碳循環(huán)的基本過程范文

時間:2024-04-09 17:57:45

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篇1

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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)溫室效應(yīng)。教師強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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。

篇2

關(guān)鍵詞森林生態(tài)系統(tǒng);碳儲量;碳循環(huán);作用

根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,一個系統(tǒng)中的自然過程總是有利于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和功能最大化,而非自然過程總是降低或破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,增加系統(tǒng)的不確定性,增加系統(tǒng)的不確定性。顯然,大量開采化石燃料以及開采森林等活動都是非自然過程,這些活動導(dǎo)致了大氣二氧化碳濃度的不斷上升。雖然目前我們尚不能準(zhǔn)確地預(yù)測其生態(tài)后果,但最終的結(jié)果必將危害人類自身。鑒于大氣二氧化碳上升可能引起的嚴(yán)重生態(tài)后果,科學(xué)家對于全球碳循環(huán)進(jìn)行了廣泛的研究。具體內(nèi)容包括地球各部分(大氣、海洋和森林等)碳儲量估算,森林生態(tài)系統(tǒng)與其他部分碳的交換量(流)的估算,以及人類干擾對各個庫和流的影響。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,森林是最大的有機(jī)碳的貯庫,它貯有1146Pg碳,占整個陸地碳庫的56%。因此,了解森林生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中的作用,對于研究陸氣系統(tǒng)的碳循環(huán)乃至全球碳循環(huán)都是一個基礎(chǔ),具有重要的意義。

1.森林及地球各部分的碳儲量

當(dāng)前,對全球碳庫及庫與庫之間的轉(zhuǎn)移量以及轉(zhuǎn)移速率等關(guān)鍵性數(shù)值的估計差異較大。大氣層中的碳總量約為7.0×1017~7.5×1017g。由于大氣層的二氧化碳濃度正處加速上升階段,因而其碳儲量的估計值顯然與估算的時間有一定的關(guān)系。地殼碳儲量最大,估計值相差也大,不過它們與其他庫的交換很小,因此一般不會給碳流量的估算帶來大的誤差。海洋是僅次于地殼的大碳庫,也是最大的一個匯。通常估計海洋中的碳儲量時將其分為表層和深層2個亞庫,前者與大氣有較頻繁和較穩(wěn)定的碳交流。陸地生物群落包含的碳量約為5.5×1017~5.6×1017g。

在各個庫中,陸地生物群落最容易受到人類活動的干擾,因此也是對大氣二氧化碳濃度變化影響最大的分庫。海洋碳儲量雖大,但與大氣處于相對穩(wěn)定的碳交換狀態(tài),目前估計海洋與大氣的交換是每年吸收約2.0×1015~3.0×1015g的碳。陸地生物群落在未受干擾狀態(tài),以吸收固定二氧化碳為主,一旦受破壞,則要向大氣排放大量的二氧化碳。

森林是一種主要的植物群落類型,約占地球陸地面積的1/3(4.1×109hm2)。森林生物量約占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)生物量的90%,生產(chǎn)量約占陸地生態(tài)系統(tǒng)的70%。森林生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)過程中起著重要的作用。

在自然狀態(tài)下,森林進(jìn)行光合同化二氧化碳,固定于生物量中,同時以根生物量和枯落物碎屑形式補充土壤的碳量。在同化二氧化碳的同時,存在林木呼吸和枯落物分解釋放二氧化碳進(jìn)入大氣這一逆過程,同時固定于木質(zhì)部分的二氧化碳也會在一定的時間后腐爛或被燒掉,以二氧化碳的形式歸還大氣。因此,從很長的時間尺度(1000~10000a)考察森林對大氣二氧化碳濃度變化的作用,其影響是很小的,只能是一個不很大的匯。但在短時間程度(<300a)來考察,由于單位森林面積中的碳儲量很大,林下土壤中的碳儲量更大,因此森林變化(人類干擾)就有可能引起大氣二氧化碳濃度大的波動。

2.森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地中重要的碳匯和碳源,在這個系統(tǒng)中,森林的生物量、植物碎屑和森林土壤固定了碳素而成為碳匯,森林以及森林中微生物、動物、土壤等的呼吸、分解則釋放碳素到大氣中成為碳源。如果森林固定的碳大于釋放的碳就成為碳匯,反之成為碳源。在全球碳循環(huán)的過程中,森林是一個大的碳匯,但隨著森林破壞、退化的加劇以及一些干擾因素(如火災(zāi))的影響,森林生態(tài)系統(tǒng)就可能成為碳源,這將更加劇全球的溫室效應(yīng),導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。通過國內(nèi)外的一些研究表明,溫帶和北部寒帶森林是碳匯,如北方森林每年凈吸收碳量為0.4~0.6Pg碳,俄羅斯森林每年固碳0.36~0.45Pg碳。在溫帶,森林每年凈吸收碳量為0.17~0.35Pg碳,美國東南部的森林生態(tài)系統(tǒng)每年固碳0.07Gt碳。而熱帶森林地區(qū)由于過度砍伐森林以及土地利用方式的改變已成為碳源,在1980年向大氣凈釋放了1.0×105~2.6×105g碳。

在森林生態(tài)系統(tǒng)中,植物首先通過光合作用吸收二氧化碳生成有機(jī)質(zhì)貯藏在體內(nèi)(Gp),這是森林吸收碳素的過程。而后,通過植物自身的吸收作用要釋放出一部分碳素(Ra)。另外,植物還會以枯枝落葉、根屑等形式把碳貯藏在土壤中,而土壤中的碳有一部分會被微生物和其他的異養(yǎng)生物通過分解和呼吸釋放到大氣中(Rh)。森林生態(tài)系統(tǒng)和大氣之間的碳通量是森林生長過程中固定的碳和干擾過程中釋放碳之間的差值。森林生態(tài)系統(tǒng)的凈生產(chǎn)量(NEP)可用下面的公式表示:NEP=Gp-Ra-Rh,如果在自然生長狀態(tài)下,按上面這個公式計算,一般森林生態(tài)系統(tǒng)的NEP為正,是個碳匯。然而,由于人類活動的干擾和破壞,尤其是對熱帶森林的亂伐或把其變成為農(nóng)業(yè)用地等行為就會使森林生態(tài)系統(tǒng)的NEP為負(fù),從而成為碳源,這應(yīng)該引起人類的關(guān)注,采取有效措施防止森林變成碳源,從而緩和和扭轉(zhuǎn)全球氣溫變暖的趨勢。我國森林生態(tài)系統(tǒng)在陸氣系統(tǒng)碳循環(huán)中表現(xiàn)為碳匯,其NEP值為0.48Pg碳。

3.森林生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中的作用

從人類認(rèn)識到溫室氣體尤其是二氧化碳濃度的升高會使全球氣溫變暖,從而帶來一系列嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境問題時,就展開了對碳素循環(huán)的研究。而森林生態(tài)系統(tǒng)作為吸收二氧化碳釋放氧氣的一個大碳匯,在碳循環(huán)中起著非常重要的作用。全球森林面積為41.61億公頃,其中熱帶、溫帶、寒帶分別占32.9%、24.9%和42.1%。全球陸地生態(tài)系統(tǒng)地上部的碳為562Gt,森林生態(tài)系統(tǒng)地上部的含碳量為483Gt,占了86%。全球陸地生態(tài)系統(tǒng)地下部含碳量為1272Gt,而森林地下部含碳約927Gt,占整個世界土壤含碳量的73%。森林生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中的作用主要取決于以下幾個方面:

(1)生物量。森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量貯存著大量的碳素,如按植物生物量的含碳量為45%~50%計,那么整個森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量將近一半是碳素含量。森林的生物量與其成長階段的關(guān)系最為密切,一般森林據(jù)其年齡可分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林/過熟林,其中碳的累積速度在中齡林生態(tài)系統(tǒng)中最大,而成熟林/過熟林,其中碳的累積速度在中齡林生態(tài)系統(tǒng)中最大,而成熟林/過熟林由于其生物量基本停止增長,其碳素的吸收與釋放基本平衡。從森林的年齡結(jié)構(gòu)來估算吸收碳素的潛力是決定森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的一個主要方面。目前,我國森林的結(jié)構(gòu)以幼齡林、中齡林居多,因此我國森林生態(tài)系統(tǒng)中植物固定大氣碳的潛力很大。據(jù)王效科等估算,我國森林生態(tài)系統(tǒng)潛在的植物總碳貯量為8.41Pg,現(xiàn)有的實際碳貯存總量只是潛在的植物總碳貯量的44.3%。因此,如果我國的森林生態(tài)系統(tǒng)得到切實有效地保護(hù),那么它將是中國一個重要的碳匯。

(2)林產(chǎn)品。森林生態(tài)系統(tǒng)林產(chǎn)品的固碳量是個變化很大的因子。一般林產(chǎn)品根據(jù)其使用壽命可分為短期產(chǎn)品和長期產(chǎn)品。像燃料用木、紙漿用木等屬于短期產(chǎn)品,而膠合板、建筑用木則屬于長期產(chǎn)品。林產(chǎn)品使用壽命的長短在很大程度上也決定著森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能。使用壽命長的林產(chǎn)品可以延緩碳素釋放,緩解全球大氣碳濃度的增加,一般來說,耐用林產(chǎn)品的使用壽命可達(dá)100~200a,在這么長時間里,通過再造林完全可以實現(xiàn)碳素的良性循環(huán)。因此,應(yīng)盡量加工耐用、使用壽命長的林產(chǎn)品。

(3)植物枯枝落葉和根系碎屑。這一部分含碳量在整個森林生態(tài)系統(tǒng)中占的比例雖少,但也是一個不容忽略的碳庫,減緩它的沉淀和分解對于森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳量也起到一定的作用。

(4)森林土壤。這是森林生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫。不同的森林其土壤含碳量具有很大的差別,在北部森林中森林土壤占有84%總碳量;溫帶森林土壤中的碳占到其總碳量的62.9%;在熱帶森林中,土壤中的含碳量占整個熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的一半。全球森林土壤的含碳量為660~927Gt,是森林生態(tài)系統(tǒng)地上部的2~3倍。國內(nèi)外很多學(xué)者都認(rèn)識到森林土壤碳庫的重要作用,紛紛對其展開研究。目前,研究土壤碳庫及其碳循環(huán)和全球變化已成為土壤學(xué)的一個新的發(fā)展方向。

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篇3

關(guān)鍵詞:活動前置;生物教學(xué);預(yù)習(xí)反饋;互動解疑問;檢測反饋;歸納鞏固

中圖分類號:G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)43-0075-02

傳統(tǒng)的“課堂學(xué)、課后練”的教學(xué)法在教學(xué)實踐過程中存在著明顯弊端,如教師對學(xué)生的起始狀態(tài)把握難到位、教學(xué)有效性不高、教師的重復(fù)講解使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降、出現(xiàn)厭學(xué)情緒等。針對這些不足,結(jié)合茶館式教學(xué)法、洋思教學(xué)法、東廬教學(xué)法、杜郎口模式等成功的教學(xué)模式的共同特點,我校提出了一種更適合高中教學(xué)的、相對靈活的課堂教學(xué)法——活動前置式教學(xué)法。本人在教學(xué)實踐中應(yīng)用這一教學(xué)方法,教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

活動前置式教學(xué)法的基本流程有四個環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)反饋—互動解疑問—檢測反饋—歸納鞏固。較其他教學(xué)模式而言,活動前置式教學(xué)法首先重點探索的是教師“教什么”,以避免學(xué)生“被聽課”的現(xiàn)狀,讓學(xué)生學(xué)有準(zhǔn)備,思有基礎(chǔ),從而突出體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。教什么?一般教學(xué)目標(biāo)的制定是從課程目標(biāo)、高考說明、教材內(nèi)容、學(xué)段目標(biāo)、學(xué)生學(xué)情出發(fā)。活動前置式教學(xué)法要求教師設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時除了體現(xiàn)課程目標(biāo)、高考說明、教材內(nèi)容、學(xué)段目標(biāo)等這些共性目標(biāo)外,更重要的是突顯學(xué)生學(xué)情這一可變性因素;要求教師面對具體班級的具體學(xué)情,有的放矢,制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。要定位一個班級的學(xué)情就必須進(jìn)行教學(xué)的第一個環(huán)節(jié)“預(yù)習(xí)反饋”。

下面列舉幾個本人在教學(xué)中的“預(yù)習(xí)反饋”的實例:

1.新授課前,教師以問題引領(lǐng)學(xué)生參與預(yù)習(xí)。讓問題成為學(xué)生預(yù)習(xí)中感知和思維的對象,運用問題意識來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,激發(fā)學(xué)生的求知欲。在學(xué)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”前下發(fā)下列問題,要求學(xué)生預(yù)習(xí)書本相關(guān)內(nèi)容并書面作答:

a.“物質(zhì)循環(huán)”概念的要點:

(1)這里的“物質(zhì)”是指 ;

(2)這里的“循環(huán)”是指在 與 之間往返出現(xiàn);

(3)物質(zhì)循環(huán)中的生態(tài)系統(tǒng)指 ,因此,物質(zhì)循環(huán)又叫 。

(4)物質(zhì)循環(huán)具有 特點。

b.“碳循環(huán)”的要點:

(1)寫出碳循環(huán)的概念。

(2)碳在無機(jī)環(huán)境中的主要存在形式?

(3)碳在生物群落中存在的形式?

(4)碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以 的形式循環(huán)的。

(5)碳在生物群落內(nèi)部主要是以 的形式循環(huán)的。

(6)碳從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入到生物群落的途徑:① ② 。

(7)碳在生物群落的各種生物成員之間的傳遞:通過 渠道。

(8)碳從生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑(大氣中CO2的來源):

①生產(chǎn)者、消費者的 (包括: 和 兩種方式)

②分解者的

③化石燃料的 (思考:化石燃料的來源?)

課前教師批閱學(xué)生上交的預(yù)習(xí)問題,并對解答情況作好歸類統(tǒng)計,課堂上側(cè)重講解多數(shù)學(xué)生無法回答的有關(guān)內(nèi)容,并以上述基本問題為前提引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建碳循環(huán)示意圖,以突破本節(jié)內(nèi)容的重難點。

讓問題成為課前預(yù)習(xí)的動力和學(xué)習(xí)的起點,在對這些問題的思考中生成新問題,以便課堂上構(gòu)建新的知識體系,這樣學(xué)生就可以自主地學(xué)習(xí)知識、提高能力。

2.課前作業(yè)反饋,教師發(fā)現(xiàn)“小老師”,課堂“兵教兵”。洋思教學(xué)法、杜郎口模式成功的共同秘訣之一就是“兵教兵”戰(zhàn)術(shù)。學(xué)生與學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)最貼近,“兵教兵”取得的教學(xué)效果是明顯的,往往是“官教兵”遠(yuǎn)不能達(dá)到的。

復(fù)習(xí)遺傳定律的第一天我把解題方法、規(guī)律都總結(jié)了一下。作業(yè)批下來發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生掌握得還可以,于是我有了讓學(xué)生相互教的想法。批改作業(yè)時特別留意一批優(yōu)秀學(xué)生的錯誤題目。我先把幾道題的解題思路寫下來,然后根據(jù)優(yōu)秀學(xué)生的錯題,把題目分配給六位學(xué)生,讓他們先自己弄明白,課堂上再講解給大家聽。我因為有事請了一天假,就把課堂交給了學(xué)生。第二天,班主任一看見我就跟我說昨天幾位學(xué)生講得不錯。我很驚訝,可見效果應(yīng)該不差。到教室詢問了一些學(xué)生,都能把那幾題弄明白了,反映還不錯。這樣一來,優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)勁頭更足了,一般學(xué)生也都爭取下次能輪到自己給全班學(xué)生講解。

在“兵教兵”過程中,學(xué)生之間的感情變得更加密切,學(xué)生更容易突破思維的障礙,學(xué)困生弄懂了疑難知識,優(yōu)秀生也提高了對知識理解的能力?!氨瘫痹谝欢ǔ潭壬线€減輕了教師的負(fù)擔(dān),教師有更多的精力去關(guān)注每一位學(xué)生,從而更好地利用學(xué)生這一教學(xué)資源。但“兵教兵”前,教師必須通過學(xué)生的作業(yè)反饋做好充分的備課工作,如發(fā)現(xiàn)哪些題哪些學(xué)生掌握得深刻,哪些學(xué)生表達(dá)能力可以勝任“小老師”,哪些學(xué)生可以給他鍛煉的機(jī)會等。

3.課前分組預(yù)習(xí),教師組織“比、學(xué)、趕、幫、超”。蘇霍姆里斯基在《給教師的建議》中有分組教學(xué)的案例,效果極為明顯。分組學(xué)習(xí)倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí),能營造寬松、民主、和諧的學(xué)習(xí)氛圍,充分發(fā)揮學(xué)生主體性,通過學(xué)生之間的互助活動,促進(jìn)學(xué)生主動發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識、創(chuàng)新意識和實踐能力。

“細(xì)胞器”這一節(jié)嘗試了小組討論學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。在上課前一天晚上布置了具體的預(yù)習(xí)思考題:

(1)有哪8種細(xì)胞器?

(2)自己選擇3種細(xì)胞器進(jìn)行研究,包括膜的有無、動植物中的存在情況、功能等。

要求學(xué)生整理在筆記本上。而這些問題基本概括了這節(jié)內(nèi)容的主體知識。

上課時每組以圓桌形式坐著,便于討論、交流;每組桌子上放有2個不同的細(xì)胞器模型,要求每組重點討論3種細(xì)胞器:桌上的兩種細(xì)胞器另加一種全班桌上都沒有的細(xì)胞器。討論后先進(jìn)行小組匯總再進(jìn)行全班匯報。黑板上先畫出線粒體、葉綠體、高爾基體,依次讓學(xué)生辨認(rèn),有模型的組競爭匯報描述,描述時按照預(yù)習(xí)提示問題進(jìn)行(名稱、膜的有無、動植物中的存在情況、功能等)。開展各組之間的競爭,學(xué)生課堂參與率很高,預(yù)習(xí)時能看懂的匯報時都能說出。

學(xué)生課前各自預(yù)習(xí),課堂分組匯總,人人都參與學(xué)習(xí)過程,人人都有機(jī)會發(fā)言,再組織小組競賽,人人都有機(jī)會參與競賽,人人爭做學(xué)習(xí)的主人,學(xué)生的主體能動性也就得到了充分的發(fā)揮。

4.假期中,教師指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié),發(fā)現(xiàn)問題。教師的教學(xué)要面向全體學(xué)生,而學(xué)生存在著明顯的個體差異,因此,教師必須把握差異,才能做到兼顧全體學(xué)生的發(fā)展。假期中指導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行歸納總結(jié),可以真切地反映出學(xué)生對知識掌握的不同層次,這樣在平時的個別輔導(dǎo)中教師就有了抓手,才能使每一位學(xué)生都不掉隊,學(xué)生就不容易滋生厭學(xué)情緒。

“遺傳規(guī)律”是最能體現(xiàn)學(xué)生個體差異的內(nèi)容之一,以前的教學(xué)中常會出現(xiàn)理解的學(xué)生早就會了,越聽越有勁,不理解的學(xué)生越聽越?jīng)]勁,甚至一竅不通,這樣,教師重點講給不會做題的學(xué)生聽的本意就不能實現(xiàn),課堂達(dá)成率很低。新學(xué)過基因分離定律后的某個假期中我布置了這樣的作業(yè):

已知小麥的無芒和有芒是一對相對性狀,由A和a基因控制,其中無芒是顯性性狀。

(1)寫出與這對等位基因有關(guān)的基因型、對應(yīng)的表現(xiàn)型、個體產(chǎn)生的配子的基因型。

(2)寫出與這對等位基因有關(guān)的6種親本的雜交組合(基因型組合),并寫出雜交后代的基因型及比例、表現(xiàn)型及比例。

篇4

關(guān)鍵詞:科學(xué)教育;高中生物;實施方法

高中生物教學(xué)和科學(xué)教育有著十分密切的關(guān)系,將科學(xué)教育理念運用于高中生物教學(xué)過程中,可以收獲理想的教學(xué)效果。當(dāng)前社會不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)也得到了前所未有的進(jìn)步,因此多數(shù)地區(qū)都開始將科學(xué)教育作為教學(xué)改革的主要方法。對此,研究科學(xué)教育在高中生物教學(xué)中的具體實施,有著重要現(xiàn)實意義。

一、科學(xué)教育的概念分析

所謂科學(xué)教育,就是指教師在教學(xué)過程中,需要結(jié)合班內(nèi)學(xué)生的實際情況,為其制定出針對性的教學(xué)目標(biāo),采用分層教學(xué)并測試其教學(xué)效果?,F(xiàn)階段,科學(xué)教育的理念已經(jīng)得到了廣泛傳播與運用,將其使用于課堂實踐教學(xué)中,能夠打造出積極的學(xué)習(xí)氛圍,使學(xué)生自覺主動地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在科學(xué)教育的指導(dǎo)下,成績較為落后的學(xué)生可以逐步掌握教材知識,并一步步培養(yǎng)起學(xué)習(xí)的信心與興趣,朝著更高一層的方向發(fā)展。而成績較為優(yōu)秀的學(xué)生也可以再度提升自己,深化對知識的理解。所以,科學(xué)教育并非只是單純根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行層次劃分,而其最主要的目標(biāo)就是盡可能消除學(xué)生和學(xué)生之間存在的學(xué)習(xí)差異,最終實現(xiàn)全體學(xué)生共同進(jìn)步。

二、科學(xué)教育在高中生物教學(xué)中的實施方法

(一)利用科學(xué)教育開展探究活動

科學(xué)教育旨在對學(xué)生的探究能力進(jìn)行培養(yǎng),而要實現(xiàn)這一目標(biāo),就要大力開展科學(xué)探究活動。比如,學(xué)習(xí)“土壤微生物的分解作用”相關(guān)知識時,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實驗,將科學(xué)教育理念作為基礎(chǔ),結(jié)合自己的親身體驗舉出一些土壤生物分解作用的例子。之后讓學(xué)生自由提問,說出自己最想要探究的問題,如“同一區(qū)域中,排除人為干擾的情況下,樹木在不同季節(jié)落葉的厚度有什么差異?”“土壤對落葉進(jìn)行分解,是由于土壤化學(xué)因素、物理因素還是微生物因素導(dǎo)致?”在這些問題的基礎(chǔ)上,鼓勵學(xué)生大膽進(jìn)行假設(shè),之后再將學(xué)生分為幾個小組,讓其以相互討論的方式證明并完善自己的假設(shè)。此后,還可以讓學(xué)生自主制定學(xué)習(xí)計劃,找出對應(yīng)的實驗變量和場所,自由設(shè)計出實驗相關(guān)方案及流程。學(xué)生按照小組合作模式實施計劃,并經(jīng)由比較、分析和具體實驗,得出相關(guān)數(shù)據(jù)與結(jié)論。在此過程中,科學(xué)教育理念得到了深入的滲透與貫徹,且學(xué)生也能正確掌握生物知識的運用方法。由此便培養(yǎng)了學(xué)生自主探究的意識和習(xí)慣,使學(xué)生擁有更加廣闊的思維空間,獲得了解決問題的能力。

(二)利用科學(xué)教育提高學(xué)生的知識技能

在高中生物教學(xué)中運用科學(xué)教育,可以逐步深化學(xué)生對生物原理、規(guī)律及各種概念的理解,進(jìn)而讓學(xué)生可以更為熟練地把握生物學(xué)科基礎(chǔ)知識技能。教師要采用這一方法使學(xué)生的實踐運用水平獲得進(jìn)一步提高,并培養(yǎng)學(xué)生對于生物知識的綜合應(yīng)用能力。當(dāng)學(xué)生的知識技能得到強(qiáng)化之后,就能夠利用生物相關(guān)的知識解決實際問題。比如,學(xué)習(xí)“溫室效應(yīng)”和“碳循環(huán)”的有關(guān)知識點時,教師可以將其作為科學(xué)教育的材料,給學(xué)生安排對應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。先讓學(xué)生在書中或是網(wǎng)上查找相關(guān)資料,了解“溫室效應(yīng)”和“碳循環(huán)”的基本原理。之后再帶領(lǐng)學(xué)生到工廠展開實地考察,讓學(xué)生仔細(xì)觀察廢氣排放的過程,并親自加入到研究汽車尾氣的實驗當(dāng)中。要讓學(xué)生把這些實踐活動同教材知識結(jié)合起來,使其能夠深刻理解碳循環(huán)的原理及過程。最后,教師回到課堂上,讓學(xué)生針對溫室效應(yīng)提出自己的看法和意見。教師可按學(xué)生的學(xué)習(xí)情況對學(xué)生進(jìn)行分組,讓其以小組為單位探討相關(guān)建議,并把多個小組的討論成果綜合起來。這樣便能強(qiáng)化學(xué)生對知識的掌握,還能提高學(xué)生的知識運用技能。

(三)利用科學(xué)教育培養(yǎng)學(xué)生的情感價值觀

科學(xué)教育理念尤為重視對學(xué)生的情感價值觀培養(yǎng),這不僅包括了人文精神的培養(yǎng),更加重要的是提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),讓學(xué)生把知識與實踐結(jié)合起來。因此,高中生物教師在教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)首先注重提升自己的科學(xué)素養(yǎng)與綜合能力,要跟上時展的腳步,積極學(xué)習(xí)新的教育方法和觀念。以此給予學(xué)生更好的指導(dǎo),讓學(xué)生在知識、情感、價值觀等多方面得到培養(yǎng)和升華。比如,教師可以將“導(dǎo)致氣候變暖的因素”作為主題,在班上組織一場討論會,讓學(xué)生相互交流,說說自己的看法,以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在此過程中,會逐步了解有哪些原因?qū)е铝藲夂蜃兣?,同時還能理解環(huán)境保護(hù)的重要性,由此培養(yǎng)了情感價值觀。之后,教師還可向?qū)W生講解可持續(xù)發(fā)展的理念,讓學(xué)生知道人類片面追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的行為會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。比如廢氣排放量加大、能源短缺、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)遭受破壞等。如此便能在教學(xué)過程中全面滲透科學(xué)教育理念,使學(xué)生在掌握知識的同時培養(yǎng)出良好的情感價值觀。

三、結(jié)束語

在高中生物教學(xué)中運用科學(xué)教育理念,能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維能力與探究能力,加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解。高中生物教師要利用科學(xué)教育開展探究活動,提高學(xué)生的知識技能,并培養(yǎng)學(xué)生的情感價值觀,以此促進(jìn)學(xué)生全方位發(fā)展。

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篇5

關(guān)鍵詞:土壤呼吸;濕地群落;日變化;溫濕度;青海湖

中圖分類號:X825文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:16749944(2013)08007304

1引言

土壤呼吸是陸地碳循環(huán)的一個重要過程,土壤呼吸作用嚴(yán)格意義上講是指未受擾動的土壤中產(chǎn)生CO2的所有代謝作用[1],包括3個生物學(xué)過程( 植物根呼吸、土壤微生物呼吸及土壤動物呼吸) 和1個非生物學(xué)過程( 含碳物質(zhì)的化學(xué)氧化作用)。土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳素循環(huán)的主要環(huán)節(jié),而且已經(jīng)成為陸地生態(tài)系統(tǒng)向大氣中釋放CO2最大的源,也是人類活動影響大氣CO2濃度升高的關(guān)鍵生態(tài)學(xué)過程,很早就受到研究者的關(guān)注[2]。高寒地區(qū)草地?fù)碛胸S富的碳儲量,占全國草地生態(tài)系統(tǒng)的40.1%,其中95%的碳儲存在土壤中,約占全國土壤碳儲量的55.6%[3,4]。在全球變暖的大背景下,土壤呼吸與溫室效應(yīng)之間正反饋關(guān)系勢必影響到未來高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)及整個陸地生態(tài)系統(tǒng)功能與全球氣候變化的趨勢,小泊湖濕地作為青海湖地區(qū)高寒濕地之一,其研究對高寒沼澤濕地土壤碳排放有很重要的意義[5]。

2研究區(qū)域概況

3.1樣地設(shè)置

樣地設(shè)在小泊湖濕地內(nèi),距小泊湖濕地保護(hù)站100m,自南向北分別選取6種群落,每個群落隨機(jī)選取2m×2m的樣方兩個,分別是芨芨草群落、芨芨草+馬蓮花群落、馬蓮花群落、華扁穗群落、苔草(臺地)群落、苔草(洼地)群落。其中前三種群落位于高寒草甸,后三種群落位于高寒沼澤濕地,相鄰兩個群落間距約為30m左右,呈帶狀分布。在2m×2m的樣方內(nèi)各放入一個直徑為20cm、高度為14cm的PVC管,將PVC管嵌入土壤中,內(nèi)圈高出土壤表層2cm,經(jīng)24h的平衡后,土壤呼吸速率恢復(fù)到基座放置前的水平,從而避免由于安置氣室對土壤擾動造成的短期內(nèi)土壤呼吸速率的波動。測定前一天將圈內(nèi)群落露出土壤表層的部分剪去[6]。

3.2土壤呼吸速率日變化特征的測定

利用土壤碳通量自動測量系統(tǒng)LI-8100A測定土壤呼吸速率。從早晨6:00至夜間24:00每隔2h測定一組土壤呼吸值,深夜0:00至早晨6:00每隔3h測定一組土壤呼吸值。測量選取兩個時間點,一是在群落生長季最高峰2012年8月上旬的一天,在天氣晴朗的條件下進(jìn)行日進(jìn)程測量。二是在9月上旬的一次降水前后測定土壤呼吸速率日變化[7]。

3.3土壤溫濕度數(shù)據(jù)來源

土壤表層5cm地溫和濕度由LI-8100A自帶測量系統(tǒng)測定。

3.4氣象數(shù)據(jù)來源

大氣溫度與大氣相對濕度由自動氣象站測定,自動氣象站長期測量,每半小時記錄一組數(shù)據(jù)。

3.5數(shù)據(jù)處理

4結(jié)果與討論

4.1不同群落土壤呼吸速率日變化特征及溫度因子對

根據(jù)不同群落土壤呼吸值與其土壤表層5cm地溫之間的相關(guān)性分析,顯示土壤溫度每個數(shù)值隨時間的趨勢變化,5個群落土壤呼吸速率的變化趨勢與土壤表層5cm地溫的變化趨勢基本吻合,說明土壤溫度對于土壤呼吸速率的影響較大,土壤呼吸速率隨著溫度的升高而逐漸增加,在中午14點時達(dá)到最高值,此時土壤表層5cm地溫也達(dá)到最大值,之后隨著溫度的降低而減小。高寒地區(qū)的熱量條件是增強(qiáng)土壤生命活動以及提高生化反應(yīng)速率的主要因素[8,9],生長季充足的降水降低了土壤水分對土壤呼吸的限制作用,使得溫度成為影響土壤呼吸的重要環(huán)境因子之一。

4.2一次降水前后土壤呼吸日變化及濕度對土壤呼吸

土壤濕度是影響土壤呼吸的重要因子,表層土壤含水量波動較大,與土壤呼吸間的關(guān)系可能更明顯[10,11],土壤地表溫度對土壤呼吸速率的影響一致時芨芨草、芨芨草+馬蓮花、馬蓮花、華扁穗、苔草(臺地)群落表層土壤含水量的增加會抑制土壤CO2 釋放的速率,苔草(洼地)群落水分條件較高,表層土壤含水量在60%以上,但其土壤呼吸速率隨濕度的增加而小幅增長,由此,濕地各群落表層土壤含水量較高,抑制了土壤的CO2的釋放。

土壤濕度對前5種群落土壤呼吸速率呈極顯著正相關(guān)影響,表明土壤水分對其呼吸有促進(jìn)作用;而對苔草(洼地)土壤呼吸速率呈負(fù)相關(guān)影響,與當(dāng)土壤水分含量較低的情況下,隨著土壤水分含量的增加,土壤呼吸速率也隨著增加,但當(dāng)土壤水分含量增加到一定程度時,土壤呼吸速率則表現(xiàn)出降低的趨勢有相似之處。這可能與草甸有放牧影響,導(dǎo)致該樣地容重大、孔隙度小、透水性和水導(dǎo)率下降,土壤水分不容易快速下滲,形成積水從而減緩了呼吸速率有關(guān)。參考文獻(xiàn):

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篇6

關(guān)鍵詞:森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站;雪鄉(xiāng);環(huán)境觀測研究

中圖分類號:F316.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-5919(2012)01-0029-04

根據(jù)國家林業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃關(guān)于“把生態(tài)產(chǎn)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)”和《國家林業(yè)局陸地生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)中長期發(fā)展規(guī)劃》要求,通過深入學(xué)習(xí)森工總局黨委、總局關(guān)于推進(jìn)產(chǎn)業(yè)科技、建設(shè)創(chuàng)新型森工的精神,對擬建國家級黑龍江雪鄉(xiāng)森林系統(tǒng)定位研究站進(jìn)行初步研究。

1 擬建生態(tài)站的重要性

擬建站位于東北溫帶針葉、闊葉林區(qū),代表的是長白山山地紅松林與張廣才嶺闊葉混交林林區(qū),區(qū)位特殊、優(yōu)勢明顯。根據(jù)天時地利人和的原則和國家建立生態(tài)站的規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn),其站名稱為“黑龍江雪鄉(xiāng)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站”。這個名稱既反映了站址的特點和地域,也有豐富的研究內(nèi)容和特點,在全國能有較高的知名度,有利于生態(tài)站的建設(shè)、發(fā)展和作用的發(fā)揮。該站的建立可以彌補黑龍江省生態(tài)監(jiān)測定位研究在張廣才嶺林區(qū)的不足,其監(jiān)測研究定位在以云冷杉針闊混交林為主要目標(biāo),可填補在降雪、融雪與森林生產(chǎn)力及氣候變化關(guān)系研究上的國內(nèi)空白。該生態(tài)站的建立,可為黑龍江省生態(tài)體系建設(shè)和社會可持續(xù)發(fā)展提供政策依據(jù),為生態(tài)效益補償、森林碳匯功能有價化、金融化、市場化的碳匯經(jīng)濟(jì)和碳匯市場提供科學(xué)依據(jù),為綠色GDP核算提供數(shù)據(jù)支撐,為應(yīng)對氣候變化和國家外交及國家履約談判提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為準(zhǔn)確評價林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)成效,宣傳林業(yè)功能和作用,解決林業(yè)重大科學(xué)問題提供研究平臺。同時,也是雪鄉(xiāng)森林公園環(huán)境監(jiān)測、提高品質(zhì)品位的需要。因此,建設(shè)雪鄉(xiāng)生態(tài)站尤為重要和迫切。

2 生態(tài)站擬建在雪鄉(xiāng)公園的必要性

2.1 森工林區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)建設(shè)的需要

國家“十二五”規(guī)劃綱要中,明確提出了“長白山林區(qū)生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型”,作為長白山余脈張廣才嶺的雪鄉(xiāng)公園聞名中外,具有完備的垂直分布為特征的山地植物生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)前,龍江森工經(jīng)濟(jì)已開始進(jìn)入轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段,其總體特征就是重心轉(zhuǎn)向生態(tài),走的是一條以生態(tài)建設(shè)為主的發(fā)展道路。在雪鄉(xiāng)公園建立生態(tài)站,符合高金芳書記在今年全省森工工作會議上強(qiáng)調(diào)指出“打造國家重要的森林生態(tài)屏障,建成比較完備的森林生態(tài)體系”和“打造知名的森林生態(tài)旅游勝地,重點旅游集合區(qū)及景區(qū)景點建設(shè)取得顯著成果”的要求。同時,正如魏殿生總局長在今年黑龍江省森工工作會議上強(qiáng)調(diào)的那樣:“如果我們不做這樣的認(rèn)識,不去做相應(yīng)的工作,我們將無法適應(yīng),就會面對現(xiàn)實而不知所措,甚至因循守舊阻礙發(fā)展”??梢姡越ㄔO(shè)生態(tài)站為契機(jī),加快發(fā)展以生態(tài)旅游為主體的生態(tài)產(chǎn)業(yè)具有前瞻性眼光和引領(lǐng)性戰(zhàn)略。

2.2 打造雪鄉(xiāng)國際生態(tài)旅游品牌的需要

雪鄉(xiāng)旅游資源豐富,但開發(fā)晚,起步晚。但正因如此,要在開發(fā)過程中吸取其他地區(qū)的經(jīng)驗教訓(xùn),堅持保護(hù)和開發(fā)并舉,旅游和科技融合同步,人與自然和諧共進(jìn),充分保持雪鄉(xiāng)旅游資源的“原生態(tài)”。生態(tài)站的建設(shè)可充分發(fā)揮黑龍江省特別是雪鄉(xiāng)旅游最大的后發(fā)優(yōu)勢和巨大潛力。當(dāng)前,旅游產(chǎn)品的競爭已進(jìn)入到了品牌的競爭,特別是區(qū)域旅游品牌的競爭已經(jīng)從單純的景觀產(chǎn)品和服務(wù)競爭上升到目的地的競爭。因此,打造準(zhǔn)確定位、廣泛傳播、科技支撐、特色突出的雪鄉(xiāng)旅游品牌勢在必行。為此,在雪鄉(xiāng)公園建設(shè)森林生態(tài)觀測站,對發(fā)展雪鄉(xiāng)賞雪、觀雪、知雪、用雪等系列旅游,實施精品戰(zhàn)略,增加科技含量,展現(xiàn)“繽紛四季,科技支撐;生態(tài)雪鄉(xiāng),科普旅游”的整體形象,打造黑龍江第一旅游品牌具有重要現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。

2.3 有利于雪鄉(xiāng)旅游實現(xiàn)“四個轉(zhuǎn)變”的需要

①發(fā)展理念由森工行業(yè)向生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變;②產(chǎn)業(yè)方向由觀光游向科普休閑游轉(zhuǎn)變,培育森林生態(tài)旅游新熱點;③市場結(jié)構(gòu)由單季旺向多季旺轉(zhuǎn)變,使冷資源熱起來,使淡季變旺季,突出“綠、白、科、文”的雪鄉(xiāng)特色;④推動方式由一元向多元轉(zhuǎn)變,改變單純依靠旅游部門推動到各方聯(lián)動,改變單純依靠雪鄉(xiāng)景區(qū)吸引到旅游和科普協(xié)調(diào)同步提升知名度和影響力。

2.4 增強(qiáng)雪鄉(xiāng)公園服務(wù)功能的需要

生態(tài)旅游以吸收自然和文化知識為取向,以認(rèn)識自然、欣賞自然、保護(hù)自然、不破壞其生態(tài)平衡為基礎(chǔ),具有旅游觀光、度假休養(yǎng)、科學(xué)考察、科普教育等多種功能??梢猿蔀樯鷳B(tài)文明教育基地、青少年林業(yè)科技教育基地和林業(yè)科普教育基地。

2.5 貫徹落實總局黨委“四八四三”發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

“四八四三”發(fā)展戰(zhàn)略是森工總局黨委落實省委提出的“經(jīng)濟(jì)區(qū)和十大工程”的具體化,在雪鄉(xiāng)建立森林生態(tài)站是森工總局黨委切實抓好“四大體系建設(shè)和產(chǎn)業(yè)”,實現(xiàn)雪鄉(xiāng)旅游經(jīng)濟(jì)增長方式的重大轉(zhuǎn)變,是全面提升實現(xiàn)雪鄉(xiāng)旅游目的地和精品名牌旅游產(chǎn)品建設(shè)的重大突破,是全面增強(qiáng)森工乃至黑龍江省旅游產(chǎn)業(yè)素質(zhì)和旅游品位品質(zhì)的重大舉措,是推動雪鄉(xiāng)旅游走上科技支撐型、質(zhì)量效益型增長的重要途徑。從而將雪鄉(xiāng)旅游業(yè)發(fā)展成為大海林林業(yè)局乃至森工經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè),生態(tài)旅游強(qiáng)區(qū)和旅游經(jīng)濟(jì)強(qiáng)局。

總之,建立生態(tài)站,不僅是林業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇,也是林業(yè)科技教育發(fā)展的重要機(jī)遇,應(yīng)該珍惜并抓住這難得的歷史性機(jī)遇乘勢而上。

3 建立雪鄉(xiāng)生態(tài)站的基本思路、定位和原則

3.1 生態(tài)站建設(shè)基本思路

以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),以森工“十二五”發(fā)展規(guī)劃為依據(jù),以轉(zhuǎn)變發(fā)展方式為主線,以調(diào)整結(jié)構(gòu)為主攻方向,以實施“四八四三”發(fā)展戰(zhàn)略為重點,為打造森林生態(tài)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)、科技服務(wù)業(yè)提供有力支撐。建設(shè)生態(tài)站離不開先進(jìn)理念引領(lǐng),離不開強(qiáng)有力的科技支撐,離不開重大科技突破,應(yīng)該把建設(shè)生態(tài)站作為發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)的政治責(zé)任和政治選擇的高度對待。

3.2 生態(tài)站觀測研究定位

以云冷杉針闊混交林為研究對象,開展對雪鄉(xiāng)乃至張廣才嶺牡丹江林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的森林、氣候、水文、土壤、植被進(jìn)行長期定位觀測和評價,包括該區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換、水文、碳素循環(huán)、植物群落與生態(tài)因子關(guān)系;特別是降雪、融雪與森林生產(chǎn)力及氣候變化的關(guān)系等有關(guān)內(nèi)容,為區(qū)域生態(tài)安全、生態(tài)產(chǎn)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展決策提供科學(xué)依據(jù)。

3.3 生態(tài)站建設(shè)基本原則

①堅持生態(tài)站建設(shè)和森林資源保護(hù)培育相結(jié)合的原則。緊緊圍繞天保二期工程要求,生態(tài)體系建設(shè)和雪鄉(xiāng)公園建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào),科學(xué)建站和科技興林相促進(jìn),生態(tài)產(chǎn)業(yè)建設(shè)和雪鄉(xiāng)旅游業(yè)建設(shè)相一致,互相促進(jìn),相得益彰。

②堅持高水平策劃、體現(xiàn)雪鄉(xiāng)特色、突出科技主題的原則。增強(qiáng)生態(tài)旅游的藝術(shù)性、科學(xué)性和趣味性,擴(kuò)大公眾的關(guān)注度和參與面,為把雪鄉(xiāng)旅游業(yè)培育成新的支柱產(chǎn)業(yè)提供科技支持和科技服務(wù)。

③堅持“合理布局,規(guī)模適當(dāng),分期建設(shè),適用實效”的原則。以環(huán)境優(yōu)美、生態(tài)良好的核心景區(qū)為依托,分期打造集休閑、養(yǎng)生、觀光、科研、科普等于一體,具有一區(qū)一景、設(shè)施齊全、科研科普文化突出的國內(nèi)生態(tài)站品牌。

④堅持生態(tài)旅游和科普深度融合,聯(lián)動發(fā)展,互利共贏的原則。把雪鄉(xiāng)生態(tài)站這個平臺打造成為既是科學(xué)研究觀測站,也是科研實驗試驗場;既是科學(xué)普及宣傳站,也是培育林業(yè)科技人才大課堂;既是林業(yè)科技展覽館,也是森林資源博物館的科技服務(wù)業(yè),為雪鄉(xiāng)生態(tài)旅游增強(qiáng)吸引力,實現(xiàn)生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益同步增長。

4 生態(tài)站觀測研究的目標(biāo)和任務(wù)

4.1 研究的主要目標(biāo)

黑龍江雪鄉(xiāng)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站位于《國家林業(yè)局陸地生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)中長期發(fā)展規(guī)劃(2008-2020年)》中的東北溫帶針葉林及針闊葉混交林地區(qū)長白山山地紅松與闊葉混交林區(qū)。定位研究站通過長期監(jiān)測張廣才嶺的水文、土壤、氣候和生物要素,開展森林生態(tài)系統(tǒng)水量平衡、植被演替、受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、碳循環(huán)、森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、森林健康經(jīng)營、雪與森林的關(guān)系等研究,揭示張廣才嶺森林生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和氣候環(huán)境之間的關(guān)系。通過對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及維持、調(diào)控、人類活動對森林生態(tài)系統(tǒng)的干擾與調(diào)控研究目,探尋森林健康經(jīng)營的最佳模式,為區(qū)域生態(tài)環(huán)境及其氣候變化方面的研究提供理論依據(jù),同時為黑龍江省生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)。

通過數(shù)據(jù)共享,實現(xiàn)與國家林業(yè)局(CFERN)網(wǎng)絡(luò)連接及國際生態(tài)站接軌。同時,將生態(tài)站建設(shè)威為黑龍江省林業(yè)科研成果的示范基地,將優(yōu)秀的科研成果引進(jìn)到生態(tài)站,通過生態(tài)站的科研強(qiáng)勢,使科研成果得到示范推廣,為教學(xué)實習(xí)、科學(xué)普及與宣傳教育提供良好的平臺,成為黑龍江省乃至全國重要的科研和科普宣教基地。

4.2 研究的主要任務(wù)

依據(jù)中華人民共和國林業(yè)行業(yè)《森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標(biāo)體系》(LY/T1606-2003)為觀測標(biāo)準(zhǔn),以《森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測方法體系》為觀測手段,結(jié)合黑龍江雪鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的特點,以云冷杉林和紅松林為研究對象,開展以下研究:

4.2.1 張廣才嶺森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的研究

通過監(jiān)測本地區(qū)典型林分――云冷杉林和闊葉紅松林的水、土、氣、生,研究東北溫帶針葉林及針闊混交林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的長期變化規(guī)律,研究不同尺度生物多樣性的起源及維持機(jī)制,揭示其演化或演變規(guī)律及其環(huán)境功能的變化。

①森林水文:研究森林生態(tài)系統(tǒng)不同層次水量空間分配格局、水量平衡和森林植被變化對水分的分配和徑流的調(diào)節(jié)功能,重點開展冬季土壤層融雪過程對群落氣候?qū)W特征、植物生長、群落組成的影響。

②森林土壤:森林生態(tài)系統(tǒng)土壤發(fā)育狀況及其理化性質(zhì)的空間異質(zhì)性,融雪對森林土壤理化性質(zhì)的影響,冬季積雪對土壤溫度及土壤凍結(jié)過程的影響以及對微生物群落的影響,積雪對土壤呼吸的影響。

③森林生物:從遺傳、物種、群落、景觀層面展開生物多樣性的調(diào)查以及主要影響因子及調(diào)控因子,探索森林生物多樣性形成機(jī)制;開展云冷杉林復(fù)合群體功能作用研究,分析云冷杉林天然更新不良的主要限制因素;針對積雪獨特的水熱條件及養(yǎng)分條件,開展雪對森林生產(chǎn)力的影響。

4.2.2 東北溫帶針葉林及針闊混交林區(qū)張廣才嶺森林碳循環(huán)研究

云冷杉林及闊葉紅松林均為高碳儲量森林,是長白山面積最大、生產(chǎn)力最高的林型,這兩種林型對整個區(qū)域的碳匯功能起著至關(guān)重要的決定性作用,是我國森林碳儲量的重要貢獻(xiàn)者。生態(tài)站主要開展東北溫帶針葉林及針闊混交林區(qū)張廣才嶺主要林型云冷杉林及紅松林碳循環(huán)的特征。

①采用生物量清查法、生態(tài)系統(tǒng)生理學(xué)法,來量化云冷杉林和紅松林的碳循環(huán),輔以生態(tài)系統(tǒng)氮水循環(huán)等其他過程和森林結(jié)構(gòu)特征(如地上地下物候動態(tài)等)測定,揭示森林碳匯效應(yīng)的時空動態(tài)及其控制機(jī)制。

②針對雪鄉(xiāng)冬季降雪豐沛以及積雪覆蓋期長的特點,重點開展降雨、降雪對森林生態(tài)系統(tǒng)影響程度及影響機(jī)制研究,森林對積雪與融雪過程的響應(yīng)機(jī)制及其對氣候變化影響研究。

4.2.3 干擾對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響研究

①研究暴雪、林火等自然干擾因子及生態(tài)旅游、采伐、山野菜采集等人為干擾對森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響,探索森林生態(tài)系統(tǒng)在全球氣候變化背景下對雪災(zāi)等各種干擾的響應(yīng)機(jī)制,為合理保護(hù)和利用森林資源提供科學(xué)依據(jù)。

篇7

關(guān)鍵詞:復(fù)習(xí);方法;效率

一、用積極的態(tài)度去面對現(xiàn)實,發(fā)揮主觀能動性。

學(xué)習(xí)中的首要任務(wù)就是要抓基礎(chǔ),對生物學(xué)基本概念、基本定律、實驗操作的基本過程等基礎(chǔ)知識要逐一弄清,達(dá)到融會貫通、熟能生巧的地步,從而應(yīng)加強(qiáng)對“雙基”的強(qiáng)化訓(xùn)練。特別是基層薄弱學(xué)校的學(xué)生,基礎(chǔ)差的學(xué)生,不要盲目追求高、新、難知識的復(fù)習(xí)和訓(xùn)練。在復(fù)習(xí)中,講究知識的梳理,注重掃描,加大知識的外延。如復(fù)習(xí)到細(xì)胞分裂時,可結(jié)合高中階段所學(xué)過的分裂方式(二分裂.無絲分裂. 有絲分裂.減數(shù)分裂)比較復(fù)習(xí)。同時也要注重知識的內(nèi)在聯(lián)系,將所學(xué)知識先串成鏈,再織成網(wǎng),使知識結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化,將所學(xué)知識濃縮其中,了解各知識點在知識體系中的具置,清楚各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系。

二、講求教學(xué)方法。

強(qiáng)化訓(xùn)練。從信息論的原理來看。學(xué)習(xí)主要是信息輸入、貯存與輸出三個過程組成。信息輸入包括聽課、閱讀和理解、信息的貯存靠記憶實現(xiàn),信息的輸出是指知識的再現(xiàn)和運用。三個過程關(guān)系密切、缺一不可,但考試主要是通過信息的輸出來實現(xiàn)。因此要提高考試的成績,平時就必須加強(qiáng)對知識輸出的訓(xùn)練。加強(qiáng)訓(xùn)練是一種高強(qiáng)度的知識運用訓(xùn)練,通過訓(xùn)練能大大地提高學(xué)生輸出知識的能力,提高成績。我對學(xué)生的強(qiáng)化訓(xùn)練主要有三種方式:①在平時的練習(xí)中進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,即把平時的訓(xùn)練當(dāng)考試。在規(guī)定的時間內(nèi)、獨立、閉卷完成,途中不能中斷不能查閱書本和答案,直到把所有學(xué)生認(rèn)為會做的題目完成后才能對答案,看書、討論或問老師。這樣有利于保持思維的連續(xù)性,提高反應(yīng)速度和熟練程度,消除對課本和答案的依賴,培養(yǎng)自信心,同時減少因重復(fù)翻閱答案而消費的時間。②在課堂小測時,不寫題目,而是口述題目,學(xué)生必須聽清題目、記住有關(guān)問題和供選答案,口述一題馬上答一題,目的是強(qiáng)化學(xué)生的記憶力和反應(yīng)速度。③在考試時加大題目量、難度和能力要求,縮短考試時間,以提高學(xué)生的應(yīng)試能力和應(yīng)試心理承受力。

三、講究方法、提高效率

1、比較復(fù)習(xí)法

在復(fù)習(xí)中,使學(xué)生能運用比較法進(jìn)行知識的橫向和縱向比較。如病毒與原核細(xì)胞的比較,原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較,高等植物細(xì)胞和動物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的比較;三大營養(yǎng)物質(zhì)的來源和去路的比較,三大營養(yǎng)物質(zhì)均可來自食物,除蛋白質(zhì)外,均可貯存,均可由其他物質(zhì)部分轉(zhuǎn)化;碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)的比較,比較它們進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的途徑、形式及回到無機(jī)自然界的途徑、形式;還有光合作用和呼吸作用的比較,三大遺傳規(guī)律的比較,各種育種方法的比較等等。

2、串連復(fù)習(xí)法

復(fù)習(xí)時可把分散在各個章節(jié)中的知識串聯(lián)起來,使學(xué)生對知識有全面的理解。如有關(guān)基因的知識主要分布在必修2第1、2、3、4、5、6章具體介紹了基因的發(fā)現(xiàn),基因和染色體的關(guān)系,基因的本質(zhì),基因的表達(dá),基因的突變等。復(fù)習(xí)時,可以把這些知識串起來復(fù)習(xí),使知識更系統(tǒng)化,這樣可提高學(xué)生解綜合題的能力。

除此之外,還有聯(lián)想遷移法等方法。

四、關(guān)注熱點、聯(lián)系實際

近幾年理綜高考的重要特點之一便是科技應(yīng)用類試題比例不斷增大,在未來的高考中這一點會繼續(xù)體現(xiàn)。多關(guān)注生活、關(guān)注社會,利用所學(xué)知識去解決遇到的、了解到的各類問題。高考生物試題是以現(xiàn)實生活中的有關(guān)理論和實際問題進(jìn)行立意命題的,力求比較真實和全面的模擬現(xiàn)實。復(fù)習(xí)時,要從各種媒體中獲取生命科學(xué)發(fā)展中的重大熱點問題,如:

1、生態(tài)和環(huán)境熱點(人口資源、環(huán)境污染、溫室效應(yīng)、環(huán)境保護(hù))。2、生命科學(xué)前沿?zé)狳c(基因工程、克隆、干細(xì)胞技術(shù)、人類基因組計劃)。3、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),人類健康熱點(轉(zhuǎn)基因食品、酶工程、癌癥、艾滋?。?、國內(nèi)大事、世界風(fēng)云(生物資源可持續(xù)開發(fā)、食品安全、生態(tài)環(huán)境、貧鈾彈、反恐斗爭)。培養(yǎng)學(xué)生提取有效信息、編碼信息、遷移信息的能力。

五、重視實驗教學(xué)

1.將實驗內(nèi)容融于構(gòu)建的知識體系中

復(fù)習(xí)實驗要以知識體系為基礎(chǔ),并與知識體系有機(jī)地融合在一起,為分析、解決新的實驗問題和設(shè)計新的實驗、以及形成實驗?zāi)芰Γ於酥R基礎(chǔ)。例如:復(fù)習(xí)“觀察細(xì)胞的有絲分裂”實驗過程中,可同時引導(dǎo)學(xué)生分析研究以下問題:

①在顯微鏡下觀察細(xì)胞有絲分裂裝片時,發(fā)現(xiàn)哪個時期的細(xì)胞數(shù)目最多?原因是什么?

②為什么分裂間期在細(xì)胞周期中歷時最長?

③秋水仙素能誘導(dǎo)多倍體植物的形成,它主要作用于細(xì)胞周期的什么時期?其原理是什么?當(dāng)利用秋水仙素誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生基因突變時,它作用于細(xì)胞周期的什么時期?

④測定某種細(xì)胞有絲分裂周期持續(xù)時間的長短,通常要考慮溫度因素,這是為什么

2.引導(dǎo)學(xué)生對課本中的實驗進(jìn)行歸納總結(jié)

高考實驗題的解答原理、方法、技能都落實于課本實驗中,對于課本中的每一個實驗,都要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真弄懂實驗?zāi)康?、原理,熟悉實驗器材,掌握實驗方法和步驟,會分析、解釋實驗現(xiàn)象和結(jié)論,能處理實驗中出現(xiàn)的非預(yù)期現(xiàn)象,同時還要熟悉實驗設(shè)計的基本方法和技巧,從而培養(yǎng)自己的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新精神,適應(yīng)高考形勢。

六、加強(qiáng)實驗、拓展遷移

高考實驗題力圖通過筆試的形式考查學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ瑫r力圖通過一些簡單的實驗設(shè)計來鑒別考生獨立解決問題的能力和知識遷移能力。

篇8

關(guān)鍵詞:生物;教學(xué)

中圖分類號:G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)22-081-01

一、未雨綢繆,合理有序

一進(jìn)入高三階段,老師應(yīng)首先認(rèn)真研讀當(dāng)年考試說明,明確考試范圍、能力要求,同時把當(dāng)年全國各地高考試卷對照考試說明逐題分析弄清每一題所考查的知識點、能力要求及問題情景、命題形式等;并與往年試卷作對比,弄清高考??嫉闹鞲芍R點、高考變式題背后有沒有改變的根本性東西。在充分研討的基礎(chǔ)上,制定復(fù)習(xí)計劃。主要分為三個階段:選修新課學(xué)習(xí)、章節(jié)復(fù)習(xí)和專題復(fù)習(xí)。一輪復(fù)習(xí)側(cè)重基礎(chǔ)知識的全面鞏固,構(gòu)建單元知識結(jié)構(gòu),重點梳理單元內(nèi)知識脈絡(luò)。二輪復(fù)習(xí)根據(jù)本學(xué)科知識內(nèi)在聯(lián)系,把必修選修三冊教材共十四個單元分七個專題,側(cè)重跨章節(jié)知識聯(lián)系的構(gòu)建,強(qiáng)調(diào)綜合分析、知識遷移能力的形成。三輪復(fù)習(xí)側(cè)重于課堂限時訓(xùn)練和綜合模擬訓(xùn)練。讓師生做到心中有數(shù),有章可循。第一輪復(fù)習(xí)要全面閱讀教材,查漏補缺,夯實基礎(chǔ)。在復(fù)習(xí)中,應(yīng)靜下心來把生物課本梳理一遍,加強(qiáng)和鞏固對知識的理解,并及時解決有疑問的知識點。在此基礎(chǔ)上自己構(gòu)建一些知識網(wǎng)絡(luò),提高課堂學(xué)習(xí)效率,變課本知識為自己的學(xué)間,這樣才能以不變應(yīng)萬變。另外,對基本的實驗原理、實驗操作、實驗設(shè)計應(yīng)有一個比較清楚的思路,這樣遇到具體的實驗題型才能臨陣不亂。第二輪復(fù)習(xí)不是“炒剩飯”,而是要在第一輪復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)、綜合和深化。第二輪復(fù)習(xí)要明確重點、難點。深刻理解每一個知識結(jié)構(gòu)及其知識點中的重點,突破難點,把分散在各章節(jié)的有聯(lián)系的知識點進(jìn)行整理,以體現(xiàn)知識間的本質(zhì)因果關(guān)系和整體性,即進(jìn)行專題復(fù)習(xí)。第三輪復(fù)習(xí)主要是回歸課本,梳理基礎(chǔ)知識??醇m錯本,加強(qiáng)記憶。檢視自己曾經(jīng)出現(xiàn)過的失誤,找到自己知識的漏洞,思維方式的偏差,解題規(guī)范的疏漏,錯誤集中的點作為訓(xùn)練重點,有目的地精選一些材料進(jìn)行訓(xùn)練,不讓同樣的錯誤在高考中重現(xiàn)。

二、夯實基礎(chǔ),強(qiáng)化能力

學(xué)習(xí)中的首要任務(wù)就是要抓基礎(chǔ),對生物學(xué)基本概念、基本定律、實驗操作的基本過程等基礎(chǔ)知識要逐一弄清,達(dá)到融會貫通、熟能生巧的地步,從而應(yīng)加強(qiáng)對“雙基”的強(qiáng)化訓(xùn)練。在復(fù)習(xí)中,要注重知識的內(nèi)在聯(lián)系,將所學(xué)知識先串成鏈,再織成網(wǎng),使知識結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化,將所學(xué)知識濃縮其中,了解各知識點在知識體系中的具置,清楚各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系。講究知識的梳理,注重掃描,加大知識的外延。如復(fù)習(xí)到細(xì)胞分裂,可結(jié)合高中階段所學(xué)過的分裂方式(二分裂、無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂)比較復(fù)習(xí)。又如,關(guān)于DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制,如果只有DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的印象,堿基互補配對等零散的知識,就證明沒有形成知識結(jié)構(gòu)。而能夠知道DNA的結(jié)構(gòu)包括DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點及具體內(nèi)容;DNA的復(fù)制包括概念、復(fù)制時期、條件、過程、特點、意義和差錯結(jié)果,并將這些知識羅列起來,就形成了知識結(jié)構(gòu)。知識網(wǎng)絡(luò)是在知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,找出知識的內(nèi)在聯(lián)系而形成的,正如交錯的食物鏈形成食物網(wǎng)一樣。例如,上述關(guān)于DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的知識結(jié)構(gòu),再把它和基因突變、染色體變異、有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等聯(lián)系起來,就形成了一個知識網(wǎng)絡(luò)。

三、講究方法,聯(lián)系實際

復(fù)習(xí)方法要得當(dāng)。生物高考復(fù)習(xí)中,一般要使用三種常見的復(fù)習(xí)方法。(1)比較復(fù)習(xí)法:在復(fù)習(xí)中,使學(xué)生能運用比較法進(jìn)行知識的橫向和縱向比較。如組成酶與誘導(dǎo)酶的比較,原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較,高等植物細(xì)胞和動物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的比較;三大營養(yǎng)物質(zhì)的來源和去路的比較,三大營養(yǎng)物質(zhì)均可來自食物,除蛋白質(zhì)外,均可貯存,均可由其它物質(zhì)部分轉(zhuǎn)化;碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)的比較,比較它們進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的途徑、形式及回到無機(jī)自然界的途徑、形式;還有光合作用和呼吸作用的比較,三大遺傳規(guī)律的比較,各種育種方法的比較,等等。(2)串連復(fù)習(xí)法:復(fù)習(xí)時可把分散在各個章節(jié)中的知識串聯(lián)起來,使學(xué)生對知識有全面的理解。如有關(guān)蛋白質(zhì)的知識主要分散于第一、第二、第五章中,第一章中介紹了蛋白質(zhì)的組成元素、基本單位、合成場所、結(jié)構(gòu)和功能。第二章講了蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的消化、吸收和代謝等。第五章談到了蛋白質(zhì)的合成受基因控制,包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個生理過程。復(fù)習(xí)時,可以把這些知識串起來復(fù)習(xí),使知識更系統(tǒng)化,這樣可提高學(xué)生解綜合題的能力。(3)聯(lián)想遷移法:如線粒體,可聯(lián)系到呼吸作用、能量轉(zhuǎn)換器、細(xì)胞質(zhì)遺傳、酶的專一性、膜的結(jié)構(gòu)功能、各種基質(zhì)、線粒體數(shù)量多的細(xì)胞、細(xì)胞的衰老等等。又如復(fù)習(xí)膜的流動性,可聯(lián)系到主動運輸、內(nèi)吞、外排、受精作用、細(xì)胞融合、卵裂、遞質(zhì)的釋放等。一般常用的思維有求同思維、求異思維、發(fā)散思維等。只要我們方法得當(dāng),往往就會事半功倍。

篇9

本文葫蘆島龍灣CBD為研究對象首先從CBD對城市系統(tǒng)碳循環(huán)的影響及其空間形態(tài)出發(fā),分析低碳導(dǎo)向下CBD新區(qū)規(guī)劃建設(shè)中的潛力與模式;其次以主客體發(fā)展規(guī)律為研究依托,探討低碳導(dǎo)向下CBD新區(qū)規(guī)劃設(shè)計的本質(zhì)內(nèi)涵;通過科學(xué)的碳排放評估計算出該區(qū)域的碳排放量,最后,提出面向低碳的CBD新區(qū)城市空間形態(tài)設(shè)計的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞:低碳低碳城市空間形態(tài)

中圖分類號:F291.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

1混合用地模式構(gòu)建

1.1城市混合用地的概念解析

“混合用途”(mixed uses)是指某種兼容性土地和空間用途的混合狀態(tài)。混合用途是人類發(fā)展過程中對聚落空間自然選擇的結(jié)果,是傳統(tǒng)城鎮(zhèn)自然發(fā)展的狀態(tài),是原生態(tài)的城市功能布局。現(xiàn)代城市規(guī)劃刻意地對城市土地進(jìn)行分區(qū)和分隔,

割裂城市功能的有機(jī)聯(lián)系,導(dǎo)致城市活力喪失、環(huán)境惡化。一百余年的現(xiàn)代城市建設(shè)實踐,重新喚起人們對傳統(tǒng)聚落空間的再認(rèn)識,發(fā)現(xiàn)城市土地混合用途開發(fā)是解決城市面臨的諸多問題的有效途徑。

1.2城市混合用地的構(gòu)建模式

(1)宏觀層面的混合

宏觀層面的混合是把整個城市或城市分區(qū)作為研究對象,研究城市形態(tài)與結(jié)構(gòu),建立人文環(huán)境的景觀體系,構(gòu)造城市公共活動的空闖系統(tǒng),組織及考慮城市總體輪廓和其他構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)計框架,從而把握城市的整體格局,提煉城市意象與特色。單一的功能分區(qū)不僅增加了交通量在一定程度上造成了更大的二氧化碳的排放。

宏觀層面的混合主要研究的是城市用地功能的混合規(guī)劃,使城市區(qū)域內(nèi)擁有不同功能的用地,這種混合模式是基于城市對多樣性的需求。具體表現(xiàn)為:宏觀的相鄰地塊混合(如圖1)較多的基本功用較為復(fù)雜緊密地結(jié)合在一起,會有效地形成一個城市功用的聚集中心。為這個中心提供服務(wù)的商業(yè)和服務(wù)業(yè),在數(shù)量上和類型上都會更加豐富。城市的多樣性也會因此而更加繁盛。

(2)微觀層面的混合

微觀層面的混合主要是從建筑的角度出發(fā)將建筑與建筑或者是建筑物內(nèi)部產(chǎn)生某種聯(lián)系。將不同功能的建筑通過某種方式將其聯(lián)系起來,成為一個具有混合功能的綜合體。最典型的代表就是都市綜合體。都市綜合體是指在都市中的居住、辦公、商務(wù)、出行、購物、文化娛樂、社交、游憩等各類功能復(fù)合、相互作用、互為價值鏈的高度集約的街區(qū)建筑群體。

它包括各種城市功能,有商務(wù)辦公、居住、酒店業(yè)、商業(yè)、休閑娛樂、縱橫交叉的交通及停車系統(tǒng),有些還具有會展等展覽功能。都市綜合體與建筑綜合體有共性,也有差異。都市綜合體具備完整的街區(qū)特點,是建筑綜合體向城市空間巨型化、城市價值復(fù)合化、城市功能集約化發(fā)展的結(jié)果,同時都市綜合體通過街區(qū)的作用,實現(xiàn)了與外部城市空問的有機(jī)結(jié)合、交通系統(tǒng)的有效聯(lián)系,成為城市功能混合使用中心,延展了城市的空間價值。

2綠色交通體系組織

2.1以軌道交通為核心的交通骨架構(gòu)建

在平衡開發(fā)量的前提下,軌道交通通過良好的可達(dá)性使得站點區(qū)域用地集中布置,典型形式就是前文所述的以站點為中心,步行的合理距離為半徑的區(qū)域,核心區(qū)外可以進(jìn)行生態(tài)綠地的開發(fā),得軌道交通沿線形成“珠鏈?zhǔn)健钡耐恋乩媚J?。交通與城市結(jié)構(gòu)之間是一種循環(huán)的互動關(guān)系, 這種關(guān)系從微觀上看是城市交通與城市土地利用之間的互動, 從宏觀方面來講, 則是城市的交通系統(tǒng)同城市結(jié)構(gòu)之間的互動。交通方式與城市結(jié)構(gòu)之間有著密切的聯(lián)系, 不同交通方式對于大城市地區(qū)布局結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有不同影響。軌道交通可促進(jìn)城市軸向發(fā)展,

可以對土地使用的分布進(jìn)行規(guī)劃,使之集中在軌道交通系統(tǒng)走廊沿線。軌道交通既保持市中心的優(yōu)勢, 為市中心提供了便捷的交通條件, 從而使市中心保持繁榮, 又能加強(qiáng)城市中心與其副中心之間的聯(lián)系, 引導(dǎo)特大城市有機(jī)疏散, 使得“ 分散的離心力” 大于“ 集中的向心力” ,這樣便形成中心區(qū)向副中心疏散的動力。

2.2以慢行交通為基礎(chǔ)的交通系統(tǒng)組織

采用可達(dá)性為主的規(guī)劃,將以往以機(jī)動車位有限選擇的交通模式轉(zhuǎn)化為“步行第一”的架構(gòu)模式,即步行為主的交通模式在政府政策、教育和交通資金投入中,均應(yīng)安排的交通建設(shè)的首位考慮,并且在自行車和電動車的設(shè)施建設(shè)中加大投入。以替代高排放的化工燃料為主的機(jī)動模式。提高人們的選擇步行的積極性,而非一味的提高行車速率及道路路寬度,如果提高步行的可達(dá)性、有良好的街道環(huán)境、完善的公共設(shè)施和法律法規(guī)就一定可以促進(jìn)人們步行的積極性。

對于步行和自行車設(shè)計的建議:

(1)規(guī)劃安全并且與周邊服務(wù)設(shè)施聯(lián)系方便的步行網(wǎng)絡(luò);

(2)在靠近服務(wù)設(shè)施的十字路口和道路交叉點設(shè)施安全的穿越設(shè)施;

(3)設(shè)計安全的自行車網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系所有公共設(shè)施;

(4)自行車道應(yīng)在道路和人行道視線范圍內(nèi);

(5)在所有公共服務(wù)設(shè)施內(nèi)提供安全的自行車存放設(shè)施

(6)可在公交車站附近及小區(qū)出入口附近設(shè)置自行車租賃點。

3生態(tài)景觀系統(tǒng)規(guī)劃

3.1原始景觀的保護(hù)恢復(fù)

從城市整體角度來看,影響碳匯功能有效發(fā)揮的最主要因素是土地利用方式的變化。相關(guān)研究指出,城市土地合理利用導(dǎo)致的減排效果是常規(guī)低碳政策的1/3。可見緊湊化的城市發(fā)展模式,增加可續(xù)性的土地利用模式,并通過人為的干涉措施,對具有重要碳匯功能與價值的生態(tài)景觀進(jìn)行恢復(fù)和保護(hù)以及生態(tài)補償,維持城市的固碳和儲存碳的能力使之保持相對穩(wěn)定的碳吸收狀態(tài),是實現(xiàn)城市碳匯系統(tǒng)和碳清除目標(biāo)的根本保障。具體看來,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計在生態(tài)功能的保護(hù)與恢復(fù)方面,主要還是應(yīng)關(guān)注基本碳匯空間的規(guī)劃與保護(hù)以及主要碳匯類型的補償與恢復(fù)兩個方面。

3.2城市綠地的整合完善

以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計通過劃定基本碳匯空間以及保護(hù)主要碳匯類型,可以保證城市區(qū)域的維持在相對平衡的狀態(tài),再次基礎(chǔ)上還需結(jié)合人工要素和自然要素的特征進(jìn)行系統(tǒng)化的設(shè)計,以擴(kuò)大綠地系統(tǒng)的碳匯能力,總的來說,以低碳為導(dǎo)向的城市設(shè)計在綠地格局的整合與完善的過程中,主要是從人工要素與自然要素“共生”的角度,對碳匯系統(tǒng)的水平與垂直格局進(jìn)行設(shè)計。

而城市綠地的整合形式主要有一下三種:

第一,碳匯網(wǎng)絡(luò)與城市空間整合,第二,碳匯廊道與城市空間的整合,第三,碳匯斑塊與城市空間的整合。

3.3生態(tài)過程的保育優(yōu)化

對于城市碳匯系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)的研究方法只重點關(guān)注其類型、模型、空間分布和配置等空間布局方面的問題,而事實上,若要綠地系統(tǒng)有效的發(fā)揮碳匯功能,還要與其水循環(huán)、能量流動、物質(zhì)循環(huán)等非生物過程以及生態(tài)循環(huán)過程緊密的聯(lián)系。前者只是在城市的空間和維度上限定了碳匯系統(tǒng)的數(shù)量和形式,而后者在時間維度上決定了碳匯系統(tǒng)的質(zhì)量。

生態(tài)過程的保育和優(yōu)化主要有一下兩個方面“

第一:生物過程的保育與優(yōu)化,從生命周期的角度關(guān)注植物的生長,其影響因數(shù)包括:樹齡、生長期。狀態(tài)改變等。

第二:非生物過程的循環(huán)與優(yōu)化,從日照水循環(huán)等角度關(guān)注植物周邊環(huán)境建設(shè)和營造。

4結(jié)語

低碳導(dǎo)向的城市CBD建設(shè)基于應(yīng)對全球氣候變化和建設(shè)低碳城市的需求,在低碳經(jīng)濟(jì)和低碳社會發(fā)展全面啟動的背景下,探討CBD新區(qū)規(guī)劃設(shè)計中的低碳理念是十分有必要的。

參考文獻(xiàn):

[1]顧朝林,等. 氣候變化與低碳城市規(guī)劃[M]. 南京:東南大學(xué)出版社2009.

[2]潘海嘯,湯U,吳錦瑜,等. 中國“低碳城市”的空間規(guī)劃策略[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊,2008,(6) :57 - 64.

篇10

關(guān)鍵詞:林地利用數(shù)量;碳匯效率;數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法;杭州市

中圖分類號 S718.55;F307.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2013)13-22-06

Measure and Empirical on the Carbon Sinks Efficiency of Regional Forestland Use Quantity

Long Fei et al.

(Economic and Management School,Zhejiang A&F University,Hangzhou 311300,China)

Abstract:Take Hangzhou as the example,select C2R-I model based on date envelopment analysis(DEA),which adopt the forestland used in different types as the number of inputs and the total forest carbon sinks as a final output,combined with comprehensivehistorical historal statistics and field calibration,this paper analyzes the carbon sinks efficiency of the regional forestland use quantity.The results are as follows: firstly,the results show that the measure and evaluation of the efficiency of carbon sinks of forestland use quantity is feasible; sencondly,the results show the carbon sink efficiency of the regional forestland use quantity changes with its level of economic development,which indicates that the sustainable development of economic is the source of the carbon sequestration efficiency of the regional forestland use quantity;thirdly,the findings of this paper not only gives a theoretical contribution to the carbon sequestration efficiency of the regional forestland use quantity,but also provides a scientific basis for the development mode selection of regional low-carbon economy from the perspective of the carbon cycle regulation.

Key words:Forestland use Quantity;Carbon sinks efficiency;Date envelopment analysis(DEA);Hangzhou city

1 引言

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地碳循環(huán)的重要組成部分,通過不同的林地利用方式,森林既可以成為固碳的碳吸收匯(如造林和再造林等),也可能成為釋碳的碳排放源(如林地征占、毀林和森林退化等),因此,《京都議定書》(1997)清潔發(fā)展機(jī)制同意將造林和再造林作為第一承諾期合格的CDM項目,而哥本哈根協(xié)議文件(2009)則提出“減少濫伐森林和森林退化引起的碳排放是至關(guān)重要的”,有必要通過立即建立包括REDD+在內(nèi)的機(jī)制,為這類舉措提供正面激勵[1]。因此,在已有的研究文獻(xiàn)中,關(guān)于林地的有效利用與森林的可持續(xù)管理問題一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點,如Sampson等研究表明如果改變?nèi)?%~30%的森林管理體制可以使碳吸收上升到1.270PgC/a;Fang等根據(jù)國家近半個世紀(jì)的林業(yè)資源清查資料對我國50a來的森林碳匯功能與潛力進(jìn)行了分析[2],結(jié)論顯示,我國自1949-1980年期間,由于林地利用變化而造成的碳源量為0.68PgC,每年的碳釋放量為0.022PgC;Gifford與Guo則對全球不同地區(qū)林地利用與森林覆蓋變化而引發(fā)的土壤固碳量變化進(jìn)行了總結(jié),揭示出當(dāng)自然度高的天然林轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀欢鹊偷娜斯ち謺r,平均土壤碳密度將下降15%左右,如果林地轉(zhuǎn)化為農(nóng)用地則平均將下降40%;Murty D的研究則認(rèn)為[3],當(dāng)毀林發(fā)生而使林地轉(zhuǎn)為農(nóng)地,因為有機(jī)碳SOC的輸入極大下降而且不斷進(jìn)行耕作,有機(jī)碳SOC的流失最高將達(dá)到75%;Soares-Filo等則應(yīng)用動態(tài)模型并將人口和經(jīng)濟(jì)等因素納入到模型中進(jìn)行分析,預(yù)測在基準(zhǔn)線情景下毀林肆虐將使亞馬遜流域近40%的森林面積在2050年消失,所造成的碳源量將達(dá)到11.7GtCO2e,而且毀林所引發(fā)的土地利用結(jié)構(gòu)變化還將使森林土壤中的大量有機(jī)碳(SOC)出現(xiàn)流失[4];周廣勝研究發(fā)現(xiàn),毀林引起的CO2釋放約1~2GtC/a;吳建國等通過對寧夏半干旱區(qū)的實地觀察表明,山楊(Populus davidiana)與遼東櫟(Prcliaotungensis)等類型的天然次生林如果因毀林而變成農(nóng)地或草地后,有機(jī)碳密度將相繼降低35%與14%,并且有機(jī)碳的穩(wěn)定性也會下降[5]。

綜合這些研究文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),關(guān)于林地利用的碳源碳匯變化情況,現(xiàn)有的研究主要集中在總量的分析方面,而在林地利用變化的碳匯相對效率測度方面目前的研究文獻(xiàn)則很少。碳匯效率可以衡量林地利用結(jié)構(gòu)所實現(xiàn)的碳匯相對變化程度,一定程度上彌補了碳源碳匯總量等指標(biāo)過度重視碳增匯作為森林生態(tài)效能而忽視其實施過程中作為成本在實現(xiàn)林地有效利用中所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性不足。在林地利用實踐中,單位林地面積的固碳量、單位森林植被固碳量、單位面積蓄積量等指標(biāo)設(shè)計已經(jīng)意識到固碳效率(碳匯效率)的存在,在重視提升森林固碳總量的同時又強(qiáng)調(diào)林地利用結(jié)構(gòu)合理化的客觀存在。筆者則試圖基于區(qū)域的視角,對林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率進(jìn)行測度,并以杭州市域為案例展開實證分析,相關(guān)的研究成果不僅對區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率研究具有理論貢獻(xiàn),而且可以從碳循環(huán)調(diào)控的角度為區(qū)域低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式選擇與發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。

2 相關(guān)概念與研究方法

“碳源匯效應(yīng)”概念源于環(huán)境生態(tài)學(xué)[6],指某一類型的植被每單位凈初級生產(chǎn)力NPP(Net Primary Productivity)所產(chǎn)生的碳匯量定義為該植被的碳匯效率(carbon sink efficiency,CSE),記為CSE=碳匯量/NPP,后來環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)借用“碳源匯效應(yīng)”這個概念來指某一類型的單位林地利用面積所產(chǎn)生的固定二氧化碳總量[7],即CSE=固定二氧化碳總量/某一類型的單位林地利用面積。本研究中是指運用DEA計算得到的林地利用數(shù)量變化的碳源匯效應(yīng)。

DEA是以“相對效率”概念為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種多指標(biāo)投入和多指標(biāo)產(chǎn)出的決策單元(DMU)相對有效性評價方法?;驹硎菑臎Q策單元中選擇相對效率最高的確定為有效的,其他決策單元與這些有效的決策單元之間的差距決定其相對效率高低。DEA方法的優(yōu)點在于:(1)DEA是由決策單元(DMU)的輸入輸出權(quán)重作為變量,模型采用最優(yōu)化方法來內(nèi)定權(quán)重,從而避免了確定各指標(biāo)的權(quán)重所帶來的主觀性;(2)假定每個輸入都關(guān)聯(lián)到一個或多個輸出,而且輸出輸入之間確實存在某種關(guān)系,使用DEA方法不必確定這種關(guān)系的顯示表達(dá)式;(3)采用DEA分析時不必計算綜合投入量和綜合產(chǎn)出量,因而避免了各指標(biāo)量綱等的不一致性而尋求可度量因素時所帶來的困難[8-10]。運用DEA進(jìn)行區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率測度思路如下:

設(shè)有n個時間序列或截面林地利用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),它們具有相同的m種投入要素(各種類型的林地利用結(jié)構(gòu))和s種產(chǎn)出要素(固定二氧化碳總量)。DMUj表示第j個決策單元,其投入xi與產(chǎn)出yk可表示為:

[xi=(x1j,x2j,…,xmj)Tyk=(y1j,y2j,…,ysj)T] (1)

式中:xi―DMUj的i類林地利用結(jié)構(gòu)投入矩陣;i―DMUj的林地利用類型數(shù),i=(1,2…m);j―決策單元的個數(shù),j=(1,2…n);yk―DMUj的固定二氧化碳總量產(chǎn)出矩陣;k―DMUj的產(chǎn)出要素種類數(shù),k=(1,2,…s),s=1。設(shè)ω和ψ分別是加在m種輸入和s種輸出上的權(quán)重,可表示為:

[ω=(ω1,ω2,…,ωm)Tψ=(ψ1,ψ2,…,ψs)T] (2)

式中:ω―m種林地利用結(jié)構(gòu)輸入的權(quán)重向量,ω≥0;ψ―s種輸出的權(quán)重向量,ψ≥0。用投入產(chǎn)出向量(xi,yk)表示DMUj的活動,則DMUj的總輸入TIj和總輸出TOj分別為:

[TIj=ω1x1j,ω2x2j,…,ωmxmj=xTiωTOj=ψ1y1j,ψ2y2j,…,ψ1y1j=yTkψ] (3)

式中:TIj―DMUj的總輸入矩陣,TOj―DMUj的總輸出矩陣。DEA用總輸入與總輸出之比的大小來衡量林地利用結(jié)構(gòu)的相對碳匯效率。令:

[CASEj=TOjTIj=yTkψxTiω] (4)

式中:CASEj―DMUj土地利用結(jié)構(gòu)的相對碳匯效率指數(shù)矩陣。式(4)中,權(quán)向量ω和ψ都是待定的。對每一個DMUj,求使CASEj達(dá)到最大值的權(quán)向量,就得到C2R-I模型([P-])。對每一個DMUj,解下式極大化問題:

[maxyTkψxTiω=CASEjs.t.yTkψxTiω≤1] ([P-]) (5)

[若令φ=TIxTiω,則(5)轉(zhuǎn)化為:maxyTkφψ=CASEjs.t.yTkφψ≤1] (6)

線性規(guī)劃(6)的解稱為DMUj的最佳權(quán)向量,它們是使DMUj的效率值CASEj達(dá)到最大值的權(quán)向量。為了便于檢驗DEA的有效性,一般考慮式(6)的對偶模型的等式形式:

[θ?j=minθθj,λjs.t.j=1nλjxij+s-i=θxi,j=1nλjykij-s+k=ykλj≥0,s-i≥0,s+k≥0] (7)

式中:θ*j―DMUj碳匯效率指數(shù),無量綱;λj―特征值;s-i―未投入利用的第i類林地結(jié)構(gòu)變量數(shù)值;s+k―固碳總量產(chǎn)出不足的變量數(shù)值。設(shè)公式(7)的一組最優(yōu)解為(θ*j,λ*,s-,s+),林地利用結(jié)構(gòu)碳匯效率的DEA評價標(biāo)準(zhǔn)為:若θ*j=1,則稱DMUj為弱DEA有效,此類情況可能存在某類林地未全部投入利用或固碳總量未達(dá)到最大情景;當(dāng)θ*j=1,且s-=s+=0,即各類林地資源全部投入使用,固碳總量達(dá)到最大,則稱DMUj為DEA有效;若θ*j

3 實證研究

3.1 研究區(qū)概況 杭州市位于東經(jīng)118°21′~120°30′、北緯29°11′~30°33′,處于亞熱帶常綠闊葉林植被帶,森林資源豐富,在“十一五”期間,杭州市以建設(shè)國家森林城市和全國生態(tài)文明城市為契機(jī),在營造優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境方面進(jìn)行了積極探索,至“十一五”末,全市林地面積達(dá)到116.91萬hm2,森林面積108.45萬hm2?;盍⒛究傂罘e量4 349.72萬m3,森林蓄積量4 224.02萬m3。森林覆蓋率64.44%,固定CO2總量1 087 500t,在全國15個副省級城市中名列首位。杭州市目前已經(jīng)擁有我國首個碳匯林業(yè)實驗區(qū)(臨安),經(jīng)國家批準(zhǔn)的CDM項目溫室氣體減排額居全國其他城市前列,這些政策和項目的實施必將帶來杭州市域林地數(shù)量的新一輪大調(diào)整,如何對此調(diào)整過程所引發(fā)的杭州市域森林碳源碳匯變化效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)有效的測度,以實現(xiàn)杭州市域碳匯林業(yè)發(fā)展的“可計量、可監(jiān)測、可核查”三可目標(biāo),開展相關(guān)的基礎(chǔ)研究已迫在眉睫。

3.2 樣本與指標(biāo)選擇 為了分析杭州市域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率變化,并進(jìn)行橫向和縱向的比較,以杭州市全市8個縣市區(qū)2008-2010年林地利用結(jié)構(gòu)為評價單元(DMU),評價單元(DMU)共計為8×3=24,即24個評價單元(DMU)。林地利用結(jié)構(gòu)輸入指標(biāo)主要根據(jù)IPCC指南框架和IPCC-GPG-LULUCF對林地利用類型的定義[11],把杭州市域的林地利用結(jié)構(gòu)分為造林與再造林、森林管理和森林采伐等3個主要指標(biāo);為與作為投入變量的林地利用結(jié)構(gòu)指標(biāo)相銜接,森林固碳總量輸出指標(biāo)采用造林再造林、森林管理和森林采伐3類林地利用類型的二氧化碳固定碳總和表示,因此,在DEA分析過程中,產(chǎn)出項個數(shù)將只有1項,即3種類型林地利用所導(dǎo)致的“森林固碳總量”,這樣“投入項個數(shù)+產(chǎn)出項個數(shù)=4”,而4

表1 林地利用結(jié)構(gòu)碳匯效率測度投入與產(chǎn)出指標(biāo)

[指標(biāo)類型\&指標(biāo)名稱\&指標(biāo)說明\&投入指標(biāo)\&造林與再造林\&造林與再造林指新增或恢復(fù)森林覆蓋與林地利用的活動。本文指造林與再造林的面積(單位:hm2)\&森林管理\&森林管理指為實現(xiàn)森林相關(guān)的生態(tài)(包括生物多樣性)、經(jīng)濟(jì)和社會功能而采取的作業(yè)過程。本文指實施森林管理的面積(單位:hm2)\&森林采伐\&森林采伐指以提高林分郁閉度的各種形式的間伐或主伐數(shù)量。本文指森林采伐的材積量(單位:10km3)\&產(chǎn)出指標(biāo)\&造林和再造林固碳量\&造林林種的碳吸收量加上造林再造林土壤碳儲量總和\&森林管理固碳量\&森林管理活動碳吸收匯扣除森林管理碳排放的凈增量\&森林采伐固碳量\&林分郁閉度提高的新增固碳量\&]

注:以上投入產(chǎn)出指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度驗證參文獻(xiàn)[18],各指標(biāo)的數(shù)據(jù)來源與計算方法見本文3.3部分論述。

3.3 數(shù)據(jù)來源與計算方法

3.3.1 林地利用數(shù)量變化數(shù)據(jù) 如上所述,林地利用數(shù)量輸入指標(biāo)主要根據(jù)IPCC指南框架和IPCC-GPG-LULUCF對林地利用類型的定義,把杭州市域的林地利用結(jié)構(gòu)分為造林與再造林、森林管理和森林采伐等3個主要指標(biāo),然后對不同類型林地利用的面積和蓄積量數(shù)據(jù)、森林管理的活動和水平數(shù)據(jù)等進(jìn)行分類統(tǒng)計和核算,主要數(shù)據(jù)來源于《杭州市統(tǒng)計年鑒》以及杭州市相關(guān)森林資源清查與統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)和有關(guān)研究報告,同時參考《全國森林資源統(tǒng)計》、《中國森林資源清查》、《中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒》、《浙江省統(tǒng)計年鑒》進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改與修正計算;對森林蓄積量、森林年生長量、森林年消耗量(如森林采伐量、森林枯損量)等參數(shù)的計量參照《全國森林資源統(tǒng)計》和《中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合杭州市域不同地區(qū)的實地抽樣校驗進(jìn)行修正;最終計算出杭州市域2008-2010年連續(xù)3a的林地利用結(jié)構(gòu)指標(biāo)如表2所示。

3.3.2 森林固碳總量數(shù)據(jù) 為與作為投入變量的林地利用數(shù)量指標(biāo)相銜接,森林固碳總量輸出指標(biāo)采用造林與再造林、森林管理和森林采伐3類林地利用類型的二氧化碳固定碳總和表示(見表2),基本數(shù)據(jù)來源于2008、2009與2010年的《杭州市森林資源與生態(tài)狀況公告》,所采用的固碳總量計算方法如下:

[ΔTCStock=it(ΔCStocki,t+ΔFMCStocki,t+DOStocki,t)] (8)

式中,TCStock表示森林固碳總量,CStockit表示造林和再造林固碳量,F(xiàn)MCStockit為森林管理固碳量;DOStockit為森林采伐固碳量,i為不同地區(qū),t為目標(biāo)年。各固碳量指標(biāo)具體計算方法如下[18]:

(1)造林和再造林固碳量(CStockit)計算。根據(jù)現(xiàn)有可以獲得的數(shù)據(jù),造林和再造林地的分類數(shù)據(jù)缺乏,因此很難將造林和再造林區(qū)分開,同時由于對造林和再造林碳吸收的估算方法相似,因此,《公告》中不區(qū)分造林和再造林,而將其合二為一,統(tǒng)稱造林。計算包括兩方面:一方面是不同造林林種的碳吸收量計算。由于不同林種(用材林、防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林、薪炭林、竹林)的碳吸收量也有很大的不同,根據(jù)IPCC指南,《公告》中采用生物量轉(zhuǎn)換因子法(biomass expansion factor,BEF)計量造林再造林碳儲量變化;另一方面是造林再造林土壤碳儲量計算。這部分計算參照造林的土壤類型面積和土壤有機(jī)碳密度來計算,再利用造林后土壤碳變化系數(shù)進(jìn)行修正。計量公式如下:

[ΔCStockit=ΔCStockALB,it+ΔCStockSOC,it] (9)

式中:CStockALBit為第i地區(qū)t年所造林分活生物質(zhì)碳儲量的變化,CStockSOCit為第i地區(qū)t年所造林分土壤有機(jī)碳儲量的變化。

(2)森林管理固碳量(FMCStockit)計算。根據(jù)UNFCCC對森林管理的定義,森林管理是一個林地利用和作業(yè)系統(tǒng),其目的是可持續(xù)地實現(xiàn)森林相關(guān)的生態(tài)(包括生物多樣性)、經(jīng)濟(jì)和社會功能。計算包括兩方面:一方面是森林管理活動碳吸收匯計算;另一方面是森林管理的碳排放計算。計算公式如下:

[ΔFMCStockit=FMUptakeit-FMEmissionit] (10)

式中: FMUptakeit和FMEmissionit分別為i地區(qū)森林管理在t年時的碳吸收(生長)和排放(收獲)。

[FMUptakeit=Ait×Vit×VGRit×BEFi×WDi×CFi] (11)

式中:Ait為i地區(qū)森林管理在t年時符合森林管理活動的面積(hm2),Vit為i地區(qū)森林管理在t年時的林分單位面積蓄積量(m3/hm2),VGRit為i地區(qū)森林管理在t年時的林分蓄積生長率(%),BEFi為i地區(qū)樹干到全林的生物量擴(kuò)展系數(shù)平均值,WDi為i地區(qū)平均木材密度(tB/m3),CFi為i地區(qū)平均生物量碳密度(tC/tB)。

[FMEmissionit=AEMit×Vit×VCRit×BEFi×WDi×CFi] (12)

式中:VCRit為i地區(qū)森林管理在t年時的林分蓄積消耗率(%),其它參數(shù)同上。

(3)森林采伐固碳量(DOStockit)計算。其計算公式如下:

[DOStockit=Vit×Ait×BEFi×WDi×CDi+SOCit] (13)

式中:Vit為森林采伐年i地區(qū)森林單位平均蓄積量(m3/hm2),Ait為i地區(qū)第t年的森林采伐面積(hm2),BEFi為i地區(qū)樹干到全林的生物量擴(kuò)展系數(shù)平均值,WDi為i地區(qū)平均木材密度(tB/m3),CDi為i地區(qū)平均碳含量,SOCit為i地區(qū)第t年森林采伐引起的土壤碳貯量變化。

表2 杭州市全市及6個縣市區(qū)2008-2010年林地利用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

[市(區(qū),縣)\&年份\&造林再造林(hm2)\&森林管理(hm2)\&森林采伐(×10km3)\&森林固碳總量(Tg)\&森林植被固碳(Tg)\&市區(qū)\&2008\&201\&1 249.52\&23.52\&1.03\&0.76\&2009\&187\&1 307.88\&17.95\&1.41\&0.91\&2010\&227\&1 159.86\&18.26\&1.29\&0.71\&蕭山\&2008\&517\&11 029.76\&187.33\&8.73\&2.03\&2009\&681\&11 783.42\&221.27\&10.07\&3.17\&2010\&584\&11 347.69\&198.42\&9.25\&3.02\&

余杭\&2008\&912\&32 136.42\&231.27\&9.86\&2.47\&2009\&934\&28 876.55\&176.39\&7.79\&2.03\&2010\&803\&37 264.13\&254.83\&10.53\&2.99\&

桐廬\&2008\&838\&44 325.50\&122.28\&11.36\&3.54\&2009\&1 049\&43 761.00\&122.97\&12.87\&3.67\&2010\&690\&41 949.00\&145.21\&13.39\&3.81\&

淳安\&2008\&574\&18 770.14\&299.47\&27.86\&8.67\&2009\&720\&11 175.10\&436.27\&31.58\&9.00\&2010\&298\&10 746.70\&562.72\&32.84\&9.34\&

建德\&2008\&460\&10 546.91\&251.73\&14.98\&4.66\&2009\&451\&98 34.91\&225.53\&16.98\&4.84\&2010\&673\&7 268.00\&47.41\&17.66\&5.02\&

富陽\&2008\&490\&582.00\&180.04\&9.93\&3.09\&2009\&1 479\&1 486.00\&228.14\&11.25\&3.21\&2010\&584\&3 144.00\&212.77\&11.70\&3.33\&

臨安\&2008\&522\&4 415.90\&458.63\&20.70\&6.45\&2009\&486\&4 437.90\&458.09\&23.46\&6.69\&2010\&1 004\&3 325.00\&461.67\&24.40\&6.93\&]

注:“森林植被固碳量”為“森林固碳總量”的補充說明指標(biāo)。

4 實證結(jié)果與驅(qū)動因素分析

4.1 杭州市域林地利用數(shù)量變化的碳源匯效應(yīng)計算 研究以DEA-Solver Pro 6.0為計算操作平臺,選擇C2R-I模型對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,計算過程如下:(1)杭州市全市及6個縣市區(qū)的時間序列樣本,包括杭州市全市及6個縣市區(qū)的時間序列數(shù)據(jù)和截面數(shù)據(jù);(2)杭州市全市及6個縣市區(qū)2008年樣本、杭州市全市及6個縣市區(qū)2009年樣本、杭州市全市及6個縣市區(qū)2010年樣本分別組合計算。

這里,將杭州市全市與其所屬縣市區(qū)納入同一模型進(jìn)行比較的依據(jù)是根據(jù)魏權(quán)齡和王佳麗的論述,DEA既可以選用同級區(qū)域比較,亦可用于不同級區(qū)域比較,如果決策單元(DMU)之間存在包含關(guān)系,則可以相互驗證其同質(zhì)性與有效性[9-10]。通過以上計算過程得到杭州市全市及6個縣市區(qū)2008-2010年林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率,如表3所示。

表3 杭州市全市及6個縣市區(qū)2008-2010年林地利用數(shù)量變化的碳源匯效應(yīng)指數(shù)

[市

(區(qū)、縣)\&θ*j\&s-\&s+\& 造林再造林 \& 森林管理 \& 森林采伐 \&2008\&2009\&2010\&2008\&2009\&2010\&2008\&2009\&2010\&2008\&2009\&2010\&2008\&2009\&2010\&市區(qū)\&0.77\&0.79\&0.87\&0.08\&0.02\&0\&0.13\&0.41\&0.09\&1.22\&1.01\&0.55\&0.37\&0.71\&0.22\&蕭山\&0.43\&0.39\&0.51\&0\&0\&0\&0.11\&0.07\&0\&0.07\&0.01\&0.32\&0.41\&0.39\&0.55\&余杭\&0.22\&0.31\&0.27\&0\&0\&0.03\&0.09\&0.12\&0.01\&0.14\&0.26\&0.09\&032\&0.51\&0.47\&桐廬\&082\&0.63\&1\&0\&0.09\&0\&0\&0\&0.05\&3.78\&7.01\&0\&0.42\&0.19\&0\&淳安\&1\&1\&1\&0\&0\&0\&0.11\&0\&0\&0\&0\&0\&0\&0\&0\&建德\&0.89\&1\&0.91\&0.01\&0\&0\&042\&0\&0.17\&2.57\&0\&3.79\&0.77\&0\&051\&富陽\&0.53\&0.66\&0.47\&0.19\&0.07\&0.23\&0.33\&0\&0.72\&7.93\&4.12\&8.17\&1.22\&0.98\&1.01\&臨安\&1\&1\&1\&0\&0.01\&0\&0\&0\&0.02\&0\&0\&0\&0\&0\&0\&]注:2008、2009和2010年s+值分別為表中值×10-6、×10-6和×10-6,因此,s+可近似為零。

4.2 影響杭州市域林地利用數(shù)量變化碳源匯效應(yīng)的驅(qū)動因素分析

4.2.1 杭州市域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率發(fā)展不平衡,市縣區(qū)之間相差較大 除杭州市總是DEA有效外,6個市縣區(qū)2008、2009和2010年林地利用結(jié)構(gòu)相對有效性比例分別為42.85%、57.14%、57.14%,其中,臨安與淳安總是DEA有效,2009年增加建德、2010年則增加桐廬為DEA有效,顯然,“十一五”期間杭州生態(tài)化城市建設(shè)目標(biāo)提高了6個縣市區(qū)的有效性比例;2008、2009和2010年,6個縣市區(qū)中市區(qū)與富陽總是DEA無效,這些無效的縣市區(qū)具有一個共同特征,即森林采伐比例明顯偏高,超出為提高林分郁閉度的有效采伐比例,導(dǎo)致二氧化碳固碳量產(chǎn)出不足。此外,部分縣市區(qū)市的造林再造林、森林管理與也出現(xiàn)不同程度的冗余(表3),這說明杭州一些縣市區(qū)新造林的單位面積森林蓄積量普遍偏低,森林管理對碳密度與森林生物量的提高沒有任何貢獻(xiàn),這是由于造林再造林、森林管理的碳密度與森林生物量較低所致。

4.2.2 杭州市域中經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的林地利用結(jié)構(gòu)碳匯效率高于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū) 從杭州市域的林地結(jié)構(gòu)碳匯效率分析可以看出,經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)(包括臨安、淳安與建德)的林地利用結(jié)構(gòu)碳匯效率相對高于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(包括市區(qū)、富陽與桐廬),這一方面與杭州市域森林分布的自然條件有關(guān),即杭州市域的森林資源分布相對集中,西部多,東部少。淳安、臨安、建德是全市森林資源的集中分布區(qū),3縣市森林面積合計與森林蓄積合計分別占全市森林面積和森林蓄積的68.88%與75.47%,因此這3縣市是杭州市域乃至整個長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)屏障和生態(tài)產(chǎn)品的重要供給源;但作為林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率指標(biāo),其測算結(jié)果主要不是林地資源的總量,而是林地利用變化的相對碳匯效率,因此,這更多的是受經(jīng)濟(jì)因素的影響,杭州市域東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度要普遍高于西部地區(qū),經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的結(jié)果導(dǎo)致大量的林地資源被征占和毀林,根據(jù)浙江省征占林地抽查的相關(guān)資料[19-20],杭州市域東部縣市區(qū)的林地征占和毀林以國家和省級重點工程、開發(fā)區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)征占林地(包括農(nóng)用地)以及國有企事業(yè)單位改變林地用途為主,而林地征占和毀林一旦發(fā)生,原有森林所有生物量碳全部排放(不考慮木質(zhì)林產(chǎn)品碳貯量的變化),因此毀林引起的碳貯量變化將極大地降低東部縣市區(qū)林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率。

4.2.3 杭州市域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率目前整體偏低,林地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與潛力挖掘空間較大 2008、2009與2010年這3a中,杭州市域6個縣市區(qū)林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率僅為52.38%,3a來林地利用結(jié)構(gòu)均有效的縣市區(qū)僅有臨安與淳安,其他縣市區(qū)則有效性整體偏低,這說明杭州市域目前的林地利用結(jié)構(gòu)仍然存在不合理情況,林地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置可挖掘潛力空間較大,特別是東部縣市區(qū),其經(jīng)濟(jì)通過長時間的快速發(fā)展,目前正處于經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)型期,通過有計劃、有步驟地改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,改善林地利用結(jié)構(gòu),在封山育林保護(hù)森林碳匯的同時,抓好退耕還林,強(qiáng)化監(jiān)管,減少林地征占與毀林,減少水土流失,以改善杭州東部縣市區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境;而對西部縣市區(qū),雖然目前林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率普遍較高,但仍然存在可改善之處,目前主要是加大力度,推進(jìn)西部林區(qū)的林分結(jié)構(gòu)改造,通過全面改造和補植套種的方式,改造低質(zhì)低效的林分,調(diào)整林種、樹種結(jié)構(gòu),全面提高森林質(zhì)量和生態(tài)效應(yīng),拓展林業(yè)碳匯功能,從整體上提升林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率。

5 結(jié)論與討論

研究以杭州市域為案例,對我國區(qū)域林地利用數(shù)量變化的碳源匯效應(yīng)進(jìn)行了測度與實證研究,研究結(jié)論表明:林地利用數(shù)量變化的碳源匯效應(yīng)評價是可行的,而且區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率變化同其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平具有高度的相關(guān)性,這說明經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變是區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)碳匯效率可持續(xù)發(fā)展的動力源泉。研究結(jié)論的科學(xué)意義在于:

(1)林地利用結(jié)構(gòu)變化是影響區(qū)域碳循環(huán)的重要因素,將直接改變其碳儲量和碳通量的過程,從而影響最終的森林碳匯效率。而我國目前眾多地區(qū)高速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)背景對其區(qū)域的林地利用結(jié)構(gòu)變化影響非常劇烈[21-24],從而為在較短時間尺度內(nèi)研究林地利用結(jié)構(gòu)變化對其區(qū)域碳匯效率影響的過程和機(jī)制提供了得天獨厚的條件。本研究成果不僅對區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率研究具有理論貢獻(xiàn),而且可以從碳循環(huán)調(diào)控的角度為區(qū)域低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式選擇與發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù),其學(xué)術(shù)價值與實踐意義不言而喻。

(2)研究在IPCC指南框架下,將區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率評價看成是一個投入產(chǎn)出的過程,通過收集我國區(qū)域森林清查數(shù)據(jù)和歷年的林業(yè)統(tǒng)計年鑒中的面積和蓄積量變化數(shù)據(jù),并通過收集已發(fā)表文獻(xiàn)中有關(guān)森林各樹種生物量和生產(chǎn)力數(shù)據(jù),獲取林地數(shù)量變化的碳匯計量參數(shù),結(jié)合實地進(jìn)行抽樣校驗,最后運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法中基于投入導(dǎo)向的C2R-I模型,將林地利用中不同類型的林地利用數(shù)量作為投入,將森林固碳總量作為最終產(chǎn)出,對我國區(qū)域林地利用結(jié)構(gòu)的碳匯效率進(jìn)行了測度與實證研究,克服了此類分析在指標(biāo)確定及指標(biāo)內(nèi)涵選取上的隨意性。

(3)利用森林碳匯作用降低溫室氣體排放量是世界公認(rèn)的最經(jīng)濟(jì)有效且最有發(fā)展?jié)摿Φ霓k法,其成本大約是減排措施的1/30(陳根長,2005)。我國作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展大國,目前CO2排放量已超過美國居世界第一,在國際碳減排壓力日趨增大的背景下,我國各地區(qū)增匯減排的任務(wù)顯得尤為艱巨和迫切。目前我國許多地區(qū)正努力制定各種具有地區(qū)特色的增匯減排政策,并積極引進(jìn)國際CDM項目,這些政策和項目的實施必將帶來這些地區(qū)林地利用結(jié)構(gòu)的新一輪大調(diào)整,如何對此調(diào)整過程所引發(fā)的區(qū)域碳匯效率進(jìn)行科學(xué)有效的測度,以實現(xiàn)我國區(qū)域碳匯林業(yè)發(fā)展的“可計量、可監(jiān)測、可核查”三可目標(biāo),開展相關(guān)的基礎(chǔ)研究已迫在眉睫。

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