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关键词 生物多样性;农业生态系统;生产力;可持续发展
中图分类号 X176 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)14-0202-02近年来,全球物种灭绝速度呈加快的趋势,物种多样性降低或物种丧失会带来一系列负面的影响。当前,在环境与发展研究领域,生物多样性与生态系统功能的关系是学者研究的热点问题。作为地球上最大的人工生态系统,农业生态系统的生物多样性问题越来越受到学术界乃至全人类的关注。
1 人类农业发展史中生物多样性的变化
农业的发展史是人类改造自然、建立人工生态系统的历史。在这个漫长的历史过程中,由于人类改造自然能力的不断增强以及对其生存环境价值取向的变化,农业生态系统生物多样性也在不断发生着变化,主要经历了5个阶段,具体如下:
一是森林农业。最早的农业是以原始的狩猎和野果的采集为主。在这一阶段,由于人类对自然的作用力有限,以利用和适应为主,对生态系统及其生物多样性的影响效果不大。研究表明,墨西哥东北部玛雅的农业森林植物种类超过300种,其中超过200种植物在医药领域发挥重要的作用,33种植物用于建材制造领域,81种植物用于采集或其他用途[1]。二是火农业。当人类掌握作物的栽培技术后,为提高作物的产量及栽植面积,人类常采用烧山或砍除后烧掉的方法来扩大种植面积,进行单一作物的栽培。烧山会把范围内的所有动物、植物全部烧死。火农业无疑是以牺牲生物多样性为代价的,但是由于古代森林资源丰富,同一块地常使用一段时间后即废弃,由于周围生物的再度入侵,其生物多样性的减少可以得到缓减。三是水农业。即采用单一种植方式,在农业生产中通过灌溉解决水分供应和施肥、除草、病虫害防治等一系列主要栽培措施,生产力得到提高。同时,其高度的人为干扰也严重破坏生态系统的复合结构,生物多样性较低。但是由于水农业系统有着良好的水生环境,其生物多样性还是有一定的保障。Heckman[2]研究发现,泰国东北部一块传统水稻田富含590个物种,包括146种节肢动物、166种藻类、10种两栖爬行动物、83种纤毛虫、18种鱼类。四是石油农业。进入工业社会后,由于人口的不断增加以及对资本最大化的追求,一些发达国家采取以高能量投入为特点的石油农业生产模式,其以石油、机械、化肥及农药等的投入大大提高农业生产率,为人类社会在近代的高速发展做出巨大贡献。但由于大量使用化肥和农药,农业生态环境中的土壤结构被破坏,物质消亡导致其生物多样性大大降低,石油农业并不能处理好生产与生态环境,资源开发利用与保护之间的关系,农业生态环境不断恶化。五是生态农业。进入20世纪后期,由于石油农业导致的生态环境恶化不断加重,人类开始反思自己的行为,并着力创建一种良好的人与自然以及生态—技术—经济和谐发展的农业发展模式——生态农业。由于生态农业强调生态系统的自然属性及其稳定性,生物多样性的保持无疑成为其中的重点。
2 生物多样性与农业生态系统的稳定性
生物多样性与自然生态系统稳定性的关系问题一直是学术界没有圆满解决的问题。到目前为止,多数学者和研究人员都相信生物多样性能增加系统的稳定性,但关于二者关系的研究非常少[3]。一个稳定的生态系统至少要保持一定数量的生物多样性,这已是共识。对于现代的农业生态系统,由于人为干扰十分严重,因而会使其生物多样性往往达不到一个自然稳定生态系统的要求。中科院冯耀宗通过40余年对人工群落的研究表明,随着种类增加,层次复杂加大,系统在生物量及生产力上均有明显增加;小气候中随着结构的复杂化加大,相对湿度也随着增加,最高温度降低,最低温度升高,风速减少,土壤流失明显减少,对低温风害的抵抗力加强,表明人工生态系统结构明显影响系统的稳定性[4]。
3 生物多样性与农业生态系统的生产力
根据进化论理论推测,生物多样性可提供更加丰富的可利用资源,从而提高了群落生产力,并被应用于生产实践。当前,由于经济发展中过于开发自然资源,生物多样性明显下降,也产生维持多样性和追求高生产力的矛盾。农业生产的目标是实现作物高产、优质,而导致品种单一化,使物种减少,加速捕食生物、菌根、固氮细菌、传粉及种子传播生物消失的速度。
研究表明,在一定范围内人工生态系统的生物多样性与其生产力呈正相关关系,生物多样性越丰富,生产力越高,从长远来看,单一的人工生态系统生产力要远远差于复合型。Trenbath[5]研究表明,344个草本植物混作可促进作物增产。冯耀宗[6]研究表明,在热带经济作物组成的多层多种人工生态系统,由于其能充分利用太阳辐射能量,因而提高系统生产力。作为一个典型的人工生态系统,农业生态系统在目前整个世界范围内以单一作物作为主要种植方式的条件下,提高其生物多样性,配置适当的混作作物,能有效地提高其系统生产力[7-8]。
4 保护生物多样性,促进农业可持续发展
4.1 农业对生物多样性的破坏
(1)栖境的改变。人类对土地的过度开发和集约化利用,不断地缩小和改变着各种生物的栖息环境。在我国东南部的集中农区,由于城市化和园田化的发展,土地资源没有得到合理的开发和利用,森林、草地和湿地生态系统不断被蚕蚀,少量田地和湿地成为受人类影响很大的残留野生生境“岛屿”,永久绿地面积比例过小[9]。20世纪50—90年代,全国累计开垦荒山荒地约0.34亿hm2,约等于国土面积的3.5%[10],单一农业生态系统的不断扩大,大大缩减适生物种的数量。
(2)化学污染。现代农业的发展离不开化学产品,随着人类对土地生产力提高的不断需求,单一的农业生态系统导致病虫害大面积发生,人类对各种化学农药、化肥的依赖性进一步增强。化学产品的大范围使用,不仅对人体健康产生危害,还加快了自然物种的灭绝速度[11]。
(3)过度猎取。人类的发展进程中,一直源源不断地从自然界中获取资源,导致资源结构被改变,一些珍贵的野生资源数量不断减少甚至呈区域灭绝状态,资源价值降低。随着沿海经济及工农业生产的快速发展,海洋开发活动不断增加,中国海洋生物多样性已经受到不同程度的损害,并且这种损害正呈现持续上升的趋势[12]。
(4)外来生物的引进和侵入。外来物种入侵对生境的影响表现为占领生态位—排挤当地物种—减少当地物种多样性—导致生态系统单一或退化—改变或破坏当地自然景观,污染当地的遗传多样性(入侵种与当地种的基因交流可能导致当地种的遗传侵蚀)。20世纪80年代,我国从美国引进互花大米草(S.alterniflora)、从英国引进海滩大米草(Spartion angelica),并在沿海滩涂区域种植,也获得一定的生态效益[13-14]。但随着种植时间的持续,区域原有的滩涂生物群落结构被改变。新疆从额尔齐斯河引入的河鲈鱼(Perca fulviatilis),已导致新疆博斯腾湖中的新疆大头鱼(Aspiorh-ynchus laticeps)濒于灭绝。
4.2 保护对策
(1)开展生态农业建设。20世纪80年代初,我国提出发展生态农业,强调在保护生态系统的前提下发展农业生产。在新型的农业生产方式中,强调薪炭林建设的作用,提倡使用小水电、风能、沼气等可再生能源;注意保护和建设植被,控制水土流失;推广种植绿肥,提高肥料的综合利用率,培肥地力;实行病虫害综合防治,控制化学污染;根据区域资源优势和生产特点,积极调整产业结构,实行种养加相结合、农林牧副渔相结合的生态模式[15]。
(2)优化作物种植模式和土地耕作管理。单一种植和粗放耕作管理是导致农业生物多样性减少的原因之一。因此,在进行农业生产时要因地制宜,根据生态学原理,对农田作物进行合理资源配置和种群构建,改单一种植模式为复合立体种植模式。采用复合农林业和生态农业技术,实现不同作物的轮作与间作套种,以充分利用空间与环境资源,还要加强农田的水分与土壤耕作管理,促进提高农业生态系统的生产力,同时增加农田的生物多样性[16]。
(3)建立农业生物多样性保护技术体系。深入研究农业生物多样性保护的关键技术,建立相应的技术体系是实现农业生物多样性保护的强有力保证。一是健全环境污染防治技术,包括优化施肥技术、高效低毒低残留农药的生产与喷施技术、清洁生产技术、废弃物的资源化技术、病虫害综合防治技术等;二是提倡实施种质单一化防治技术,包括复合农林业技术、生态农业技术、立体农业技术等;三是采取水土流失防治与控制技术,如等高耕作技术、防护林技术、生物篱笆技术、坡面工程技术等;四是实行物种保护技术,包括基因工程技术、人工繁育技术、遗传育种技术、就地保护与迁地保护技术等[7]。
(4)加强农业生物多样性的监测管理。为完善和丰富农业生物多样性系统的基础数据,应该加强野外定位监测网络站点的建设,综合详查不同地区的农业生物多样性,进行农业生物种类的分类与编目,建立农业生物多样性数据库和管理信息系统。同时,适当地建立一批各具特色的农业生物多样性保护区,加强农业生物种质资源库与基因库的建设,以保护农业生物的遗传多样性、稀有或濒危的农业生物物种(包括野生亲缘物种),进一步提高生态系统的生产力[17-19]。
5 参考文献
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关键词:生物多样性;物种;人类行为;丧失;环保举措
中图分类号:TK417+.122 文献标识码:A
“生物多样性”一词是20世纪80年代初出现于自然保护刊物上,《生物多样性公约》第二条中对“生物多样性”作了如下解释:生物多样性是指所有来源的活的生物体中的变异性,这些来源除其他外,包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体,这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。
环境污染是一种生态破坏。随着我们对研究工作的不断深入和系统化,人们越来越发现,当今世界正在经历的物种大灭绝在很大程度上与全球扩散的环境污染有密切联系。我们可以在遗传、物种和生态系统水平上讨论污染对生物多样性的影响。
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的环境基础,也是当今国际环境和发展研究的热点问题之一。中国是全球生物多样性物种最多的国家之一,现有的生物物种约占全球十分之一,是全球生物多样性保护的重要地区,但由于自然和人为原因使得中国的生物多样性受到了严重的破坏和损失,我们应该反思,在加速经济发展的同时,以牺牲环境为代价,对生物特种的巨大破坏所造成的深刻影响,我们要重视对保护生物多样性的认识,加大对生物的保护力度。
1 造成生物多样性的原因
1.1 生物自身多样性的特性
生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,由遗传多样性,物种多样性和生态系统多样性等部分组成。遗传基因多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式,可分为区域物种多样性和群落物种多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。遗传多样性和物种多样性是生物多样性研究的基础,生态系统多样性是生物多样性研究的重点。
1.2 人类行为的影响
影响生物多样性因素的最主要原因是人类的生产和活动及污染排放。人口迅猛增加,生物多样性减少最重要的原因是生态系统在自然或人为干扰下偏离自然状态,环境污染,生物失去家园。由于人类对生物多样性对人类的重要性认识不够,同事有过多的重视经济发展,而对生物多样性保护意识薄弱,从而导致生态环境破坏时有发生。对生物资源开发过度,有些甚至是掠夺式开发也导致环境污染加重。
1.3 外来种的入侵
对于生态平衡和生物多样性来讲,生物的入侵毕竟是个扰乱生态平衡的过程,因为,任何地区的生态平衡和生物多样性是经过了几十亿年演化的结果,这种平衡一旦打乱,就会失去控制而造成危害。
2 环境污染对生物多样性的影响
2.1 遗传生物多样性的丧失
遗传多样性强调的是现有物种质的遗传变异库存量,它既是生物遗传变异的历史积累,反映了生物的进化过程,也是现有生物适应现有环境和未来未知环境的遗传基础。遗传多样性的丧失包括已有的遗传基因库的减小和新的遗传变异来源的降低。遗传变异性的丧失会导致生物对未来环境适应性的降低,从而意味着人类进一步发展所依托的生物资源的减少。污染条件下遗传多样性水平降低有几种原因。在污染条件下,种群的敏感性个体消失,从而整个种群的遗传多样性水平降低;污染引起种群的规模减少,由于随机的遗传漂变,降低了种群的遗传多样性水平;污染引起种群数量减小,以至达到了种群的遗传学瓶颈,即使种群最后实现了完全的适应,并恢复到原来的种群数量时,由于建立者效应,从而造成遗传来源单一,遗传变异性的来源也大大降低。
2.2 物种多样性的丧失
环境污染引起物种多样性降抵的机理一般为:污染物的直接毒害作用,阻碍生物的正常生长发育,使生物丧失生存或繁衍的能力。污染引起环境的改变,使生物丧失了生存的环境。污染物在生态系统中的富集和积累作用,使食物链后端的生物,难以存活或繁育。在污染引起物种多样性丧失的研究中,除了应了解物种总的数量动态变化外,还应注意不同物种对于污染的耐性或抗性水平不同,从而在同样的污染条件下,幸存的物种还具有一定的区系或种属特点.一般来说,广域分布的物种生存的机会大于分布范围窄小的物种;草本植物生存的机会大于木本植物;生活史中对生境要求比较严格的物种一般难以抵抗污染环境。
2.3 生态系统多样性的丧失
与自然系统相比,一般地,退化的生态系统种类组成变化、群落或系统结构改变,生物多样性减少,生物生产力降低,土壤和微环境恶化,生物间相互关系改变。环境污染会影响生态系统各个层次的结构、功能和动态,进而导致生态系统退化。环境污染对生物多样性的影响目前有两个基本观点: 一是由于生物对突然发生的污染在适应上可能存在很大的局限性,故生物多样性会丧失。二是污染会改变生物原有的进化和适应模式,生物多样性可能会向着污染主导的条件下发展,从而偏离其自然或常规轨道。环境污染会导致生物多样性在遗传、种群和生态系统三个层次上降低。
2.4 生态系统的杂性降低,污染导致生态系统复杂性降低主要表现为生态系统的结构趋于简单化,食物网简化,食物链不完整;生态系统的物质循环路径减少或不畅通,能量供给渠道减少,供给程度降低,信息传递受阻。导致生态系统复杂性降低的原因主要表现在:一是污染直接影响物种的生存和发展,从根本上影响了生态系统的结构和功能基础;二是污染大大降低了初级生产,从而使依托强大初级生产量才能建立起来的各级消费类群役有足够的物质和能量支持,生态系统的结构和功能趋于简单化。
3 我国加大对生物多样性保护的举措
我国积极参与全球星生物多样性保护行动,1992年总理代表中国政府参加了在巴西召开的联合国坏境与发展大会,并在《公约》上签字。继而中国政府批准了这个公约,并履行了承诺义务!分别在1994年和1997年完成了《中国多样性保护行动计划》和《中国生物多样性国情报告》,并正式。为中国生物多样性保护奠定了较好的基础。政府的决心和措施是十分重要的。但光有政府的努力还不够,必须全国任命一起努力,才能保护好我国的生物多样性,实现持续的发展。
生物多样性对人类生存和发展的贡献是巨大的。它提供人类所有的食物和许多诸如木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业产品。中医药绝大部分来自生物,它是维持人们健康的重要组成部分。人类生存与发展,归根结底,依赖于自然界各种各样的生物。生物多样性是人类赖以生存的各种生命资源的汇集和未来农林业、医药业发展的基础,为人类提供了食物、能源、材料等基本需求。生物多样性为我们人类提供了衣食住行,我们才得以延续。现在生物多样性因为人类的肆意破坏越来越难满足我们人类的需求了,温室效应就是越来越让我们值得关注的问题,化工厂的肆意排放更是加剧了环境的破坏力度,正因为如此才会使温室效应不断的加剧恶化。
参考文献
[1]王丰年.论生物多样性减少的原因[J].清华大学学报(哲学社会科学版),2003-12-30.
关键词:城市公共绿化自然植物群落 植物多样性保护
Abstract: biological diversity is all the creatures-plants, animals and microbes complex, human society survival and development. Plant diversity in the city greening in plays an important role, this paper of xuzhou urban public green how to embody plant diversity are primarily discussed.
Keywords: urban public green natural plant community plant variety protection
中图分类号:K928.73文献标识码:A 文章编号:
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础,植物多样性在城市绿化中起着不可忽视的作用,而城市绿化要与植物多样性保护和城市可持续发展有机联系起来,积极建立保护区网络,实施规划和管理,建立一个人与自然和谐的生态环境。本文就徐州市的城市公共绿化如何体现植物多样性进行了初步的探讨。
一、徐州市城市公共绿化情况
徐州市市区地处暖温带,具有长江和黄河流域的过度性气候特点,冬寒干燥,夏热多雨,春秋季节常干旱少雨,地形地貌属鲁中南剥蚀低山丘陵的南延部分,土壤大部分地区为粘土和亚粘土,植物立地条件不是太好,城市绿化效果好坏大都靠人为建设、养护,并受自然土壤、气候影响。近年来,徐州城市园林绿化事业发展很快,各届政府把园林绿化工作,作为改善城市生态环境、改善投资环境重要大事来抓,投入大量人力、物力、财力兴建公园、绿地、景点,广植树木、花草。但随着徐州市城市规模的不断扩大,人民生活消费水平不断提高,徐州市城市公共绿化建设有待进一步加强。
二、生物多样性保护的意义
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础。生物多样性就是地球上所有的生物――植物、动物和微生物综合体。所有物种都是各种生态系统的组成部分,每一物种都在维持着其所在的生态系统,同时又依赖着这一生态系统以延续其生存。不论是对一个小的生态系统而言或是全球范围来看,这些生态过程对于所有的生物的存在、进化和持续发展都是至关重要的,因此,生物多样性也可以说是地球上所有生物物种、各个物种所拥有的基因和由各种生物与环境相互作用形成的生态系统,以及它们的生态过程的多样性与复杂性的概括。而在城市公共绿化中,丰富的植物多样性是生物多样性具体表现,植物多样性保护也是作为城市生物多样性保护的工作重心。植物多样性保护和城市可持续发展有机联系起来,积极建立保护区网络,实施规划和管理,才能建立一个人与自然和谐的生态环境。
三、徐州市城市公共绿化在植物多样性保护存在问题
近年来,徐州市城市绿化建设也有意识地进行植物多样性规划和保护,努力实现园林植物栽培的多样性,但徐州市城市绿化以前在植物多样性保护方面也存在着其他城市通病问题:一是忽视植物多样性,一味追求潮流,受广场风、草坪风、模纹风影响,人工造景的僵条化,造成养护管理难度大、费用高;二是城市绿化树种较单一,乡土树种应用较少,大量引进国外的草种、树种、花卉等植物,盲目换大树、栽名树,很难形成生物多样性和稳定的生态系统;三是一部分开山、填河、填沟、填湖、大搞开发建设活动,也破坏了自然植物群落、生态群落。
四、保护徐州市城市公共绿化植物多样性的措施建议
1.提高认识 积极宣传:生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础,对于维护生态安全和生态平衡、改善人民生活环境具有重要意义。首先是各级政府要从上到下认识到植物多样性保护的重要意义,其次园林、规划、农业、林业等部门的规划设计、施工、管理人员,必须牢牢树立植物多样性保护观念,在规划设计、施工、管理中有意识地进行植物多样性保护,特别是园林规划设计人员要做好领导的参谋,从最基础的地方抓起。另外各级政府应加大宣传力量,让植物多样性保护深入人心,通过大搞城市绿化建设,改善人民生活环境,让市民得到实惠。
2. 加强规划,适地适树:根据徐州本地区实际,认真调查,制定和实施植物多样性计划,把树种栽在适合的生境条件下,适地适树,根据因地制宜的原则选用树种。又要以科学的态度,慎重地运作,以减少失误和取得实效。依据政府立法,保留天然森林和自然景观,同时大力营造片林,强调乡土树种的选择及其合理配置,是今后城镇树种规划的方向。在政府园林部门指导下,引种、繁殖并培育露地观赏植物优良新品种丰富城市绿化树种,增加城市公共绿化树种的生物多样性,设计人员要因地制宜地进行规划设计,以本地种类为主,进行乔、灌、草、藤适当的空间搭配,以吸引能适应城市生态环境的动物栖息其中。
3.认真实施,恢复和重建生态系统:当今的城市大都不只是一个狭小的繁华商业城区,它的四周常常是广阔的乡村环境,在绿化时需要考虑所在地不同生态系统的特点,达到现代城市景观与自然景观共存的目标,为植物多样性保护和持续利用创造适当的条件。徐州城市公共绿化要与生物区域规划结合起来,要建立自然保护区网络,通过生物区域规划和管理,发挥一个保护区带动周边一个区域,保护好天然林生态系统,促进次生生态系统的恢复和重建。
4.突出重点,由易而难,逐步进行:在保护乡土植物、树种的同时,要精心设计使其具有本地的风格和特色,选择徐州本地特有、珍贵和有发展前景的植物,与具有民族风格或地方特色的建筑和景物合理配置。并选择更多发展前景的珍贵、特有和常绿植物开展实验和推广,例如珙桐、杜英、七叶树、连香树、鹅掌楸、杜仲、玉兰、木兰、女贞、石楠、绣线菊、八仙花、猥实、南天竹、栀子、六月雪、忍冬、杜鹃、海桐、冬青、卫矛、胡枝子、金缕梅等。
5、有条件的允许城市及边缘有“荒芜”场地存在:随着我国经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高,我们有能力大搞城市、乡镇、农村公共园林绿化建设,大搞生活环境的综合治理,但同时我们的城市、乡镇、农村等用地中,“无人过问”的地方越来越少,路多了,湖少了,沟平了,废地也利用了,科技进步种田现代化了,各种农药、除草剂用得多了,造成一些动物、植物(杂草)、微生物无“落脚之地”了,可正是它们构成了生物及植物多样性。所以一方面在划定自然保护区、生物多样性保护区的同时,有条件的允许城市及边缘、农村中有“荒芜”场地存在,形成一个小的自然生物群落,给一些植物有一个自由自在生长的空间、场所,哪怕是一个生长周期,让更多的动物、鸟类回归大自然。
【Abstract】Paper introduces the construction technology and the development research situation of “the information management system research of biological diversity based on webGIS in Yellow river delta wet land” .This software system has the functions such as browsing the remote information distribution of delta biological, statistical analysis, information services and so on. The advantage of convenient operation, strong applicability and widely application have higher value for strengthening the network management and scientific decision of delta biological diversity information.
【关键词】WebGIS;黄河三角洲;湿地;生物多样性;信息管理系统
【Keywords】WebGIS; Yellow river delta; biological diversity; information management system
【中图分类号】TP79 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)03-0053-02
1 概述
湿地生态系统是目前自然界生物多样性最丰富的生态系统[1-3],也是人类最重要的生存环境之一。然而由于全球变暖、人口剧增以及不合理开发,湿地正面临着前所未有的干扰和威胁,湿地保护迫在眉睫[4]。
黄河三角洲湿地是世界少有的河口湿地生态系统,位于山东省东北部的渤海之滨。在气候变化、海岸侵蚀、风暴潮、入海河流断流、外来物种入侵等自然因素以及围垦、城市港口建设、海洋油气资源开采等人为因素的双重作用下,生物的生存环境发生巨大改变,生物资源不断减少,生物多样性面临极大的威胁[5-7]。因此,为了更好地保护湿地资源,就必须深入了解导致湿地生物多样性下降的原因,并积极探寻高效科学的保护措施。
国外很早就开展3S技术在湿地保护中的应用,国内目前也逐渐开展相关研究,张桂芹等[8]开展了基于3S的济南湿地资源调查及碳汇功能研究,姚慧敏等[9]利用RS和GIS技术对山东省盐碱类湿地资源进行了调查研究。
本研究应用WebGIS和数据库技术对黄河三角洲湿地生物的发生、分布等数据进行分析,可实现对湿地生物多样性的监测、管理和相关预防方法及防治技术的关联查询,并实时进行信息,为政府部门进行湿地生物多样性保护提供决策依据。
2 系统设计
黄河三角洲湿地生物多样性信息管理系统是基于Window系统环境下开发的,使用C#,WEBGIS编程语言,使用Microsoft Visual Studio 2008作为开发工具,Oracle作为数据存储介质,基于B/S模式开发,选用面向对象开发方法,采用三层架构设计技术,将系统抽象成界面层、业务逻辑层、数据访问层。构建黄河三角洲湿地生物多样性信息数据库,实现对湿地生物的实时管理、查询和等功能。
3 系统功能与实现
黄河三角洲湿地生物多样性信息管理系统主要包括下列六个子系统十八个模块:信息接收子系统、生物名录管理子系统、遥感影像管理子系统、分析与评价子系统、我的信息管理子系统和字典维护子系统。
3.1 生物信息查询
生物信息查询功能模块包含着植物、野生动物、外来入侵生物、濒危和特有物种数据库等信息。通过对生物信息录入、整理和分析(见图1),并根据湿地生物多样性保护管理工作的实际需要,实现了生物信息的查询、遥感定位等功能。信息录入时按照数据表结构进行规范化填写,通过数据库直接导入,后台管理十分便捷。
3.2 遥感影像管理
基于黄河三角洲生物空间数据的采集(见图2),主要提供用户对湿地内各种植物、水鸟等的发生分布情况的地图显示,实现实时观测。实现生物发生世代、分布区域、种群消长规律在数据库中的呈现和输出等,并对数据进行模拟分析并预测预报,同时可以利用遥感影像对黄河三角洲外来入侵生物进行动态监测。
3.3 生物多样性分析与评价
根据生物类别动态提取生物评价指标信息,实现了对黄河三角洲湿地生物多样性的动态评价(见图3)。
3.4 系统管理
系统设置了管理员权限和一般使用者权限,管理员负责整个数据库的维护和管理,可对系统具有完全管理权限,一般使用者根据需要对各数据库进行查询、补充和完善。
此外,根据各类生物数据信息呈现的不同,系统设置了各级用户可以对权限内的各类数据进行查询、录入、修改、删除等编辑功能,这使整个数据库系统的维护更加便捷和实
用。
4 讨论
本研究建立了黄河三角洲湿地动物、植物、濒危物种、外来入侵生物的空间和属性数据库,提供湿地生物多样性的基础资料的实时更新和查询,将3S技术与湿地生物多样性信息结合,建立黄河三角洲湿地生物多样性保护信息化平台,实现对湿地生物多样性的实时监测和精细化管理。
同时,本研究将为山东省湿地生物多样性保护和管理专业化、信息化技术平台的建立提供技术支持,管理部门、相关科研事业单位网络用户可通过账户密码登录系统,实现资源共享。
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中国具有丰富和独特的生物多样性(表1-7),它有如下特点:
(1)物种丰富。中国有高等植物3万余种,其中在全世界裸子植物15科850种中,中国就有10科,约250种,是世界上裸上植物最多的国家。中国有脊椎动物6347种,占世界种数近14%。
(2)特有属、种繁多。高等植物有种最多,约17300种,占中国高等植物总种数的57%以上。6347种脊椎动物中,特有种667种,占10.5%。
(3)区系起源古老。由于中生代末中国大部分地区已上升为陆地,第四纪冰期又未遭受大陆冰川的影响,许多地区都不同程度保留了白垩纪、第三纪的古老残遗部分。如松杉类世界现存7个科中,中国有6个科。动物中大熊猫、白鳍豚、扬子鳄等都是古老孑遗物种。
JOURNALOFLISHUITEACHERSCOLLEGE2001年4月Apr.2001
生态示范区的生物多样性保护
朱圣潮
(丽水师范专科学校化学系,浙江丽水,323000)
X
摘要:阐述了丽水生态示范区的生物多样性特点及生物多样性保护现状和建议。
关键词:生物多样性;生态示范区;自然保护区中图分类号:X176 文献标识码:A
文章编号:1008-6749(2001)02-0048-03
生物多样性(biodiversity)是指/生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化(variety)和变异性(variability)0(U#S#OfficeofTechologyAssessment,1987),或指/生命形式的多样化,各种生命形式之间及其与环境之间的多种相互作用,以及各种生物群落、生态系统及其生境与生态过程的复杂性。0[1]一般可从3个层次去描述,即遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性。遗传多样性是指存在于生物个体内、单个物种内以及物种之间的基因多样性。任何一个特定的个体和物种都保持着大量的遗传类型。不同物种,其遗传多样性的丰富程度存在着很大差异。例如,细菌的基因数约1000个左右,某些真菌约达到10000个,而高等植物则可达40万个以上,一个物种通常由许多具有非常丰富的遗传变异的种群个体组成,从而使其具有大量的基因型。丽水山区具有极为丰富的物种,遗传多样性也很为丰富。物种多样性是指多种多样的生物类型及种类,强调物种的变异性,物种多样性代表着物种演化的空间范围和对特定环境的生态适应性,是进化机制的最主要产物,作为全国第四个生态示范区的丽水,生物种类极为丰富,已知有苔藓植物58科132属295种、蕨类植物41科88属365种、种子植物165科852属2572种、昆虫20目199科2094种、鱼纲动物10目21
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科100种、两栖动物2目7科35种、爬行动物3目
11科54种、鸟类动物15目48科259种、哺乳动物8目23科57种、大型真菌800多种,是浙江省物种多样性最高的地区。生态系统多样性是指生态系统中生境类型、生物群落和生态过程的丰富程度。生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其环境所组成,丽水生态示范区内生态系统较为复杂,可分为森林生态系统、农田生态系统、湿地生
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态系统和淡水生态系统。森林生态系统的植被组成以亚热带常绿阔叶林为主,兼有针叶林、针阔混交林、常绿阔叶混交林、落叶林、山地矮林、山地
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灌丛、草丛和竹林等。湿地生态系统虽仅庆元、青田小面积分布,但其所起作用不可低估,淡水生态系统又由水库、池塘、山溪、瓯江等构成,是生态示范区内不可忽视的成员。景观多样性,是指景观与环境和植被动态相联系的景观斑块的空间分布特征,它实际上包括了所有其它层次上的多样性。
生物多样性尽管有的已为人类所利用,但绝大多数生物资源的潜在价值至今未被人们所发现,丰富的物种资源对人类来说无疑是一笔巨大的自然
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财富。近两个世纪来,由于科技的发展、人口
的剧增,对资源的不合理的开发活动和环境污染及生态环境破坏,对各种生态系统及生物产生了极大的冲击。森林遭到严重破坏,每年有15km2的森
收稿日期:2000-12-22
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第2期 朱圣潮:生态示范区的生物多样性保护林消失,世界森林覆盖率已从原先的66.7%降到目前的22%,生物物种最丰富的热带雨林遭到大量砍伐,使这些物种赖以生存的环境被破坏,据估计在未来30年中,全世界将有5%~15%的物种将会消失,也就是说每年可能失去1.5~5万个物种,或者说,在短短1天时间里,地球上有40~150个物种销声匿迹。几年以前,据世界自然保护联盟(IUCN)估计,在全世界已知的约25万种高等植物中有2万~2.5万(即相当于占总数的8%~10%)物种处于严重受威胁状态,并估计到2000年末,将有可能增加到6万种,一个物种一旦消失,人类将永远丧失这种对后代可能是非常宝贵的生物资源。
建立国家级生态示范区对丽水市来说既是机遇又是挑战。在全省城市化建设、经济大发展的形势下,生物多样性的保护能否有效实行,能否给浙江人民、给全人类保留下最为珍贵的生物物种资源和生态系统资源。这是建立生态示范区过程中必然应当考虑的问题。就目前而言,生物多样性的保护一般可分就地保护和迁地保护,迁地保护要涉及基因库建立或植物园、动物园的建立,对人力、财力、物力等方面的要求较高,显然丽水市在这方面的工作尚属空白,若在生态总体规划中能够选择一个合适的场址进行物种资源的引种、驯化,结合城市化进程的开展,集旅游、观光、科普宣教、科学研究等功能,一定会取得意想不到的效果。整个丽水市目前只停留在个别自然保护区对少数稀有濒危植物物种的引种栽培上,如百山祖冷杉(Abiesbeshanzuensis)、竹节人参(Panaxjaponicus)、白豆杉(Pseudotaxuschienii)等。而现在较普遍采用的是就地保护法,当然,就地保护是生物多样性保护最有效的措施,也是生物多样性保护行动的核心。就地保护就是以各种类型的自然保护区包括风景名胜区的方式将有价值的自然生态系统和野生生物生境保护起来,以保护生态系统内生物繁衍与进化,维持生态系统内的物质循环和能量流动。目前,生态示范区内已有国家级自然保护区3个)))凤阳山、百山祖、九龙山;拟建中的省级自然保护区2个)))松阳箬寮土见、缙云大洋山;国家级风景名胜区1个)))仙都。仙都等风景名胜区以保护自[1]
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位。凤阳山自然保护区占地7万亩(绝对保护区1.2万亩,相对保护区5.8万亩)。百山祖自然保护区占地2万亩已与凤阳山保护区连成一体,成为浙江省最大的自然保护区。其保护的对象主要有三:首先是保护古老、稀有珍贵树种,如白豆杉、天女木兰、华东黄杉、银钟树、鹅掌楸、南方铁杉、福建柏、钟萼木、香果树、蛛网萼、短萼黄连、天麻、竹节人参、八角莲、百山祖冷杉等。其次是保护中亚热带典型森林植被类型)))常绿阔叶林、马尾松林、竹林、混交林、中山矮林、山地草甸灌丛,百山祖大洋林区的湿地,该森林植被的垂直地带性反映了北半球亚热带区域的纬向地带性特征,该湿地也是生态示范区内为数不多的几个湿地之一。再次是保护珍稀动物,如华南虎(1999年百山祖首次发现华南虎踪迹,引起各方关注)、黄腹角雉、金钱豹、云豹、猕猴、穿山甲、苏门羚、大灵猫、小灵猫、娃娃鱼、角怪、白鹇、红嘴蓝雀等。九龙山自然保护区面积为3万亩(绝对保护区1.5万亩,相对保护区1.5万亩),主要保护对象是森林资源及其生态环境和珍稀动植物资源,其中植物资源如:钟萼木、连香树、福建柏、香果树、鹅掌楸、白豆杉、蛛网萼、长叶榧、短萼黄连、八角莲、天麻、银钟树、黄山木兰、凹叶厚朴、闽楠、黄蘖、紫茎、银鹊树、南方铁杉、长序榆、九龙榧、兴山榆、毛红椿、川鄂山茱萸、江西杜鹃、野香椿、钟旭兰、山珊瑚、无叶莲、银杏、苏铁及古老的杜鹃林。动物资源如黄腹角雉、环颈雉、金钱豹、云豹、短尾猴、穿山甲、毛冠鹿、獐、黄麂、黑麂、白鹇、大灵猫、小灵猫、苏门羚、青羊、娃娃鱼、角怪、相思鸟、水獭、青鼬、獾、原猫、金猫、虎、黑熊等。松阳县箬寮土见天然林保存较好,其中有珍稀植物乐东拟单性木兰、短萼黄连、百日青、南方红豆杉、厚朴、鹅掌楸、白豆杉、穗花杉、香果树、长序榆等。官山岭的杜鹃林可以认为是浙江省内面积最大,林相最为整齐的。缙云大洋山则分布有香果树、福建柏、白豆杉、长叶榧、浙江七子花、钟萼木、南方铁杉、银钟花、紫茎、黄山木兰、凹叶厚朴、浙江樟、乐东拟单性木兰、黄山花楸、短萼黄连、独蒜兰、野大豆等国家重点保护植物。我认为在充分考虑保护上述国家珍稀濒危物种的同时,作为一个生态示范区,对生物物种的保护还应参照以下3个标准:(1)特色性。,
50丽水师范专科学校学报 2001年
除了重点加强自然保护区生物多样性保护外,生态示范区的生态规划也应更加科学化。在城市化发展的同时,始终坚持应把如何保护和有效提高生物多样性作为重要原则,强调生态规划的目标与城乡总体规划目标的一致性,追求社会、经济和生态环境的整体最佳效益。坚持趋适开拓,以环境容量、自然资源承载能力和生态适宜度为依据,寻求最佳的区域或城乡生态位,不断开拓和占领空余生态位,以充分发挥生态系统的潜力,促进生态建设。在可能的情况下,生态示范区可建立植物园、植物资源引种栽培基础和动物园,使一些珍稀物种能理直接的得到人为保护,并积极发挥本地基础研究力量较强的优势,进行有关生物多样性方面的科学研究,加强科普宣传教育力度和有关法律政策的宣传,使生态示范区的生物多样性保护能够切实有效的进行。
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我们知道生物多样性是大自然的安排,自然因素的破坏是进化的结果,人为的破坏会改变自然的安排,给我们的生存带来危机。作物品种多样性是一种资源,有着重要的价值,人类的衣食住行均离不开它,一旦失去生物多样性,人类生存的基础可能就会造成破坏。农作物的多样性为我们提供了生存的机会,我们人类所需的食物、药物及多种工业原材料均来自于这种多样性,多样性的维持有助于我们获取食物,会丰富我们的营养,提高我们生活的质量。一旦这种多样性减少甚至丧失,我们遭受的首要危机就是粮食危机。联合国粮农组织不断发出警告,现在人类生存所依赖的食物越来越集中于少数几种,一旦遇到气候变化或地质变化就可能会减产,而其他的作物我们已很少种植,甚至已经没有种植了,若干年后人类的食物必然匮乏。联合国生物多样性项目组专家也断言,作物多样性的减少除了引发粮食危机外,可能还会引发其他危机,如导致药物原材料、工业材料的减少,严重的则会引发疾病无药医治的局面;人类的食物过于集中几种食物,导致人类饮食出现均质化的倾向,可能助长非传染性疾病如糖尿病和心脏疾病等的患病率。农作物的多样性在保持土壤、水资源品质及气候调节上也发挥着重要作用。黄河流域是中华民族的发祥地,曾经物种丰富、土地肥沃,但是由于长期战乱与过度开发,现在这里的生物多样性已基本丧失,土地贫瘠,土地荒漠化严重。作物多样性对于大气成分调节、地球温度等方面也有重要的作用。现在我们所知的地球大气层中的氧气含量为21%,是千万年来植物光合作用的结果,如果作物多样性还像今天一样在减少,有科学家预测,大气层中的氧气总有一天会由于氧化反应而消耗殆尽。今天地球上的生态环境日益恶化,作物多样性的减少,还可能会影响生物链,最终会导致某一区域生态系统的崩溃。因此,我们需要认真对待作物多样性的存在,一个物种一旦灭绝,便永远难以再生。尤其是现在的一些濒危作物种类,如果消失了,我们将失去宝贵的生物资源,对于子孙后代、对于社会发展都是巨大的损失。
2农作物多样性减少的原因
从全球范围来看,农作物的多样性在减少,已是不争的事实。我们需要探寻其原因,才能够寻找到保护良策。从整体上来看,导致农作物多样性减少大致有两个方面的原因,一是自然因素,二是人为因素。自然因素是一种自然选择的结果,生物个体在自然选择中既能保持亲本的遗传性,也可能会出现变异,在变异中如果能够胜出,有利变异才可以将遗传信息延续下去,有利变异在日积月累的过程中,慢慢适应了新的生存环境,就会产生新的生物类型,也会形成多样化的生物样态。生物如果出现了不利变异的基因将会被淘汰,直到生存环境改变而消失。当然自然选择过程缓慢,只有在长时间内才能看出影响。另外,气候的变化、地质条件的改变、降雨量的减少或增多都可能会导致生物多样性的减少。人为因素是导致农作物多样性减少的直接原因。生物科技与农业机械化的发展使得农作物产量不断提高,虽然满足了人类的需求,但在一定程度上也限制了作物多样化的发展。比如,美国已经放弃了传统农业及耕作技术,大规模发展基因作物及产业化经营,其作物品种正在不断减少,多样性在丧失,有95%的蔬菜品种已经没有在美国出现过。人类活动对作物多样性的减少负有直接责任,具体表现在:第一,作物品种改良、外来品种的引进或遗传物质的杂交,在一定程度上丰富了作物的多样性,但是也使得作物类型简单化,可能会导致一些传统品种的丧失。比如,在印尼,过去20年来,已经有1000多个水稻品种丧失,现在75%的水稻来自单一母体,导致了水稻遗传基因的丧失。第二,大规模的产业化生产,导致了农户对经济效益的追求,这必然会出现单一品种独大的局面,而忽视来对其他品种到培育与种植。第三,生态环境的恶化,长期以来人类的开发,过度的开垦、放牧,不合理的开采,土壤污染及水质污染等,导致了作物品种的减少或没绝。第四,城市化的发展,大型工程的建立,侵占了大量土地,需要在一些特定地域和气候条件下生长的农作物可能会消失。
3农作物多样性的保护对策
农作物多样性的减少已经危及到人类社会的生存和发展,农作物多样性的保护与恢复已经成为世界各国共同面对的任务。首先,应用现代科技,促进传统农业发展。现代农业与传统农业并不对立,农业的发展与生物多样性的保护也不矛盾,现代科技可以用来提高农业的产量,也可以用来保护生物多样性资源,以满足人类生存的多种需求。任何地域均有自己的环境特点,没有一个农作物品种能够适应所有区域,在一个地域一般有一个或几个优势农作物本地品种,这是传统农业发展的根本希望所在,本地物种是在长期耕作中形成的,不能轻易放弃。当然,优质高产的农作物品种也需要培育种植,需要用现代科技来改造或是培育新的作物品种。现代科技虽然改变了人类的耕作方式,比如化肥农药的大量使用,但是不能废弃传统的施肥与病虫害防治方法,需要从农田整体生态系统上保持高产品种与本地品种的平衡,需要保持农作物与其他作物的协调。唯有这样,才能保持农作物多样性的持续与传统农业的发展。其次,加强基本农田和农家保护。农作物多样性的存在依赖于丰富的、多样化的生态环境。加强基本农田保护,就是要恢复退化的农田生态,恢复农作物多样性生存的环境。可以运用必要的法律、行政或经济手段,强化对基本农业耕地的恢复与管理,防止耕地流失,防止耕地土壤肥力的下降。综合运用生态学原理,强化农田区域内生态系统建设,可以将农田基本布局、水利设施、水资源和其他的林木、草地资源相结合,形成合理的独立的生态系统。在该系统内农作物与其他作物、生物形成合理配置,构建一个生物多样性的农田格局。如果说农田保护是一种宏观格局的农业保护,那么农家保护就是农民在农业生产过程中的微观保护,是农民在种植生产与管理中进行的就地保护。
关键词:城市绿地;生物多样性;华东
一、城市绿地含义与内容
所谓城市绿地就是以自然植被和人工植被为主要存在形态的城市用地。它既包括城市建设用地范围内用于绿化的土地,也包括城市建设用地范围之外对城市生态、景观和居民休闲生活具有积极作用、绿化环境较好的区域。它包括各类公园绿地、附属绿地,生产绿地、防护绿地及其他包括风景名胜区、水源保护区、郊野公园、森林公园、自然保护区、风景林地、城市绿化隔离带、野生动植物园、湿地等对城市生态环境及景观有直接影响的绿地。城市绿地不仅可以起到改善城市生态、保护环境,而且能为居民提供游憩场地和美化景观等功能作用。
二、当前城市绿地生物多样性建设现状与存在的问题
1、在中国城市道路绿地建设过程中普遍存在园林绿化树种种类较少的现象。特别是中小城市的绿地建设过程中缺乏系统考虑,整体性、特色性、序列性不够。如老城区道路多为一块板,无分车绿带,行道树间距过大,绿地率普遍偏低。沿街建筑与道路过于接近,缺少绿化过渡空间。行道树种类单一,使得遮荫效果、沿路景观较差,没有形成有层次的“一路一景”的绿化景观效果。据笔者了解,华东地区很多城市分布植物种类少,常用园林绿化树种一般不超过70种,且品种比较单一。
2、如今在大力提倡丰富生物多样性的时候,却存在着在城市绿地中,采甩差不多的植物品种;植物在某一区域范围内品种数量上虽然丰富。但却缺乏自生的特色,造成相似的种群或群落:本地植物物种的保护、发掘与应用上较少。不管是在居住区公园、街旁绿地还是风景区绿地、道路绿地,设计中未能借鉴利用当地自然景观特点,创建特色景观类型。在一个优化的城市生态系统不仅要求各子系统相互协调,以求内耗量小,还要求系统功能多样性以提高其稳定性。作为城市绿地,应保持城市景观的异质性,不同区域,不同地形要形成各自特色种群或群落,最大程度的丰富城市的生物多样性。譬如说南京的“春牛首,秋栖霞”,在不同季节可以欣赏到不同的景观。还有奠愁湖海棠园有特色的景园等。
3、为了丰富城市景观,加速城市绿地的绿量,不少地方通过各种途径获取大乔木。早在几年前,上海等地就己实施“大树引入城市厂工程,确实在城市中起到非常显著作用。由于利益的驱动,“大树引入城市”如今已经发展到许多地方的农民上山挖大树、野生树.通过个体苗木经营者导入到城市,这一切虽然在短时间内创造了大量的经济效益和社会效益,但是代价确实昂贵的。首先,大规格的树,移植成本高,恢复生长慢,成活率低;其次,森林是一个整体性很强的群落,大规格的树木是这些群落的骨架,挖走骨干树种,势必对周边的环境产生连锁反应,严重时会导致泥石流等自然灾害:再者,大树移植前要保证成活,必做强行修剪,不仅影响原有的自然形态,而且会绿量减少。同时,由于树木严重受伤,即使其成活了,但由于生长缓慢,造成资源的浪费。其实,从严格的意义上来说所谓的“大树”应该是苗同培育的,经过移植,根系发育良好的大规格苗木.或者是在特殊情况下,如道路改、扩建、单位绿地调整或过密植物群落中抽稀所产生的移植树苗。
4、在许多城市绿地营建过程中,适应当地环境条件的植物群落类型的绿地甚少,而且不乏许多从南方引种的许多常绿树种,形成了极为流行“南树北上万的现象。南树虽然现今通过引种驯化,丰富了当地的品种,但是不注重当地气候因子的影响,会对植物景观产生负面效应。如南京河西区奥体中心附近的某居住小区的会馆前,沿着河道种植了许多伊拉克蜜枣。虽然格外新颖,但到了冬季都要在树的要用草绳等防寒措施使其安全御寒,如保护不力,有的甚至死掉.不仅增加了养护的难度,而且失去了观赏价值。
三、完善城市绿地生物多样性的对策
1、丰富生物多样性,适时引入适当物种,
在城市绿地中,应采用多种植物,努力增加乡土植物的数量和品种,用多种栽植方式,形成多样化的稳定的植物群落。以科学的方法和形式,将各种树木花草、地被等妥善地组合起来,广泛运用在森林、绿地公园、广场和行道树等地,这样也容易形成完整的生物链。城镇区域作为以人工构筑占主体的灰色斑块,其中的绿色镶嵌体由于受城市建设千扰作用较大,生物多样性程度普遍较低。建设中应逐步改善和提高城市生物物种水平,恢复和培育城市的生物多样性,在绿地规划建设中将生物多样性的保护作为一项必不可少的衡量指标,来加强对城市生物多样性建设实施的管理和监督。在绿地营建过程中,以暖温带植物作为城市园林绿化的植物选材的主体,同时,结合特殊的地理资源优势,可以适当引入部分亚热带树种,努力培育适应当地环境条件的植物群落类型,并确保城区园林绿化树种的数量及各类园林绿化树种的合理比例。建立景观生态绿色廊道,增强不同景观板块间的连通性,以利于物种和基因的交流,减少生境破碎化对生物多样性保护的不利影响,增加人工生态系统与自然生态系统间的生态联系。
2、加强对生物群落多样性的保护培育工作。
深入调查当地生物群落结构类型,增加城市绿地系统中植物群落生物多样性的规划。根据不同树种的生态特性,充分利用变化的时间和垂直空间生态位,建立物种丰富、结构合理、季相变化丰富的植物群落。其次对广泛搜集的品种资源进行分类、整理、记载、鉴别,在良种母本园中建立新品种示范区,把良种母本园建成以自然式规划布置为主体,既考虑景观效果,又照顾生产需求的植物品种园。植物品种全部采用经过选择特色品种、新优品种、珍稀品种,为教学、科学研究、科学普及、生产提供示范和服务。园中植物配置可采用自然布局,提高观赏效果。沿主干道栽植色彩艳丽、花形优美的植物,对单株观赏效果不突出的种类,则在距道路较远的绿地中片植,在布置数量上,有目的地将在生产上有发展前景的品种,大量种植在较显著的位置,为生产提供母本资源。不断引进新品种,不断开展杂交育种和选优工作,使良种母本园植物资源不断丰富,真正成为名、优、新品种的专类园。再者要加强对植物群落自然演替更新等生态过程的研究和分析,了解当地群落系统自然演替的潜在规律,并以此为依据进行科学合理的植物群落配置。保护和恢复各种生态系统的自然组合。
关键词:评价,学生发展
一 问题的提出
《生物多样性及其保护》一节是我的转正公开课,从教材的分析来看,本课的内容多,但相对比较简单,与之相关的素材和资料易通过各种途径获得,因此教师对教材内容把握的弹性较大。但在备课的过程中,一些问题引起了我的思考:新的教学改革,要求教师改变以往一讲到底的做法,对知识的获得,要变学生的被动接受为主动获取,如何在教学中充分体现学生的主体地位,这是一个值得深思的问题。
在商量怎样上这节公开课时,同事的建议给了我很大的启发:“这节课的内容虽多,但难点少,部分内容可以尝试让学生来讲。”——让学生参与到教学中来?这确实是比较新颖的一种教学模式。伴随着新课程标准的落实和新课程的普及,课堂教学已经发生了巨大的变化:自主、合作和探究已经成为课堂教学活动的主要形式,课堂教学目标已经从过去的知识立意转向能力培养。
然而,让学生参与到课堂教学中来,那么,评价学生的活动也就成了这节课的关键,在教学中如何通过积极有效的评价手段,促进学生潜能和个性的发挥,培养学生的创新意识和创造力,从而促进学生能力的发展,进而提高教学质量?
二 策略的选择和问题的解决
让学生参与到教学中来,在评价上必须解决三个问题:1、评价的内容是什么;2、如何评价的问题;3、评价的效果如何。
1.评价的内容是什么?
评价的目的既然是促进学生能力的发展,那么,评价的内容就应该多元化:既有知识方面的,也有能力和情感方面的评价;既要关注共性,也要注重学生个性的发挥,倡导学生用不同的方法去学习和表现对知识的理解,使每一位学生都有展示自己才华的机会。
基于此,在评价的内容上,笔者主要关注以下几点:1、学生的介绍是否有重点?2、介绍的内容是否出现科学性错误?3、介绍的内容是否在原有内容上有所拓展?4、学生材料组织的形式和介绍语言的表达有何特色?
从上述评价的内容来看,前三项是对知识的评价,最后一项则是关注学生的独特个性,是对学生创新能力的赏识性评价。
2.如何评价的问题
我在构思本节课的评价方式时,尝试把赏识评价引入到课堂教学中来。即学会欣赏每一位学生,及时对每位学生的积极表现做出恰当的赏识性评价,赞赏每一位学生的独特之处,赞赏每一个学生所付出的努力和热情,赞赏每一位学生对教科书的质疑和超越。在评价的方式上采取教师评价和学生评价(自评和他评)结合起来的办法,使学生通过评价和被评价,有所思,有所得。
3.如何对评价进行评价(评价的效果)
课堂教学中的即时评价是否有效,要看评价能否激发和保持学生的学习动机,能否有效地引导学生进行自主学习并使学生保持和强化这种积极的学习状态。
为了了解这堂课是否达到了上述目的,课后,我请所教班级的学生谈谈对这节课的感受和体会,同时也积极听取了科组老师对本堂课的评价,根据学生和其他听课老师反馈回来的信息对本节课的评价进行了自我反思和再评价。
三 教学实践与教学效果分析
我将整节课的教学流程设计为三个环节:明确概念——介绍、评议——讨论、总结。
“明确概念”。教师结合前面学过的知识加以点拨,使学生明确生物多样性包括三个层次的内容,即基因(遗传)多样性、物种多样性和生态系统多样性。
“介绍、评议”。学生以小组汇报的形式介绍生物多样性的三个方面内容(生物多样性的价值、我国生物多样性的特点、面临的威胁和原因),在此基础上,师生对介绍的内容进行点评和讨论。
“讨论、总结”。生物多样性的保护是当前面临的一个环境问题,目前所采取措施的可行性及不足表现在哪些方面?这些问题通过师生的共同讨论来完成。
上述三个环节中,“介绍、评议”是本节课的重头戏。
第一小组的同学根据他们搜集到的资料,利用课件简要介绍了教材中提及的几种价值,在此基础上还增加了食用、商品、娱乐、经济、道德等方面的价值,大大拓展了原有内容,为了说明生物多样性的药用价值,组员刘嘉政还特地从家里带来一棵灵芝边介绍边展示,真正做到“言之有物”。
针对这一组的介绍,我采取了学生评价的方式。有的学生认为:“内容比原来教材充实、具体,所举例子更贴近生活”,也有的学生提出:该小组补充的“生物多样性具有仿生价值”属于教材中提到的“科学研究价值”的内容,不应归为“其它的应用价值”,这就对发言的内容进行了修正;还有的学生提出:该小组没有说明直接使用价值和间接使用价值之间的区别,并当场以开发大西部引发的“沙尘暴”来加以说明,很好地对两者的区别作了具体的补充。
以骆琦等组成的第二小组,从调查校园的小树林说起,过渡到我国生物多样性的情况,在介绍的整个过程中,骆琦以自己拍摄到的照片对我国生物多样性的四个特点进行了具体翔实的论述。
对这一组的介绍,我采取了教师评价的方式。在评价中我提到这样一点:这一小组从调查身边生物多样性的情况说起,然后扩展到整个国家的特点,这种由点到面、由此及彼的论述方式不仅使过渡自然,而且合乎论证的逻辑,值得大家学习。
第三小组的同学则搬来了他们所订阅的地理杂志,以科尔沁草原的“前世”、“今生”和开发大西部引发的一系列生态生境问题,来说明生物多样性面临的几大原因,组员张正在整个介绍中的语言非常流利和顺畅,吸引了在座同学和老师的注意力。
我在评价这组的发言时说:“这组同学在介绍我国生物多样性面临威胁的几大原因时,围绕‘生态环境的破坏’一项,从不同角度、不同方面(如国外、国内的例子)对这一主要原因展开论述,有证有据,重点十分的突出。”
综观整堂课,三个教学环节间的衔接比较紧凑,学生的介绍各具特色,异彩纷呈,完全打消了我先前的忧虑,教学中师生、生生的互动较多,课堂气氛和谐活跃,达到了预期的教学效果。
四 评价的效果
如果评价能够促使学生自觉地进行内省和反思,使自己的认识上升到一个新的高度,那么,这种评价对于学生的发展,其效果就是积极有效的。从课后学生和老师反馈回来的信息看,大部分的学生觉得这节课让自己“获益不浅”。以下是一个学生课后的体会:
我们小组负责“生物多样性的价值”方面的介绍,为了使介绍生动有趣,我们有的组员负责到网上搜集资料,有的同学则负责扫描杂志上的图片,我还特地从家里“偷”来一棵活生生的灵芝,准备在介绍“药用价值”时能用上场,负责介绍的罗青一早就写好了演讲稿,还反复进行了几次“演练”。我以为我们的介绍一定会在班上引起“轰动”,没想到同学们的评价让我们大吃一惊:我们居然出现了科学性错误:“仿生价值”本属于“科学研究价值”方面的内容,我们却把两者分开来讲了。直接使用价值与间接使用价值之间的区别应当是我们介绍的重点,我们竟然把这个知识点忽略过去了!要不是评价的同学用“沙尘暴”的例子帮我们补充说明,我们小组的介绍就完全失败了。
老实说,我们小组在准备材料的过程中,早已对生物多样性的各种价值烂熟于心了,遗憾的是,我们却未能在短短几分钟的介绍中把我们的理解很好地传达给其他同学,这是我们课后一直耿耿于怀的。如果下次还有机会上去介绍,我想我们一定能比现在做得更好。
——刘嘉政(第1小组组员)
学生能从他人的评价中认识到自己的不足,并把这种不足内化为下次努力的强大推动力,进而产生继续参与和表现自我的欲望。我想,这样的评价促进了学生的点滴进步,成为了学生自我教育和促进自我发展的有效方式。
五 反思与讨论
美国一位课程理论专家说:评价最主要的意图不是为了证明,而是为了改进。也只有这样,才能促进每一位学生的全面发展。
1.评价方式的改变。以成绩作为唯一标准的评价方式已经不能适应社会对人才的要求。新的教学观要求教师通过多元的评价方式来促进学生能力的发展,因此,发展性评价已经成为课堂中一个重要的组成成分。在这节公开课上,我第一次尝试把赏识性评价介入到课堂教学中来,通过评价关注学生创新精神和实践能力的发展,以及良好的心理素质、学习兴趣与积极情感体验等方面的发展;尊重个体差异,注重对个体发展独特性的认可,给予积极评价,发挥学生多方面潜能,帮助学生悦纳自己、拥有自信,使评价成为教师、学生共同积极参与的交互活动。
2.从本堂课的评价方式来看,既有学生评价,也有教师评价甚至两者的结合。教师和学生既是评价者又是被评价者,评价的态度是中肯的,评价的效果是积极有效的。通过这种师生、生生之间多元互动的评价方式,有利于学生对知识的自主建构,也有利于学生能力的进一步发展和提高。
3.评价不是目的,而是提高教学质量、促进学生发展的手段。评价的本质是促进学生潜能、个性和创造性的发挥,使学生树立自信心和保持持续发展的动力,它具有激励、诊断和发展的功效。通过评价可使学生评判自己的成绩,监控自己的发展,显露自己的特长,分享成功的喜悦,增强自信,从而促进学习。
4.教师要掌握好评价上的“收”和“放”。让学生介绍某个知识点,总有精彩和不足的地方,对学生的精彩之处,要不吝赞美之词,予以充分的肯定,使学生体会到成功的喜悦,增强学生的自信心,是之为“放”;对学生不足的地方,评价要恰到好处,既有肯定,又有补充或修正,使学生在一种和谐的气氛中自觉地对知识进行二次构建和完善,是之为“收”。
第三小组在介绍“生物多样性面临的几大原因”时,谈到了三峡工程所带来的一系列生态问题,认为三峡工程已经严重破坏了生物的生存环境,导致生物多样性的急剧减少,并表示出了极大的忧虑。在这个知识上,教师要做好评价上的“收”——如果一味肯定学生的观点,无疑是误导学生进入“三峡工程弊大于利”的认识了。因此在评价时,应引导学生对问题进行冷静的思考:三峡工程固然在一定程度上导致了生态环境的破坏,使生物多样性面临一定的威胁,但是从长远来看,就国民经济利益而言,是利大于弊。这样,通过适当的评价使学生的某些过激认识“软着陆”。
5.在课堂教学中进行发展性评价,也遇到了不少问题,例如,在评价之前,教师如何对学生的活动进行有效的指导?在评价过程中,学生自评往往是难以开展的一个环节,或是只能留到课后进行,在有限的一堂课中,如何把他评和自评有效地结合起来,从而最大限度地促进学生知识、能力和情感的发展,是我一直思考的问题;对评价的再评价,往往是通过对他人的访谈和调查来获得,这不免使得一些个人的感情因素渗入其中,影响了评价的准确性,因此,评价标准的确定,也是一个值得深入研究的课题。
参考文献: