第8章 地球系统科学、生态学和环境科学
地理科学导论课后习题
地理科学导论课后习题 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-第一章第一节：1、为什么地理科学要重视地球系统研究？2、为什么只有地球上有生命存在？3、“只有一个地球”的口号在人类社会生活中有何重要意义?4、第二节：1、有人说：按现在科学水平，即使没有太阳辐射，人类靠水力发电，燃煤火力发电也可以解决人类能源问题，这种说法对吗为什么2、3、太阳辐射呈增大趋势，是不是当前全球变暖的重要原因？4、举例解释“地上现象，天上原因”这句话。
第三节：1、从地表到大气层顶部气温越来越低，这种说法对吗？2、自南向北流动的河流和自西向东流动的河流侵蚀的特点有何不同为什么3、4、从中国到美国和从美国到中国的航空旅客如何调整时间为什么5、6、地球自转在赤道和两极线速度有很大差异，但为什么低纬度地带不感到时间过的慢，高纬度地带的人也不感到时间过的快？7、许多科学家和社会学家都预言，地球上的石油只能用几十年，煤也只能用几百年，大量的稀有金属只够用几年、几十年，人类按这样的速度发展下去总有一天要毁灭。
你怎么看这个问题？8、地球史学家说，现在是地球第三次寒冷期；第四纪学家说，现在是气候转暖期；气候学家说，现在是本世纪温暖时期；气象学家说，这一、二年气温偏低。
他们的说法为什么看上去互相矛盾？第四节：1、有人提出地球表层是同心圆状的层圈构造，即先是岩石圈，依次是水圈、生物圈、气圈，这种看法对吗？2、生物圈和智慧圈有何区别智慧圈最终能代替生物圈吗3、4、为什么火山多的地方，地震、温泉、地热也多？5、有人说人类对地理环境的行为是地理环境退化的表现，你怎样评价？6、有人说人的生活环境主要在陆地，尽量增加陆地面积扩大生存空间，是人类发展的必有之路，你如何评价这一观点？7、有人提议建立“城市自然地理学”有人提出反对，理由是自然地理是研究自然规律的，城市环境有人类参与，不属于自然地理的研究领域，你如何看待这个问题?8、第二章：第一节：1、用三维地带性分析上海、青藏高原、新疆的环境特征和农业生产条件2、搜集我国各地区居民的资料，说明各地区、各民族居民与地理环境的关系3、以秦岭淮河为界，谈谈中国东部季风区的自然环境，农业生产方式、地域文化有何不同为什么4、5、以太行山为界谈谈华北与西北的自然环境，农业生产方式、地域文化有何不同为什么6、7、分析青藏高原与长江中下游平原自然环境，农业生产方式、地域文化有何不同为什么8、9、分析贵州地理环境的有利与不利因素。
科学技术概论第二版复习提纲
导论一、科学的四个特征：1.是放映客观食物和规律的知识和知识体系；2.是探索客观事物及其规律的活动；3.是一种社会建制；4.是一种知识形态的生产力.二、技术的定义：是人类对自然和社会进行有目的的改造和控制活动.特征：1.既具有自然属性又具有社会属性；2.具有工具性与价值负载性；3.功能具有两面性.三、科学与技术的关系：科学与技术存在密切的联系,同时,科学与技术既具有一些共同特征,又有显着的差别.相同点：科学与技术都是人类的理性创造活动及其成果,都放映了人对自然的对象性关系,都属于历史的、发展的范畴.不同点：技术是一种广义的知识体系,与科学具有不同的知识结构和行为特征；科学更多地体现者人对于自然的认知和理解,更侧重于认识自然,技术更多地反映者人对自然的改造和控制,更侧重于为了特殊的目的而改造自然.随着发展,近代科学和技术加快了融合的速度,出现“一体化”特点.四、列举中国古代科技成就的5个领域的每一个中两个提出成就：1.数学：在公元前14世纪商朝使用十进位制；公元5世纪初,祖冲之父子算出圆周率在3.1415926到3.1415927之间,保持了千年之久.2.天文：中国人提出了一种早期的无限宇宙概念；中国人发展了数值计算天文学和星表.3.地学：水经式出于唐代,是我国第一部国家级水法；山海经由山经、海经和大荒经三部分组成,其中山经成书最早,科学价值最大,是我国现存最早的地理着作.4.农学：在春秋战国时期开始使用铁农具和牛耕；宋朝秦观着蚕书,是中国保存下来最早的蚕桑业专着.5.医学：黄帝内经是最早的医学经典；神农本草经是中国最早的药物学专着.第一章近代自然科学的初步发展一、近代自然科学初步发展在14-15世纪,地点是欧洲.二、近代自然科学初步发展的原因：文艺复兴的思想解放；宗教改革；手工业发展；航海；东西方交流.三、地心说强调以地球为中心,日心说强调以太阳为中心.四、近代科学和第一次大综合以牛顿的地面运动三大定律和万有引力定律为标志.五、近代科学方法有：实验归纳法；数学演绎法；数学与实验相结合的方法；牛顿的科学方法；形而上学的机械唯物注意自然观.第二章第一次产业技术革命一、第一次产业技术革命从英国开始,17世纪中叶.二、第一次产业技术革命产生的原因：思想解放；宗教改革；生产的发展；城市化运动；殖民扩张.三、第一次产业技术革命的源头：纺织技术；飞梭和珍妮纺车.四、第一次产业技术革命的标志是蒸汽机的发明的应用.五、第一次产业技术革命涉及的领域包括：纺织工业；钢铁工业；蒸汽机的发明应用；煤炭工业等.第三章近代自然科学的全面发展一、康德-拉普拉斯星云假说：太阳系及其行星都有一个历史的演化过程,它们是由原是弥漫物质星云逐渐凝聚而成,不断收缩的星云中心部分凝聚成太阳,大体在同一平面上的环状弥漫星云物质收缩凝聚成了行星.二、能量守恒定律：各种能量都是相互联系的,可以在一定的条件下相互转化,这种转化在数量上是守恒的.三、近代自然科学全面发展中物理学的进展包括：能量守恒定律的发现和热力学、电磁现象的研究,光的波动说的复兴.四、近代自然科学全面发展中化学的进展包括：原子分子轮；有机物的合成和有机结构理论；元素周期表.五、近代自然科学全面发展中生物学的进展包括：细胞学说；生物进化论的诞生.六、生物进化论的两个基本思想是：用进废退；获得性遗传.第四章第二次产业技术革命一、第二次产业技术革命从德国开始,19世纪中叶.二、李比希学派在教育上的重大贡献是：在大学中建立教学科研用实验室.三、第二次产业技术革命在德国的主要领域有：化学工业的兴起,内燃机的发明和利用；电力技术革命.四、第二次产业技术革命中美国兴起的原因有：重视农业；加强工农业联系；基础设施建设先行；组织创新；加强科技与经济的结合；引进与创新相结合；管理出效益.第五章物理学革命及其影响一、侠义相对论的两条原理是：光速不变原理；狭义相对性原理.二、侠义相对论的主要结论有：尺缩效应；钟慢效应；思维时空；新的速度变换公式；物体质量随欲动速度增加而增加；质量与能量之间的内在关系.三、量子力学在以下四个方面取得巨大成就：量子学说的提出；光的波粒二象性的发现；院子结构问题的探索；物质波概念的提出.四、现代化学理论的新发展包括：元素周期理论的新发展；现代化学键理论.第六章宇观世界探索一、宇宙的哈勃半径为：1.310的10方LY.二、大爆炸宇宙模型的描述为：宇宙为原始火球.球内充满辐射和基本粒子,这些基本粒子相互发生核聚变反应,引起爆炸向外膨胀,辐射温度和物质温度急剧下降,核反应停止,期间产生的各种元素形成今天宇宙中的各种物质.三、黑洞：恒星到晚年的归宿,它的质量是太阳的3-50倍.天文学家认为,黑洞是这样的一种时空区域：在其表面连光也无法逃离其引力的束缚.四、研究太阳的双重意义是：太阳给地球和人类以能量,是人类生存不可或缺的,可以了解人类的环境；太阳在宇宙钟是一颗普通的恒星,研究它对整个宇宙的研究有普遍的指导意义.第七章深入微观世界和追求物质统一性一、19世纪末,物理学的三大发现是：X射线,天然放射线,电子.二、人类已经发现自然界中存在四种力：强力,弱力,万有引力,电磁力.三、基本粒子的性质有:质量,寿命,电荷,自旋等.四、基本粒子按其作用方式分为：强子,轻子,传播子.第八章地球系统科学、生态学和环境科学一、地球系统科学的定义：将地球大气圈、水圈、岩石圈、生物圈作为一个相互作用的系统,研究其间的物理的、化学的和生物的过程,并和人类生活、生产联系起来,认识现状和过去,预见未来.二、生态学定义：是研究生命系统和环境系统之间相互作用的机理、规律的科学.三、环境科学定义：是研究人类活动和环境质量关系的科学.宏观上和微观上P141四、地球系统科学研究的三个层次是：全球变化；区域模型；宏观调控.五、何谓温室效应：指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应.六、简述一个自然界中的一条较完整的生态食物链;草-蝗虫-青蛙-蛇-鹰七、生态学研究的三个主要方面：作为生物学的一个分支学科,生态学研究生物与环境、生物与生物之间的相互关系；生态学主要以种群、群落和生态系统的研究为核心；随着全球环境问题日益受到重视,全球生态学应运而生,并正在成为人们关注的领域.八、环境科学研究的内容是：探索全球方位内自然环境演化规律；揭示人类活动和自然环境的关系；考察环境变化对人类生存的影响；研究区域环境污染综合防治的技术；加强最自然系统的研究.第九章生命科学与智能探索一、现代生命科学包括：现代遗传学；分子生物学；神经科学等.二、基因理论的主要内容：基因存在生命体中；基因能产生同样的基因,遗传功能；在一定条件下,基因可能变异：进化.三、生命起源中的自然发生说认为生命来源于非生命.其进化过程为：无机物-有机小分子物质-生物大分子物质-多分子体系-原始生命.目前的科学发展已制成人造生物大分子物质.四、恩格斯提出：人类超越动物界过程中的作用表现在：劳动促使古猿直立行走；劳动促使古猿的前爪转变为人手；在劳动中产生了语言；劳动推动了人脑的形成和发展；劳动发明了用火,最终把人同动物分开.第十章系统科学与探索复杂性一、系统科学的定义：是分析与综合渗透的研究方法,包括物理学、化学、生物学、心理学、社会学和医学、工程等领域的系统方法、原理和技术等研究.二、系统的定义：是存在于一定环境之中,由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的整体.三、按组成要素系统可分为：自然系统,人工系统,复合系统.四、按时空状态分：动态系统,静态系统.五、按与外部环境的关系分：开放系统,封闭系统.六、系统结构与功能的关系：功能是结构的表现,结构是功能的基础,结构于内,功能表现于外.七、系统论的基本原则是：整体性原则,层次性原则,有序性原则,开放性原则.八、霍乐提出三维系统方法指：逻辑维,时间维,知识维.九、控制论定义：是研究各类系统的调节和控制规律的科学.十、反馈的定义：是指系统输出的全部或一部分,通过一定的途径返回到输入端,从而对系统的输入和再输出市价影响的过程.十一、信息论研究的范畴：“信息”是信息论的核心范畴.十二、信息的特点：信息不能离开物质而独立存在；信息的作用和价值往往受到接受者主观因素的制约和影响；信息不但具有可识别性、可传输性、可存贮性等,更重要的是,信息具有可分享性.十三、控制论与信息论的主要方法有：反馈法,功能模拟法,箱方法,信息方法.第十一章当代高技术的崛起及其特点一、高技术定义：是指基本原理主要建立在最新科学成就基础上的技术；是“尖端”的、“前沿”的、“先进”的技术；是从经济角度对一类产品、企业或产业的评价术语,凡是技术所占比重超过一定标准获比例时就可称为高技术产品、企业获产业.二、目前公认高技术的领域：电子信息技术,新材料技术,新能源技术,生物技术,海洋技术,空间技术.三、当代高技术发展的原因：1.源于现代自然科学的突破性发展；2.社会的需要推动了高技术的发展；3.军事的需要刺激了高技术的发展；20世纪中叶以来高技术史无前例的崛起,从根本上说是源于现代自然科学的突破性发展；社会的需要直接构成了当代高技术产生与发展的根本动因；20世纪以来,世界范围内的战争与军备竞赛,刺激与加速了高技术的产生与发展.四、高技术的特点：高群落；高智力；高投资；高风险；高收益；高竞争；高渗透；高战略.第十二章计算机技术一、第一台电子计算机诞生的时间是：1946-2-15.二、冯·诺依曼给出的计算机原理与结构的主要内容：5大部件,二进制,存储程序控制.三、第一代计算机：真空管；第二代：晶体管；第三代：集成电路；第四代：大规模集成电路.第十三章生物技术一、生物技术包括：酶工程,发酵工程；基因工程；细胞工程.二、酶工程定义：是在一定的物质反应装置内,利用酶的催化作用,将相应原料快速高效地转变为人类所需产品的一门技术.发酵工程定义：是指采用现代工程技术手段,利用的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于过程的一种新技术.基因工程定义：是一种将不同生物的遗传物质DNA,按照人们的意愿,在体外或体内进行人工剪切和拼接,然后通过一定的载体,再转入到所操作的生物体中,使其在所操作的生物体细胞中得到表达,从而生产出人们所需要的产品,或创造出人们所需要的新的生物类型的技术.细胞工程定义：是一门在细胞水平上利用生物、改良生物和创造新生物的技术.三、酶的特性：高效,专一,反应后性质数量都不变化,在常温常压下进行.四、酶工程主要包括：酶的生产和分离技术,固定化酶技术,酶应用技术.五、发酵工程四部曲：1.选取发酵原料及对原料进行预处理；2.发酵过程准备；3.发酵过程；4.对发酵产品进行分离和提纯,以获得符合要求的发酵产品.六、细胞的全能型：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性.七、简述当前的一项应用的生物技术：生物医药中的基因疗法,就是人为地有目的地对人体DNA或RNA进行处理.P245-248第十四章新材料、新能源技术一、现代文明的三大支柱：能源,材料,信息.二、当代新材料包括：新型金属材料、高分子合成材料、复合材料、新型无机非金属材料、光电子材料和纳米材料等.三、高分子合成材料包括：合成橡胶,化学纤维.四、新型无机非金属材料包括：工业陶瓷、光导纤维和光导材料.五、新能源有：太阳能,风能等.特点：多,无污染,采集难度大.六、论述核能开发与核安全关系：面对当今能源危机,只有核能是一种既清洁又安全可靠,且经济上最具竞争力的最现实的替代能源.核能开发将成为21世纪人类应对能源危机和实现经济可持续发展的必然选择.虽然核能具有来源丰富、安全、清洁、高效等明显优点,但是核能开发仍然可能对环境造成严重的污染,对人类社会造成重大损害.因此,在核能开发的同时,我们要关注核安全,避免发生历史上的核安全事故美国核电站失水事故,前苏联核电站泄漏放射性物质,日本地震海啸导致核电站爆炸.核能开发给生态资源、环境保护、社会生活以及经济发展带来巨大利益,也对人类的安全和可持续发展形成潜在威胁,从可持续发展的角度对核能进行开发、注重核安全,能更好地保护环境和促进人类利益.第十五章海洋技术与空间技术一、海洋技术包括：海洋探测技术,海洋资源开发技术.二、海洋资源开发技术有：海洋矿产资源开发技术,海洋生物资源开发技术,海洋化学资源开发技术,海洋能源资源开发技术.三、目前在海洋探测技术中使用的主要器具有：考察船,海洋卫星,潜水器等.四、人类进入太空的难关有：1.克服地球甚至太阳系的万有引力；2.克服真空；3.适应剧烈变化的温度环境；4.防止有害辐射.五、空间技术的三大支柱：航天器,运载器,地面测控技术.六、我国第一个环游太空的宇航员是：杨利伟.补充问题：·结合东莞市情或国情,谈谈为什么说“科学技术是第一生产力”答：1这是由科学技术在现代生产力体系中的作用决定的.现代科学技术革命的发展,使科学技术以空前的规模和速度进入生产领域,使现代物质生产力成为一个复杂的体系.在这个复杂的体系中,科学技术自身不但体现为生产力,而且在生产力诸要素中成为最主要的推动力量,成为第一位的构成要素.2这是由科学技术对国民经济增长的贡献率决定的.科学技术不仅使经济在量上即规模和速度上迅速增长,同时也使经济发生质的飞跃,在经济结构、劳动结构、产业结构、经营方式等方面发生了深刻变革.邓小平对此有敏锐的察觉,提出,中国必须发展自己的高科技,在世界高科技领域占有一席之地.3这是由知识创新和创造知识的劳动在现代社会生产中所起的作用决定的.科学研究是进行知识创新或进行创造知识的劳动,知识也属于生产力的要素.随着知识经济时代的到来,知识已经被认为是提高生产率和实现经济增长的驱动器.肯定科学技术是第一生产力,就是要尊重知识、尊重人才,特别是进行知识创新、技术发明创造的人才,注意 .·论述“新材料”“新能源”对我国可持续发展的重大意义答：发展清洁可再生的新能源是人类可持续发展的唯一出路.对中国来讲,新能源的战略意义犹其重大.随着经济的快速增长,中国对能源的需求量越来越大,常规油气已不能满足国民经济发展的需要.据统计,2010年和2020年我国石油对外依存度分别为47%和60%预计,迫切需要新的能源来满足国内日益增长的能源需求.从世界能源史来看,中国要完成大国崛起的战略,必须转向以新能源为方向的能源战略.中国应该像美国转向石油和英国转向煤炭那样迅速转向新能源体,赢得经济和政治上的优势,保证中国在21世纪的和平崛起.2008年全球一次能源消费的增长中约3/4的增长来自中国,随着经济规模的扩大,能源缺口将逐渐加大,对外依赖程度也将不断加深,我们如果希望能够保证经济持续快速发展,发展新的替代能源迫在眉睫.中国的特殊问题在于快速工业化和快速城镇化并举,而经济增长方式长期粗放,缺乏技术创新和制度创新,导致能源与人口、经济、社会、资源、环境可持续发展的各方面矛盾集中出现.对中国而言,发展新能源有利于中国社会转型.中国,现在已经是温室气体排放量最多的国家,中国自身面临巨大的环保责任压力,新能源战略将有助于中国减压,成为负责任的大国.·什么是系统简述系统的结构和功能关系答：系统是存在于一定环境之中,由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的整体.系统结构与功能的关系：功能是结构的表现,结构是功能的基础,结构于内,功能表现于外.P172·哥白尼的日心说的革命性作用是什么答：1哥白尼的日心说是科学的天文学诞生的标志,也是近代科学诞生的标志.2哥白尼的日心说动摇了神学宇宙观,成为自然科学从神学中解放出来的宣言书.3哥白尼的日心说的革命性作用不在于强调太阳是宇宙的中心,而是在于指出了地球在宇宙中没有任何特殊地位.这正是宇宙论原理的精神,也称为哥白尼精神.·为什么说海洋是生命的摇篮答：当宇宙空间中星云团在重力的作用下,裂变、旋转形成地球之后,雨水把大气中的无机生成物植入了原始海洋.这些无机物的“胚胎”在海洋的母体里经过漫长的孕育、演变,诞生了原始生命.又经过了漫长而曲折的过程,出现了细胞,出现了原始生物,后来又出现了植物、动物的分支.海洋里的原始水生藻类演变形成了今天拥有30多万种类的植物世界；动物由单细胞的进化直至产生了超凡脱俗的人类,在这个演化过程中,海洋充当了生命的摇篮和母体.1、最早的生命来自海洋；2、如今80%的动物仍生活在海洋；3、对人类来说,海洋中蕴藏着丰富的自然资源,是个尚待开发的宝库.·克隆与社会伦理答：克隆技术是近年来新兴的无性繁殖的生物学技术,其发展非常迅速,就该技术的发展现状而言,在不久的将来就可能实现对人的克隆,必将给人类伦理世界带来冲击,从而可能给人类带来前所未有的伦理危机.从生物学上来说．克隆是指用无性生殖方式产生个体有机体或细胞的遗传拷贝.目前可能应用于人类的克隆技术分为两种,一种为生殖性克隆,一种为治疗性克隆.生殖性克隆即是复制出一个完整的个体.治疗性克隆只是生成相同基因的组织或器官,用来置换身体患有某些疾病的器官.针对克隆技术的应用将带来的伦理问题,我们还是应该理智的对待,不能把它看作洪水猛兽,也不能全盘接受,应该一分为二,客观地看待.我个人认为生殖性克隆是应该被绝对禁止的,因为这种技术违背了自然界的基本法则,冲击了多样性,使得人类社会这个有机的整体不能顺利运行.而且由于克隆人的特殊性．现有的法律制度及伦理学都无法解决上述问题.克隆人的出现必将带来一系列严重的社会问题,并且难以解决,最终导致人类社会的混乱和颠覆.所以说人的生殖性克隆是要被绝对禁止的,这不是否定科技对人类发展的作用,而是要保护人之所以称为人的基本要求.而克隆技术的另一分支,治疗性克隆,我以为在一定条件保障下是可以提倡的.因为与生殖性克隆不同,它只是对器官的复制,而器官作为人体的一部分,只是无意识的有机体,治疗性克隆的应用,并不涉及人类的伦理道德问题.治疗性克隆不仅不会对人类社会的发展造成不良后果,反而是大有增益.首先治疗性克隆,可以为脏器衰竭的患者提供健康的可替代的器官,从而可以减少患者痛苦,挽救患者生命,并减少医疗资源的消耗,提高整体的医疗保障的水平.再者,治疗性克隆技术的发展免除了亲属捐献器官的痛苦,免除家属为亲人牵挂的内心纠结,并将挽救无数个支离破碎的家庭.这必将有利于社会的和谐发展,利于人民的安居乐业.虽然治疗性克隆技术可以给患者带来福音,但是必须在有相关的政策法规的保护下,防止技术被别有用心的人滥用,才可以推广治疗性克隆技术,而不至于导致社会秩序混乱.目前世界各国对生殖性克隆的态度比较一致,很多国家已经立法明确禁止生殖性克隆,对于治疗性克隆,目前国际上存在很多分歧,各国态度较为谨慎,但是我想随着克隆技术的进步,人们对克隆技术认识更加清晰,并且有能力掌控治疗性克隆技术的应用,势必会大大促进人类健康事业的发展.但是,需要警惕的是,某些国家或者研究单位为了各自不可告人的目的秘密的推行生殖性克隆技术,克隆人的出项也并非天方夜谭,可能在将来给人类社会带来极不稳定因素,我们也应该有应对这类危机的心理准备.·环境保护和可持续发展答：·根据一些事例,论述“科学技术是一把双刃剑”答：科学技术的发展速度远远超过我们的想象,这既是生产力提高的一种结果,同时又为生产力的进一步提高创造了条件.正因为这样,小平同志才会断言:科学技术是第一生产力.但是,并不是每个人都对科学技术的飞速发展报以欢呼.相反, 有相当多的人 , 坚持这样一种观点:科学技术是一把双刃剑,它既可以造福人类,又可能给人类带来灾难.相关知识、事例：1.现在银行利用高科技设备如计算机帮助工作,这既提高了工作效率 ,降低了工作人员的工作强度,又方便了顾客.但是计算机的普遍使用又带来另类问题:一些不法分子利用各种高科技手段破坏计算机网络、盗窃银行机密文件, 侵犯储户利益,获取非法利益.尤其让人不安的是,随着科技水平的提高,这种所谓的高科技犯罪越来越多 ,让人产生一种“道高。
环境科学中的生态学和地球生物圈
环境科学中的生态学和地球生物圈环境科学是当今最具前景的学科之一，其研究范围非常广泛，包括大气、水、土壤、生物等多种方面。
而生态学则是环境科学中的一个重要分支，主要研究生物与环境之间的相互作用关系，特别是生物群落的组成、结构、功能等方面的问题。
地球生物圈则是指地球上所有生命存在的区域，包括陆地、水域和大气中的所有生命，它是人类生存和发展的基础，也是环境科学领域中最重要的一个研究对象。
生态学在环境科学中的地位是非常重要的。
它研究的不仅仅是生物本身，更是生物与环境之间的相互作用关系。
生态学的研究对象包括个体、种群、群落、生态系统和生态地理学等不同层次，涉及到生物地理学、生态生理学、群落生态学和生态系统学等多个学科领域。
生态学的研究方法也非常多样，包括实验研究、野外观察、模拟模型等多种手段。
生态学的研究成果不仅为保护生态环境、推进生态文明建设提供了理论基础，而且也为生命科学、地球科学、社会科学等其他学科领域提供了重要的参考依据。
地球生物圈是环境科学中的一个非常重要的概念，它指代地球上所有生命存在的区域，包括陆地、水域和大气中的生命体，在地球表层的圈层结构中占据着至关重要的地位。
地球生物圈是地球物理学、地球化学、生态学和气候学等多个学科领域的交叉部分，它也是人类社会赖以生存和发展的重要资源和基础。
地球生物圈的生态系统包括森林、草原、湿地、海洋、河流、山地等多种类型，这些生态系统不仅支撑着地球上的生命繁衍和生态平衡，同时也为人类提供了粮食、水源、药品、燃料等多种资源。
生态学和地球生物圈的研究一直是环境科学领域中的热点课题。
随着全球气候变化、生态系统退化、生物多样性流失等问题日益严重，人类对于生态环境的保护和管理的要求也越来越迫切。
生态学和地球生物圈的研究可以为我们提供更深入的认识和理解，促进我们更好地维护生态环境的稳定和可持续性发展。
在今后的研究中，生态学和地球生物圈研究领域将继续扩展和深化。
随着科技的发展和探测技术的提高，我们将对于生态系统和生物圈的研究得到更为精准和全面的了解，更好地揭示其中的规律和机制。
第八章 群落的组成与结构(共37张PPT)
〔2〕Shannon-Weaver多样性指数：
S
H' Pi*log2Pi
i1
H'为多样性指数； Pi是第i中的个体数与该样方总个数 之比值； S为样方种数。
香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；其二是 种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多，多样性越大 ；同样，种类之间个体分配的均匀性增加，也会使多样性 提高。
又称生态交错区或生态过渡带，是两个 或一个生态功能单位。
1902年，瑞士学者C．Schroter 首次提出了群落生态学(synecology)的概念，他认为，群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。
空间异质性(spa或tial h多ete个roge群nei落ty)：之群落间空(间或环境生中态各个地局部带性之质不间同的)的程度过。 渡区域。
香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；
P四i是、第群i落中组的•织个—体群—数影与落响该群样交落方错结总构个区的数因之是素比一值；个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里，群 他认为任何一个落植物中群落种都的要经数历一目个从及先一锋阶些段到种相群对稳密定的度顶比级阶相段的邻演替群过落程。大。群落交错区种的数
基盖度是指植物基部的覆盖面积。对于草原群落，常以离地面1英寸 (2.54cm)高度的断面积计算；而对森林群落，那么以树木胸高 (1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度持称为 显著度。
〔3〕频度 频度〔frequency〕：是指群落中某种植物出现的样方数占整
个样方数的百分比。 Raunkiaer频度定律：
度〕 所以在一个复杂的群落中，植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。
环境微生物学(08微生物生态)教学教材
一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征 ，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特 征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将 随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基 因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于： 土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）； 水体（水面吹起的小水滴）； 人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）
空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。
在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌 物、排泄物等） 2. pH 3. 5～8.5，多为5.5～8.5；适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3． 透压 土壤内通常为0.3～0.6MPa，而在微生物（细菌）体内， G+为2.0～2.5 MPa，G-为0.5～0.6 Mpa。所以，土壤是 等 或低 溶液，有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水，大到生物圈，所以分类有 多种。 根据生存环境分：如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分，例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分：有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
《地球系统科学》课程教学大纲
《地球系统科学》课程教学大纲课程名称：地球系统科学 / Earth System Science课程编码：12024007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理信息系统学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学、地理信息系统、遥感概论考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年审核者：夏丽华执笔者：千怀遂一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务地球系统科学以全球性、统一性的整体观和系统观，从多种时空尺度研究地球的整体行为，其理论的构建，将使人类更好地认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害，更有利于人类与地球的和谐发展。
该学科是在全球变化、地理信息科学和可持续发展等领域深入研究和不断拓展的基础上发展起来的一门新兴学科，本课程以专业选修课的形式，向学生介绍地球系统科学的形成与发展及其基本概念、基本理论和基本方法，并使学生了解其在全球变化、生态环境、资源开发、土地利用、管理决策、灾害防治等方面的应用。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的教学，让学生：1) 树立地球系统科学研究的整体观和系统观，了解地球系统科学的多时空尺度，并理解只有更好地认识人类所赖以生存的环境，才能更有效地防止和控制可能突发的灾难。
2) 了解可持续发展的内涵是以资源的可持续利用和良好的生态环境为基础，以经济可持续发展为前提，以谋求社会的全面进步为目标。
3) 初步了解地球系统科学研究中的遥感和地理信息系统技术，学会常用遥感图像处理软件的基本操作，能够初步运用地理信息系统技术进行空间数据的基本分析。
（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。
课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。
（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学、地理信息系统、遥感概论，并要求学生具有一定的数学基础。
（五）教材与教学参考书教材：毕思文，地球系统科学导论，科学出版社，2004年第一版。
生态学基础与环境科学PPT(67张)
第一节 环境概述 二、环境的组成与分类
Hale Waihona Puke • 环境的组成如下：自然环境： ①物质：空气、土壤、水、岩石、动物、植物、微生物等； ②能量：阳光、地热、气温、引力和地磁力等；
③自然现象：太阳的稳定性、地壳稳定性（地质构造、地震、火山活动 、海啸）、全球水循环、大气流动、水土演变等。
第一节 环境概述 四、环境要素和环境效应
• 环境要素——指构成人类环境整体的、各个独立的、性质不同的
而又服从整体演化规律的基本物质组分，又称环境基质 。分为自 然环境要素与社会环境要素，习惯上指自然环境要素 。特点如下 ：
（1）最小限制律 （2）等值性 （3）环境整体性大于环境诸要素的个体之和 （4）环境诸要素相互依赖、相互作用与相互制约。
3. 地质环境——岩石圈部分
4. 宇宙环境——大气圈以外
第一节 环境概述 三、环境的形成与发展
– 60亿年以前，地球是一团云状气尘物质，演化后形成了地球胎。 – 46亿年前，地球是一个炽热的大火球，外面包围着原始大气。演化过程中逐
步形成原始的 ①岩石圈：物质的重力分离； ②大气圈：上升到地表的还原性气体，无O2； ③水圈：地球内部的水蒸气进入大气圈，降雨产生了河流、湖泊、海洋.
第二节 生态学基础 一、生态学概述(2/2)
• 人类与环境的关系——自然环境影响社会活动及其社 会发展，人类活动影响自然环境。
①环境保护和资源开发必须为多数人的利益服务。避免自然资源 的浪费，确保资源的有效利用和无污染废物。
②限制影响环境的人类活动。所有自然物都有存在的权利。
③人类、其他生物和环境因素之间是一种互相依存的合作关系。 只要他们中间任何一方发生问题，这种关系都会遭受破坏， 即生态系统失去平衡。
生态学和环境科学的发展历史
生态学和环境科学的发展历史Introduction生态学和环境科学是现代科学领域中发展较快的学科。
这两个学科的背景来源于人类围绕着环境和资源的利用、保护和管理问题。
我们今天已经逐渐认识到，对地球环境的关注是一项全球性职责。
因此，本文旨在深入探讨生态学和环境科学的发展历史。
The History of Ecology生态学是一门反映自然界相互作用的学科。
其发展历程源远流长。
古希腊里的哲学家亚里士多德就曾经尝试着对生态学进行早期的探讨。
随着时间的推移，这个领域的视野逐渐变宽。
包括家禽、野生动物、草原和水域等自然系统都被带到了生态学的研究视线中。
生态学的发展期可以分为三个时期。
第一阶段的生态学：爱尔哈特-蒙德在开始的时期，欧洲的生态学家爱尔哈特和美国的生态学家蒙德都曾为生态学的概念和定义发表过多个著名的论文。
他们强调了个体在自然界中所处的位置和适应策略、大范围环境因素和物种之间的相互依存关系都是研究生态学的重点。
第二阶段的生态学：神经网络计算机技术的推进在20世纪70年代，计算机技术的迅猛发展使得人类可以模拟自然界中的生态系统。
神经网络这门计算机科学的分支自然也应用到了生态学领域。
神经网络计算机模型能够重现模型系统中的各种生命现象，这种技术大大拓宽了我们对于生态学领域的认识和理解。
第三阶段的生态学：生态学和人类社会的联系目前的生态学更侧重于理解人类的行为，这些行为包括了不良人类活动对生态系统的影响、社会经济和文化对生态系统的影响、以及人类与大自然的相互联系和相互影响。
The History of Environmental Science与生态学相比，环境科学的发展强调了自然科学技术在解决环境问题方面的作用。
环境科学是一门涉及生物、地理、地质、化学和大气等自然科学领域的交叉学科，旨在研究和了解地球上的环境问题，并解决这些问题。
20世纪50年代至70年代期间，环境问题成为了全球关注的焦点。
这段时期，人们开始意识到环境污染、自然资源的消耗以及全球变暖等问题对人类社会和地球的不可忽视的影响。
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第8章地球系统科学、生态学和环境科学
科学家从不同角度、用不同方法研究同一客体，导致出不同的学科，推动了科学的发展。
1、从包括人类在内的地球系统角度研究人和地球表层的关系产生了地球系统科学；2、从环境质量的演化角度研究人和地球关系及其地球的变化产生了环境科学；3、从生物的生存环境角度研究地球的变化产生了生态学。
目的:人类的可持续发展
8.1 地球系统科学
地球系统科学将地球大气圈、水圈、岩石圈、生物圈作为一个相互作用的系统，研究其间的物理的、化学的和生物的过程，并和人类生活、生产联系起来，认识现状和过去，预见未来。
8.1.1 地球系统科学的创立
(一)地球科学的产生。
(二)地球系统科学的产生。
1983年，美国出资20亿美元，资助美国20所大学地理系的地球系统科学研究，每5年出一本《地球系统科学报告)。
将研究重点放在今后几十年至几百年的时间尺度，考察人类对自然的影响以及自然变化对人类的反作用。
4月22日为世界地球日
8.1.2 地球系统科学的研究对象和发展趋势
地球系统科学通过研究大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成的地球表层系统，探讨地球系统各圈层相互作用的物理、化学、生物机制，分析人类活动引起的地球生态环境变化，提高地球系统的生命承载能力。
研究包括三个层次:
•全球变化：全球变化是地球系统科学的核心问题，包括温室效应、海平面上升、海岸线变迁、湖泊变迁等自然环境变化，森林、草地、湿地、农田、水体叶绿素等生物量变化以及工业化、城市化等人类活动的生态效应。
•区域模型：卫星和计算机可以同步处理地球上任何地区的信息，加速了全球变化在全球范围内的研究。
•宏观调控信息系统：运用环境工程，解决生态农业、生态工业内部及其两者之间的匹配问题。
8.2 生态学
生态学是研究生命系统和环境系统之间相互作用的机理、规律的科学。
生命系统包括动物、植物和微生物。
8.2.1 生态学的产生和发展
人类生态学研究人类和物理环境、生物环境、社会环境的相互关系，探讨人类社会的自然资源利用，考察人类活动对自然界的影响及自然环境对人类社会发展的作用。
8.2.2 生态学的研究内容
1、研究生物与环境、生物与生物之间的相互关系。
2、主要以种群、群落和生态系统的研究为核心。
3、随着全球环境问题严重，生物多样性丧失，全球生态学应运而生，成为人们关注的领域。
8.2.3 生态学的发展趋势
(1)生态学向各学科的渗透
(2)生态学致力于生物圈的功能研究。
(3)生态学为可持续发展提供理论基础。
8.3 环境科学
环境科学是研究人类活动和环境质量关系的科学；宏观上研究人类和环境之间相互作
用、相互促进、相互制约的统一关系，揭示经济发展和环境保护两者协调发展的规律；微观上研究环境的各组成部分尤其是人类活动排放的污染物在有机体迁移、转化、积累中的运动规律。
8.3.1 环境问题和环境科学的产生工业化提高了社会生产力水平；同时，也带来严重的环境污染，威胁着人类的生存。
另一方面，环境科学的理论探索也在深化，一批环境科学的专著为环境保护提供了理论依据
世界环境保护日：6月5日(1972年,瑞典)
8.3.2 环境科学的研究内容
环境科学的研究内容大体上可以概括为如下几个方面：
(1)探索全球范围内自然环境的演化规律。
(2)揭示人类活动和自然环境的关系。
(3)考察环境变化对人类生存的影响。
(4)研究区域环境污染综合防治的技术。
(5)加强对自然系统的研究。
目前人类面临环境的主要问题：
1、环境污染
2、生态平衡破坏
3、资源与能源危机
4、全球性环境问题
世界的环境问题：公平性原则
我国的环境问题：三个阶段目标
（1）2030年：实现人口规模的零增长；
（2）2040年：实现能源消耗的零增长；
（3）2050年：实现生态环境退化的零增长。
地球系统科学、生态学、环境科学和人类的前途命运密切相关，引起全球性的关注，正在向纵深发展，为可持续发展提供巨大动力。
思考题
1、地球系统科学的研究对象是什么？
2、生态学研究的内容有哪些？
3、环境科学研究内容有哪些方面？。