. The upper Yangtze River was thought within the same fish zone with its own ecological characterizations(Chang 1999). Within a specific region, a suitable way of

analyzing and monitoring the impact of human disturbance on the structure of the fish assemblages was by comparing community structure of the present state with that of the reference situation. The regional-based reference condition can be derived from an aggregate of reference sites or some empirical model of expectations and may include knowledge of historical condition(Lyons 2000) or extrapolation from ecological principles. Most researchers, in the field of freshwater ecosystems, evaluated the environment degradation induced by human activities using the fish-IBI methodology(Araujo 2003; Francisco Gerson Araujo 2003; Joy 2004; Michael 2004; Paller 2000). In his original description of the IBI (1981), as well as in later papers (Karr 1999a; Karr 1986), Karr emphasizes the need for representative samples. In this paper, we used the data from fishery investigations instead of the standardized protocols (Karr 1986) for the following reasons:

1) The size of Yangtze River created many problems, fishes were much more migratory (both longitudinally and horizontally) and at any given time some species and many individuals were inaccessible because of depth (Simon 1999);

2) There were many kinds of fresh water fishes in China, but human activities, particularly over-fishing, decreased the abundance. Field sampling with short time and small percentage of river can not represent the entire reach;

3) Fishery catches collection was a preferred method for the large river in the evaluation of fish assemblages. It had been conducted in four stations as a long-term monitoring method, it benefited the comparison of spatial and temporal changes of the biotical integrity.

Though these data might not be fully validated as the sampling methods had not been calibrated, the field survey itself may also contain some errors. Therefore it was believed that the data of six-year period continuous survey were sufficient enough to reflect the actual conditions of the fish assemblages in the Yangtze River. It was also understood that the data obtained from extensive time series were sufficient enough to allow the first attempt to a modified IBI for evaluation on temporal and spatial changes of biological integrity within a large river. The reliability of the results provided a scientific evidence for sustainable management. The IBI based on the fishery catches surveys need to be further tested and validated in many ecological areas with different fauna.

This research revealed that the biotic integrity of the upper Yangtze River declined dramatically during 1997-2002. The impact of river damming on aquatic ecosystem functioning had been documented (Baxter 1997; Young 2003). Damming and reservoir altered the flow regimes, from free-flowing to stagnant, and obstruct migratory fish for winter or food horizontally. Because all the data were collected before the impoundment of the Three Gorges Reservoir, it is obvious that human activities, especially over-fishing, must be crucial factor instead of damming in the upper Yangtze River in that period. In spite of that, the TGD in the main channel of the upper Yangtze River is still the biggest hydroelectric dam in the world and entirely modified the main channel of the upper Yangtze River. The regulation of the TGD will alter water temperatures and chemistry, which in turn will influence the rates of biological and chemical processes. The reparation measurements should be employed in advance. These include, a) reinforcing the fishing management to reduce the extremely fishing, b) building fish pass, e.g. the fish-ways, c)

constructing the nursery and conservation center; and d)implementing artificial propagation and release.

Acknowledgements

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Fig.1 . Study areas selected in the upper Yangtze River in China and distribution of four monitoring stations: Yibing (YB), Hejiang (HJ), Mudong (MD) and Yichang (YC).

Fig.2.Observed IBI scores for four upper Yangtze River, YC (open circles), MD (squares), YB (left triangles) and HJ (right triangles) are plotted against years between 1997 and 2002. The straight line shows the linear regression between year and IBI scores.

199719981999200020012002

10

20

30

40

50

60

Monitoring years

I

B

I

s

c

o

r

e

s

Very poor

Poor

Fair

Good

Excellent

annual IBI scores changes in the temporal and special scale

YC

MD

YB

HJ

Linear Regression

Table 1. Occurrence of native fish species in the upper Yangtze River basin with

indication of their trophic guilds (BI = benthic insectivores, O = omnivores, C = carnivores, Other = except BI/O/C feeding), environmental tolerance and others (in bold = species of commercial interests, E = endemic species, Y=yes, *= presence).

生物进化与环境的关系

生物进化与环境的关系生物是不断进化的,自有生物以来,生物就不断地变化着;从单细胞生物到多细胞生物,从细菌到哺乳动物,从海洋生物到陆地生物,它们都是不断改变着。然而,物种具体是如何进化的呢?最有影响的是达尔文的自然选择学说。达尔文的自然选择学说生物进化主要是因为自然选择的结果,基因突变为它提供原材料,自然选择控制生物进化的方向。 生物进化与环境存在一定的关系,而构成环境的要素—环境因子对生物的生长、发育等都有着直接或间接的影响。环境因子有着五大特点:综合性、非等价性、不可替代性和互补性、限定性、直接和间接作用性。生物对每一种环境因子都有耐受范围,生物只有在耐受范围内才能正常生长、发育;一旦超过生物在某一环境因子的耐受范围,生物就会受到影响。而且同种生物在不同发育时期对环境因子的耐受范围是不同的,其原因是生物在不同的发育时期它的发育情况、基因的表达情况等都不同,从而使生物对外面环境的需求、耐受能力发生变化。对于同一种环境因子,不同种类的生物其耐受范围也是不同的,其原因是每一种生物都有不同与其他生物的结构、生物特点。生物对某一生态因子地耐范围也不是固定不变的,会受到其他生态因子的影响。这也为生物的进化提供可能。长期生活在某一地区的生物,它们的遗传结构和特性受到这个地区生态因子的影响,并产生很好的适应性。但当环境条件改变,或迁居到一个新的地方时,它们的遗传结构和特性就会受到新的环境因子的影响,如果能忍受环境条件的变化,生物就会产生定向的诱导变异,由不习惯到习惯,并逐渐在新环境里顺利生存下来;如果不能,就会从时间长河中被淘汰掉。 在植物的进化中,由于地壳的运动,一些海洋地区变成了沼泽、陆地,生存于这些地区的水生植物会在陆生环境的诱导下自组织产生适应于陆地环境的性状特征,并不断发展进化,形成陆生植物。水生植物向陆生植物的进化,并不是一开始就完全脱离水环境的,而是生活在半水生半陆地的沼泽中,逐渐脱离水环境甚至适应干旱环境。 同时许多旱生植物的叶子很小甚至缩小成针刺状,而根系发达。仙人掌的叶子在干旱的沙漠中渐变为刺状,减少水分的蒸发,保存水分,同时依靠肉质茎进行光合作用。生活在沙漠中的豆科植物骆驼刺,地上部分只有几厘米,而地下部分可以深达十几米,根系覆盖的面积达六七百平方米,发达的根系是旱生植物增加水分吸收的重要途径。 会飞的昆虫由于某种原因定居到海岛上之后,新的环境会改变它们的生长发育,最终形成独特的物种。大风、恶劣的气候、潮湿的环境、新的食物、光照的变化都可能会导致昆虫翅膀的生长发育发生障碍,形成残翅或无翅的昆虫,这种影响持续存在最终使昆虫的翅膀趋于退化消失。非洲马德拉岛上的甲虫翅膀发育不全或退化消失,应该就是这样形成的。 当人类穿上衣服、使用火之后,人类抵御寒冷的能力就在一代一代的退化,抗寒性逐渐降低,表现为与此功能相关的一些性状特征发生变异,如体毛、皮肤腠理、皮肤脂肪厚度、皮肤毛孔等。而且,这些组织器官的变化还会进一步诱导其它组织器官生长发育的变化,如肺脏、血管、体液调节系统、神经调节系统等。在人类的进化中,一系列的进化特征很明显都不是自然选择的结果,如人的大脑、寿命、身高、牙齿和体毛等,这些特征的进化是在自然环境的诱导刺激下再经过人类自身生长发育的重新调整而完成的。这些都说明了环境对生物的影响。 生物的进化又与物种的形成存在一定的关系。生物进化是指生物在不断地变化着,它的遗传结构和特性也不断地变化着,当生物遗传结构和特性与其他生物存在比较大的差异时,新的物种就会出现。生物进化是通过繁殖而体现的。同一物种的个体可以互配生育,产生有繁殖力的后代,不同物种生殖隔离。物种是进化单位。任何一个物种在作为祖种进行系统发展中总是沿着纵横两条道路而展开的。开始是从少变多的渐变,当渐变达到一定的程度就会发生量变,量变积累到一定程度就会出现质变,最终造成物种的形成。

生物对环境的适应性

如何提高生物对污染环境的 适应性能力 一、什么叫生物的适应性 适应性是指生物体与环境表现相适合的现象。适应性是通过长期的自然选择,需要很长时间形成的。比如应激性的结果是使生物适应环境,可见它是生物适应性的一种表现形式。但生物体的有些适应特征(如北极熊的白色、绿草地中蚱蜢呈绿色等等)是通过遗传传给子代的。并非生物体接受某种刺激后才能产生,这与应激性是不同的。 下面是几种典型适应性的实例: 1.保护色 动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色,叫做保护色。具有保护色的动物不容易被其他动物发现,这对它躲避敌害或捕猎动物都是有利的。保护色的形式多种多样,如水母、海鞘等水生生物的躯体近乎透明,能巧妙地隐身于水域中。昆虫的体色往往与它们所处环境中的枯叶、绿叶、树皮、土壤等物体的色彩非常相似。生活在草地、池塘中的青蛙是绿色的,活动在山间溪流石块上的棘胸蛙却是深褐色的,而树蛙则随着它所栖息的不同树种而具有不同的体色。生活在北极地区的北极狐和白熊,毛是纯白色的,与冰天雪地的环境色彩协调一致,这有利于它们捕猎动物许多鱼类背部颜色深,腹部色浅,从上向下看,与水底颜色一致,从下向上看,却又像天空。分割

色是保护色的又一种形式,如虎、豹、斑马、长颈鹿身上都有鲜艳的花纹,在光暗斑驳的环境配合下,能使其轮廓模糊不清。某些种类的比目鱼和蜥蜴能随背景变化而改变体色,以保护与环境的协调,这又是保护色的一种形式。还有些动物在不同的季节具有不同的保护色。例如,生活在寒带的雷鸟,在白雪皑皑的冬天,体表的羽毛是纯白色的,一到夏天就换上棕褐色的羽毛,与夏季苔原的斑驳色彩很相近。有些蝗虫在夏天草木繁盛时体色是绿色的,到了秋末则变为黄褐色。 2.警戒色 某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹,叫做警戒色。例如,黄蜂腹部黑黄相间的条纹就是一种警戒色。据有人研究,鸟类被黄蜂螫一次,会记忆几个月,当它们再见到黄蜂时就会很快地避开。有些蛾类幼虫具有鲜艳的色彩和斑纹,身上长着毒毛,如果被鸟类吞食,这些毒毛就会刺伤鸟的口腔黏膜,吃过这种苦头的鸟再见到这些幼虫就不敢吃了。又如欧洲有一种塔蛛,腹部呈现红色,其皮肤腺能分泌毒液,当它受到攻击时,其腹部向上,显示红色肚皮以示对天敌的“警告”。其他如瓢虫的斑点,毒蛇鲜艳的花纹等。警戒色的特点是色彩鲜艳,容易识别,能够对敌害起到预先示警的作用,因而有利于动物的自我保护。 3.拟态 某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑,与其他生物或非生物异常相似的状态,叫做拟态。例如,竹节虫的形状像竹枝,尺蠖的形状像树枝,枯叶蝶停息在树枝上的模样像枯叶(翅的背面颜色

中国史前时期自然环境的基本特征

中国史前时期自然环境的基本特征 佚名 一、中国史前自然地理环境的基本特征 地质学研究表明,中国史前及现代自然地理环境的基本格局,是新生代以来的新构造运动而形成的。进入地史的新生代后,全球发生了剧烈的造山运动。第三纪是造山运动最为剧烈的时期。由于欧洲的阿尔卑斯、亚洲的喜马拉雅和环太平洋的造山运动,使得海洋范围缩小,陆地面积扩大,最终形成了现今地球的海陆轮廓。 对中国现今地形影响最大的是喜马拉雅运动。依据板块运动理论,喜马拉雅运造山动是由于第三纪印度、阿拉伯等小板块碰撞亚洲大陆而发生的。喜马拉雅地区,在始新世时还是海洋环境,中新世时强烈的造山运动使这一地区上升为陆地,上新世晚期青藏高原已抬升到平均海拔1000米左右,更新世早期平均海拔为2000米,更新世中期高原面在3000米左右,更新世晚期广大原面已达4500~ 5000 米的高度。喜马拉雅运动导致了中国自然地理环境和气候等发生了一系列重要的变化。 首先,喜马拉雅运动,不仅导致了青藏高原的形成,而且引起了中国大陆的一系列大规模的差异性升降构造变化,形成了西高东低呈巨大的三级阶梯形下降的自然地貌基本格局,即由珠穆朗玛峰等一系列高大山系和青藏高原组成的第一级阶梯,海拔高度一般为4000~ 5000 米;自昆仑山和祁连山以北、横断山脉以东,地势急剧下降而形成第二级阶梯,包括新疆和内蒙古高原、黄土高原、四川盆地和云贵高原等,海拔高度多在1000~ 2000 米之间;沿大兴安岭、太行山、巫山到滇东高原一线以东,地势再次下降形成第三级阶梯,包括东北平原、华北平原、长江中下游平原和东南丘陵地区,高度也降到1000米以下到数十米。 其次,由于青藏高原的隆起,大大改变了中国的古地貌,引起了西风激流的动力作用,改变了中国各地气候要素的组成。在强大的西风激流吹扬下,中亚内陆沙漠地区的大量粉尘被抬升到3000米以上的高空,随风向东南方向飘移。之后,由于东南季风的干扰和秦岭、六盘山、吕梁山、太行山的阻隔和截留,风速变慢,在黄河中下游一带大量沉积下来,形成巨厚的黄土堆积。中国第四纪黄土研究表明,黄土是从距今约250 万年前的更新世早期开始堆积的。但当时,由于青藏高原上升的还不很高,西风激流的作用尚不很强,最早形成的午城黄土的沉积的速率、厚度和广度均较小。中更新世时,随着青藏高原的不断抬升,风力作用和沉积速率加强,在黄河中游,特别是泾、洛河流域形成了厚达数十米的离石黄土。更新世晚期,由青藏高原进一步上升到现代的高度,青藏高寒区和西北干旱区最终基本形成,气候进一步变得干凉,风力作用和马兰黄土的堆积速度明显加快,最终在中国北方形成了总面积约60万平方公里的黄土堆积,并在黄河中游一带形成了蔚为壮观的黄土高原。 再次,喜马拉雅运动还引起阿尔泰山、天山、昆仑山、祁连山、阴山、燕山、秦岭、南岭等山系的强烈上升,大大改变了中国各地气候要素的组成,最终形成了三大自然区域:即东部季风区(大兴安岭以东、内蒙古高原以南、青青藏高原以东)、西北干旱区(青藏高原和黄土高原以北)和青藏高寒区。此外,境内的一些东西走向山脉,阻当了西北寒流的南下和东南暖湿气流的北上,对于大气热量和水分的再分配也起到了明显的作用。自北而南-形成了温度、降水量、植被有所差异的几个气候区。北部天山-祁连山-阴山-燕山一带是划分暖温带和温带的分界

环境对生物的影响1

第二章第一节环境对生物的影响 学习目标 1、举例说出影响生物生存的环境因素。 2、举例说明生物之间有密切的联系。 3、体验探究的一般过程,学习控制实验变量和设置对照实验。 4、实验中能认真观察和记录,并积极参与合作交流。 学习过程: 一、情境引入: 鱼儿离不开水,蚯蚓生活在土壤中,若让他们对调,结果会怎样? (从而引出“环境”的概念。) 列举常见生物生活的环境。指出这些环境是由非生物因素和生物因素决定的。 二、自主探究,合作交流 学习任务一:探究非生物因素对生物的影响 1、自学P17“探究” 分析、讨论、归纳出探究的一般过程。 2、阅读教材P18,小组探讨“对照实验”的概念以及“变量”的含义。 3、 探究实验设计。探究光对鼠妇生活的影响:各组讨论并制定探究方案,注意方案中实验变量的探制。 4、分组进行探究,注意实验数据的记录和实验结论的总结。 5、 问题探讨:⑴怎样确定试验结果的不同只能是由“光”引起的? ⑵只用一只鼠妇行吗?为什么? 6、试验拓展: 探究湿度对鼠妇的影响。 7、除光外还有哪些环境因素,学生举例并谈及认识。 学习任务二: 说明生物因素对生物的影响。 1.“螳螂捕蝉,黄雀在后。”这形象说明了生物之间的什么关系呢? 2.学生阅读教材总结生物之间的三种常见关系。 三、归纳总结 ★(1)影响生物生活的环境因素可分成两类:_______和 _______。 生物因素是指________________;非生物因素是指____________. ★(2)生物之间常见的关系有:_________如:______________;__________ 如: ___________;________________如:________________. ★(3)科学探究的一般过程是从________、_________开始的,实验方案的设计要紧紧围绕_________________来进行。 ★(4)对照实验:在研究____________时,所进行的 ___________________ , _____________________的实验叫做_______________。 ★(5)探究“光对鼠妇生活的影响”时,提出的问题是__________________ 做出的假设是________________得出的结论是_________________ 做完实验后,应把鼠妇 _______________ (6)实验过程中,为了降低鼠妇对新环境的不适应,在盘内______________; 怎样处理才能在盘内形成阴暗和明亮两种环境? 此时形成________________________,变量是__________; (7)两侧______放_______ 数目的鼠妇,____分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目,统计_____次。 ★(8)要计算出全班各组第10次数据的_________,目的是__________________ 实验中不是用1只鼠妇做实验,而是用10只鼠妇做实验,目的是______ 五、学习检测 (一) 1.乳山是美丽的海滨城市,有着丰富的藻类植物资源,海湾浅水处长绿藻,深处长褐藻;再深处长红藻。海洋植物的这种分布主要受哪种因素影响? A .温度 B .阳光 C .盐分 D .气体 2.“螳螂捕蝉,黄雀在后”这句话描述了生物之间的( )关系。 A .合作 B .竞争 c .寄生 D .捕食 3.在探究“鼠妇的生活是否受土壤湿度的影响”实验中,实验变量是( ) A .光照 B .土壤湿度 C .土壤温度 D .土壤中的无机盐 4、荔枝不能在北方种植的主要原因是( ) A.北方温度较低 B.北方降雨量少 C.北方光照不足 D.北方土壤贫瘠 5、在稻田中,影响其生活的非生物因素有( ) ①阳光 ②杂草 ③水分 ④土壤 ⑤田鼠 ⑥空气 ⑦蝗虫 ⑧蚜虫 A.①②⑤⑥ B.③④⑦⑧ C.①③④⑥ D.②⑤⑦⑧ 6、天空中,越是高处,鸟的种类和数量越少。决定此现象的非生物因素是( ) A.光照 B.水分 C.空气 D.温度 7、下列生物中属于竞争关系的是( ) A .水稻和稗草 B .猫和老鼠 C .人和猪 D .蚂蚁和蚱蜢 8、我们在养花的过程中,经常给花浇水、施肥、松土、阳光照射,天冷了还要把花搬进室内,而且一个花盆中要栽种适量的花卉,这都体现了生物生存所需的基本条件,请选出正确的对应顺序( ) ①营养物质 ②空气 ③阳光 ④温度 ⑤生存空间 ⑥水分 A .⑥①②③④⑤ B .①②③④⑤⑥ C .②③④⑤⑥① D .⑥②③④⑤①

新苏教版科学小学四年级下册第五单元《生物与环境》知识点总结

新苏教版科学四年级下册知识点整理 第五单元生物与环境 15.生物与非生物 1.有生命的物体又称为生物。所有的生物都会生长变化,会繁殖,会对环境变化做出反应,几乎都需要水、空气、温度、阳光…… 2.植物的共同特点:能够长大,会繁殖,不能运动,需要水、阳光、空气等等。 动物的共同特点:能够长大,会繁殖,能运动,需要食物、空气、温度、阳光等等。 生物的共同特点: 有生命的物体的共同特点:①几乎都需要阳光、空气、水、适宜的温度;②需要营养; ③会生长变化;④会繁殖;⑤会对环境变化作出反应。 3.判断石笋、青苔是不是生物? 石笋不是生物。石笋会“长高”,但不是靠自身吸收营养长高;会长出小石笋,但不是大石笋生出来的,也不是种子长成的;对环境变化作出的“反应”,是石笋反射不同颜色的光形成的,并不是它自身发生了变化。 青苔是生物。青苔需要阳光、空气、水、适宜的温度、营养,会生长、繁殖,会对环境变化作出反应,具备生物的特征。

这三种物体都是生物。 第一幅图,地衣是真菌和藻类共生的植物,形状有枝状、叶状、壳状,需要阳光、空气、水、营养才能生长,会繁殖,具备生物的特征。 第二幅图,松萝生于深山的老树枝干或高山岩石上,呈悬垂条丝状,适合阴暗潮湿的环境,需要阳光、空气、水、营养才能生长,会繁殖,具备生物的特征。 第三幅图,水绵分布于池塘、沟渠、河流等地方,需要阳光、空气、水、营养才能生长,会繁殖,具备生物的特征。 4.在大自然中,生物和非生物种类多样,数量繁多,它们之间存在着密不可分的关系 5.根据植物、动物的特点,归纳出生物的共同特点。 生物的共同特点: 1.几乎都需要阳光、空气、水、适宜的温度; 2.需要营养; 3.会生长变化;

【精品教案】《自然地理要素变化与环境变迁》教案

《自然地理要素变化与环境变迁》 卢成树温州市第二外国语学校 【课程标准】:举例说明某自然地理要素在地理环境形成和演变中的作用 【考试标准】: 【教材分析】: 本节教材以总分结构进行阐述自然地理要素和环境之间的相互关系。结构清晰,脉络一致生物进化、灭绝和环境,人类活动对环境的作用两个小标题是并列关系。结合考试标准,教学内容的选择就在生物进化对环境演化的影响,环境反而来对生物也有影响,最后是人类活动这个特殊的自然地理要素(书本用语)与环境的相互关系。教材的编写是以生物要素为例来对应课标,但不足之处是缺乏整体性,需要再设计,笔者把课标的“某自然地理要素”限定为以蕨类植物为代表的生物要素,从教材出发,又落在教材上。以“五问蕨类植物”的形式展开设计,将主要内容融合在五个问题中。 【教学目标】: ①通过观看微课视频,了解并概括蕨类植物生长环境,说出蕨类植物对地球演化的影响。 ②结合已学,通过获取表格信息,正确填写植物界和动物界的进化序列,识记相应地质年代。 ③通过解读图形信息,说出气温和降水的变化特点对蕨类植物的影响,得到蕨类植物明显衰退的原因,识记两个生物灭绝的时期,理解环境变迁对生物灭绝的影响。 ④通过小组合作探究人类活动对地理环境的影响,计算家庭碳足迹,自觉践行低碳行动,提高保护全球环境的意识。

【学情分析】:学生喜爱科普,有较丰富的科学知识,已经具备一定的地理技能,比如读图方法,自主学习能力。他们有较强的探究欲望,喜欢没有听过的知识。他们的不足之处是对较多信息难以整理成较完整的体系,渴望增强读图和推理能力。教材中缺少必要知识的铺垫,没有详细介绍环境变迁对生物进化,人类活动对环境变迁的影响需要在这方面给学生主动思考和探索的机会。 【教学重点】:根据省考试标准,确定生物进化的序列,环境变迁对生物进化,人类活动与环境相互关系为重点。 【教学难点】:根据教材文字和学生能力,确定环境变迁对生物进化灭绝的影响为难点。 【教学方法】:自主学习和小组合作,注重信息技术的应用,用到微课、希沃授课助手、mindmanager思维导图,碳足迹计算器APP等,直观性强,增强知识的动态效果,提高了学习兴趣。 【教学过程】: 导入:介绍蕨类植物,说明桫椤这种蕨类植物被称为“活化石”的原因。 意图:以仿真蕨类植物引入,引发学生兴趣,调动已知,为后续做良好开端。 过渡:为什么同时代的其他蕨类植物灭绝了,它有什么作用呢?我们今天就已蕨类植物为例,通过“五问蕨类植物”的形式,学习本节自然地理要素变化与环境的相互关系。 环节一 通过观看微课视频前半段,回答:“一问以桫椤为代表的蕨类植物生长在何处”。通过观看微课视频后半段,结合课本P66-P67阅读部分,回答:“二问桫椤为代表的蕨类植物如何影响生物进化?” 意图:学生能够将视频有用的文字、图片信息和已学知识,将蕨类的生长环境通

冰川与环境变化的关系

冰川与环境变化的关系 人教111 2011212551 傅萧冰川是指发生在陆地上,由大气固态降水演变而成的,通常处于运动状态的天然冰体。它随气候变化而变化,但不是在短期内形成或消亡。雪线触及地面是发生冰川的必要条件。因此,冰川是极地气候和高山气候的产物。 在极地和高山地区,气候严寒,常年积雪,当雪积到地面上,如果温度降到零下,受它本身压力作用或再度结晶而造成的雪粒,称为粒雪。当雪层增加,将粒雪往更深处埋,冰的结晶会越变越粗,而粒雪的密度则因存在于粒雪颗粒间的空气体积不断减少而增加粒雪变得更为密实,形成蓝色的冰川冰。冰川形成后,因受自身很大的重力作用形成塑性体,沿斜坡缓慢运动或在冰层压力下缓缓流动成冰川。 冰川个体规模相差很大,形态各具特征,生成时代前后不同,冰川性质和地质地貌作用等也都不一致。 科学家也依靠不同形态、规模、所处地形,冰川分为了山岳冰川、大陆冰川、高原冰川和山麓冰川。 地球上七大洲都有着冰川的分布,冰川的面积占了陆地面积的10%以上。南极大陆有着世界上最集中的冰川,大片大片的冰川覆盖在南极大陆的表面。而我国的冰川面积也占了大约亚洲冰川面积的50%。中国冰川分布在新疆、青海、甘肃、四川、云南和西藏等六省区。中国冰川自北向南依次分布在阿尔泰山、天山、帕米尔高原、喀喇昆仑山、昆仑山和喜马拉雅山等山脉。这些山脉山体巨大,为冰川发育提供了广阔的积累空间和有利于冰川发育的水热条件。而中国的山岳冰川按成因可分为大陆行冰川和海洋性冰川两大类。 我们似乎以为冰川一直亘古不变地存在在那里,似乎是没有运动。但是,相对比之后,你会发现,冰川其实一直悄悄地在运动。 冰川的运动,和流水的运动其实有些相似,中间速度快,两边速度较慢。冰川表面有许多裂隙,有些裂隙有几十米深。裂隙的存在,说明冰川有脆性。不过,经过了数百年的观察,冰川上的裂隙极少超过六十米深。多数裂隙远远小于这个深度就闭合了。这又说明冰川下部是塑性的,它可以柔软地适应各种外力作用而不致发生破裂。因此,可以把冰川分为两层,表面容易断裂的这一层叫做脆性带,而下部柔软的那层叫做塑性带。塑性带的存在也是冰川能够运动的根本原因。 而正是因为在外力增高时,超过了冰的破裂强度,冰发生断裂。在长期的受力下,冰下部塑性变形。冰川下部受到上部冰层的压力和上游冰层的推力,总是处于受力状态,于是,下部冰层的可塑性表现地更加充分,从而使得塑性带得以出现,而表层缺乏长期受力的则在外力突然增加后做弹性或脆性变形成为了脆性带。而冰川运动则是冰川对河床的刨蚀和搬运,对于环境也有着显著影响。 冰川对于地理环境的影响表现在许多方面。在极地和中低纬度的高山冰川区,冰川本身是自然地理要素之一,并形成独特的冰川景观。规模较小的冰川只对附近的确气候发生影响,而较大冰川的影响则大得多。 水是地球上最重要也是人类赖以生存的资源之一,冰川则对水圈的水循环有着重要作用。冰川上方大气降水到达冰川后不存在最基本的蒸腾,而蒸发量和渗透量也是非常的小。所以,到达冰川的降水基本可以全部转化为地表径流。这既可以为河流提供补给来源,也可以积极为河流进行调节。冰川的此项活动可以讲长期处于固态的水转化为液态。但是冰川对于河流的调节作用主要体现在高温干旱的年份,由于降水少,消融多,冰川自然而然可以为河流调节。 而冰川的冰盖作为一种特殊的下垫面,冰盖也能增强地球的反射率,从而促使地球进一步

环境对生物的影响.doc

【课题】第七章生物与环境第一节生物与环境的关系 一、环境对生物的影响(2课时) 【教学目的】 〖基础知识〗 了解—使学生了解生态学的概念; 理解—理解生态因素的概念;理解非生物因素和生物因素对生物的影响; 掌握—掌握生物的种内关系和种间关系 〖能力培养〗 培养学生的观察能力和运用所学知识、分析解释自然界生物与环境的关系的能力 〖思想情感〗 帮助学生树立辨证统一的思想观点;培养学生的环保意识 【教学目标】 使绝大多数学生能理解生物因素和非生物因素对生物的影响;掌握生态因素、种内关系、种间关系。 【教学重点】 各种生态因素对生物的影响; 【教学难点】 生物的种间关系 【教学方法】 引导发现法 【教学用具】 电脑多媒体 【教学过程】 1.介绍什么是生态学? 生态学—研究生物与环境之间相互关系的科学。 2.问:生物与环境之间存在着什么样的关系呢?(边引导学生从熟悉的动植物入手找出生物与环境之间的关系;然后引导学生对这些关系进行归类,边板书) 第一节生物与环境的关系 一、环境对生物的影响 生态因素—环境中影响生物的形态、生理和分布等的因素。 阳光 非生物因素:温度 水 互助 种类关系斗争 共生 生物因素:寄生 种间关系竞争 捕食 今天我们来学习各种非生物因素对生物的影响: 3. 阳光: 问:同学们知道阳光对生物有哪些影响吗? 阳光对生物的生理和分布起着决定性作用。(文化大革命中曾流行过一首歌—…万物生长靠太阳…) 光的强与弱对植物:如松、杉、柳、小麦、玉米等在强光下生长好;人参、三七在弱光下生长

光的有与无对植物:海面200米以下,植物就难于生长 光照时间的长短:菊花秋季短日照下开花;菠菜、鸢尾在长日照下开花 阳光影响动物的体色:鱼的背面颜色深;腹面颜色浅 光照长短与动物的生殖:适当增加光照时间可使家鸡多产蛋 4.温度:动物生活的温度一般在-2℃~50℃ 植物的南北栽种: 对动物形成的影响:同一种类的哺乳动物生长在寒冷地带,则体大,肢体伸展较小; 对动物习性的影响:冬眠—蛇、蛙等变温动物;夏眠—蜗牛; 洄游: 迁徙; 季节性换羽: 5.水分: 6.其它:如土壤的理化特性 7.生物因素 自然界的生物,不仅受到非生物因素的影响,而且还受到来自周围生物对他的影响 种内关系: 种内互助—社会性昆虫的群居性生活:成群的麝牛围成一圈保护雌牛和小牛 种内斗争—同种个体之间,由于食物、栖所、寻找配偶或其它生活条件矛盾而发生斗争的现象。鲈鱼的成鱼在食物缺乏时,就会以本种幼鱼为食;蝌蚪过于密集时就会使肠道排出的一种有毒物质来限制幼小或弱小个体的生长 种间关系: 共生—两种生物共同生活在一起,互惠互利或对一方有利但对另外一方也无害;分开后至少有一种不能正常生活,两种生物间的这种关系叫~。 寄生—一种生物寄居在另一种生物体表或体内,从那里吸取营养物质来维持生活,这种现象叫~。竞争—两种生物生活在一起,由于争夺有限的资源、空间等而发生斗争的现象叫~。[大小两个种的草履虫的争斗] 捕食—一种生物以另一种生物为食的现象~。 8、生存斗争、种内斗争、竞争的关系 生存斗争—达尔文解释生物进化的一种理论。指的是生物个体(同种或异种)之间以及生物与无机环境(如干旱、寒冷)之间的斗争,赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。 种内斗争—同种生物不同个体之间为了生存的争斗。 竞争—不同物种之间为了生存而进行的斗争。 9

生物对环境的适应--进化生物学研究的核心

生物对环境的适应--进化生物学研究的核心 摘要: 本文解释了生物对环境的适应性以及生物进化学说,并进一步揭示了二者的联系,进而得出“生物对环境的适应是进化生物学研究的核心”这一结论。 关键词: 生物、环境、适应、进化

生物对环境的适应--进化生物学研究的核心 课后老师布置了作业,题目为“为什么说生物对环境的适应是进化生物学研究的核心问题?”对于这个问题,我们首先应该先明白什么是生物进化和生物对环境的适应,在理解者两个概念的基础上找出它们之间的联系,进而回答出这个问题。 那什么是生物进化呢? 生物进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。 古代人们在生产实践中,积累了关于生物的形态、构造和生活习性的知识,注意到生物机体的变化以及生物与环境的关系,逐步形成了最早的生物进化思想。古希腊的亚里士多德提出生物等级即生物阶梯的观念,认为自然界所有生物形成一个连续的系列,即从植物一直到人逐渐变得完善起来的直线系列。中国战国时期汇集的《尔雅》一书记载了生物类型的变化;汉初的《子》一书,不仅对动植物作了初步分类,而且提出各类生物是由其原始类型发展而来的。 近代科学诞生以前,进化思想发展缓慢,当时广为流行的是神创论和物种不变论。直到 1859年C.R.达尔文发表《物种起源》一书,该书论证了地球上现存的生物都由共同祖先发展而来,它们之间有亲缘关系,并提出自然选择学说以说明进化的原因,从而创立了科学的进化理论,揭示了生物发展的历史规律,而其中渐进进化是达尔文进化论的一个最基本概念。达尔文认为,在生存斗争中,由适应的变异逐渐积累就会发展为显著的变异而导致新种的形成。因为“自然选择只能通过累积轻微的、连续的、有益的变异而发生作用,所以不能产生巨大的或突然的变化,它只能通过短且慢的步骤发生作用”。但对于这一学说,至今人们还是存在着很大的争议。 《物种起源》之后,生物进化领域有了飞速的发展。19世纪80年代,以A.斯曼为代表的新达尔文主义,把种质论和自然选择学说相结合,丰富了达尔文的进化理论。20世纪30年代,综合进化论综合了细胞遗传学、群体遗传学以及古生物学等学科的成就,进一步发展了以自然选择为核心的进化理论。60年代末,日本学者木村资生等人提出中性学说,又在分子水平上揭示了进化的某些特征,补充、丰富了进化论。 现代进化论坚持达尔文的渐变论思想和自然选择的创造性作用,强调进化是群体在长时期的遗传上的变化,认为通过突变(基因突变和染色体畸变)或遗传重组、选择、漂变、迁移和隔离等因素的作用,整个群体的基因组成就会发生变化,造成生殖隔离,演变为不同物种。20世纪70年代以来,一些古生物学者根据化石记录中显示出的进化间隙,提出间断平衡学说,代替传统的渐进观点。他们认为物种长期处于变化很小的静态平衡状态,由于某种原因,这种平衡会突然被打断,在较短时间迅速成为新种。 这就是进化学说的发展过程。 进化论指出地球上的生命,从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物,从原核生物进化为真核单细胞生物,然后按照不同方向发展,出现了真菌界、植物界和动物界。植物界从藻类到裸蕨植物再到蕨类植物、裸子植物,最后出现了被子植物。动物界从原始鞭毛虫到多细胞动物,从原始多细胞动物到出现脊索动物,进而演化出高等脊索动物──脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类,从中分化出哺乳类和鸟类,哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物,又进化成人类。

17.环境变化以后

17.环境变化以后 【课标落实】 1.本单元通过一系列观察、比较、实验、测量、交流等活动,落实《课程标准》中年段的课程目标。 科学知识: 知道动植物的生命周期; 初步了解动物和植物都能产生后代,使其世代相传; 能根据有关特征对生物进行简单分类; 初步了解生物的生存条件。 科学探究: 在教师引导下,能基于所学知识,制订简单的探究计划。 在教师引导下,能依据证据运用分析、比较、推理、概括等方法,分析结果,得出结论。 科学态度: 在科学探究中能以事实为依据,不从众,不轻易相信权威与书本; 面对有说服力的证据,能调整自己的观点。 乐于尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究,体会创新乐趣。 科学、技术、社会与环境: 了解人类的生活和生产可能造成对环境的破坏。 具有参与环境保护活动的意识,愿意采取行动保护环境,节约资源。 2.本课学习内容基于《课程标准》课程内容中“生物与环境领域”的中年段要求。 9.2 动物能够适应季节的变化。 12.4自然或人为干扰能引起生物栖息地的改变,这种改变对于生活在该地的植物和动物 种类、数量可能产生影响。 【教材分析】 《环境变化以后》是苏教版科学四年级下册第五单元《生物与环境》的第三课时。通过二年级下册《动植物的家》以及四年级下册《动物的庇护所》的学习,学生认识到动植物的生存依赖周围的非生物环境中的各种条件。因此学生已经认识到了环境对于动植物生存的重要性。本节课带领学生具体学习各种因素引起的环境变化对生物生存带来的影响。

本课教学内容分四个部分:第一部分,通过观看图片和视频交流季节更替和自然灾害对动植物的影响。环境的变化有自然变化也有人为引起的变化。本环节教学先从有规律的气候变引发的变化入手:四季交替、旱季湿季交替时,动植物形态和习性的变化,使学生走近对一个个鲜活生命的研究,理解动植物对环境变化的适应本领。接着,教材中呈现了六种自然灾害的图片,学生观察、推断这些急速的或灾害性的变化,对生物产生的威胁。为认识适者生存的规律奠定感知基础。第二部分,阅读资料了解自然原因和人为原因造成的环境变化,对动植物的影响。第三部分,查找资料分析评估鱼类洄游时人类设计的鱼道是否合理。第四部分,拓展活动,在藏羚羊迁徙的路上设计铁路时,应怎样评估设计方案的合理性。 【学情分析】 通过上一节课《动物的庇护所》的学习,学生已经清楚地认识到非生物环境对于生物生存的重要性,也隐约感受到非生物环境的变化对于生物的正常生存存在的潜在威胁。但具体的环境变化对于生物生存会带来怎样的影响,学生还是模糊的。本课教学中要重点通过各种图片和视频以及学生的前瞻性认识帮助学生认识到环境变化包括自然的环境变化和人为的环境变化。其中自然的环境变化还包括正常的和非正常的变化。同时作为本课的另一个重点内容就是要帮助学生树立一个积极的环境保护意识。帮助学生认识到人类在寻求自身不断发展的同时也在采取积极的活动和自然和谐相处。四年级学生已经有了自己的主见,对于很多事物已经能够给出自己的合理性评价。本课的教学中,教师可以进一步培养学生高效搜集有效信息,以及进行积极思辨的能力。 从学生的年龄结构和心理特征来看,四年级的学生对于环境以及生物之间的关系还不是很清楚。平时对于环境的变化也没有特别的关心和仔细的观察,本节课的教学,教师需要根据学生的这一特点大量的收集相关的资料,帮助学生了解环境和生物之间的关心。 【教学目标】 科学知识: 1.能举例说出动植物适应季节变化的方式,对比发现生活在不同环境的动植 物适应变化的方式是不一样的。 2.能举例说出急速的天气变化和灾害性事件对生物生存造成的威胁。 3.能举例说出人类生产、建筑等活动引起环境变化对动植物生存产生的破坏 性影响。 科学探究:

中国气候与环境演变_下_

资源环境与发展2007年第4期中国气候与环境演变(下) 秦大河 (中国科学院院士、第三世界科学院院士、中国气象学会理事长、研究员,中国北京,100101) (接上期第4页) 四、减缓气候变化有“锦囊妙计”吗? 全球气候变化不仅是一个环境问题,它和经济社会密切相关,因而也是经济问题和政治问题。国际社会对全球气候变化高度重视。 科学界对于人类活动可以影响气候变化的认识虽然有长期的历史,但国际上采取实质性的应对行动是近20多年的事。在这个过程中四项重大行动具有历史意义: 第一是1979年召开的第一次世界气候大会在其发表的宣言中提出,如果大气中的二氧化碳像现在这样增加,则气温的上升到20世纪末将达到可测的程度,到21世纪中叶将会出现显著的增暖现象。第二是1985年10月,国际科学联合会、联合国环境规划署、世界气象组织共同召开奥地利菲拉赫会议。会议提出如果大气中二氧化碳等其它温室气体浓度以现在的趋势继续增加的话,到21世纪30年代二氧化碳的含量可能是工业化前的2倍,全球平均温度可能提高1.5-4.5℃,同时导致海平面上升0.2-1.4米。第三是1988年12月联合国第43届大会通过了《为人类当代和后代保护全球气候》43/53号决议,决定在全球范围内对气候变化问题采取必要和及时的行动,并要求当时成立不久的IPCC就全球气候变化现状进行综合评估并对未来的国际气候公约提出建议。第四是1992年6月在联合国环境与发展大会期间,153个国家正式签署了公约。公约于1994年3月21日正式生效。公约是一个原则性的框架协议,规定了发达国家缔约方于2000年将其温室气体排放稳定在1990年水平上,没有涉及2000年以后的排放义务。为此,公约缔约国决定在1997年在日本京都召开的第三次缔约国大会上制定具体政策和措施。这就形成了《京都议定书》。该议定书规定附件1国家(主要是发达国家)在2008-2012年应将二氧化碳等6种温室气体的减排总量在1990年的排放水平上至少要减少5.2%。经过长达8年的艰苦谈判,京都议定书终于在2005年2月16日生效。 为了减少气候和环境变化的恶化趋势,必须采取适应与减缓措施。 气候变化适应的含义包括两个方面:一是适应性,它是指自然生态(也包括社会经济)系统的功能,过程和结构对实际发生的气候变化调整的可能程度。适应可以是自然的,也可以是有计划的,可以是对现实变化的反应,也可以是未来气候变化的对策。二是适应能力,这是指一个系统,地区或社会适应气候变化影响的潜力或能力。决定一个国家或地区适应能力的主要因素有:经济财富、技术、信息和技能、内部结构、机构以及公平。 农业及生态系统是适应气候变化的重点或优先领域。这包括不断提高农业对气候变化的应变能力和抗灾减灾水平;选育抗逆品种,采用稳产增产技术;发展包括生物技术在内的新技术;科学地调整种植制度,适应气候变暖。 林业的适应措施包括,进行种源选择,提高物种的气候适应性;扩大自然保护区的数量和面积,保护天然次生林和原始林及森林生物多样性;继续提倡植树造林,扩大绿化面积,加强森林火灾预防及病虫害的防治。 1

环境变化与社会发展论文

我国环境现况以及对其的保护 随着社会科学技术的不断进步、世界经济的迅猛发展,人类社会发生了翻天覆地的变化,许多“不可能的”梦想已经或正在逐步变成现实。这确实很令人欢欣鼓舞,但残酷的现实却摆在我们面前:全球气候变暖、生物多样性丧失、土地沙漠化迅速蔓延、水土流失加剧、环境变化有增无减等。幸好,在20世纪中叶,人们终于觉醒了,认识到了他们经济水平的提高和物质享受的增加,在很大程度上是以牺牲环境与资源换取得来的。 正是由于人类在发展中对自然环境采取了不公正、不友好的态度和做法的结果。而环境与资源作为人类生存和发展的基础保障,正通过上述种种问题对人类进行着报复。可以毫不夸张地说,人类正遭受着严重环境问题的威胁和危害。这种威胁和危害关系到当今人类的健康、生存与发展,更危及地球的命运和人类的前途。下面是一些环境方面具体的表现: 一、全球气候变暖 温室效应使全球气温上升,极地冰雪融化,海平面上升,对人类的生活、生产、安全造成危害。全球气温迅速变暖,且在地球上这种变化是不均匀的,这会引起大气环流的变化和雨量分布的变化,最终使干旱地区因地表蒸发量增大更加缺少降水,导致沙漠化范围扩大,农业萎缩,而潮湿地区气候变化也会造成水旱灾害频繁。 二、生物多样性丧失 由于热带雨林的破坏,每年约有近5万种无脊椎动物受到威胁,而趋于灭绝;高等植物每年至少消失一种。种类遗传变种和整个自然生态系统的消失速度比物种灭绝速度更快。全球热带森林,80年代初,每年毁林114万h㎡,80年代末,每年毁林上升到1700—2000万h㎡,90年代已超过2000万h㎡,拥有全球50﹪物种的栖息地热带雨林面积比原有面积减少一半,生态系统多样性受到很大破坏。目前的趋势继续下去,到2020年,热带森林物种的损失非洲可达6﹪—14﹪,亚洲达7﹪—17﹪,拉丁美洲4﹪—9﹪。如果毁林速度加倍,物种消失将增加2—2.5倍。 三、土地沙化迅速蔓延 我国沙漠化土地面积的增长速度,已由六七十年代的1560k㎡/a,增加到80年代的2100 k ㎡/a,全国在80年代的沙漠(沙漠荒漠)、戈壁和沙漠化土地面积达153.3万k㎡,约占全国土地总面积的15.9﹪有11个省区200多个县的3500多万人口、2000多㎞铁路、393万k㎡农田、493.3万k㎡草场受到沙漠化威胁。现在我国沙漠化的总面积为109万k㎡,占国土面积的11.4﹪;潜在沙漠化土地为15.8万k㎡。 ………… 针对这些问题,人们也做出了补偿,就拿对我国西部的开发来说,这次开发与对生态环境的保护结合了起来: 一、将生态建设放在首要位置 生态建设的重点在植被恢复。西部地区恢复林草植被、治理水土流失,可以减轻长江、黄河流域的洪水灾害。因此,要通过多种途径,实施中央确定的“退耕还林(草)、封山绿化、以粮代赈、个体承包”的政策措施,积极探索不用水浇灌植被就能成活的办法。在有条件的地方积极发展“山上种树、山腰种果、山脚种作物”的经济沟,把以粮食换林草同生物多样性保护、扶贫脱困结合起来,使当地人民的生活水平得到明显提高。在西部大开发中,要结

环境对生物的影响

环境对生物的影响 一、设计的指导思想 联合国教科文组织在一份报告中指出:“将来的文盲是没有学会学习的人。”新形势下,教师上课的重点不应局限于让学生“学会,更要着眼于使学生会学。”本设计将整节课设计为一个探索过程,旨在促进学生积极主动的获取生物科学知识、体验科学过程与科学方法,形成一定的科学探究能力培养学生的创新精神。同时通过本节课学习,增进学生热爱大自然、重视环境保护的情感。 二、教学内容分析 本节课内容是北京版义务教育课程改革实验教材《生物》第四册第十六章第一节,与第二节《生物对环境的适应和影响》共同阐述了环境与生物的相互关系这个主题。在教材编排上注重了学生的主动参与获取知识重视了学生探究意识的培养,并为下一内容“生物与环境组成的统一整体——生态系统”打下基础。 教学重点:描述环境对生物的影响,培养学生的分析能力。 教学难点:启发诱导学生分析资料、表达自己的观点。 三、学情分析 通过对达尔文的“自然选择学说”学习,同学们已经认识到环境对于生物的进化又决定性的影响,但是学生对于环境的具体含义以及环境中所包含的诸多因素并没有深入的认识。因此学生对本节课有一定的主动学习意识。教学中抓住这一点对学生进行自主学习的学法指导,有利于学生学会学习。 四、教学目标 1、知识目标 (1)知道各种生物生活环境都是由生物因素和非生物因素组成的。 (2)说出自然环境中非生物因素的主要类别,列举各种非生物因素对生物生活的影响。 (3)说出自然环境中生物因素的主要类别,举例说明种内关系和种间关系。 2、能力目标 (1)学会解读生物图片提供的信息,进一步强化处理知识信息的能力。 (2)通过典型事例的分析,增强抽象思维能力的训练。 3、情感目标 (1)体会生物生活离不开环境,增强环保意识。 (2)从种内关系、种间关系,体会各种事物之间的内在联系,增强辩证唯物自然观。 五、教学策略 整节课设计为在教师引导下,学生分组合作,通过分析资料进行科学探究最终全班相互交流,得出本课时的结论。 六、教学媒体 1、教师充分利用多媒体展示相关的生物图片、视频。 2、学生收集相关的文字或图片资料。 七、教学过程

生物遗传进化和生态生物与环境环境保护

第四节环境保护 教学目标 1.了解野生动植物资源与人类的关系以及保护野生动植物资源的重要意义。了解我国野生动植物资源的状况,培养热爱祖国、热爱大自然的情感。 2.了解环境污染的现象以及危害,认识保护环境的必要性、迫切性和长期性。 3.了解我国为保护环境所制定的法律和采取的措施,从小树立环保意识,自觉参加保护环境的各种活动。 重点、难点分析 1.了解我国野生动植物资源的状况以及保护野生动植物资源的重要意义是本节教学的重点。近年来,我国政府重视保护野生动植物资源,各种媒体做了大量的宣传,学生或多或少地对我国野生动植物资源的状况以及保护有了一定的了解。这节课可以在这个基础上较详细地向学生介绍我国野生动植物资源的现状,特别要帮助学生认识保护野生动植物资源的重要意义。野生动植物资源不仅与人类目前的生活和生产活动有密切的关系,还与人类的可持续发展有密切的关系。野生动植物不仅可以丰富美化我们的环境,它们还是人类的朋友。在地球这个大家园中,应该有它们的生存空间和位置。人类应该与野主动植物共同生存。面对目前野生动植物资源种类、数量不断减少的现状,教师在教学过程中要帮助学生建立宣传、保护野生动植物资源是我们每个人的责任的意识。 2.环境污染的问题也是本节的一个重点,同时还是一个难点。教学中可以结合学生了解的有关环境污染的情况与学生共同分析造成污染原因以及目前环境中存在的一些不正常的自然情况与环境污染的关系,认识国家大力宣传并采取措施治理环境污染的必要性与紧迫性。 教学过程设计 本小结教学可以结合观看有关环境污染的挂图、图片或录像,教师组织学生分几个问题讨论进行。 引言通过学习我们已经知道人类的生活离不开环境,这个环境是由各种生物因素和非生物因素共同组成的。但是长期以来,由于人类对环境资源利用的不合理或者人类生产生活方式的不合理带来了许多环境问题,如生物资源的减少,环境污染等等。因此,我们要保护环境,保护野生动植物资源,防止环境污染成为其中两项及其重要的任务,这已经成为全人类的共识。 -、我国的野生动植物资源: 1.看挂图和图片,观看录像,介绍我国珍稀动植物。

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