54-1-3

Nutrient cycles connect past, present, and future forms of life. Some of the carbon atoms in your skin may once have been part of a leaf, a dinosaur’s skin, or a layer of limestone rock. Your grandmother, Attila the Hun, or a hunter-gatherer who lived 25,000 years ago may have inhaled some of the oxygen molecules you just inhaled.

翻譯：營養素循環在我們生活中連接了過去，現在，和未來。例如：或許在我們皮膚上的碳原子有可能曾經是葉子的某一部分，或是恐龍的皮膚，更或者是石灰岩的表層。而或許我們現在所吸的氧氣，也有可能是祖先或住在25,000年前受獵者們所吸的氧氣。

3-5~3-7

3-5What happens to energy in an ecosystem？

Energy flows through ecosystems in food chains and food webs.

◆Food chain食物鏈：將生物以掠食者與被食者的關係單向依序排列。

◆Food web食物網：由許多條單純的食物鏈相結成網，最後可把整個生物群集連在一起。

◆Biomass生物量：有機物-水的重量

◆Ecological efficiency生態效率：能量經過轉移後，真正可用的百分比。

◆每次能量轉移，剩下十分之一。

◆Pyramid of energy能量金字塔：由食物轉換為有效能量之效率非常有限，因此消費者如攝取高一層之生物為食，將增加消耗數倍食物之能量。

◆淨初級生產率(NPP)＝總初級生產率(GPP)－生物呼吸的能量消耗(R)

3-6What happens to matter in an ecosystem？

Matter cycles within ecosystems and in the biosphere.

◆Water cycles through the biosphere

◆Carbon cycles through the biosphere

◆Nitrogen cycles through the biosphere：bacteria in action

◆Phosphorus cycles through the biosphere.

3-7How do scientists study ecosystems？

◆Some scientists study nature directly.

◆Some scientists study ecosystems in laboratory.

◆Some scientists use models to simulate ecosystems.

3-3~3-4

3-3What are the major components of an ecosystem?

生態系主要包括生物及非生物,生物包含動物、植物、微生物...等，非生物包含水、空氣、養分、能量...等。

下圖為生產者、消費者、分解者系統循環的示意圖

◆Limiting factors principle 限制因子原理：環境的變化對生物的生長發育很重要，所以生態環境中的生態因子如果超過生物適應範圍時，對生物會有一定的限制作用，只有當生物與其居住環境條件相符何時，生物才能利用環境的優越條件，表現出最大限度

◆Heterotroph 異營生物：可自外界吸收小型有機分子作為食物的原始細胞。

◆Autotroph 自營生物：異營生物經過演化後，可利用無機物合成有機分子，作為自身能源。

◆Aerobic respiration有氧呼吸：生活細胞利用氧分子，將某些有機物質徹底氧化分解，形成CO2和H2O，同時釋放能量的過程。

◆Anaerobic respiration 無氧呼吸：生活細胞在無氧條件下，把某些有機物分解成為不徹底的氧化產物，同時釋放能量的過程。


3-5What is biodiversity and why is it important?

生物多樣性在地球上是自然資本重要的一部分，包含了物種多樣性、基因多樣性、生態多樣性…等。

◆基因多樣性(genetic diversity)：在不同區域生活的同一種生物，常因地理或生態上的隔闔而造成不同的族群，各族群之間的遺傳基因，因為交流的機會降低而具有一定程度的差異。在自然狀態下，基因的多樣性源於基因的突變及生殖過程中基因的交換重組。而物種的遺傳多樣性，使同一物種內的個體有不同的形態、生理、行為、甚至個體，人類可以操縱應用這樣的多樣性來造福人類。

◆物種多樣性(species diversity)：物種多樣性所呈現的面貌豐富了我們生存的世界，隨著觀察的角度不同，物種的多樣性常以不同的方法去表示，生態學家最常以種類繁富度(species richness)及種類豐度(species abundance)來表示。

◆生態系多樣性(ecosystem diversity)：生態系統的多樣性，泛指在不同生態系統中多變的棲息地及各種生態演替的現象。各種不同的生態系交互作用，造就了多彩多姿的世界。

下圖為土壤剖面示意圖

<<環保潮流創意>>演講心得

<<演講心得>>


主題：環保潮流創意

主講人：史丹利

主持人：呂如中


心得：環保的議題現在很盛行，而聽完這個演講讓人知道，潮流也可以做環保。史丹利先生利用很多圖片讓大家明白環保潮流的創意，最讓我印象深刻的是一隻用木頭作的熊，很像小朋友的玩具。這不禁讓我想到，兒童餐所附贈的大都塑膠玩具，放了億萬年也不會腐蝕，真是不環保。

3-1~3-3

3-1 What is ecology？

生態是一種研究生物與周遭物理、化學、生物環境和物質能量交互作用的學科

Cells are the basic units of life 細胞是生命最基本的單位

Cell theory細胞理論：
細胞是生物體的最小單位.
細胞是由先前存在的細胞得來的.
所有的生命體都是由一個或多個細胞所組成.

Gene基因：是一連串攜帶遺傳信息的DNA序列，為控制性狀的基本遺傳單位。

Chromosome染色體：在細胞核中，由緊密包裹的DNA及蛋白質所組成

Species種：指一群或多或少與其它這樣的群體形態不同，能夠交配繁殖或產生具有生殖能力後代的生物群體。
例如：現代人的學名： Homo sapiens
簡化如下： Homo sapiens(種名)= Homo(屬名) + sapiens(種加詞)

Population族群：是指在同一時間同一地點同一種生物所形成的團體

Genetic diversity基因多樣性：某一物種的基因庫中，基因多樣的變化情形
簡單來說，若基因差異性愈大，個體間差異性也就愈大，則該物種對環境變化的適應能力也愈大，那麼物種的生存機會就愈高。

Biosphere生物圈：地球上生物所棲息的環境。
不僅是生物棲息的空間，更是生物賴以為生的場所。生物圈能利用地球上的物質轉化成活質，以以一個「物質」和「能量流」循環為特點的系統，提供了生物生長和繁殖所需要的物質和能量。

3-2 What keeps us and other organisms alive？

The earth’s life-support system has four major components.

1.Atmosphere大氣層：Troposphere對流層、Stratosphere平流層
2.Hydrosphere水圈
3.Geosphere岩石圈
4.Biosphere生物圈

地球內核

Life exists on land and in water.

Biomes生物群系：最大的地理生物單位，具有類似生活型和環境條件的大的植物和動物群落，包括不同的生物群落和群落的各個發展

Nature greenhouse effect溫室效應

2-3~2-5

2-3 How can matter change？

Matter undergoes physical，chemical，and nuclear changes

Physical change 物理變化：沒有新物質形成的一種變化類型。通常指物質僅改變其物理性質(如聚集狀態、密度、溶解度、電導率 ),而不改變其分子(或晶體)化學組成和化學性質的變化。如水的蒸發和凝固、糖的溶解、磁選機利用磁鐵的磁性將鐵和非鐵金屬分離等。

Chemical change 化學變化：物質與物質間的電價交換而生成了新的物質(氫氯酸和鐵生成氯化亞鐵,鐵和碳生成鋼),或物質經特定的反應而產生分離和結合(如電解食鹽水產生氯、氫和氫氧化鈉).


(下右圖)水利用電流的能量，可以變成氫氣和氧氣。這是一種化學變化，因為水分子裡的原子重新排列，形成新物質。





Nuclear fission核分裂：是將大的原子變成兩粒或以上的較小的原子,故稱核分裂.(上圖)

Nuclear fusion核融合：是將較小的原子結合變成較大的原子,故稱核融合


2-4 What is energy and how can it change its form?

能量有兩種形式 :

動能(kinetic energy)：是物質運動時所得到的能量。通常被定義成使某物體從靜止狀態至運動狀態所做的功。

位能(potential energy)：倘若物體因所在的『位置』不同而有不同的能量，此隨著物體位置改變而改變的能量稱之為『位能』。


兩條科學定律會影響能量轉換

熱力學第一定律(first law of thermodynamics)：能在各種形式間轉換時其總量不變，這個定律又稱為能量不滅定律。

熱力學第二定律(second law of thermodynamics)：描述熱量傳遞方向　
通俗表述：自然界中一切與熱現象有關過程都是不可逆　
克勞修斯表述：熱不能自發的從冷處轉到熱處，任何高溫的物體在不受熱的情況下，都會逐漸冷卻。

2-5 How can we use matter and energy more sustainably ?

為了要使我們環境永續下去，要減少不必要或浪費的能源，回收然後重先再利用，使用科學方法去創造更加永續的環境