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碳循環(huán)特點范文第1篇

關(guān)鍵詞 碳循環(huán) 模型建構(gòu) 教學(xué)活動

中圖分類號 G633.9B 文獻(xiàn)標(biāo)志碼

1 教材分析

“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”是人教版高中生物教材《必修3?穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第五章第三節(jié)的內(nèi)容，在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，與本節(jié)內(nèi)容相對應(yīng)的條目是“分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)的基本規(guī)律及其應(yīng)用”。由此可見，學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的掌握需達(dá)到應(yīng)用水平。第一部分內(nèi)容包括物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)、范圍、循環(huán)以及特點；第二部分內(nèi)容包括碳循環(huán)的過程、特c及溫室效應(yīng)；第三部分內(nèi)容包括能量流動和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系；第四部分內(nèi)容是探究“土壤微生物的分解作用”。對第四部分內(nèi)容，教師可以安排在課后的興趣小組活動中完成。本節(jié)內(nèi)容是在初中階段生態(tài)系統(tǒng)的知識和高中階段種群、群落等知識基礎(chǔ)上，側(cè)重于宏觀方面探討生態(tài)系統(tǒng)的功能；以生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動、光合作用、細(xì)胞呼吸等為基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。教學(xué)重點是分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)；教學(xué)難點是正確認(rèn)識物質(zhì)循環(huán)的概念，說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容主要闡述物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能，就理解生命活動的本質(zhì)和規(guī)律而言，具有不可取代的價值，具有獨特的地位。這部分知識與目前的低碳生活、環(huán)境污染等現(xiàn)實聯(lián)系緊密，對學(xué)生建立環(huán)保意識有主要作用。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo)

理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念；識記、應(yīng)用碳循環(huán)的過程；比較得出能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。

2.2 能力目標(biāo)

以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)；學(xué)習(xí)模型的建構(gòu)；學(xué)習(xí)探究性實驗設(shè)計的一般方法和步驟。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)

關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系；培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識、低碳生活的意識；在合作過程中，學(xué)會交流，尊重他人，強化團(tuán)隊意識。

3 教學(xué)過程

3.1 情境導(dǎo)入，激趣課堂

教師播放視頻“全球變暖后北極熊瘋了”，以北極熊因為太熱而剃毛的視頻引發(fā)學(xué)生思考：為什么北極熊要剃毛？全球氣候變暖的主要原因是什么？溫室效應(yīng)的主角是誰？溫室效應(yīng)增強與人類哪些活動有關(guān)？

學(xué)生通過合作總結(jié)出：因為氣候變暖所以要剃毛；溫室效應(yīng)是全球氣候變暖的主要原因；二氧化碳是溫室效應(yīng)的主角；大量化石燃料的燃燒、植被的破壞等人類活動增強溫室效應(yīng)。教師強調(diào)：大量化石燃料的燃燒，千百萬年積存的碳元素在短時間內(nèi)釋放出來。

教師引導(dǎo)學(xué)生討論：溫室效應(yīng)對生物圈可能造成什么影響？（加快極地和高山冰川的融化，海平面上升，全球氣溫升高等）在此基礎(chǔ)上，教師展示圖瓦盧的圖片，明確其將成為全球第一個因海平面上升而舉國遷移的國家，50年內(nèi)其將全部消失。

小組合作、討論：如何緩解溫室效應(yīng)？學(xué)習(xí)小組通過討論得出兩條措施：減少化石燃料的燃燒，選用替代能源等；保護(hù)森林、草原等生態(tài)系統(tǒng)，同時大力植物造林等。

通過上述措施可以緩解溫室效應(yīng)，如果要更加深入解決問題，學(xué)生必須對二氧化碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境中的相關(guān)知識，有更加深入的掌握，從而進(jìn)入以碳為例的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的學(xué)習(xí)。既然是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，那么一定在生態(tài)系統(tǒng)的成分之間完成，因為結(jié)構(gòu)和功能密不可分，物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的功能之一。師生一起回憶生態(tài)系統(tǒng)的成分。

3.2 合作分享，自主建構(gòu)

美國學(xué)者愛德加戴爾提出，學(xué)習(xí)效果要達(dá)到50%以上，都是通過團(tuán)隊學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)等方式獲得。教師僅僅做為指導(dǎo)者，把課堂還給學(xué)生，使其成為課堂的主人，教師僅是指導(dǎo)，從而給學(xué)生充分的“表演空間”。

教師明確了物質(zhì)循環(huán)是在生態(tài)系統(tǒng)的各成分之間循環(huán)的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生活動，引導(dǎo)學(xué)生分組用準(zhǔn)備好的材料構(gòu)建模型，最后各組學(xué)生展示結(jié)果。學(xué)生分成5或6人一組為宜，人數(shù)太多容易引起部分學(xué)生注意力分散；要明確組長，使其有效帶領(lǐng)組員進(jìn)行有效活動。教師必須在活動時明確任務(wù)，使活動真實有效。教師可以預(yù)先打印組號和名單，制作好會牌，粘貼在討論桌上。

活動一：

學(xué)生討論碳究竟是如何進(jìn)、出無機(jī)環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者、分解者各種生態(tài)系統(tǒng)成分的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產(chǎn)物、這些產(chǎn)物的去向怎樣等）。

第一、二組從無機(jī)環(huán)境的角度來考慮，第三、四組從生產(chǎn)者（比如綠色植物）的角度來考慮，第五、六組從消費者（比如牛）的角度來考慮，第七、八組從分解者（比如蚯蚓或者腐生性的細(xì)菌和真菌）的角度來考慮。

各小組依據(jù)提示，進(jìn)行討論，得出相關(guān)結(jié)論。小組代表展示小組結(jié)論，從而明確每一種生態(tài)系統(tǒng)成分在物質(zhì)循環(huán)中的作用。

要突破碳循環(huán)，教師應(yīng)該圍繞兩個核心問題展開：① 能夠利用大氣中的二氧化碳的途徑有哪些？② 大氣中的二氧化碳來源有哪些？為了解決以上兩個問題，教師可以把問題細(xì)化為以下問題：

碳通過什么生理過程從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落？

碳以什么形式從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落？

碳在生物群落內(nèi)部以什么形式傳遞？通過什么渠道進(jìn)行傳遞？

碳通過什么生理過程從生物群落返還無機(jī)環(huán)境？

碳以什么形式從生物群落進(jìn)入無機(jī)環(huán)境？

碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要是以什么形式進(jìn)行循環(huán)？

教師呈現(xiàn)以上問題，在學(xué)生討論結(jié)果的基礎(chǔ)上，再用問題串的形式啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的思考和總結(jié)，引領(lǐng)學(xué)生思維的發(fā)展。教師也可通過搶答的形式，增強學(xué)生的競爭意識。

活動二：

每組準(zhǔn)備小白板一塊，紅黑色馬克筆各一支，板擦一塊。小白板上放好生產(chǎn)者、消費者、分解者、大氣中的CO2庫（無機(jī)環(huán)境）等磁性貼（放在頂端，橫排）。

小組活動：用文字和黑色箭頭在白板上構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模型，并注明碳元素的轉(zhuǎn)移方向及過程名稱。

白板布置如圖1所示，學(xué)生分組活動，自由安排四個磁性貼的位置。

學(xué)生展示白板并解釋如此安排的理由，其他小組可以進(jìn)一步補充完善。師生互動突破碳循環(huán)：先看雙箭頭，“多進(jìn)一出”為大氣中的二氧化碳，“一進(jìn)多出”為生產(chǎn)者和消費者；再看單箭頭“多進(jìn)一出”為分解者。在碳循環(huán)模型構(gòu)建過程中，教師還要強調(diào)化石燃燒的問題以及各級消費者的圖解。最后，師生歸納碳循環(huán)模型圖（圖2），并生成板書。

本部分內(nèi)容并不晦澀難懂，教師可平鋪直敘的講授，甚至讓學(xué)生自學(xué)，也能達(dá)成知識目標(biāo)。但是教師通過探究問題以及活動創(chuàng)設(shè)課堂情境，使學(xué)生深入思考，讓學(xué)生動起來，使課堂“活”起來，增強了課堂的有效性。

3.3 依據(jù)活動，演繹概念

依據(jù)以上學(xué)生活動，教師請學(xué)生思考回答下列問題：這里的生態(tài)系統(tǒng)指的是什么生態(tài)系統(tǒng)？這里的物質(zhì)是指什么？物質(zhì)在哪兩者之間循環(huán)？

教師提示：在農(nóng)田中大量使用DDT有機(jī)農(nóng)藥后，為什么會殃及南極的企鵝？學(xué)生總結(jié)此地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈，從而明確物質(zhì)循環(huán)的特點之一是全球性。因此生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。關(guān)于物質(zhì)，教師應(yīng)強調(diào)：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的基本元素，而非其組成的化合物；在物質(zhì)循環(huán)過程中，伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化。通過碳循環(huán)的模型建構(gòu)過程，學(xué)生很容易明確物質(zhì)在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)，從而明確物質(zhì)循環(huán)的另一個特點是循環(huán)性。

在完成以上的三個問題后，生態(tài)系統(tǒng)的概念很自然地就由學(xué)生演繹成功。這樣由學(xué)生自主構(gòu)建知識，依據(jù)活動從而演繹概念的方法，避免了教師直接給出概念，靠死記硬背掌握概念的內(nèi)涵和外延，易遺忘且難以理解其實質(zhì)的不足。

3.4 依托模型，列表辨析

活動三：在白板上已構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型上，用紅色箭頭畫出能量流動模型。

學(xué)生展示白板，并解釋如此安排的理由，其他小組可以進(jìn)一步補充完善。師生共同總結(jié)物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系模型，并列表（表1）完成辨析。

教師需要強調(diào)能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化過程的兩個方面，生態(tài)系統(tǒng)的各種成分，正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，才能夠緊密的聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體，再次強調(diào)結(jié)構(gòu)和功能間的關(guān)系。

4 小結(jié)

教師由碳循環(huán)的特點聯(lián)系到現(xiàn)實生活中的流行語――低碳生活，播放CCTV公益廣告《選擇低碳 綠色生活》，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會，關(guān)注霧霾，關(guān)注環(huán)保熱點，提高學(xué)生的環(huán)保意識，對學(xué)生進(jìn)行生態(tài)文明建設(shè)的教育，讓學(xué)生從自身做起，明確一些環(huán)保措施。

5 課堂拓展

教師要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的碳循環(huán)的相關(guān)知識，繼續(xù)探究氮循環(huán)、磷循環(huán)、硫循環(huán)、水循環(huán)的相關(guān)知識，調(diào)查身邊造成溫室效應(yīng)、水質(zhì)富營養(yǎng)化、酸雨等的具體事例，并尋找可行的緩解的方法。學(xué)生可選擇其一寫一份調(diào)查報告。

教師提出問題樹葉每年都會掉，但是沒有看見樹葉堆積如山的場面呢？樹葉到哪兒去了？是分解者的分解作用，是氣候的作用，還是土壤中的化學(xué)物質(zhì)的作用？……究竟是什么在起作用呢？學(xué)生可以依據(jù)探究實驗的一般步驟設(shè)計實驗，然后進(jìn)行實驗。

6 教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)以活動貫穿課堂。對于教學(xué)重點“分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”的突破，以碳循環(huán)為例，教師采用“圖形分析、模型構(gòu)建”的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。對于教學(xué)難點“說明物|循環(huán)與能量流動的關(guān)系”采用列表辨析法，對于教學(xué)難點“正確認(rèn)識物質(zhì)循環(huán)的概念”，采用依據(jù)相關(guān)活動，以學(xué)生自主演繹、教師點撥的方法，突破難點。

碳循環(huán)特點范文第2篇

新奧煤基低碳循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范基地一期年產(chǎn)60萬噸甲醇項目是新奧第一個投資建設(shè)的大型煤基清潔能源項目,總投資超過24億元,是當(dāng)時國內(nèi)最大的單套氣化、合成裝置項目。項目自2006年6月開始全面建設(shè),經(jīng)過800多名員工以及參建隊伍的共同努力,2009年7月24日凌晨2:30分,生產(chǎn)出合格甲醇。60萬噸甲醇項目的投產(chǎn),標(biāo)志著煤基清潔能源生產(chǎn)進(jìn)入規(guī)模化階段。經(jīng)過半年的試運行,項目于2010年3月底完成裝置技術(shù)性能考核。

目前,新奧達(dá)旗60萬噸甲醇項目立足國內(nèi),逐步擴(kuò)大銷售規(guī)模,逐步確立了行業(yè)領(lǐng)先地位,未來幾年將著眼全球市場,通過戰(zhàn)略聯(lián)盟與合作,為集團(tuán)戰(zhàn)略發(fā)展做出貢獻(xiàn)。新奧達(dá)旗60萬噸甲醇項目的戰(zhàn)略目標(biāo)是確立以能源開發(fā)和利用方式的創(chuàng)新為基礎(chǔ),生產(chǎn)煤基清潔能源,拓展煤化工產(chǎn)品組合,成為成本和技術(shù)領(lǐng)先的能源化工行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)。

新奧以達(dá)旗60萬噸甲醇項目全面達(dá)產(chǎn)為目標(biāo),保障原料煤自主供應(yīng),構(gòu)建具有區(qū)域優(yōu)勢的市場網(wǎng)絡(luò),形成技術(shù)領(lǐng)先和低成本的核心競爭力,持續(xù)提高盈利水平,積極推進(jìn)煤基低碳能源循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè),形成煤基能源化工產(chǎn)業(yè)的清潔生產(chǎn)模式。為實現(xiàn)這一目標(biāo):新奧達(dá)旗60萬噸甲醇項目一方面強化運營管理,提高企業(yè)盈利能力,強化合作管理,確保安全運營,提升項目的運營管理水平,形成大型煤化工企業(yè)的精益管理模式,確保安全、穩(wěn)定、滿負(fù)荷運行,同時依托自有煤炭資源,建立甲醇低成本競爭優(yōu)勢,提高盈利水平;強化市場分析,完善市場規(guī)劃,優(yōu)化客戶結(jié)構(gòu),建立具有區(qū)域優(yōu)勢的甲醇市場網(wǎng)絡(luò),并形成覆蓋甲醇和煤炭市場的物流體系,確保產(chǎn)品穩(wěn)定供應(yīng),提高甲醇、煤炭貿(mào)易的綜合盈利能力;積極推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)新突破。以加快關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)為目標(biāo),優(yōu)化技術(shù)發(fā)展策略,聚焦支撐集團(tuán)戰(zhàn)略的五大核心技術(shù),并分別實現(xiàn)重要突破,積極推進(jìn)煤基低碳能源循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)。探索先進(jìn)的建設(shè)和運營模式,加快自有技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,構(gòu)建戰(zhàn)略聯(lián)盟平臺,推進(jìn)重點工程建設(shè)。

碳循環(huán)特點范文第3篇

研究的目的和意義

草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)土地資源的一個重要組成部分，放牧是草地利用的主要傳統(tǒng)方式之一，不論何種類型的放牧草地，要使其維持原有的生產(chǎn)能力，確定適宜草場放牧利用強度（載畜率），不但關(guān)系到草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用和發(fā)展，而且也影響其碳循環(huán)和碳截存的過程和特點。

在全球氣候變化成為國際上備受矚目的問題的同時，我國科學(xué)家也開始研究土地利用和覆被變化對土壤碳庫和碳循環(huán)的影響。近幾年來，放牧土地的碳分布，碳儲量以及放牧管理對碳循環(huán)及其生態(tài)過程的效應(yīng)研究受到了土壤，環(huán)境，全球變化等研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。過度放牧是造成草地退化的根本原因。過度放牧可使草地初級生產(chǎn)固定碳素的能力降低，并且，由于家畜的采食而減少了碳素由植物凋落物向土壤中的輸入；過度放牧通過促進(jìn)草地土壤的呼吸作用從而加速碳素由土壤向大氣的釋放。而適度放牧可使草原凈初級生產(chǎn)力達(dá)到最高值，但年際間的變異較大，主要受降水及其它氣候條件的影響。

王艷芬等、李凌浩等研究了人類活動對錫林郭勒地區(qū)主要草原土壤有機(jī)碳的儲量隨草甸草原－典型草原－荒漠草原逐漸減少，每一個草原類型土壤有機(jī)碳含量沿土壤垂直剖面逐漸減低；土壤利用方式不同，土壤有機(jī)碳的分布也不同。被稱為“生態(tài)環(huán)境脆弱帶”的荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)，其穩(wěn)定性較差，自然和認(rèn)為干擾的“生態(tài)沖擊”更易導(dǎo)致劇烈的波動，甚至成為＂受害生態(tài)系統(tǒng)＂，這就是人們常說的草地退化和草原消失。

為此，針對短花針茅荒漠草原群落進(jìn)行不同放牧強度對主要植物種群地上碳儲量和地下碳儲量的比較研究的必要性不言而喻，其目的在于從碳儲量的角度定量的分析不同放牧強度對植被的影響，從而為適度放牧的決策和草地資源的可持續(xù)利用研究提供依據(jù)。為了掌握碳儲量，需要研究和測定地上生物量、地下生物量、植被地上含碳量、土壤含碳量。這些變量在不同放牧條件下的細(xì)微變化規(guī)律需要直接的證據(jù)加以證實。從過去的經(jīng)驗看，在過度放牧狀況下，地上凈初級生產(chǎn)力中僅有20％－50％能夠以凋落物和糞便的形式歸還土壤，一旦草地土壤遭到開墾和過度放牧破壞，其腐殖質(zhì)層中的有機(jī)碳就會迅速氧化而釋放出大量二氧化碳，草地就可能轉(zhuǎn)變成為碳源。經(jīng)過40a的過度放牧，我國草地表層土壤10－20cm中碳的貯量已降低12．14％。如今，草地畜牧業(yè)已經(jīng)成為我國許多地區(qū)的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)支柱。但過度放牧導(dǎo)致草地退化的趨勢加劇，而且以每年200萬hm2的速度增加。因此必須加強對草地生態(tài)系統(tǒng)不同發(fā)展階段（自然與退化生態(tài)系統(tǒng)）、不同利用方式及其對氣候變化響應(yīng)的草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程與機(jī)理的研究，加強草地生態(tài)系統(tǒng)管理。

地下碳截存對不同放牧強度的響應(yīng)是一個較緩慢的過程，也可以說放牧在一定時間尺度內(nèi)還不會影響到系統(tǒng)的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取決于其根量的多少。有研究表明：在沙地、坡地及干旱環(huán)境條件下放牧容易導(dǎo)致土壤侵蝕，從而使有機(jī)碳含量較高的表層土壤流失而造成土壤碳損失。當(dāng)放牧對草地生產(chǎn)力和植被蓋度無明顯影響，并且未引起土壤侵蝕時，不會造成土壤碳的損失，并且在大多數(shù)情況下會由于放牧家畜排泄物的輸入和碳周轉(zhuǎn)速率的提高而增加土壤的碳截存。針對草地生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的研究，在確定植被及土壤的碳貯量，草地NPP及生物量的分布特征時，草地土壤呼吸被認(rèn)為是草地碳循環(huán)中最主要的環(huán)節(jié)，是目前研究的重點。氣候及人類活動（開墾和放牧等）對草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響，二氧化碳增加對草地碳循環(huán)的可能影響等課題已有過多人研究。研究表明：土壤呼吸是全球碳循環(huán)中重要的流通途徑，土壤呼吸的變化將顯著影響大氣CO2的濃度。

控制土壤呼吸將能有效緩和大氣CO2的升高和溫室效應(yīng)。隨著放牧率的增大，牧草地上植物現(xiàn)存量呈線性下降，但地上凈初級生產(chǎn)力以適度放牧最大，即存在超補償性生長。地上最大現(xiàn)存量和最大凈初級生產(chǎn)力隨著放牧率的增大而出現(xiàn)的日期有提前趨勢。二者隨著放牧年限的延長下降幅度較大，但降水可以緩和或加劇這些變化趨勢。輕度放牧能刺激牧草的生長，具有補償性或超補償性生長的特點。過度放牧通過促進(jìn)草地土壤的呼吸作用從而加速碳素由土壤向大氣的釋放。而適度放牧可使草原凈初級生產(chǎn)力達(dá)到最高值，但年際間的變異較大，主要受降水及其它氣候條件的影響。在荒漠草原中，草地的放牧利用對草地的碳截存和碳循環(huán)作用和影響有很多細(xì)節(jié)有待詳細(xì)的一手?jǐn)?shù)據(jù)來驗證。

試驗地自然概況及研究方法

1試驗地自然概況

本試驗地位于烏蘭察布市四子王旗荒漠半荒漠化草原試驗站。四子王旗位于陰山北麓，地處中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱，≥10℃的年積溫為2200℃－2500℃，年均降雨量280mm，濕潤度0．15－0．3，降水量主要集中在5月－8月，月平均溫度最高為6月、7月、8月3個月，年均氣溫21．5℃、24．0℃、23．5℃；無霜期175d，土壤以栗鈣土和棕鈣土為主。試驗地的草地類型為短花針茅（StipabrevifloraGriseb）＋冷蒿（Artemisiafrigida）＋無芒隱子草（Cleistogenessongorica）荒漠化半荒漠化草原，植被草層低矮且植被較稀疏，蓋度為17－20，種類組成較貧乏，建群種為短花針茅（StipabrevifloraGriseb），優(yōu)勢種為冷蒿（Artemisiafrigida）、無忙隱子草（Cleistogenessongorica），主要伴生種有銀灰旋花（Convolvulusammannii）、阿爾泰狗娃花（Heteropappusaltaicus）、木地膚（Kochiaprostrata（L．）Schrad．）、羊草（Leymuschinensis）等。

2試驗研究方法

2．1試驗設(shè)計本項試驗采取野外長期觀測和實驗室樣品分析相結(jié)合的技術(shù)路線，通過野外定位觀測，研究不同放牧強度下荒漠半荒漠化草原土壤與植物根系中的碳密度的測定。旨在揭示不同載蓄率下，在輕度放牧、中度放牧、重度放牧對草原地下碳截存的影響、地上初級凈生產(chǎn)力的影響及其機(jī)理，同時也有助于理解草地生態(tài)系統(tǒng)退化和恢復(fù)的機(jī)制。試驗設(shè)計如下：實驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，將圍欄放牧區(qū)劃分為3個區(qū)組，即3次重復(fù)，在每個區(qū)組中設(shè)4個處理，即4個不同的載畜率水平。4個不同的載畜率處理分別為對照（CK）、輕度載畜率（Lightstockingrate，LG）、中度載畜率（Moderatestockingrate，MG）和重度載畜率（Heavystockingrate，HG），不同重復(fù)小區(qū)內(nèi)的4個處理完全隨機(jī)排列。設(shè)定不同的載畜率值分別為0（對照）、0．91（輕度放牧）、1．82（中度放牧）和2．71（重度放牧）羊單位／hm2／半年。

2．2試驗方法在4個處理中分別隨機(jī)選3個1m×1m的樣方，將地上部分齊地刈割，并用報紙包好。在每個樣方中選3個點取根樣，利用根鉆（直徑7cm）按照0cm－10cm、10cm－20cm、20cm－30cm、30cm－40cm、40cm－50cm、50cm－60cm、60cm－70cm、70cm－80cm、80cm－90cm、90cm－100cm分10層取樣，將樣品分層裝入尼龍網(wǎng)袋，與地上草樣一起帶回實驗室。取回的根樣用水洗法將其漂出，裝入信封。將根樣與草樣一起烘干（65℃）稱重，得到地上部分、地下部分生物量的值（g／m2）。將根樣與草樣分別粉碎并過150目的篩，然后用Macro元素分析儀測出含碳量（％）。根據(jù)室內(nèi)試驗獲得的生物量和含碳量數(shù)據(jù)，通過公式（1，2，3）計算出植被碳密度（g／m2）的值。

2．3數(shù)據(jù)處理使用SAS9．0軟件及Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、基本統(tǒng)計學(xué)分析處理。

結(jié)果與分析

1地上生物量及含碳量的變化分析由圖2可以看出隨著放牧強度增加，地上生物量呈遞減趨勢。在輕度放牧區(qū)地上生物量最高，其值略高于對照區(qū)，中度、重度放牧區(qū)地上生物量均明顯低于對照區(qū)。重度放牧區(qū)的地上生物量明顯低于對照區(qū)，只有對照區(qū)地上生物量的58．3％，而中度放牧地區(qū)與對照區(qū)相差不大，這有可能存在實驗的人為誤差，也可能是由于“中度干擾假說”造成的。根據(jù)生態(tài)學(xué)中經(jīng)典的“中度干擾假說”，有人提出了放牧優(yōu)化假設(shè)，認(rèn)為草地植被生物量與放牧強度之間的關(guān)系是非線性的，即隨著放牧強度的增加，草地的生物量先增加，然后才隨放牧率的增加而下降。重度放牧區(qū)與輕度放牧區(qū)地上生物量差異顯著（P＜0．05）。實驗顯示的結(jié)果與這一假設(shè)相符。輕度放牧的影響作用是否由于“雖然家畜的采食會對植物的生長有一定的影響，但是家畜的糞便添加到土壤中可以為植物的生長提供肥料，有利于植物的生長，因此體現(xiàn)出輕度放牧區(qū)生物量高于對照區(qū)的特點”還有待商榷。至于中度與重度放牧區(qū)，有過多的家畜對植物進(jìn)行采食、踐踏、減少光合面積等破壞活動，放牧強度大的處理，由于前期地上生物量較低，即地上葉面積指數(shù)過低，使草地初級生產(chǎn)固定碳素的能力降低，加上不斷的高強度采食而減少了碳素由植物凋落物向土壤中的輸入，因而影響了牧草的再生，而使這兩個區(qū)中的植被地上生物量低于對照區(qū)。

影響植被地上部分碳密度的另一因素就是植被的含碳量。植被地上部分的含碳量仍然呈現(xiàn)出輕度放牧區(qū)最高，而重度放牧區(qū)最低的特點。植被含碳量在各個區(qū)中雖然有變化，但是方差分析顯示4個區(qū)中含碳量值差異不顯著（P＞0．05）。中度放牧區(qū)地上植被的含碳量與輕度放牧區(qū)相比只下降了1．59％，而含碳量值最低的重度放牧區(qū)比輕度放牧區(qū)相比也只下降了13．82％。可見植被體內(nèi)的含碳量的變化不是很顯著，放牧對其產(chǎn)生的影響并不大。

2植被地下生物量及含碳量的變化分析草地生物量的80％以上集中在地下，地下生物量是土壤有機(jī)碳庫的最主要輸入源，在草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中起著關(guān)鍵作用。地下碳截存對不同放牧強度的響應(yīng)是一個較緩慢的過程，與地上生物量的變化存在一定的時滯，也就是說，放牧在即時影響地上生物量的同時，在一定時間尺度內(nèi)還不會影響到系統(tǒng)的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取決于其根量的多少。由圖3可以看出放牧?xí)怪参锏叵律锪繙p小，各放牧區(qū)的地下生物量均低于對照區(qū)。輕度放牧區(qū)地下生物量是對照區(qū)的88．17％，與對照區(qū)的差異不顯著（P＞0．05），中度和重度放牧區(qū)的地下生物量相差不大，分別只占對照區(qū)地下生物量的79．90％和72．20％，這兩個區(qū)與對照區(qū)的差異顯著（P＜0．05）。可見放牧對植物地下生物量產(chǎn)生的影響與其對地上生物量的影響不同，該影響是間接的、長效的、復(fù)雜的。輕度放牧區(qū)地上生物量較對照區(qū)高，而地下則恰好相反，這是因為放牧使光合產(chǎn)物分配給地上部分的總量大于地下部分，以補償?shù)厣仙锪恳蚣倚蟛墒扯档凸夂闲实呢?fù)面效應(yīng)，這是植物為抵抗采食而長期進(jìn)化形成的生長機(jī)制，但是過大的放牧強度（中度和重度放牧）對植物產(chǎn)生的影響較嚴(yán)重，超出其自身調(diào)節(jié)能力的范圍，必將導(dǎo)致地上和地下生物量的共同下降。而地下部分的含碳量為輕度放牧區(qū)最高，其次為對照區(qū)，中度與重度放牧區(qū)最低。方差分析顯示這四個區(qū)中的含碳量值差異不顯著（P＞0．05）。與地上部分相比地下部分的含碳量更穩(wěn)定，含碳量相差最大的兩個區(qū)才相差1．10％。

3總植被碳密度變化由圖4我們可以看出不同放牧強度下草地植被碳密度的變化情況，其中對照區(qū)的碳密度最高達(dá)到620．3g／m2，其次為輕度放牧條件下的碳密度為506．4g／m2，中度放牧條件下的碳密度為465．1g／m2，重度放牧植被碳密度最低401．4g／m2。與對照區(qū)相比較，輕度放牧區(qū)的碳密度減少了18％，中度放牧區(qū)碳密度減少了25％，重度放牧區(qū)碳密度減少了35％。可以看出，隨著放牧強度的增加，植被碳密度逐漸降低。輕度放牧有可能有利于植被的生長，而重度放牧有可能已經(jīng)超出了植被自身的調(diào)節(jié)能力，而使植被碳密度降低。

討論與結(jié)論

1討論

1．1不同放牧強度對植被生物量的影響生物量是決定草地碳密度的因素之一，放牧主要通過影響草地的生物量來改變草地的碳密度。家畜的選擇采食和踐踏作用對群落的組成影響很大，對群落多樣性影響也很大。適度的采食與踐踏及適宜的采食周期，可以增加植物群落水平的多樣性，降低植物群落優(yōu)勢種的競爭能力，并可創(chuàng)造一定的物理空隙，有助于光、水分和營養(yǎng)的更好利用。采食對植物群落多樣性的影響取決于采食強度、地段的地質(zhì)演化特征及其氣候條件。適度放牧對草原生態(tài)系統(tǒng)沒有負(fù)面影響，或有積極的影響，而長期超載過牧則會使系統(tǒng)崩潰。

根據(jù)本實驗對短花針茅荒漠草原碳截存的研究，隨著放牧強度的增加，地上生物量總體呈遞減趨勢，但在輕度放牧條件下，植被生物量高于對照區(qū)。而地下生物量一般空間變化規(guī)律隨著土壤的深度逐漸減少。地下生物量隨不同載畜量的變化特點還有待進(jìn)一步觀察研究。草場放牧必然會給草場帶來影響，如何進(jìn)行放牧管理，目前世界上發(fā)達(dá)的國家都采用劃區(qū)輪牧，自由放牧對草場是有害的，主要表現(xiàn)在放牧強度不均勻，局部草場因過牧而退化，劃區(qū)輪牧恰恰能控制放牧強度。

1．2不同放牧強度對植被含碳量的影響決定植被生物量的另一因素是含碳量。放牧對草地植被的影響國內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究工作，取得了很多成果，但也存在許多問題。

不同的放牧強度對草地群落的結(jié)構(gòu)有不同程度的破壞，過度放牧不僅造成草地層次結(jié)構(gòu)不明顯，使優(yōu)良牧草大幅度減少，毒害草不斷增加，而且也改變了草地土壤的理化性質(zhì)，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)損失；另一方面，大量積累的畜糞影響其取食，又造成草地資源的浪費，而適度放牧不但能促進(jìn)牧草生長發(fā)育，提高牧草再生能力及營養(yǎng)價值，保持草地較高的利用率，而且保護(hù)了草地的植物多樣性，是維持群落穩(wěn)定，防止草地退化，有利于草地持續(xù)利用的重要措施。通過本實驗研究，隨著放牧強度的增加，對地下含碳量的影響并不大，或者可以說放牧對地下碳截存的影響是一個較緩慢的過程，在一定時間尺度內(nèi)還不會影響到系統(tǒng)的地下碳截存。

2結(jié)論

碳循環(huán)特點范文第4篇

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1 原題再現(xiàn)

圖1是某同學(xué)繪制的生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)和能量流動的示意圖，其中A、B、C構(gòu)成生物群落，a、b、c為碳元素的轉(zhuǎn)移量。請據(jù)圖回答：

（1） 從生物圈的角度分析，該同學(xué)繪制的示意圖并不完整，缺少的過程有 、 。

（2） 流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是 （填字母）所固定的太陽能，C所代表的生態(tài)系統(tǒng)的組成成分是

。

（3） 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點是 。

（4） 在夏季生長旺盛的森林中，a、b、c三者之間的關(guān)系是a b+c（填“>”或“=”或“

參考答案：

（1） A到C的物質(zhì)和能量流動 化石燃料的形成和燃燒 （2） A 分解者 （3） 單向流動，逐級遞減 （4） >

2 失分原因及技巧詮釋

2.1 讀題不清、審題不準(zhǔn)

審題不仔細(xì)，抓不住關(guān)鍵詞。題干中“碳循環(huán)和能量流動”，“A、B、C構(gòu)成生物群落”等是非常關(guān)鍵的信息。根據(jù)“碳循環(huán)和能量流動”，答題時要從物質(zhì)和能量角度作答。由“A、B、C構(gòu)成生物群落”，推導(dǎo)出C是分解者，而不是教材能量流動圖解中的次級消費者。多數(shù)學(xué)生會被表象迷惑而落入陷阱。

技巧詮釋：

審清題目是做題的關(guān)鍵。審題程序：找出關(guān)鍵詞弄清答題的方向和要求找準(zhǔn)試題設(shè)問與材料的關(guān)系與所學(xué)相關(guān)知識和技能結(jié)合。

審題要細(xì)，審閱題干時必須將題目給出的“已知條件、明示條件、隱含條件、限制條件、求解要求”等逐字看清楚，準(zhǔn)確地領(lǐng)會題意。

信息不僅來自于題干，還來自小題，如A、B、C構(gòu)成生物群落，C所代表的生態(tài)系統(tǒng)的組成成分應(yīng)是分解者。因此在答題時要通讀各個小題，學(xué)會尋找“題眼”和“關(guān)鍵詞”，依據(jù)所考查的知識點、“題眼”、“關(guān)鍵詞”作答。答案要有根有據(jù)，克服經(jīng)驗主義，如題中關(guān)于物質(zhì)還是能量還是物質(zhì)和能量。

在解答生物試題時，一定要注意答題的限制條件，如細(xì)胞器還是細(xì)胞結(jié)構(gòu)，填序號還是名稱，基因型還是表現(xiàn)型，個數(shù)還是種類，結(jié)果還是結(jié)論，原理還是現(xiàn)象，指出錯誤是否要修正等。

解答生物試題，要學(xué)會“現(xiàn)買現(xiàn)賣”，從文字、圖、表、曲線、括號中的語句、圖表的標(biāo)題部分、小字的注解部分、題目上下文之間的提示等獲取信息，挖掘信息，篩選加工信息，排除干擾。

2.2 基礎(chǔ)知識不扎實

現(xiàn)在的考試雖然突出能力，但基礎(chǔ)知識仍然不能忽視，基礎(chǔ)知識掌握不牢固、概念理解不透徹、教材知識遷移和延伸能力缺乏等，致使多數(shù)學(xué)生不能準(zhǔn)確應(yīng)用教材知識解決實際問題。

如第3小題中，生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點是單向流動，逐級遞減，有的學(xué)生不會寫或?qū)懖蝗５?小題，對于一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，輸入的能量應(yīng)大于所有生物消耗的能量之和，所以在夏季生長旺盛的森林中，a、b、c三者之間的關(guān)系是a>b+c。

技巧詮釋：

小高考或高考雖然側(cè)重于對能力的考查，但并不意味著對基礎(chǔ)知識的復(fù)習(xí)不重要了，相反是對基礎(chǔ)知識和基本技能提出了更高的要求。學(xué)生備考時要把教材中最基礎(chǔ)最重要的知識進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，認(rèn)真閱讀課本，對課本中的基本概念、基本原理、基本過程要做到理解到位，記憶準(zhǔn)確，防止出現(xiàn)知識的死角。在此基礎(chǔ)上，以某些核心概念或知識點為中心，整理出知識結(jié)構(gòu)圖和主干知識網(wǎng)絡(luò)。尤其在后期復(fù)習(xí)中教師不能一味追求新題、難題，而忽略了基礎(chǔ)題，從而造成基礎(chǔ)知識掌握不牢固。

2.3 能力欠缺

學(xué)生的理解能力、分析能力、信息處理能力、語言表達(dá)能力、知識遷移能力等多種能力欠缺，思維不嚴(yán)密，邏輯性不強，不善于綜合分析、歸納、推斷，導(dǎo)致在新情境下不知從何入手，不能用準(zhǔn)確的語言表述自己的答題意圖，答非所想，答非所問，或答不對題。

第1題中，圖示是某同學(xué)繪制的生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)和能量流動的示意圖，從生物圈的角度分析，該同學(xué)繪制的示意圖并不完整，缺少的過程有A到C的物質(zhì)和能量流動，化石燃料的形成和燃燒，答題時要理清思路，把答案寫全。

技巧詮釋：

思維的過程，實質(zhì)上就是運用比較和歸類、分析和綜合、抽象和概括、系統(tǒng)化和具體化、演繹和歸納的方法去認(rèn)識客觀現(xiàn)實的過程。非選擇題更側(cè)重于考查學(xué)生的分析、綜合、推理、想象、遷移、創(chuàng)造和語言組織等高層次的能力。要提高答題的有效性就要能夠根據(jù)已有的知識和題目給定的事實和條件，歸納、提取和抽象相關(guān)信息，對有關(guān)生物科學(xué)的問題進(jìn)行邏輯推理和論證，從而得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷，并能把“起點”、“連接點”、“終點”的推理過程正確地表達(dá)出來。

答題時要注意語言表述的科學(xué)性、邏輯性、完整性、條理性、嚴(yán)密性和簡捷性。縝密分析關(guān)鍵字詞，提高文字?jǐn)⑹龅耐暾浴l理性，教材中的很多生物學(xué)術(shù)語、結(jié)論性語句需要準(zhǔn)確記憶，注意表達(dá)的完整準(zhǔn)確，避免會而不對，對而不全。有些答案隱藏在題干中，可以直接“抄寫”下來，有些需要進(jìn)行篩選和組織，按要求作答，問則答，不問則不答，要求答幾點就答幾點，不加無關(guān)語句，不要有多多益善的念頭，別畫蛇添足。

2.4 非智力因素失分

答題技巧不強、臨場經(jīng)驗不足、情緒狀態(tài)不佳等而失分。有些學(xué)生一進(jìn)入考場，情緒過于緊張，思維活動受到嚴(yán)重抑制，若再加上題目稍難，則更加束手無策，在沒有弄清楚題意的情況下就盲目答題，引起嚴(yán)重的失誤，甚至出現(xiàn)筆誤。如有些學(xué)生答題順序混亂，第1空的答案不知道，知道第2空的答案卻寫在第1空的位置上。分解者寫成分角者，單向?qū)懗蓡雾椀取?/p>

技巧詮釋：

保持細(xì)心，養(yǎng)成良好的生物學(xué)書寫表達(dá)習(xí)慣，不犯低級錯誤，減少筆誤，減少不必要的非智力性失分。

答題時除了尊重原題的題序外，還要注意題中小問的填空次序，如果遇到某空不會填寫時，要標(biāo)注在相應(yīng)位置，再答后面空格中的答案。一定要注意在規(guī)定的答題位置答題，更不能在答題框外答題。

在保證題目會做的前提下，要盡量杜絕錯別字，特別是對生物學(xué)專業(yè)術(shù)語書寫不能有誤，寫后一定注意檢查，防止筆誤。比如：“光合作用”寫成“光和作用”、“無氧呼吸”寫成“無O呼吸”、“異養(yǎng)型”寫成“異氧型”、“胰島素”寫成“胰導(dǎo)素”、“線粒體”寫成“細(xì)粒體”、“小泡”寫成“小跑”、“脫水縮合”寫成“脫水縮和”等。

注意生物學(xué)科的一般規(guī)則。如寫雜合子的基因型時，顯性基因在前，隱性基因在后。性染色體上的基因應(yīng)寫在X染色體或Y染色體的右上角，且X或Y要大寫。數(shù)據(jù)后面要帶單位。

碳循環(huán)特點范文第5篇

Chemolithoautotrophic

Bacteria

2009

Hardcover

ISBN 9784431785408

山中建男著

我們所熟悉的生命,除了植物之外,大多是以有機(jī)物質(zhì)為營養(yǎng)的,它們的食物來源于植物、動物或者微生物。但還有一類生命,它們并非植物,但卻能夠以無機(jī)元素為能量和營養(yǎng)的來源,它們就是化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌。本書涵蓋了化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌在生物化學(xué)和生理方面的特點,以及它們與相關(guān)環(huán)境之間的關(guān)系。

本書共分7章。1-2.背景和基礎(chǔ)知識的介紹,能夠幫助讀者理解本書后面的內(nèi)容。1.作者簡單而系統(tǒng)的介紹了微生物生長和代謝,以及微生物所采用的各種營養(yǎng)類型的特點;2.介紹了一種細(xì)菌用來氧化無機(jī)化合物的細(xì)胞色素,這種細(xì)胞色素就是化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌生長代謝的關(guān)鍵物質(zhì)。氮、硫和碳是自然界中所有生命所必須的,生命的繁衍和生長的過程同時伴隨著這些元素的循環(huán),正是這從未停止的循環(huán)造就了萬物的生生不息。本書作者用生動的語言描述了在這三種元素的循環(huán)過程中,化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌是如何扮演好自己的角色的;3.地球上的氮循環(huán)。參與氮循環(huán)的細(xì)菌主要是氨氧化細(xì)菌、亞硝酸鹽氧化菌、反硝化細(xì)菌,以及固氮細(xì)菌。對氨和亞硝酸鹽的細(xì)菌氧化機(jī)制詳加說明。介紹了硝化細(xì)菌的應(yīng)用(即氨氧化、亞硝酸鹽氧化菌),如利用細(xì)菌進(jìn)行火藥生產(chǎn)或是從污水脫氨氮。提到了在人體組織中的一氧化氮和它的生理功能;4-5.介紹的是地球上的硫循環(huán)相關(guān)的知識,包括硫酸鹽還原菌對硫酸鹽的還原和硫氧化細(xì)菌對硫化物的氧化,還有人類是如何利用參與其中的微生物的;5.闡述細(xì)菌氧化鐵的機(jī)制,以及對這種細(xì)菌應(yīng)用的描述:細(xì)菌浸出、生物浸出等其他應(yīng)用。此外,本章還描述了由硫酸鹽還原菌、硫氧化細(xì)菌和嗜酸鐵氧化細(xì)菌的“合作”所引起的房屋地基凍脹;6.描述了地球上的碳循環(huán)過程的一部分,即化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌的碳素利用。作者對細(xì)菌由二氧化碳組生成機(jī)化合物的途徑做了較為詳細(xì)的說明,因為化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌必須由二氧化碳為材料產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)。雖然光合作用的描述省略,但細(xì)致的描述了細(xì)菌產(chǎn)甲烷,說明了產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生甲烷不是由發(fā)酵,而是通過呼吸進(jìn)行的;7.描述了那些被認(rèn)為是最接近生命起源的細(xì)菌,嗜熱細(xì)菌是被公認(rèn)最可能的生命的起源。許多嗜熱細(xì)菌是厭氧的化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌。這里主要討論的是那些被認(rèn)為在生命演化階段早期的生物如何取得生命所需的能源的。作者認(rèn)為無論是埃姆登-邁耶霍夫-帕爾納斯途徑還是恩特納- 多特洛夫途徑都不是早期生命獲得能量的方式。

本書作者山中建男教授一直參與各種生物細(xì)胞色素和化能無機(jī)自養(yǎng)細(xì)菌的生理和生化研究,其先后在東京工業(yè)大學(xué)和日本大學(xué)任職,期間近百篇,目前是日本東京工業(yè)大學(xué)的榮譽教授。

祝金星,博士生

(中國科學(xué)院微生物研究所)