生态系统的稳定性的概念精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇生态系统的稳定性的概念，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词 恢复力稳定性 抵抗力稳定性 自我调节能力 生态系统

中图分类号 G-633.91 文献标志码 B

“生态系统的稳定性”人教版是高中生物必修3的内容，在教学过程中，有很多问题一直困扰着教师和学生，如自我调节能力的含义、稳定性与复杂性的关系、恢复力稳定性和抵抗力稳定性的关系等，然而教材中并没有给出这些问题的答案。

1 “生态系统的稳定性”的含义

人教版生物必修3“生态系统的稳定性”一节中，给出的生态系统稳定性的定义为，生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。

按照这个定义，生态系统的稳定性包括以下3个方面的含义：

① 生态系统未受到外界干扰的情况下，生态系统的结构和功能保持动态平衡;

② 生态系统受到干扰时，抵抗干扰，维持原有平衡的能力（抵抗力稳定性）;

③ 生态系统受到干扰，遭到破坏后（偏离平衡后），恢复到原有平衡状态的能力（恢复力稳定性）。

2 生态系统“自我调节能力”的含义

人教版生物必修3中，并未给出“生态系统的自我调节能力”的定义，只提到“生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力”，也就是说生态系统稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力。很少有文献给出“自我调节能力”的定义，只有少量文献给出“生态系统作为具有耗散结构的开放系统，在系统内通过一系列的反馈作用，对外界的干扰进行内部结构和功能的调整，以保持系统的稳定与平衡能力，称为生态系统的自我调节能力”。这样的定义倾向于将生态系统的自我调节能力理解为抵抗力稳定性。但是生态系统的自我调节能力远不只这一方面，其至少包括以下2个方面的含义：

① 未受到干扰时，生态系统通过自我调节能力，调节固有的动态平衡。

② 受到干扰后，通过自我调节能力对内部结构和功能进行调整，保持或者恢复原有平衡。

2.1 通过自我调节能力，调节固有的动态平衡

生态系统在未受到干扰时，其功能和结构保持着固有的动态平衡，这个固有的动态平衡状态是靠自我调节能力来实现的，主要表现在以下3个方面：

① 同种生物（种群内部），通过密度自动调节种群数量的稳定。当密度增高并超过平均密度时，种群自身的出生率降低，死亡率增高，或者加强迁出等作用（负反馈作用），使种群密度恢复或接近原有状态，反之，当密度向低于平均密度的方向偏离时，种群自身又通过加速生长发育，提高出生率，降低死亡率等反馈途径，使种群密度再恢复或接近原有的水平。种群内部自动调节种群密度的途径很多，主要可通过行为、内分泌和遗传等方式调节。

② 异种生物通过种间关系彼此相互制约，维持相对稳定。生态系统中各种生物之间的关系是复杂的，异种生物之间可以通过捕食、寄生、种间竞争等相互影响彼此的种群密度。如当兔的数量上升后，由于食物变得丰富，猞猁的发育速度加快，出生率上升，所以数量上升;又由于猞猁数量上升，吃掉大量的兔子，所以兔子的数量又会下降，猞猁由于缺少食物，从而种群数量也下降。

③ 生物与非生物相互影响，使生态系统保持平衡状态。

非生物环境，如光照、温度、降水、气候等在一定程度上决定了某一地区生态系统的类型。生物可通过不同的生态对策适应环境。在多变的、不确定的和难以预测气候的环境下，种群一般选择遇到良好环境就快速发育，具有很高的出生率。这样的物种一般体型较小，寿命短，一生中只生殖一次，如寒带或者干旱地区的生物、一年生草本植物、蝗虫。在稳定的、较确定的和可预测的环境下，种群一般选择缓慢发育，增长率不大，这样的生物一般体型较大，寿命长，一生中可多次生殖，如热带雨林地区的生物、大象。

生物也可通过改变非生物环境，以提高自身的调节能力。如群落的演替过程中，演替不同阶段的生物不断的改良土壤环境，使生物群落朝着复杂化的方向发展，在群落的演替过程中，生态系统的自我调节能力也不断加强。

2.2 通过自我调节能力，保持或者恢复原有平衡

当生态系统受到外界干扰时，生态系统可以通过自我调节能力抵抗干扰，如森林遇到持续的干旱气候，树木往往扩展根系在空间的分布，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能;当生态系统由于受到干扰偏离平衡位置时，可通过自我调节能力，恢复到平衡状态，如草原火灾后，由于草根和种子的再生能力很强，所以草原很快会恢复到原来的繁盛状态。

但是生态系统的自我调节能力是有限的，一旦外界干扰超过限度，生态系统的自我调节能力将很快丧失。如过度放牧导致草原退化，由于草根等都被破坏，失去再生能力，很难恢复。

3 复杂性与稳定性的关系

3.1 复杂性与自我调节能力的关系

人教版生物必修3“生态系统的稳定性”一节中，给出“一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力也就越强”。如前所述，自我调节能力主要包含生态系统未受到干扰时调节动态平衡，与受到干扰时抵抗干扰和恢复平衡的能力。一般来说，生态系统的营养结构越复杂，种间关系以及生物与非生物环境之间的关系就越复杂，将有更多的途径维持自身的动态平衡。例如，当生态系统受到外界干扰时，某一种生物的数量减少，如果营养结构越复杂，将会有同一营养级的其他生物补偿或代替这一生物的功能，从而维持生态系统的稳定状态。

3.2 复杂性与抵抗力稳定性的关系

复杂性与抵抗力稳定性的关系是复杂的。如人教版生物必修3“生态系统的稳定性”一节所述，“一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力也就越强，抵抗力稳定性就越高”。但是，在实验研究中得出了不同的结论，如在非洲塞伦盖蒂平原的研究结果表明，在群落中增加了水牛的草食作用以后，群落的稳定性下降了，也就说明物种丰富度高的群落，其抵抗力较差;而在美国黄石公园的研究结果表明，物种丰富度高的草原与物种丰富度低的草原相比，更能抵抗干旱的环境。

3.3 复杂性与恢复力稳定性的关系

复杂性与恢复力稳定性的关系是复杂的。人教版生物教材中，并没有直接给出恢复力稳定性与复杂性的关系，一般认为，群落或者生态系统的复杂程度越高，恢复力稳定性越弱。例如森林和草原在同样遭受火灾之后，草原生态系统恢复的相对要快一些。

但是，生态系统的恢复力稳定性不仅决定于生态系统的复杂性，生态系统所处的自然条件和遭受的破坏程度同样影响恢复力稳定性。例如在同等强度的干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统的恢复速度快，虽然草原生态系统结构更为复杂，但是由于其气候条件（尤其是降雨）比沙漠好，所以受到干扰以后恢复较快。同一生态系统受到不同干扰时，恢复速度也不一样。当干扰较弱时，恢复速度较快，干扰较强时，恢复速度较慢。但是，当破坏程度超过了生态系统的自我调节能力时，恢复力稳定性将遭到破坏，此时恢复的时间将更漫长。这个恢复的过程已经不属于恢复力稳定性的范畴，应该属于群落演替的范畴。

3.4 恢复力稳定性与抵抗力稳定性的关系

一般认为，同一个生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈现相反的关系。一个生态系统的营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越高。但遭受干扰后，恢复的时间将较长，也就是说恢复力稳定性越弱。

由于抵抗力稳定性和恢复力稳定性与复杂性的关系极其复杂，因此直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性相比较，是不合适的。例如，热带雨林物种丰富度很高，抵抗力稳定性很强，然而，遭受一定程度的干扰后，也能较快的恢复;北极苔原物种丰富度很低，营养结构非常简单，抵抗力稳定性很低，在遭受到外界干扰后，由于气候恶劣，恢复的时间也比较漫长。

参考文献：

[1] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书：生物・必修3・稳态与环境[M].北京：人民教育出版社，2007.

[2] 殷维君.环境保护基础[M].武汉：武汉工业大学出版社，1998.

[3] 孙儒泳.动物生态学原理[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

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关键词：土壤生态系统；稳定性；研究

前言：土壤生态系统的稳定性主要表现在土壤生态系统的抵抗力和恢复力，其主要作用是衡量土壤的健康程度，土壤生态系统稳定性的评价，对于土壤的健康评价有着重要作用。土壤是人们赖以生存的重要保障，随着经济水平的不断提高和科学技术的大力发展，土壤污染问题日益严重，土壤的健康程度越来越受到各界的关注，这也使土壤生态系统研究得到了进一步的发展。

1 土壤生态系统稳定性的概念

土壤生态系统的稳定性一直是生态学中重点讨论的理论问题之一[1]。在生态学研究中，对土壤生态系统稳定性的概念一般有两种解释。一种认为土壤生态系统稳定性是指土壤系统的抗干扰能力，另一种解释是生态系统的动态稳定性。其中土壤系统的抗干扰能力的具体解释是抵抗力和恢复力，指土壤在经受多种因素干扰后，依旧能够保持原有状态不变的能力和受到干扰并引起变化后，能够恢复到原有状态的能力。

2 土壤系统稳定性研究内容

2.1 干扰因素类型

在进行土壤系统稳定性研究时，首先要分析其的干扰类型，以干扰为依据，将土壤系统的稳定性充分显现出来。不同的干扰方式对土壤生态系统的影响效果不同，因此，在进行研究时，要对干扰类型进行科学合理的分析，深入了解不同干扰因素对于土壤系统的不同影响效果。

干扰因素分为许多不同的类型，分类的标准一般是形势、强度、频率等，干扰因素具有一定的破坏力，能够造成不同程度的破坏事件。常见的干扰类型主要分为三大类：扰动、胁迫和干扰。

扰动主要包括瞬时扰动和持久性扰动两种类型，对土壤生态系统的影响在时间上有一定差异。胁迫则是分为致死性伤害和非致死性伤害，其影响效果分别表现为个体生物死亡和生物量减少。干扰则具有破坏、组分改变、干涉、抑制等作用。在实验中经常会用热、干湿交替、重金属等胁迫方式作为干扰类型进行土壤生态系统稳定性的研究。

2.2 土壤参数与过程

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所[2]。土壤生态系统的生命因素主要有微生物和土壤动物[3]。由于土壤生态系统与地面上的生态系统具有很大的差别，因此在进行土壤生态系统稳定性研究时，要注重区别其与其他生态系统中的不同特征。

土壤生态系统过程主要分为生物与物理化学两方面。生物过程主要是将土壤生物的群落结构、活性和功能等作为内容的表征。物理化学过程则是将土壤的孔隙结构、透水性等作为内容的表征。由于土壤的生态过程十分容易受到土壤生物的影响，因此很多关于土壤生态系统的稳定性研究都是从土壤生物的角度进行的。其中通常测定的参数主要包含土壤生长速率、氮素矿化速率等。

3 影响土壤生态系统稳定性研究的外部因素

3.1 土壤污染

现阶段由于科学技术的发展和化学原料的使用，土壤受到了严重的污染。据相关调查表明，在土壤经受过重金属污染后，会出现明显的生物量降低，微生物种类减少等现象。但是相对于实验室的人工污染试验，这种经过外部因素污染的土壤更具有研究意义。

3.2 植被

植被与土壤具有直接关系，两者之间有着能量与物质的交流，一般的植扰，是对土壤的积极性干扰。植被对于土壤的修复有着重要作用，不同的植被类型对于土壤中的化学组成有着不同影响，其中的碳氮量更是土壤生物群的重要影响因素。在碳氮比相对较低时，土壤生物群的稳定性相对较高，当碳氮比较高时则情况相反。

3.3 其他干扰因素

人为干扰和环境胁迫对于土壤生态系统的稳定性也有着重要的影响。相关研究表明，土壤对一般的干扰具有很强的恢复能力，但是大量的使用化肥会使土壤生物群落受到严重的影响，且这些生物群落对于环境胁迫，如人工降雨等的抵抗力也相对较差。

4 土壤生态系统稳定性的内在机制

4.1 土壤物理化学环境

土壤中的物理化学环境是生物群落稳定性的重要影响因素，尤其是土壤质地的影响作用最为显著。有些土壤由于质地原因，可以吸附更多的有机质，能够激发生物活性，达到稳定生物群落的效果。而在土壤中添加有机物，也能够达到同样的效果。另外一些物理化学因素，例如：土壤含水量、PH值、土壤团聚体结构等，对于生物群落德组成都有一定的影响，但是对于其稳定性的影响情况暂时并没有相关数据。

4.2 生物多样性

生物多样性与生态系统稳定性的关系，一直是生态学重点研究课题，但是在研究过程中，很少会将土壤生态系统作为研究对象。现阶段的科学技术发展和社会需求已经不能够满足于仅仅对地表生物的研究，因此，分子技术驱动的土壤微生物研究就此展开。

在研究过程中，学者多次测试了不同土壤与生物多样性的关系，而最终结果并没有证明土壤功能与生物多样性具有直接的关系。由于土壤生态系统稳定机制的研究时间相对较短，土壤生态系统的生物群数量庞大，并没有获取到更多有价值的数据，因此，需要更加重视土壤生态系统稳定性的研究，加大研究力度和资金投入，对土壤生态系统中的微生物群落、干扰因素等进行更深入的了解。

参考文献

[1] 贺纪正.土壤生态系统为生物多样性――稳定性关系的思考[J].生物多样性，2013，4（21）：411-420

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联系方式：胡小勇（曲岸），；QQ：472275060

教学设计概述

思路概述

《普通高中生物课程标准》提出“注重使学生在现实生活的背景中学习生物学”，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策。《生态系统的组成成分及其相互关系》，就是通过有效使用信息技术来实现上述课程理念的教学设计和实践。

本教学内容是上海市高中生命科学高二年级第二学期《生态系统》（教材《生命科学》，上海科学技术出版社）中的第一单元。由于本校高二学生已经接受过信息技术课程教学，能够熟练地操作电脑并掌握了概念图软件Mindmanager的使用方法，同时还具备一定的分析问题、解决问题能力，因此将教学设计思路定位为“基于信息技术的分组自主学习”。依据课程标准针对核心问题“生态系统的成分及它们之间的关系”，把学习设置在有意义的问题情境中（设计一个微型生态系统，让其维持一定时间的运转）。通过让学生合作解决真实问题，来学习隐含于问题背后的生物科学知识，形成解决问题和自主学习的能力。教学设计还特别强调关注学生对设计实验、分析实验现象和改进实验过程的体验，从而理解“非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者、生态系统”等教学重点和难点。

学习目标

知识和技能：掌握生态系统的概念与成分，及各成分在生态系统中的重要作用；认识影响生态系统稳定性的因素；培养学生的观察能力；培养学生设计实验、科学分析实验和预测结果的能力。

过程和方法：引导和组织学生使用Mindmanager工具软件开展自主学习和协作探究。

情感、态度和价值观：学生首先通过自己动手制作生态瓶并分析维持其平衡的必要条件，认识到对于一个生态系统来说，非生物成分和生物成分是缺一不可的。其次，通过了解美国生物圈II号失败的教训，认识到地球是我们唯一的家园，每个人都有责任保护地球，人类的一切活动都要遵循生态平衡的客观规律。

教学过程设计

教学内容包括“认识生态系统的成分和功能”、“分析地球之外是否有适合于人类居住的生态系统”两部分，共设计了三个探究活动。我们采用概念图软件Mindmanager，将学习活动建构绘制成一个可扩展的动态结构支架，如图1所示。在学习过程中通过按步骤展开概念图，可以获取学习资源，生成知识，解决问题。在每个活动中，都设计了有意义的问题情境，逐层递进，从而有效地落实教学目标。

图1 基于Mindmanager的教学活动框图

活动1：通过观察微型生态球和Flash课件，初步认识生态系统有哪些成分和它们之间的关系。达成知识目标“掌握生态系统的成分及各成分的重要作用”、达成能力目标“细心观察，发现问题”。

活动2：通过模仿设计生态瓶并思考如何让它维持的时间更长久，进一步深入认识生态系统的成分和它们之间的关系，初步认识到这是维持生态系统稳定性的基础。达成知识目标“认识影响生态系统稳定性的因素”，达成能力目标“设计实验、分析实验现象和改进实验”。

活动3：通过分析生物圈II号失败的原因，引导学生认识到“遵循生态规律，保护地球，保护环境，保护野生动植物资源，就是保护人类自己”，逐步树立人与自然和谐共处的理念。达成情感目标“地球是人类唯一的家园，人类的一切活动都要遵循生态平衡的客观规律”等。

在教学过程中，应用到的教学资源和材料主要包括：供学生自主学习参考的学案；Mindmanager学习概念图、Flash课件、PPT课件、数字图片，以及中国科普网络资源等。

学生活动：观察研讨

教师播放Flash课件，让学生观察风靡欧洲的生态球，如图2所示，激发学生思维：“为什么完全密闭的玻璃球中的小虾能自由自在地生活？”

图2 生态球

学生观察生态球由哪些材料做成，然后归类。

有了这些材料，生态球是如何运转的？（观看两个Flas，得出结论）

通过活动，学生概括出生态系统的成分及各成分的作用，明确生态球能够运转的原因。

学生活动：模仿实验

学生模仿生态球，自主尝试动手做一个微型生态系统，同时思考：“如何让它维持的时间更长久？”

学生交流分享，通过比较不同的实验设计方案，推选出最佳组合方案。

师生共同总结，概括出生态系统的概念。

学生活动：展示交流

学生代表作PPT展示：了解为了试验人类离开地球能否生存，美国建造了完全封闭的“生物圈II号”实验基地，如图3所示。它是一个更大型的模拟生态系统，从成分上看，什么都不缺，但是最终这个计划失败了。

图3 生物圈II号

应用所学的生物原理思考和交流：你从“生物圈II号”的失败中得到了什么启示？ 总结经验教训：人类在茫茫宇宙中只有地球这一处家园，地球不是实验室，我们输不起，只有善待和保护她才是我们真正的出路。

课堂实施效果

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关键词：案例教学高中生物教学设计

1教材及学情分析

1.1教材分析

本节选自人教版必修三第五章第五节，这节的主要内容有生态系统稳定性的概念，生态系统的自我调节，生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性，提高生态系统稳定性等，重点掌握生态系统自我调节的主要机制—负反馈调节，难点区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

1.2学情分析

本节是在八年级北师大版生物8单元《生物与环境》第23章《生态系统及其稳定性》第4节《生态系统稳定性》内容学习后的巩固和提升，目的在于进一步培养学生尊重自然发展规律，寻求人与自然和谐发展的途径。对于高二的学生来说，初中相关知识的学习已使之具有较充足的学习基础，教学过程中再单靠教师讲授法教学就比较枯燥，学生容易分心使教学效果不佳。本节内容与自然科学联系紧密，加之理解能力较初中强，拟采用案例教学法将枯燥的书本知识与生活实际相联系，充分调动学生的学习积极性，培养其自主分析解决问题的能力，从而完成知识体系的构建。

2设计理念

好的案例是案例教学的关键，选择案例首先需要与学习的内容紧密相关，其次是要具有典型性，与学生能产生共鸣，三是能突出重难点内容。在案例教学实施中，教师要注意把握好自身的引导作用和学生的主体作用，呈现案例要适时，抓住要点提出问题，使学生踊跃参与讨论，解析案例，合作交流，得出结果，最后班级互动，交流意见，总结补充，反思欠缺[4][5]。

3教学过程

基于案例教学的设计理念联系生活实际对必修三中的“生态系统的稳定性”一节进行了案例教学设计.

4结语

4.1案例教学中紧密联系生活实际

本节内容在总体设计上以海洋生态系统作为引导，首先以目前社会广泛关注的海洋微塑料污染问题为案例引起学生共鸣，提出了要学生讨论的第一个问题“什么是生态系统的稳定性”？由此展开再通过多个案例层层深入将本节的知识点一一呈现并阐述，同时回顾拓展了反馈调节的概念模型，将其从人体生命活动延伸到生态系统。以上以生活实际案例为基础的教学设计，能较好地帮助学生理解记忆，疏通难点，构建完整的知识体系。

4.2案例教学中引导构建知识体系

通过以上教学过程发现，案例教学在实施的过程中以真实的案例为载体，与生活实际相联系，教师积极引导学生有目的的学习，主动思考并大胆发表个人的观点，在轻松活跃的氛围里完成学习的目标，解决问题获取知识，完成知识体系的构建[7]。

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关键词：数学建模；概念教学；自主探究

1数学模型建构教学的理论依据

模型建构教学活动以学生为主体，以建构模型为主线，让学生在探究过程中交流、学习。它重视学习过程的主动性和建构性，强调学生以个体的学习经验建构对新事物的理解，从而形成新的概念，掌握解决问题的方法和技能。教师在教学过程中用好模型建构，对提高学生生物科学素养有很大帮助。数学建模是指通过数据解释实际问题，并接受实际的检验。生物学教学建模时，教师引导学生利用生物学基本概念和原理，理解用数学符号和语言表述的生物学现象、本质特征和量变关系。生物学数学建模一般包括5个基本环节：模型准备、模型假设、模型建构、模型再建构和模型应用。

2数学模型建构教学在初中生物课堂教学中的实践

以“生态系统的稳定性”为例，阐述初中生物数学模型建构的教学实践与思考。

2.1模型准备

建构数学模型，首先要了解问题的背景，明确建模的目的，收集必要的各种资料和信息，弄清对象的特征。“生态系统的稳定性”这节课选自北师大版八年级下册第二十三章第四节，可分为生态系统稳定性的概念、稳定性形成的原因以及稳定性的破坏三个部分。第三节中的生态系统的食物链和食物网以及生态系统的物质循环、能量流动为本节学习基础。生态系统的稳定性形成的原因既是本节课的教学重点，也是教学难点。通过数学建模的方法，可以把生物之间通过捕食形成的数量变化关系，更加直观、有效地呈现出来，有利于学生对生态系统自我调节能力的理解和掌握。

2.2模型假设

合理提出假设是数学建模的前提条件。在本节教学内容中，教师引导学生尝试建立生态系统中各生物之间通过捕食关系所形成的数量变化曲线图模型，引导学生提出合理的假设。

2.3模型建构

根据所作的假设，教师分析学生的学情，创设问题情境，引导学生逐步建构出数学模型。八年级的学生已经具有利用曲线统计图统计、描述、分析数据的能力，具备建模的知识基础。教师在教学中通过创设由易到难、层层深入的问题情境，引导学生提出问题、分析问题。学生在教师的引导下，逐步建构数学模型。教师利用导学案，引导学生分析凯巴森林中鹿与狼的数量变化，并启发学生思考：不同生物之间通过捕食关系如何相互影响？分析二者数量峰值不同步的原因是什么？分析当狼的数量上升时，鹿的数量会发生怎样的变化？如果鹿的数量变化了，又对狼产生怎样的影响？继而，学生进一步分析：狼的数量下降的话，鹿的数量会发生怎样的变化？引起该变化的原因是什么？教师引导学生分析得出：生物之间通过捕食关系相互影响和相互制约。这样引导学生归纳生态系统稳定性形成的原因，逐步建构数学模型。

2.4模型再建构

个人或小组最初建构的模型是否科学、合理，必须经过模型检测。教师可以引导学生分析其他生态系统生物之间的数量关系，进一步验证模型是否科学合理。课堂上师生之间通过相互交流和评价，完成模型的再建构。课堂上学生代表展示自己建构出的数学模型，并进行合作交流。

2.5模型应用

模型应用是运用建构的数学模型解决生产实际、生活实践中生物学的疑难问题。教师启发学生围绕凯巴森林应用模型解决生活中的实际问题，并要求学生思考：生态平衡受到严重破坏的凯巴森林，要恢复到1906年以前的状态，可采取哪些措施？学生在对问题的思考中，进一步深化概念理解，并应用自主建构的数学模型，分析解决实际问题，感悟数学模型建构方法在研究生物学问题上的重要价值。

3数学建模教学的教学收获

3.1数学建模教学培养学生的动手动脑能力

数学建模是一个创造性的活动过程，要经过不断的分析、讨论和修改。应用数学建模的方法进行教学，不是教师硬性灌输知识，而是学生在教师的引导下，动脑动手建构数学模型。

3.2数学建模教学实现学生学习方式的蜕变和提升

新课程改革的重要突破口之一就是转变学生的学习方式，由过去的被动学习转变为主动学习，完成由以教师、知识为中心，向以学生发展为中心的转变。教师在课堂上给学生充分的自主学习的时间和空间，并通过一系列的问题引导学生逐步建构出数学模型，促进学生的主体性发展。教师在放手让学生独立思考、自主建构的基础上，组织学生开展合作交流。通过合作交流使学生从不同角度思考问题，对自己和他人的成果进行反思，在合作交流中相互启发、共同发展，培养合作精神和参与意识。

3.3数学建模教学引导学生更加直观、科学、有效地建构新的知识体系

数学建模教学的目的是让学生在建构模型的过程中，理解生物学核心知识，提升自己的生物素养。数学模型本身又给学生一个直观、生动的印象，使静止的文字变得活跃、生动。例如：生物之间通过捕食关系形成的动态的数量变化，是一个奇妙而抽象的复杂现象，通过数学模型可以更加直观、简单地呈现这一现象。数学楗模教学也能够用于指导解决生活、生产中的实际问题。

3.4数学建模教学有利于提高学生学习生物的兴趣

学生在建构模型的过程中学习生物知识，同时体验到模型建构成功后的喜悦感、自豪感。

3.5数学建模教学有利于提高教师的教学素养

数学建模教学需要教师通过理论学习和实践，提高数学知识的储备，指导学生解决生物学问题。教师应认真研究教材，筛选出适合实施数学建模教学的典型知识，并在教学实践中积累经验，逐步形成一些典型的课例和教学设计，同时在每一次教学过程中不断完善。

参考文献：

［1］李希明.建构生物模型，突破教学难点［J］.中学生物教学,2011（7）:10－12.

［2］叶建伟.建模教学在高中生物课堂教学中的实践与体会［J］.教学月刊.中学版，2011（12）:21－23.

［3］肖安庆,李通风.浅谈高中生物建模的教学价值和培养策略［J］.中学生物学,2011（7）:10－12.

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文件编号： 1003 - 7586（2016）06 - 0010 - 02

1 数学模型建构教学的理论依据

模型建构教学活动以学生为主体，以建构模型为主线，让学生在探究过程中交流、学习。它重视学习过程的主动性和建构性，强调学生以个体的学习经验建构对新事物的理解，从而形成新的概念，掌握解决问题的方法和技能。教师在教学过程中用好模型建构，对提高学生生物科学素养有很大帮助。

数学建模是指通过数据解释实际问题，并接受实际的检验。生物学教学建模时，教师引导学生利用生物学基本概念和原理，理解用数学符号和语言表述的生物学现象、本质特征和量变关系。生物学数学建模一般包括5个基本环节：模型准备、模型假设、模型建构、模型再建构和模型应用。

2 数学模型建构教学在初中生物课堂教学中的实践

以“生态系统的稳定性”为例，阐述初中生物数学模型建构的教学实践与思考。

2.1 模型准备

建构数学模型，首先要了解问题的背景，明确建模的目的，收集必要的各种资料和信息，弄清对象的特征。

“生态系统的稳定性”这节课选自北师大版八年级下册第二十三章第四节，可分为生态系统稳定性的概念、稳定性形成的原因以及稳定性的破坏三个部分。第三节中的生态系统的食物链和食物网以及生态系统的物质循环、能量流动为本节学习基础。生态系统的稳定性形成的原因既是本节课的教学重点，也是教学难点。通过数学建模的方法，可以把生物之间通过捕食形成的数量变化关系，更加直观、有效地呈现出来，有利于学生对生态系统自我调节能力的理解和掌握。

2.2 模型假设

合理提出假设是数学建模的前提条件。在本节教学内容中，教师引导学生尝试建立生态系统中各生物之间通过捕食关系所形成的数量变化曲线图模型，引导学生提出合理的假设。

2.3 模型建构

根据所作的假设，教师分析学生的学情，创设问题情境，引导学生逐步建构出数学模型。

八年级的学生已经具有利用曲线统计图统计、描述、分析数据的能力，具备建模的知识基础。教师在教学中通过创设由易到难、层层深入的问题情境，引导学生提出问题、分析问题。学生在教师的引导下，逐步建构数学模型。

教师利用导学案，引导学生分析凯巴森林中鹿与狼的数量变化，并启发学生思考：

不同生物之间通过捕食关系如何相互影响？

分析二者数量峰值不同步的原因是什么？

分析当狼的数量上升时，鹿的数量会发生怎样的变化？

如果鹿的数量变化了，又对狼产生怎样的影响？

继而，学生进一步分析：狼的数量下降的话，鹿的数量会发生怎样的变化？引起该变化的原因是什么？

教师引导学生分析得出：生物之间通过捕食关系相互影响和相互制约。

这样引导学生归纳生态系统稳定性形成的原因，逐步建构数学模型。

2.4 模型再建构

个人或小组最初建构的模型是否科学、合理，必须经过模型检测。教师可以引导学生分析其他生态系统生物之间的数量关系，进一步验证模型是否科学合理。课堂上师生之间通过相互交流和评价，完成模型的再建构。

课堂上学生代表展示自己建构出的数学模型，并进行合作交流。

2.5 模型应用

模型应用是运用建构的数学模型解决生产实际、生活实践中生物学的疑难问题。教师启发学生围绕凯巴森林应用模型解决生活中的实际问题，并要求学生思考：生态平衡受到严重破坏的凯巴森林，要恢复到1906年以前的状态，可采取哪些措施？

学生在对问题的思考中，进一步深化概念理解，并应用自主建构的数学模型，分析解决实际问题，感悟数学模型建构方法在研究生物学问题上的重要价值。

3 数学建模教学的教学收获

3.1 数学建模教学培养学生的动手动脑能力

数学建模是一个创造性的活动过程，要经过不断的分析、讨论和修改。应用数学建模的方法进行教学，不是教师硬性灌输知识，而是学生在教师的引导下，动脑动手建构数学模型。

3.2 数学建模教学实现学生学习方式的蜕变和提升

新课程改革的重要突破口之一就是转变学生的学习方式，由过去的被动学习转变为主动学习，完成由以教师、知识为中心，向以学生发展为中心的转变。教师在课堂上给学生充分的自主学习的时间和空间，并通过一系列的问题引导学生逐步建构出数学模型，促进学生的主体性发展。教师在放手让学生独立思考、自主建构的基础上，组织学生开展合作交流。通过合作交流使学生从不同角度思考问题，对自己和他人的成果进行反思，在合作交流中相互启发、共同发展，培养合作精神和参与意识。

3.3 数学建模教学引导学生更加直观、科学、有效地建构新的知识体系

数学建模教学的目的是让学生在建构模型的过程中，理解生物学核心知识，提升自己的生物素养。数学模型本身又给学生一个直观、生动的印象，使静止的文字变得活跃、生动。例如：生物之间通过捕食关系形成的动态的数量变化，是一个奇妙而抽象的复杂现象，通过数学模型可以更加直观、简单地呈现这一现象。数学楗模教学也能够用于指导解决生活、生产中的实际问题。

3.4 数学建模教学有利于提高学生学习生物的兴趣

学生在建构模型的过程中学习生物知识，同时体验到模型建构成功后的喜悦感、自豪感。

3.5 数学建模教学有利于提高教师的教学素养

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内容摘要:本文将自主品牌作为一种有机体,利用生态学思想对品牌生态系统管理进行探讨。通过生物与环境的相互适应与协同进化原理分析了品牌生态系统限制因子、环境容量和协同进化效应;通过生态系统管理中的生物之间相互关系原理分析了品牌生态系统的种群关系、生态位原理以及复杂性与稳定性的关系。

关键词:生态学 品牌生态系统 管理

品牌生态系统及其管理

品牌作为商业经济的一个基本组成单位,存在于一定的环境中,并持续地与外界各种环境发生错综复杂的关系,时刻体现出了生态系统中有机物所具有的复杂适应性特性。品牌生态系统是指在一定时期和一定空间内由品牌、品牌产品、品牌企业、顾客以及市场其它组成要素(供应商、客户等)与其所在的自然环境、经济环境和社会环境所构成的整体系统。该系统以一个国家或地区所固有的、拥有自主知识产权和核心竞争力的一系列品牌为主体,与客户通过市场进行物质循环、能量流动、资金流通、信息传递等交换活动进而相互作用,并且具有自组织与自调节功能。

品牌生态系统管理主要涉及品牌的价值。由于生态系统是一种复合系统,因此,对于品牌生态系统的管理与调控必须遵循生态学的原理,同时又受到品牌价值规律的调节和制约。

品牌生态系统管理就是一种资源的管理方法,致力于保持和恢复品牌生态系统的可持续性。品牌生态系统管理的目的是为企业持续发展稳定地提供丰富的品牌产品和良好、健康的品牌生态环境;高产、高效、持续和健康、优美的生态环境是生态系统调节与控制的目标,要达到这样的目标,应遵循生态学原理,协调生物与环境的关系、生物与生物的关系、生物与资源的关系,以系统整体和谐、协调为基础。

生态学中若干重要的生态学原理和原则,在品牌生态系统管理中起着重要作用,诸如相互适应协同进化原理、生物之间相生相克原理等。

品牌生态系统的相互适应与协同进化原理

生态系统之所以能演变成为稳定状态的系统,是经过长期生物与其非生命环境相互作用、协同进化的结果。协同进化原理认为生物与环境应看作相互依存的整体。生物生活在一定空间,不断利用环境和适应环境,又在生命活动过程中,通过能量转化、物质交换,对环境进行补偿,使环境保持一定的物质储备,保证了生物的延续。违背这个原理,将导致环境质量下降、资源退化和枯竭、生态系统崩溃。

(一)限制因子原理

限制因子原理认为,一种生物要在某种环境中生存和繁衍,必须得到所需的各种基本物质和一定的理化条件,在其适应范围内分布和栖息。环境因子的最小量与最大量是生物的耐性限度,低于或超过耐性限度的因子就是限制因子。限制因子原理表明,生物生存和繁衍一方面受需要最小量的物质数量以及处于临界状态的理化因子的限制;另一方面又受生物自身对这些环境因子的耐性限度所控制。限制因子原理阐明了生物对环境最基本的适应关系,对生态系统管理、生物与环境适应关系的调节都很重要。

现实中,由于市场环境的强烈影响,品牌生态系统经常受各种逆境因素冲击,影响其稳定性及生产力。这就需要深入研究品牌生态系统对逆境极限、抵抗逆境能力,以及从逆境中恢复的能力及机制。针对某种逆境因子选择耐性限度宽、恢复能力强的品牌及产品和生态系统能力类型加以有效组装,是提高品牌价值、维护品牌稳定性和挖掘品牌潜力的重要方面。

(二)环境容量原理

生物生存所需的各种资源,尽管有的可以循环更新,有的不可更新;有的数量丰富,有的贫瘠;有的质量高,有的质量低,且具有异质性,然而各类资源总有一定的数量和质量限制。换言之,生物总是生存在两个有限资源空间中。这就使得种群密度小时,个体得到的资源充裕,种群密度上升,且达到一定密度后,因资源有限而影响种群增长,最终停止增长,密度下降。这表明,环境资源能够容纳生物数量是有一定限度的。

环境承载量是指有限环境能够稳定地允许达到的最大生物种群数量,这个环境上限称为环境容量。

品牌生态环境容量是一个相对稳定的量,它一方面取决于品牌生态系统中各类资源如品牌个体、消费者、市场中介、供应商和投资者等生物物种及其活动空间的数量、质量及其时空变化,另一方面由这些物种的本身特性、利用(吸收、转化)能力、行为、耐性限度等遗传特性所决定。这就要求在品牌生态系统管理中,对品牌的生态系统环境资源状况、负载能力做出科学的定性定量评价。品牌资源更需要测定其生产效率及其动态变化和更新能力,并据此选择相应的品牌策略,增强品牌的核心竞争力。

(三)协同进化效应

生态学强调生态系统内各组成成分间的互动联系,其中任一成分的变动,都将引起其他成分的变动。共同进化是一个比竞争或合作更为重要的概念,根据协同理论,在系统进化过程中,系统内部要素以及相互之间存在着协同行为,并认为一个生物群落是在短时间内作为一个整体一起进化的。

品牌生态系统中同样存在着协同进化行为。品牌生态系统内各关系利益人团体之间都存在着内在的双向互动联系和重叠交集现象,这使品牌生态系统构成了一个极其复杂的整体。在品牌种群及群落中更是如此。随着市场竞争的日趋激烈,品牌创新越来越难。在复杂、激烈的竞争环境中,品牌通过一定程度的合作和资源共享来寻求竞争优势已成为一种趋势, 世界已进入利益共享的合作竞争时代。这使得品牌个体、品牌种群、品牌群落之间的网络结构复杂性加强。衡量一个品牌在行业中是否处于领导地位的标准之一,就是看该品牌是开放式经营还是封闭式运转。许多有远见的品牌管理者也认识到,只有协作才有可能最大限度地发挥品牌自身优势。当然,品牌的协同并不会凭空产生,只有经过恶性竞争之后,才能感悟到协同竞争的重要性。因此,协同竞争观已经成为许多品牌的战略新意境。

品牌生态系统管理中生物之间相互关系原理

(一)种间相互关系

在自然界,多种多样的生物聚集在一起形成生物群落。群落是生物的结构单位,是经过长时期相互作用、相生相克形成的整体。

生物间的生态关系极其复杂,众多特性各异的生物之所以能够按一定数量、比例、排列顺序有条不紊地组合成有稳定结构和相应功能的系统,最根本的原因在于:其一,因为这些生物之间存在着相互依存的链状关系;其二,生物之间存在着种间竞争关系。种间竞争是指生活在同一地区的两个以上物种为争夺同一对象,而对其增长和存活起着遏制作用的现象;其三,种间互助关系和竞争关系一样分布很广,形成了多种多样、互助程度深浅不一的、互惠的或单方收益关系。

品牌生态系统中品牌个体、消费者、市场中介、供应商和投资者等可以被看作品牌生命系统中的主要物种,构成了品牌生态系统的生物成分。而这些成分之间的关系与作用构成了品牌生态系统中的链状结构。目标品牌与供应商和顾客之间形成一个增值链,由于品牌自身往往不拥有其生存所需的全部资源和技能,因而,品牌个体的生存和发展离不开外界资源的支持,离不开与上下游之间的品牌合作。

在品牌生态系统中,不同链条之间相互交叉,形成了网状结构,品牌个体都是网络结构中的一个节点,不同品牌把由于专业化分工带来的比较优势通过物质、能量和信息的流动在网络中扩散,使品牌经济活动的可靠性和相互依赖性大大增强。由此,通过对品牌生态系统中各种资源的合理利用和品牌自身战略方向的不断调整来获得生存空间,在合作、竞争、协调的基础上与生态系统中的其他品牌个体逐渐形成互惠互利的共生关系。

(二)生态位理论

生态位是指一个生物单元占据、利用和适应的生态因子的总集合体,也就是生物单元在生存空间和群落中的地位和作用。生态位是生物单元能够生存、繁衍的所有环境变量的上下极限,在极限范围内是该生物单元的基础生态位。实际上,一个生物单元很少全部占据基础生态位,实际占据的生态位称为实际生态位,未被占据的那部分可理解为潜在生态位。

在生态系统管理中,不论是引进新生物还是调整结构,必须遵守生态位相同的生物间竞争排斥原理,尽量选择那些生态位能互补、不重叠的生物加以巧妙搭配、组装,使系统取得生物与环境及生物之间的协调发展。

品牌生态位就是在一定的宏观环境下,一个品牌物种通过组织内部的管理、人才、技术、信息、服务等多个子过程的交互作用而在品牌生态系统中所占据的位置和状况。同样,生态位理论在自主品牌生态系统的培育过程中也有指导性的意义,因为自主品牌的生态位会经常发生重叠,为了使相互的竞争减少到最低限度,每一个品牌的生态位都应同其他品牌的生态位区分开来,或者创造新的生态位空间来增加品牌对环境的适应能力。

因此,在一个相对趋于饱和的商业环境中,各自主品牌实现协同进化的前提是:对各自主品牌的目标市场要能划分出不同的生态位,即其所占据的资源要有足够的异质性。自主品牌要想使其生态位与其他品牌区别开来就必须要有突破性的技术创新。这种创新不仅可以增加品牌自身的竞争优势,而且可以进一步降低品牌产品的成本,增加品牌产品的多样性以满足该生态位上顾客的需求,还可以进一步扩充自身的生态位,这样将会使所有品牌的累积生态位在每一个生态位维度上都能达到最大承载力,以容纳更多的品牌。各个品牌又通过品牌之间的不断学习,提高自身的能力和增加应用领域的多样性,从而为品牌生态位的扩展提供新的可能。

(三)生态系统的复杂性与稳定性关系

复杂性与稳定性之间存在着极为复杂的关系,多样性既不能绝对导致系统的稳定,又存在一定的反馈关系。因此,稳定生态环境是生态系统保持稳定的基础。在生态系统中应充分利用多样性可以促进稳定性的一面,同时,在多物种配置中,生物选择要得当,选择生态上相互补充的生物加以组装。

品牌生态系统属于典型的非线性复杂适应系统,因此要适度增加其系统多样性。首先要适度增加品牌及其产品的多样性,形成合理的品牌与产品结构以满足多变的市场需求及市场运作需要。品牌多样性可以通过不同品牌组合或主副品牌(副标签)等方式得以实现;产品多样性则通过增加产品线或产品项目、品种等方式得以实现。其次是尽可能地通过各种渠道吸引更多成员进入品牌生态系统,参与品牌生态系统的成员越多,品牌生态系统的结构就越稳定,但也要注意,当系统成员多样性增加时,管理复杂性也相应增加,可能导致系统效率下降。因此,品牌生态系统多样性应控制在适度范围之内。

参考文献:

1.王春红,韩福荣.品牌生态系统结构分析与实证[J].北京工业大学学报:社会科学版,2006,6(2)

2.杨京平.生态系统管理与技术[M].化学工业出版社,2004

3.郭金童,汪波.基于生态理论的自主品牌系统分析[J].电子科技大学学报:社科版,2007,9(3)

4.张锐,张焱.品牌生态系统化的结构分析[J].科技进步与对策,2006(10)

5.王兴元.品牌生态系统结构及其适应复杂性探讨[J].科技进步与对策,2006(2)

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关键词：新疆绿洲农业稳定性

一、引言

如何使农业发展进入一个良性循环的轨道，对其稳定可持续发展进行定量评价一直是农业生态系统研究的前沿和热点问题之一。稳定性是农业长期发展和演替而达到一个相对平衡的结果。在农业这个系统中，由于人类管理和其他社会经济活动的干预，系统变得复杂起来，影响其稳定性的因素也变得更加错综复杂，探究其成因至关重要。从系统本身的特性来看，人类需要建立一个长期稳定的最大化生产力生态系统（曹文志，1998）。所以，建立一个可持续发展的农业，实质是建立一个生产力较高、长期处于相对稳定的农业生态系统。

本文从发展动态的角度出发，以可持续发展理论作为实证的理论指导，对新疆绿洲农业发展的稳定性进行了评价，进而结合实证分析结果提出一些对策建议。

二、指标体系的建立

本文借鉴评价指标体系的前提下，紧密结合新疆绿洲农业发展的实际特点，从经济、社会、生态三个方面考虑，建立了绿洲农业发展稳定性评价指标体系。其指标如下：1.反映经济系统的指标：人均农业GDPX1，农业劳动生产率（X2），土地生产率（X3），林草业与农业比率（X4），耕地平均农业机械总动力（X5），人均财政收入（X6），支农支出占财政支出比重（X7）；2.反映社会系统的指标：人口密度（X8），人口自然增长率（X9），社会公平度（X10），农村居民人均纯收入（X11），每万人农业劳动力拥有的农业科技人员（X12），农民恩格尔系数（X13），高等学校学校在校学生人数（X14），垦殖指数（X15）；3.反映生态系统指标：农业抗灾指数（X16），灌溉有效率（X17），人均水资源量（X18），森林覆盖率（X19），化肥使用强度（X20），盐渍化程度（X21），农民人均耕地面积（X22），当年的造林面积（X23），干燥度（X24）。

三、新疆绿洲农业发展稳定性评价实证分析

（一）方法和模型的选择

文中采用了模糊数学评价法。其基本思想：1.首先确定模糊子集合，即一个模糊性概念就是一个模糊子集，如U={极差、差、中等、好、很好}是一个模糊集合，其子集（模糊性概念）称为模糊子集合，模糊子集取值自0至1中间任一数值（包括两端的0与1），分别对应极差、差、中等、好、很好。2.隶属度，描述元素属于这个模糊性概念的程度。完全符合该模糊性函数是隶属度为1，不完全符对合时隶属度为0，介于二者之间取0到1的中间值。3.确定隶属函数。运用模糊数学方法时，最为关键的一步就是隶属函数的确定，隶属函数确定的好坏直接关系着评价结果的正确性。

本文将根据专家经验法，即专家根据实际经验给出的相应权数数值来确定隶属函数。 我们在大多数情况下，首先大致确定粗略的隶属函数，然后归纳结果反馈给专家，再次给出他们自己的意见，反复多次后，使得隶属函数逐步修改和完善。

（二）基于AHP层次分析法确定各指标权重

层次分析法（AHP）的基本思想是把研究的对象看成一个系统，对系统内多个指标进行分析，弄清各个指标在系统中的地位和相互关系，给出各指标有关联的有序层次，然后由专家对每个层次的各指标进行客观比较，定量地给出每个指标的相对重要性，并计算出每一层次所有指标的相对权重。

根据新疆绿洲农业的基本特征，在参考了大量关于绿洲农业的文献资料，结合新疆的特点之后，本文运用层次分析法求出了指标层的权重并进行了一致性检验。检验结果看出，评价体系总体上具有较好的一致性，且全面地包括绿洲农业稳定性的指标，保持了指标的相对独立和完整性。可见，利用该指标体系来衡量新疆绿洲农业发展稳定性是可行的。

（三）隶属函数的确定

文中选取1985-2008年作为评价新疆绿洲农业发展稳定性的时间段，根据模糊数学的理论，将选取的评价指标和绿洲农业发展稳定的关系分为直线型函数、对数型函数、指数型函数、戒上型函数、戒下型函数和峰值型函数6种类型的隶属函数。对于这6种类型我们采用特尔斐法对各个指标的实际值给出相应的一组隶属度，此隶属度由专家给出，然后根据这两组数据来拟合隶属函数。根据新疆绿洲农业实际情况和对绿洲农业稳定性的影响，确定各指标的函数类型。

（四）新疆绿洲农业发展稳定总体评价结果

我们使用加权线性方法来完成各个指标的合成，根据本文的数据，将构成24×24矩阵，经过隶属函数变换后得到隶属度，矩阵的行列数不变，因此绿洲农业系统发展稳定性评价结果用Aj表示，其模型为：。

其中Aj为第j年绿洲农业发展稳定性总得分，Dij为第 j年第i个指标经过隶属函数变换后所对应的隶属度，即单个指标因子对农业发展稳定性的贡献，Wi 为第i指标的权重。

由SAS9.1软件进行矩阵运算，新疆绿洲农业1985-2008年发展稳定性总得分见表1。

绿洲农业发展稳定性的评价结果主要根据文中选取指标的数据来确定。为了判断绿洲农业发展稳定性的程度，本文参考了界定可持续发展状态的标准，在此基础上，绿洲农业发展稳定性的标准见表2。

表2绿洲农业发展稳定性具体标准度量

从表2可以看出，近20几年来，新疆绿洲农业发展稳定性结果在0.3092―0.5464之间。稳定性处于较差的年份是1985年、1986年、1987年、1988年、1989年、1990年、1991年、1992年、1993年和1997年。处于中等偏下的年份是1998年、1999年、2000年、2001年、2002年、2003年和2006年，处于中等偏上的年份是2004年、2005年、2007年和2008年，由此说明，新疆绿洲农业总体的发展稳定性趋势是由较差程度逐步向着好的方向变化。 2008年农业发展稳定达到0.5464，处于中等偏上的程度，其评价结果较为准确地反映了新疆绿洲农业在时间尺度上发展稳定性的状况。为此，我们可以得出新疆绿洲农业在上世纪80年代到90年代中期是稳定较弱的阶段，农业发展能力有所欠缺；90年代中期到现今，农业是处于一个中等发展稳定阶段，其稳定性程度有待提高，农业发展能力需要进一步提高。

四、政策建议

（一）转变思想，加强可持续发展意识

传统农业一般表现为自给自足的特点，具有一定的封闭性，不利于区域农业之间资源的合理配置。为此，各级政府需要培养和树立协调发展的新观念，合理调节人口、资源、环境与经济、社会之间的协调度。这对于地处干旱区的新疆绿洲农业的稳定发展显得至关重要。

（二）调整农业结构，加快推进农业产业化

要有效推动结构升级，除继续发展种植业外，还应大力发展畜牧业和特色林果业。把畜牧业作为重中之重，使其成为新疆农业经济的一个增长点。林果业方面要借助独特的资源优势，大力发展质量优异、特色鲜明、市场需求大的名牌产品。在此基础上形成一条良性循环的产业链条，进一步拓展农产品加工层次和深度，使农产品加工业逐步成为农村经济发展的主导产业，改善农村经济的区域差异。

（三）合理利用水资源，发展节水农业

在地下水越来越深的严峻现实面前，合理利用水资源和节水技术显得尤其重要。自治区政府和各级政府要制定节水灌溉的整体规划，新疆的南疆地区水资源极缺，从全局出发，合理规划耕地面积和耗水作物的规模，划定出节水灌溉的重点区域，并在此基础上大力推广先进的节水技术。

（四）防沙化、盐碱化，优化土壤质量

合理规划绿洲的土地开垦规模，有步骤地做好天然林保护和耕地治理工程，做好土壤培肥养地，有条件的全部使用生物肥，采取增施有机肥、秸秆还田、翻压绿肥等措施，改善土壤的可耕性。

（五）大力发展农村教育，特别是南疆农村教育

少数民族地区要确保九年义务教育的普及，要适当增加落后地区的教育投入，拨专款用于基础设施建设，改善教学条件和提高教师待遇。同时，还要结合当地实际采取多种形式、多种途径发展农村职业教育。

参考文献：

[1]丁建丽.干旱区绿洲稳定性评价体系构建及应用分析[J].干旱区资源与环境, 2008(2).

[2]温晓南.半干旱区地区农业可持续发展的制约因素与对策[J].经济纵横，2008(5).

[3]袁榴艳等.新疆绿洲可持续发展评估研究[J].西北农林科技大学学报，2004(6).

[4]张金萍等.灰色关联分析在绿洲生态稳定性评价中的应用[J].资源科学，2006(7).

[5]袁杰等.基于最小二乘法拟合的模糊隶属函数构建方法[J].控制决策，2008(11).

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1　新课程下生物课件制作的要求

1.1　课件制作中如何体现新课程标准的要求

作为新课程标准统领下的生物多媒体课件制作，如何与新课标结合，体现其本质要求成为每一位教师首先要思考的问题。

课程标准关心的是课程目标、课程改革的基本理念和课程设计思路，关注学生学习的过程和方法以及伴随这一过程而产生的积极情感体验和正确的价值观。针对新课程标准的这些具体要求，笔者试图通过以下步骤进行结合。

1.1.1设计整体课件思路

在学习新课程标准的基础上，通过分析讨论，教师将每节课件主要分为教学目标、教学内容、教学重难点、教学策略以及教学内容结构五部分。其中教学策略和教学内容结构这两个部分是本课件制作的亮点，前者体现教学思路，后者可以作为复习纲要。

1.1.2逐个充实，添加新理念，新教法

以第五章第五节“生态系统的稳定性”为例，先确定教学目标。在深刻理解本节的基础上，参照新课程标准的知识与技能、过程与方法以及情感、态度与价值观的“三维一体”目标要求，将本节的知识目标定为：(1)理解生态系统稳定性的概念；(2)理解生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性及其原因；(3)理解生态系统稳定性的保护及其重要意义。能力目标定为：分析生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性及其原因，培养学生分析、综合能力。确定情感、态度与价值观目标为：分析人类活动对生态平衡的影响和破坏，培养可持续发展的观点和环保意识。

1.1.3引入问题探讨，从学生主体人手

在新课程标准下，本课件制作中引入了问题探讨一块，从学生喜闻乐见的、身边的、具体的事物入手，引导讨论，进入章节学习，充分调动学生主动性。如教材中“问题探讨”栏目的素材是从正面说明生态系统具有稳定性，引导学生从群落的种间关系、生态系统的结构与功能等相关内容进行讨论。同样，教师也可以设问：“人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢?”从而引出“生物圈2号”实验，引导学生思考生物圈2号失败的原因。上述正反两个实例，可以说明自然界中生态系统具有相对稳定性，稳定的生态系统对于生物的生存至关重要。在此基础上，教师阐释什么是生态系统的稳定性，并进一步设问：“为什么生态系统具有稳定性?”从而引出“生态系统的自我调节能力”。

1.2　在课件中体现人性化，互动性

所谓课件的人性化主要是课件制作者本人的个性化的展示。课件是知识的载体，又是制作者思想的传承。不同的人有不同的个性，同样，不同的课件就要有不同的风格，一个好的多媒体课件就是内容和美的完美结合。课件本身的设计，颜色的搭配，界面的布局等等都体现着课件的人性化。在本部分课件的制作过程中，考虑到其知识性、严肃性、简洁性等，版面运用了PowerPoint的样式，尽量减少学生视觉疲劳，极少加进动画、Flash等元素。

课件的互动性则是更高层次的要求，它要求教师与学生的互动，教师与课件的互动以及学生与课件的互动。在课件制作过程中，教师应充分考虑课件与学生的互动性，应采用色彩的变化，各种链接的互换来与学生交流。以第五章第五节生态系统的稳定性为例，教师在充分引导的基础上，通过课件中设置的问题与学生进行探讨引出课题，并由教师提出其他问题，如：人类能否自制一个“生物圈”呢?学生通过课件展示了解“生物圈2号”计划的整个过程后思考讨论，体现互动性。

2　实现课件制作与新教法结合的探讨

新课程标准中明确提出改善学生学习方式，要求结合本学科的特点，加强过程性、体验性目标，引导学生主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究，从而实现学生学习方式的变革，改变单一的记忆、接受、模仿的被动学习方式，发展学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。针对我国教育现状结合国外先进经验，新课程倡导的新的教学方式主要有以下几种。

2.1　合作学习

合作学习，是以小组为基本组织形式，旨在促进小组成员互相帮助，共同达到最佳学习效果的活动。其主要倡导组间同志，各尽所能，最大限度发挥成员优势，共同进步。其主要原则有：(1)要把讨论合作建立在独立思考的基础上；(2)讨论时要有明确的问题、内容、方向、范围；(3)合作气氛要民主，各抒己见，诚心参与，积极主动；(4)合作学习要有利于培养学生的创新意识和实践能力。

2.2　探究式学习

探究式学习是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为探索内容，以学生周围世界和生活实际为参考对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探索、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。其主要培养学生的思考、分析、综合等方面的能力，强调学生的参与性、自主性、创造性及合作精神。这与素质教育要求教师教会学生“学会求知”、“学会做事”、“学会共同生活”、“学会生存”的教育理念是完全符合的。教师在运用探究教学的过程中一定要注意个体差异，不能要求所有学生在同样的时间内运用同样的探究方法，以同样的探究速度找到标准统一的答案，达到同样的学习水平。

3　新课程背景下生物课件制作的几点体会

3.1　吃透教材内容，提高多媒体课件制作水平

随着多媒体技术的飞速发展，教育条件的不断改善，多媒体教学由于其众多优点而成为社会发展的潮流。作为一线的教师，多媒体课件的制作不可避免，而且是极为可贵的教学资源。通过生态系统版块的课件制作，教师深刻认识到吃透教材的重要性，体会到课件设计的重要性，只有这样才能制作出有内容有深度的课件。

3.2　多种教学手段有机结合，切勿将课本知识完整搬运到课件上

“寸有所长，尺有所短”。教学媒体的采用也要根据教学内容及教学目标来选择，多媒体固然有其他媒体所无法比拟的优越性，但其他常规媒体的许多特色功能也不容忽视。如投影的静态展示功能、幻灯的实景放大功能、教学模型的空间结构功能等，是计算机所不能完全替代的。不同教学媒体有机结合，优势互补，才能收到事半功倍的教学效果。例如：生物学中有些数据的推导等，用多媒体课件教学就不一定比教师与学生一起边推导边板书效果好。所以，教师应根据教学需要选择合适的媒体。多媒体课件的制作中还要注意，在理解的基础上用课件的形式展现出来，切忌对课本的生搬，力图用多媒体向学生展示一个真实的世界。

3.3　提高教师业务水平，是多媒体教学成功与否的关键

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一、比较学习法

比较学习法是指把各种事物加以对比，以确定事物之间相同点和不同点的思维方法。比较一般分为二种情况：一是寻找出不同事物之间的相同之处；即异中求同，二是寻找出同类事物之间的不同处，即同中求异。

在生物学习中，比较一般分为横向比较和纵向比较两种方式。

一是横向比较法。例如，双子叶植物种子和单子叶植物种子特征的对比；人体4类组织特点的比较；动脉血和静脉血特征的比较等等。通过比较，可以使学生对生物学的基本概念、原理有深刻的印象，有助于知识的理解和掌握。

二是纵向比较。例如：植物6个类群（藻类、菌类、苔藓类、蕨类、裸子植物、被子植物）主要特征的比较；脊椎动物“五纲”（鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲）特征的对比等等。通过这些比较，不仅可以使学生“温故而知新”，而且还可以为讲授生物由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生的进化历程和规律奠定必要的知识基础。

二、分析综合法

分析综合法是指把一个整体事物分解成几个部分来进行研究，然后又把分开的各部分联合成一个整体进行研究的一种思维方法。

分析综合一般同时进行，边分析，边综合。当然也可以先分析，再综合，或先综合，再分析，这应根据教学实际情况而定。

例如，在讲到保护生态系统的稳定性的时候。教师问：“生态系统的成分有那些？”学生答：“包括非生物的物质和能量，生产者，消费者，分解者。”教师又问：“一个森林生态系统，如果在没有外界干扰下，它会怎样发展呢？”学生答：“它自身可以调节，使得生态系统中的各个成分保持相对稳定，从而保持生态系统的稳定性。”教师又问：“如果我们现在大量砍伐树木，会造成什么后果呢？”学生思考答到：“会破坏生态系统的稳定性。”为什么会这样呢？教师分析总结说：“森林破坏后，使得一些动物无处藏身，使得一些动物无处觅食。最后，这些动物要么被大量扑杀，要么被活活饿死。进而破坏整个生态系统中的食物链和食物网结构。又由于植被破坏，使得水土流失加巨，环境污染现象等生态危机出现。如此恶性循环，最终破坏整个生态系统的平衡。可见，生态系统中的各个成分必须维护相对稳定，如果人为加以破坏，就会破坏整个生态系统的稳定性，从而造成我们的生存危机。因此，我们应该保护生态系统的稳定性。

这样，在教师的主导作用下，以一个森林生态系统为例，先分析了生态系统中各成分的连接关系，进而由这些关系得出如果森林破坏就会影响整个生态平衡，从而总结出生态系统中各成分必须保存持相对稳定，我们必须加以保护的结论。这样边分析例子，边总结结论，显得自然而然，不仅有利于提高学生的听课兴趣，而且对培养他们的思维能力也大为有利。

三、实践应用法

这是指把已学的理论知识应用于实际，或用实例说明理论知识的一种思维方法。生物知识和日常生活联系十分密切，教师应有意识的培养学生把所学知识应用于生活和生产实践中，用所学知识去分析和解释一些生命现象。

如：在学习了循环系统一章后，教师不妨举例问：“如果我们遇见车祸，看见伤者的下肢伤外暗红色的血液成涌流出，我们应怎样帮助他临时处理伤口？”让学生用所学知识分析，思考、讨论出结果。教师应提示到：暗红色血液涌出，应是伤到了下肢静脉，我们不应象平时处理毛细血管出血一样用手压住止血，而应用纱布或布条捆住伤者的出血处远心端才是。然后立即送医院治疗。又比如说，在学习了传染病一章后，让学生自己调查我们平时生活中存在着那些易染上的传染病隐患，我们应怎样消除它们。这样多举例，让学生学以致用。从而培养其多学多思的学习习惯，进而增强思维能力。

四、归纳法和演绎法

归纳法是从特殊到一般的思维方法，即由大量已知的事实做出一般性结论的方法。例如：通过对各种细胞的研究，归纳出细胞具有细胞膜、细胞质、细胞核的结构。通过各种花的结构的学习，归纳出花具有花柄，花托、花被、雄蕊群、雌蕊群的一般结构；通过对各种鸟类动物的学习，归纳出鸟类动物的体表被有羽毛、有翼、恒温、卵生并能在空中飞行的主要特征等。

演绎法：是从一般到特殊的思维方法，即从一般结论出发，去认识特殊现象的方法。例如：胎生、哺乳是哺乳动物的主要特征，但鸭嘴兽虽是哺乳动物，却是卵生的；双子叶植物种子多无胚乳，而胡萝卜、蓖麻、烟草、桑、是双子叶植物，但它们的种子里是有胚乳的；单子叶植物种子多是具胚乳的；但慈菇、泽泻是单子叶植物，它们的种子里却没有胚乳。

通过归纳和演泽，可以把多而杂的生物知识有条不絮的掌握，从而在大脑中形成一个严整的生物知识体系。

五、系统归类法

系统归类法：是指把相关事物或材料，按照一定的标准出发，把它们的本质特性抽取出来，以区别于具有另一种特性物体，从而系统的掌握这些事物或材料的本质的方法。

自然界内，事物万千，各色各样。我们正是运用了系统分类这样的方法，才使得它们虽乱而有序。如：我们从生物与非生物的本质进行区分。把自然界分为生物与非生物两大类；把生物又分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界，病毒等几大类；而在每一类中，又依据不同特征分为不同的门、纲、目、科、属、种。这样，系统的反映出各种生物的本质特性，有助于学生的学习、理解和掌握。

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关键词：景观生态学；景观异质性；景观规划设计

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Abstract: Since the birth of the landscape ecology， heterogeneity，an important part of landscape planning and design，has been the focus of landscape ecologists' research. This paper expounds on the concept， causes， and spacetime features of heterogeneity. The relations between heterogeneity and landscape stability and persity are studied. Finally， it analyzes the functions and significance of heterogeneity in landscape planning and design， in particular， the building of scenic and historical resorts with unique features.

Key words: landscape ecology; landscape heterogeneity; landscape planning and design

景观（landscape）一词，在不同的学科范围内有着不同的定义。地理学家把景观作为一个科学名词，定义为一种地表景象或综合自然地理区，或为一种类型单位的通称，如城市景观、森林景观等；艺术界和设计师把景观作为表现与再现的对象，类似于风景；生态学家把景观定义为生态系统或生态系统的系统。［1］

随着人类社会的快速发展，生态环境日益恶化，人们开始重建对自然界的新观念和价值理想，并倚重生态科学来使人与自然回归和谐。［2］作为景观规划设计的一个重要内容，如何将景观生态学及景观美学的理论运用于实践，使规划更趋于合理，以求得人类与自然的长期和谐共存，是景观设计师们迫切需要解决的问题。异质性是景观生态学的重点内容之一，是景观稳定的源泉，也是提高景观美感的重要途径。

一、景观异质性的概念与产生机理

景观异质性是指在一个区域里（景观或生态系统）对一个生物种类或更高级的生物组织的存在起决定作用的资源或某种性状在空间或时间上的变异程度或强度。其理论内涵是景观组分或要素如基质﹑廊道﹑动物﹑植物﹑生物量﹑热能﹑水分﹑空间矿质养分等在空间中的不均匀分布。当代人类活动对生态环境的影响日益扩大，对于某些地区景观的变化更是起到了控制性的作用，对生物多样性产生了很大的影响，现在景观规划设计在生物多样性保护中的意义已引起生物学家的高度重视，用Wilson的话说：“作为一个发展中的专业，景观设计(Landscape Design)将在(生物多样性)保护中起着决定性的作用，在环境日益人工化的情况下，仍然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的巧妙布置来使生物多样性保持在很高的程度。总体规划不但考虑经济效益和美，同时考虑生物种类的保护。”［3］

景观异质性可降低稀有内部物种的丰度，增加需要两个或两个以上景观要素及边缘物种和动物的丰度，因此可增强总体物种共存的潜在能力。对景观视觉吸收来说，景观的实质承载力提供了发展及维持其原有视觉特性，视觉穿透力和景观的复杂性程度影响这种承载力。有两种景观的吸收能力的主要因素分别为视觉穿透力之程度和景观的复杂性。视觉穿透力（即你可于一处观看景观中的远景）受植被和地形影响。穿透力越高，景观之视觉吸收发展力及维持其原有视觉特性之能力越低。同样，景观中视觉复杂性越高，视觉吸收力越大。视觉品质即视觉的重要性，给予景观一个以文化价值与景观本体物质性的判决。当许多因子贡献于一个视觉品质时，可以将之整合成三个标题——生动性、完整性和统一性。［4］

近年来，景观生态学家在探讨景观异质性的发生、发展、维持机理以及温度方法上做了大量的工作，取得了大量的研究成果；但是，由于景观异质性研究本身所具有的复杂性、不确定性等特点，使得当前景观异质性研究中仍然存在着很多问题，需对此做进一步研究。

二、景观异质性的特点

景观异质性是景观生态学的重要属性。人类和动物均需要两种以上景观要素的事实也证明了异质性存在的重要性。因此，有必要对景观异质性的特点进行系统分析。

（一）景观异质性的时空特点

目前，景观生态学研究对于异质性的关注主要集中在景观及景观要素的空间结构上，如对于空间组成（生态系统类型﹑数量及面积比例）的统计；空间型（各生态系统的空间分布﹑斑块大小﹑景观对比度）及空间相关性（各生态系统的空间关联程度﹑整体或参数的关联程度﹑空间梯度和趋势度）的计算和分析等。然而，景观异质性不仅体现在景观及其组分的空间结构变化上，而且还体现在它们的时空动态上，即空间异质性（在空间中的不均匀分布）和时间异质性（时间分布的不均匀性）。对于空间异质性而言，多数指二维平面空间异质性，如城市中的建筑物﹑河流﹑湖面﹑街道绿地的平面分布。其实，在垂直方向上也存在着空间异质性，例如，建筑物在垂直方向上的参差不齐，城市大气中的尘埃﹑二氧化碳﹑有害金属离子含量随高度的变化，植物的高低层次等。以上二者相结合，就形成了三维立体空间异质性。同时，由于时间与空间的耦合作用而产生了时空耦合异质性。［3］在景观规划设计中，仅仅考虑二维平面上的异质性是不够的，目前，许多景观设计人员还存在着过于注重平面形式的错误观念，对于景观素材尤其是植物在时间与空间上的差异及动态变化的考虑和运用还不够充分。

（二）景观异质性的尺度效应

空间尺度通常是指观察或研究的物体或过程的空间的分辨度。从生态学角度来看，空间尺度指的是作为研究对象的生态系统的面积大小。尺度越大，分辨率越低，反之亦然。异质性与尺度是紧密相关的，尺度越大，景观的细节分辨率就降低，看起来就越模糊，景观就越趋于同质，也就是说，对于一异质的景观或景观要素，如在更大一级的尺度上去观察，它就成为同质的；相反，对某一尺度下的同质的景观或景观要素，如在更小一级的尺度上去观察，则为异质的。因此，异质性取决于尺度大小，也就是说异质性是绝对的，同质性是相对的。例如在对城市绿地的研究中，如果从大尺度的角度来讲，各类绿地可看作是同质的，各类绿地以不同的大小、形状分布于城市的每个角落，但是，如果从小一级的尺度来分析，作为绿地的斑块，由于种植布局的不同，它们所形成的景观是有差异的，也就是有异质性的存在，比如疏林﹑密林和草坪，或是由于植物种类不同，它们在形态和功能及美学特征上也都是存在着差异的。

景观规划设计的范围有大有小，导致在研究的尺度上存在着差异。这种差异也就决定了在规划和设计时所要考虑问题的侧重点是不同的（表1）。

三、景观异质性与景观几种特性的关系

景观本质上就是—个异质系统，正是因为异质性才形成了景观内部的物质流、能量流、信息流和价值流，才导致了景观的演化、发展与动态平衡。因此，了解景观异质性与景观其他特性之间的关系是十分必要的。笔者认为，景观异质性对景观美感的塑造、景观稳定性的增强及景观多样性的维护均有着重要的意义。

（一）景观异质性与景观美感

对于“景观”一词的意义，主要可以从三个方面来理解：第一种是美学上的概念，与“风景”同义；第二种是地理学上的理解，将景观作为地球表面气候﹑土壤﹑地貌﹑生物等各种成分的综合体，这样理解时，景观的概念就很接近于生态系统或生物地理群落这些术语；第三种是景观生态学中对景观的理解，景观在这里是指空间上不同生态系统的聚合。从“景观”的三方面含义来看，景观美感是景观不可缺少的特性，也就是说，提高景观的美学价值，是景观规划设计的重要目的之一。从美学角度来看，美的形式有其一定的法则：如对称与均衡﹑比例与匀称﹑节奏与韵律等；然而，美的最高法则则是多样统一（又称“和谐”）。“多样”是指构成整体的各部分形成一致的差异性，“统一”是指这种差异性的彼此协调，其中包括各部分之间的对称﹑均衡﹑比例﹑均匀﹑节奏等，“多样统一”体现了自然界和社会生活中对立统一的规律。［5］从景观生态学的角度来看，景观的异质性越高，其内部生境的多样化程度越高，必然带来生物的丰富多样，从而形成景观的多样性，也使景观更趋于稳定；稳定也就是秩序，通过秩序，景观也就达到了自身的和谐。可见，异质性与景观美感的形成有着最直接的联系。

（二）景观异质性与景观稳定性

景观稳定性是一种有规律地绕中心波动的过程，反映了一个景观抵抗和适应干扰的能力。景观异质性与景观稳定性之间也是一种相互依存、相互影响的关系。生物正负反馈不稳定性可导致种群区域隔离，增加景观异质性，从而减少干扰的传播；反过来则有利于景观的稳定。另外，资源斑块的内在异质性有利于吸收环境的干扰，提供一种抗干扰的可塑性，而均质性一般可促进干扰的蔓延，不利于景观的稳定，促使景观发生变化。另外，景观异质性是保证景观稳定的源泉。实际观察和模拟研究均显示：景观异质性有利于景观的稳定。尽管表面看来异质使景观显得好像是杂乱无章，但这种状态和交替恰好抹去了景观中的剧烈性变化，而使之趋向一种动态稳定的状态。［6］

（三）景观异质性与景观多样性

生物多样性是现代生态学研究的三大热点之一，它反映在景观生态学中即是景观多样性。景观多样性和景观异质性之间既存在着紧密的联系，又是两个不同的概念。二者均是自然干扰、人类活动和植被内源演替的结果，对物质、能量、物种和信息在景观中的流动均有重要的影响。但景观多样性描述的是景观结构、功能、动态的多样性和复杂性，而景观异质性是指景观类型的差异，类似于景观类型的多样性，代表的是景观镶嵌的空间复杂性，是土地镶嵌固有的特征，存在于任何尺度上，可以被认为是生物多样性发展的结构基质。

景观异质性的存在决定了景观空间格局的多样性和斑块多样性。异质性创造了边界和边缘，因此可以增加边缘种，但却相对减少了内部种，而且还直接影响着动物的迁移、植物种子的传播等过程，进而影响着生物多样性。一般来说，景观异质化程度愈高，愈有利于保持景观中的生物多样性。维持良好的景观异质性，能够提高景观的多样性与复杂性，有利于景观的持续发展，反过来讲，景观多样性的保存也有利于景观异质性的维持，由于多样性造成的不同斑块间的差别创造了新的生态过程，影响到物质、能量和信息的流动，物质、能量和信息流动进而又会对异质性产生促进或抑制。

四、景观异质性在风景名胜区特色构建中的重要性体现

景观异质性研究是景观类型划分的基础，也是自然保护区区划的基本原则之一。景观生态学研究的最终目的就是在对景观的异质性有了足够了解的基础上，对景观要素的数量、比例及时空配置进行有效的规划、调整和管理，使景观中资源组合在结构和功能上接近或达到优化；而且景观异质性是形成不同景观结构和功能的基础，直接影响到资源的分配、干扰的传播以及景观的稳定性和多样性，对景观整体功能及生态过程有着重要的控制作用。所以景观设计、规划和管理应是为发展和维持优化的景观异质的，即景观异质性的发展、维持和管理应该是景观设计、规划与管理的基础和前提，也是其考虑的重要原则之一。

风景名胜区是风景名胜资源集中，自然环境优美，具有一定规模和游览条件，可供人游览、观赏、休息和进行科学文化活动的地域。一些大型的风景名胜区由于幅员辽阔，所占地域包含了多个相邻城镇，因而在历史演化进程中，依托各城镇自身特点逐步发展形成了地缘相近邻、景观风貌相类似、地域文脉相关联而又相互独立的子一级风景名胜区。在该类风景名胜区的规划、保护和建设过程中，准确把握其发展定位，突出风景名胜区的特色，对于区域风景资源开发和整合、区域经济实力提升及各风景名胜区的可持续发展都具有举足轻重的意义和作用。

对于地缘相邻的风景名胜区而言，为突显风景区资源优势，构建风景区自身特色，“同中求异”是关键所在。因此，必须对风景区内各类景观资源要素进行异质性对比分析，即通过对风景区内不同类型景观资源分布及分级对比分析，挖掘地缘相邻风景区之间的本质区别特征，从而科学提取风景区典型景观风貌特征，为风景区特色定位的确立提供有利的依据。［7］

五、小结

景观生态学发展到现在，虽然在广度和深度上均取得了大量的研究成果，但仍存在许多尚未解决的问题。笔者通过对景观异质性的基本属性的分析，探讨了它与景观的几种特性的关系，结合风景名胜区特色构建，深入地分析了景观异质性在实践中的应用及对规划的影响。景观异质性的发展是在生态理论研究的初期，它还不够成熟，不能被广泛地接受和使用，因此还有待于我们去进一步的发展和完善。

参考文献：

［1］俞孔坚.景观的含义［J］.时代建筑，2002（1）：1417.

［2］姜艳，陈超.景观设计的“四维”价值体系探讨［J］.南京林业大学学报:人文社会科学版，2006(2):8791.

［3］肖笃宁，布仁仓，李秀珍.生态空间理论与景观异质性［J］.生态学报，1997（5）：453461.

［4］李团胜.城市景观异质性及其维持［J］.生态学杂志，1998（1）：7072.

［5］司有仑.新编美学教程［M］.北京：中国人民大学出版社，1993:181182.

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对于生态系统健康目前尚无一个确切而普遍认同的定义[6],Karr等[7]认为,如果一个生态系统的潜能能够得到实现,条件稳定,受干扰时具有自我修复能力,这样的生态系统就是健康的。Schaeffer等[8]认为当生态系统的功能阈限没有超过时,生态系统是健康的。这里的阈限定义为“当超过后可使危及生态系统持续发展的不利因素增加的任何条件,包括内部的和外部的”。Costanza[9]则认为如果一个生态系统稳定而且可持续,系统具有活力,能维持其组织且保持自我运作能力,对外界压力有一定弹性,那么该生态系统才可视为是健康的。Haworth等[10]认为生态系统健康可以从系统功能和系统目标2个方面来理解。系统功能是指生态系统的完整性、弹性、有效性以及使生境群落保持活力的必要性。因为不存在一个适当的标准,讨论什么是生态系统健康是一个困难的主题,而且评判某个状态是否健康在很大程度上决定于社会利益。综合科学家们的观点,关于生态系统健康一般包含了如下几个方面的含义:①一个健康的系统必须是稳定、有弹性、可持续的;②生态系统健康具有尺度限制;③应用生态系统健康概念的目标是管理资源;④一个生态系统健康的标准状态必须包括人类作为生态系统的一部分,并认识到人口统计学的影响;⑤生态系统功能的保持,生态系统的可持续性等必须考虑到区域或空间分配等。

Rapport[11]提出,生态系统健康学将会发展成为一门完整的科学,当然这得先给出一系列原则,包括生物学的、社会学的和健康学等方面的科学原则。Calow[12]认为应该给出一个假设的标准,围绕该标准派生出各种健康状态。健康分类在某些方面是有用的,但这不应该有严格的限定。农业生态系统健康和农业可持续发展的思想是分不开的,一个有病或不健康的生态系统是不可持续的。健康的农业生态系统主要是指那种能够满足人类需要而又不破坏甚至能够改善自然资源的农业生态系统,其目标是高产出、低投入、合理的耕作方式、有效的作物组合、农业与社会的相互适应、良好的环境保护、丰富的物种多样性等。这对人类的生存和发展都十分重要。要同时达到所有这些要求是很困难的,甚至是不可能的,我们只是要求尽可能地向这些目标看齐,为人类的生存与发展创造一个良好的空间。农业的可持续发展一定程度上受到工业的影响,并不能只从农业的角度出发去考虑,因为破坏生态环境的污染物主要来源于工业,特别是化学工业[11]。另外,社会和经济等方面的操作对自然资源的破坏作用也是不容忽视的。

2影响农业生态系统健康的胁迫因子

生态系统在受到压力胁迫(stress)的情况下会产生健康风险。广义的胁迫可概括为引起生态系统发生变化、产生反应或功能失调的作用因子。然而并非所有胁迫都影响生态系统的生存力和可持续性,实际上许多生态系统依靠某种胁迫而维持[13]。这些胁迫已成为自然生态系统的组成部分,可称为正向胁迫(eustress)。但在更一般的意义上,胁迫常指给生态系统造成负面效应的逆向胁迫(dysstress)。对于农业生态系统,主要的胁迫因子有以下一些。

2.1农药等环境污染化合物

农业生产中大量使用杀虫剂、杀菌剂、除草剂,在有效防治病虫草害的同时也存在着对非靶标生物的杀伤力[14]、对害虫天敌种群结构的破坏、对农业生态系统生物多样性的不良影响[15]。但是,与工业污染物特别是有毒化合物及重金属相比,农药的破坏作用还是较轻的。

2.2生物技术

基因改良生物体释放于环境可能会产生潜在的不良效应。转基因植物的释放对环境影响的问题,现在越来越多地引起了人们的重视,因为转基因植物本身可能变为杂草或使其他野生近缘种变为杂草。如果转基因植物具有很高的适合度和竞争力,就可能引起种群爆发,破坏生物多样性,从而改变生物群落的结构,影响生态系统的能流和物质循环[16]。

2.3生态入侵

生态入侵是指外源生物引入本地区,种群迅速蔓延失控,造成其他土著种类濒临灭绝,并伴生其他严重危害的现象。生态入侵对生态系统的稳定性影响很大,有时甚至能使整个生态系统发生不可逆转的崩溃。

2.4不当的农业生产活动

土地的过度开垦和耕作、作物的不当种植方式、过度放牧、化肥的不当使用等,也是影响农业生态系统健康的重要因素。

2.5其他

一些偶发性的自然灾害如地震、火山爆发、洪水、干旱、龙卷风、森林火灾、战争、毒物暴露等对生态系统的破坏也较大。

3农业生态系统健康的评估

评估生态系统健康的方法是非常复杂的,一般要选择一套指示物(indicator),共同将功能完好与病态的生态系统区分开来。然后进行系统的分析,从而诊断产生病态的原因并制定预防及恢复系统健康的方法。群体水平上的健康评估常常对相同的指示生物的早期病症进行监测,观察这些指示物在施加压力(包括经济、社会和环境压力)前后是如何反应的。

3.1生态系统健康的评估基础

生态系统具有一种自发地趋向和保持稳定的机制。一般来说,生态系统的复杂程度决定其稳定性,多数生态学过程都有一个阈值,低于或超过这个阈值,生态过程就会变得不连续、混乱甚至终止。Vilchek[17]提出根据系统稳定性、弹性和脆弱性综合评估生态系统健康。Bertollo[18]认为,健康不应根据系统的自然化程度,而应根据其自我保持和更新能力来评判。评估生态系统健康关键是分析恰当的时间与空间尺度,选择不同尺度分析的结果差异很大。如果选择的尺度太细微,正常的扰动即可能使评估结果显示为严重灾难;如果选择尺度太粗放,又可能漏掉某些隐蔽的危险。

3.2生态系统健康的评估方法

对于农业生态系统的健康评估方法很多,常用的有如下几类。

3.2.1生态系统失调综合症的诊断

生态系统失调综合症(ecosystemdistresssyndrome)是指系统被破坏后导致其在正常生命期限前终结的不可逆过程,生态系统失调综合症的诊断就是选择一组关键指标来评估生态系统处于有害环境压力下的特征[3,4,11]。如生物多样性的减少(包括生境、物种、基因水平上)、营养资源受损、初级生产者的减少、生物组成的变化、外来物种和r-类对策物种在生态系统中的优势度增加、生态系统中某些种群振荡幅度加大、生物分布生境大小的降低、能流的变化、污染物在生物体和媒介体中的循环等。

3.2.2生态系统的缓冲力和持续性评估

这是根据生态系统抵抗压力的能力大小来评价其健康程度的。即生态系统抵抗自然灾害或受自然灾害的干扰后恢复原来状态的能力。生态系统越健康,其抗干扰能力或从干扰中恢复过来的能力就越强。农业生态系统是地球生态系统的一部分,包含有许多复杂的亚系统及其相互间的作用,很多指示因子如土质、水质、作物产量等都可用于监测农业生态系统的健康状态[19]。Wichert等[20]用鱼群结构评价农业排水区域河岸系统的退化(degradation)和恢复(rehabilitation)状况。他们提出农业生态系统中各组分的健康状况可通过测量农业排水区域的变化来实现,把该变化作为一个农业生态系统景观整体因子。有证据显示,设计维护健康环境的管理措施如通过在排水区域种植草木等可对鱼群完整性产生积极影响。

3.2.3生态风险评估

生态系统健康风险评估就是评价危害生态系统健康的不良事件发生的概率以及在不同概率下不良事件所造成后果的严重性,并决定应该制订和采取的可行对策。因此评估的着眼点在于风险决策管理,目的是预防性地保护生态系统健康。这是一个多学科、多领域、多层次的综合管理问题,包括技术、经济、政策、法律、公众参与、伦理道德等多个方面。风险分析方法偏重于压力,而不是生态系统的反应。其重点放在已知来源的压力对受压系统可能产生的影响,进而可以估算出单一或多方面压力对受压系统可能产生损害的风险,如生产力降低、物种多样性或其他生态系统功能的损失。早期的生态风险评估多针对人类健康而言,主要评估化学污染物进入食物链后可能对人类造成的影响[21]。但生态系统风险评估的最终受体不仅是人类自己,而且应包括生态系统的各个组建水平:个体、种群、群落、生态系统及环境,并且要考虑生物间以及不同组建水平的生态风险之间的相互作用。

3.3关于评估的指标

指标是用来表达和交流持续发展状态和过程信息的工具,指标设计和使用的好坏,直接影响决策的正确性和有效性。目前对生态系统评估的指标很多也较混乱,生产力、稳定性、持续性、自组织力、多样性/复杂性、公平性、恢复力、有效性等是评估农业生态系统或农业生态系统状况的基础[22]。其中持久性是农业生态系统重要评估指标之一[23]。然而,对各个农业生态系统是否健康的状态进行评价,不可能建立一个完整的统一的指标体系,因为不同的农业生态系统所处的自然、社会、经济状态不同,同一系统发展的不同阶段所具有的特点也不同,需要由不同的指标来监测,因而不同系统、同一系统不同的时间段上要求使用的指标不一样,这就使得一致性的指标体系难以确定。当前多数人所接受的做法是,选择一套对系统变化敏感的生物或理化性质作为指示器,监测指示器对生态环境变化的反应,并以此来判断生态系统是否健康。如土质、水质、作物产量、生物多样性等指示因子常被用于监测农业生态系统的健康状态[19],某些鱼类可作为评估水生生态系统健康与否的指示器[20]。关于化学农药对土壤生态系统安全性的评价,有人以土壤微生物受到的影响及影响程度作为重要指标[24,25],而另一些研究认为以农药对蚯蚓的毒性作为评估农药对农业生态系统健康程度的一个指标也是可行的[26,27]。吸虫(trematode)因为具有复杂的生活周期可作为评估沼泽生态系统健康的一个好的指示器[28]。根据时间序列获取的卫星数据监测植被对胁迫的物候反应可作为评估生态系统健康的指示器[29]。多种外生菌根(ectomycorrhizas)由于受污染物影响时可显著降低其地上部分子实体的产生而常被用作生物指示器[30];螺贝类(snails)种群因与森林土壤的理化性质,包括土壤湿度、pH值和地面覆盖度等因子密切相关,可作为监测赤杨沼泽森林生态系统健康状况的敏感指示器[31];水貂(mink)可作为监测有机氯农药和重金属污染的农业生态系统健康状况的有效生物指示器[32]。

4讨论

评估生态系统健康与生态、经济、人类健康等多方面有关,该领域正得到迅速的发展[33]。广义上人类是生态系统的一部分,因此生态系统健康包括了人类健康[34]。把农业放在可持续发展的大范围内考虑,从经济、社会和环境角度为农业发展定位,在讨论农业生态系统健康问题时,除了国家农业宏观政策层面上的评价外,主要集中在具体的农业生态系统健康状态评价。农业生态系统的稳定与健康发展的关系,首先表现在农业环境对农业活动的反应及其对破坏作用的承载能力,而农业活动类型及影响主要决定于人们采取的农业政策和技术措施。生态系统健康研究,其核心是要确立农业生态系统的整体观,从维护和增强农业生态系统健康着想,从恢复或增强农业生态系统中的自然控制作用着手。

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1 概念一：生态系统

1.1 问题

生态系统的概念的理解是学生学好生态系统的结构、功能和稳定性的基础。在考试时，学生往往在具体实例分析时判断不准什么属于生态系统，什么属于群落。

1.2 问题探讨

在实际教学过程中，学生往往只知道生物群落和无机环境构成了生态系统，但缺乏对其前概念的理解以及概念的外延理解，在具体实例分析判断时才容易出错。

1.3 具体教学设计

教师先引导学生思考：“什么是系统？”学生根据自己的认知水平可能回答不出。在学生思考后，教师总结：“系统是指彼此之间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而成的整体。”然后教师用教材中问题探讨中土壤与生物的实例给予解释，学生很快会理解生态系统概念中“相互作用”的含义。接着再举教材中的实例提问：动物园里饲养着各种动物，也栽培了多种植物。一个动物园中的全部动物是一个系统吗？全部动物和植物是一个系统吗？这样使学生进一步巩固对“系统”这一概念的理解。

学生在理解了“系统”的概念后，教师进一步引导思考：“系统既然是一个整体，它应该有一个范围，生态系统的范围有多大呢？”这时，教师可以指导学生阅读教材88页的下面一段有关内容，然后教师总结：“生态系统的范围有大有小，地球最大的生态系统就是生物圈。”对于生态系统的类型则要求学生自主阅读了解。

接着教师提问：“生态系统既然有边界，那么，在系统内部能不能实现物质的循环利用呢？”学生思考片刻，教师引导：“如果把我们生活的这个城市看成是城市生态系统的话，冬天时我们呼吸的氧气都来自城市内部吗？”学生自然想到冬天城市中多数植物都落叶了不能进行大量的光合作用产生足够的氧气，得出氧气这种物质在系统内不能实现自给自足循环利用。教师接着引导学生思考：“地球与宇宙之间有没有物质的交换？”学生会回答：“几乎没有。”教师接着引导：“对于生物圈这个地球上最大的生态系统来说，物质能不能实现物质循环利用而自给自足？”学生回答：“能”。教师总结：“地球上只有最大的生态系统——生物圈能实现物质的循环利用。”教师提问：“在生态系统内能量（比如光能）能不能循环利用？”学生自然想到：能量必须源源不断输入，才能维持生态系统的正常运转，能量不能循环利用。

教师讲解了生态系统的概念中的几个外延后，可以出一个问题让学生巩固学生的理解。如：一个阳光明媚的上午，树林里有一棵倒在地上的枯木，上边生长了蘑菇、木耳，还有以木材为食的蚂蚁等各种生物，这棵枯木构成了什么（生态系统）？枯木上的所有生物构成了一个什么（群落）？

1.4 教学反思

生态系统的概念教学中，其前概念是“系统”，通过讲述以及举例让学生熟悉“系统”的概念是理解生态系统概念的内涵的关键，然后引入生态系统范围、生态系统中物质和能量的利用等生态系统的概念的外延问题，最终使学生能够全面理解生态系统的概念。

2 概念二：生态系统的结构

2.1 问题

生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。这些很简单的内容，教师经常强调但学生总是忘记。为什么学生记不住呢？

2.2 问题探讨

因为教师过于强调让学生记住这句话，而轻视了生态系统的结构这一概念本身的含义的理解。教学中，教师若先让学生理解什么是生态系统的结构，理解了这个概念，学生自然就容易记住它所包含的内容了。

2.3 具体教学设计

教师先引导学生思考：“什么叫结构？”学生思考半分钟，但在学生的认知水平上很难回答出来。然后教师逐步引导：“砖混结构的建筑物中包括有哪些组成部分？”学生容易回答出：“包括砖、沙子、水泥等”。在这个认识基础上，教师总结出结构的概念：各个组成部分的搭配和排列（现代汉语词典）。教师进一步引导学生思考：“什么是生态系统的结构？”学生回答：“生态系统中各个组成部分的搭配和排列”。教师接着问：“生态系统中有哪些组成成分？这些组成成分之间如何搭配和排列？”引导学生阅读教材90页和91页，可以先提问学生回答，根据学生的回答教师给予引导，然后总结：“组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者；生物成分之间通过营养关系以食物链和食物网的形式搭配和排列，这些就构成了生态系统的结构。”教师再具体讲述组成成分、食物链和食物网的具体内容。

2.4 教学反思

生态系统的结构概念的理解重点是让学生理解“结构”这一概念的含义，“结构”是“生态系统的结构”的前概念。只有通过例举生活中学生熟悉的例子让学生理解了前概念，本概念也就容易理解，只要理解了概念所包含的含义，即：“生态系统中各个组成部分的搭配和排列”，学生才能够牢固记住“生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网”这一本节的核心内容。

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关键词：人工湿地；植物选择；研究

1 引言

水体富营养化又称作优氧化,是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于水体中氮磷营养物质的富集,引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖,使水体溶解氧含量下降,造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的污染现象。

人工湿地就是由人工建造和监督控制,充分利用湿地系统净化污水能力的特点,利用生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化，是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术。

人工湿地是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。介质、植物和微生物是其基本构成。

2 藻类对环境的影响

藻类植物是植物界中最原始的一个群体,藻类植物的结构非常简单,有单细胞的,有多细胞的,没有根、茎、叶等器官的分化。常见的藻类植物有水绵、衣藻、海带、紫菜。

藻类的基本构造和功能与高等植物有本质的区别，因而决定了它的生态功能的单一。

2.1 生长空间和养分

茂密的藻类植物与水中大量鱼类争夺有限的空间和氧份,从而损害浮游植物、浮游动物、鱼类食物链,使水体生态系统平衡受到破坏。

2.2 阻挡阳光

藻类生长非常迅速,随着水面被大面积藻类遮盖,阳光难以进入,藻类只在水体表层能接受阳光的范围内生长,并排出氧气,在深层的水中就无法进行光合作用而出现耗氧,严重抑制了深层水体的光合作用。

2.3 造成有机物积累,增加耗氧量

当水体中光合作用生成有机物的速度与呼吸消耗有机物的速度基本相等时,藻类在水体中有机物的生长远大于其消耗,使有机物积蓄起来,从而造成大量细菌的繁殖,增加耗氧量。

（1）促进细菌类微生物的繁殖,一系列异养生物的食物链都会有所发展,水体中耗氧量将大大增加。

（2）藻类的死亡和沉淀都把有机物转入深层或底层水中,那里将聚集大量待分解的有机物,但却没有足够的溶解氧供应,则变为厌氧分解状态,使大量的厌氧细菌繁殖起来。

（3）无机氮的富集,开始使消化细菌繁殖,大量消耗溶解氧,在缺氧状态下,又会转为反消化过程。这样在底层将出现呼吸消耗有机物速度远远快于光合作用生成有机物速度的腐化污染状态,并逐步向表层发展,严重时可使一部分水体完全变为腐化区［1~2］。

3 人工湿地植物的净化机制和特点

水生高等植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群,也是整个水生植群落多样性的基础。水生高等植物可划分为沉水植物、漂浮植物、浮叶植物和挺水植物等类型。不同类型水生植物有着不同的净化功能。挺水植物通过阻止水流和减小风浪使悬移质沉降,主要吸取深部底泥中的营养盐,所以挺水植物有把下层底泥中的营养转移到表层的作用,不利于直接净化水质;浮叶植物容易种植和收获,有一定的经济和观赏价值,在一定的季节可以作为重要的支撑系统,在一般浅水水体中有良好的净化功能。大型飘浮植物在光照和营养盐竞争上比浮游植物有优势,耐污性很强。

3.1 水生高等植物的净化机制

水生高等植物通过促进湖水含磷物质的沉降和抑制表层沉积物的再悬浮而起到促进磷沉积,从而降低了水体磷含量,水生植物将湖水中的氮传输到底泥中,促其进入地球化学循环的功能,这对于降低湖水中的氮含量,防止湖泊富营养化有积极意义。水生高等植物还可以和浮游植物竟争营养物质和光能,前者个体大、生长周期长,吸取和储存营养物质的能力强,它的存在可抑制浮游植物的生长。水生高等植物的恢复增加了系统的生物多样性,提高了系统对外界干扰的缓冲能力,使水生生态系统结构更加稳定。所以,水生高等植物不仅是湖泊重要初级生产者,而且对水生态系统的结构和功能具有决定性的影响。

3.2 水生生态系统的稳定性

水生生态系统十分复杂,在人为强烈干扰下,如果植物选择不当,将造成系统不稳定,比如凤眼莲、莲子草、慈姑、茭白、水花生、菱角等植物,在减少藻类的同时,本身也会排泄相当量的营养物,这意味着同时有较大比例的营养物进入矿化循环而没有真正被去除。

4 结语

人工湿地的植物选择并非任意而为,单一的植物种类不能达到净化效果,只有形成完善的植物群落,才具备良好的生态效益;植物的选择应当周密考虑其对生态稳定性的影响,尤其对不属于当地自然种群的引进生物应更加谨慎,必须仔细考虑有可能带来的不利生态后果。

参考文献：

［1］ 于旭青.富营养化水体中藻类突发性增长生长特性的研究［D］.成都:西南交通大学,2009.

［2］ 柳瑞翠.富营养化藻类及其控制方法的探讨［J］.青海环境,2004(2):267~268.