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生物环境定义范文1
1 嗜热微生物
1.1 嗜热微生物的定义及分布
嗜热微生物也被称为嗜热菌或者高温菌。嗜热微生物主要分布于温泉、堆肥、煤堆、有机物堆、强烈太阳辐射加热的地面、地热区土壤以及陆地和海底火山口等高温环境[2]。
1.2 嗜热微生物的分类
嗜热微生物分为耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌、超嗜热菌,根据嗜热微生物对高温环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表1)。
1.3 嗜热微生物的应用
1.3.1 嗜热酶及超级嗜热酶 嗜热酶(55~80 ℃)和超级嗜热酶(80~113 ℃)具有与普通化学催化剂不同的高催化效率、很强的底物专一性、在高温条件下稳定性良好等优点。这些酶在食品工业、造纸工业、烟草业、石油开采、医药工业、环境保护、液体燃料的开采、能源利用等领域中具有广阔的应用前景。
1.3.2 抗生素 嗜热微生物生活在高温环境中,能够产生多种特殊的代谢产物,其中有一部分是抗生素类,为目前抗生素的开发和生产提供了新的思路,有较大的应用前景。
1.3.3 嗜热微生物菌体及其它活性物质 嗜热微生物菌体可直接用于工业生产,同时嗜热微生物在高温的条件下还会产生维生素等物质。
2 嗜冷微生物
2.1 嗜冷微生物的定义
嗜冷微生物是适应低温环境生活的一类极端微生物[3]。
2.2 嗜冷微生物的分类
嗜冷微生物分为专性嗜冷菌、兼性嗜冷菌、极端嗜冷菌、耐冷菌,根据嗜冷微生物对低温环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表2)。
2.3 嗜冷微生物的应用
2.3.1 环境保护方面 通过嗜冷微生物产生的冷适应酶来实现低温下的污染物生物降解。
2.3.2 食品方面 嗜冷微生物常用于牛奶加工业、果汁提取工艺、肉类加工业、烘培面包工艺、乳酪制造业等食品制作方面。
2.3.3 生物技术方面 嗜冷微生物也用于生物降解或生物催化。混合培养的专一嗜冷微生物在污染环境中扩增和接种产生的酶可提高不耐火化学药品的降解能力。由于嗜冷微生物的特殊蛋白质结构,嗜冷微生物在生物催化方向上具有更大的优越性和更好的应用前景。
3 嗜酸微生物
3.1 嗜酸微生物的分布及定义
自然界存在许多强酸环境,如废煤堆及其排出水、酸性温泉、废铜矿、生物沥滤堆及酸性土壤等。其中,许多微生物的代谢活动也会产生酸性环境。生长在酸性环境中的微生物被称为嗜酸微生物[4]。
3.2 嗜酸微生物的分类
嗜酸微生物分为嗜酸型、耐酸型、极端嗜酸微生物,根据嗜酸微生物对酸性环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表3)。
3.3 嗜酸微生物的应用
3.3.1 在冶金方面的应用 冶金方面利用嗜酸微生物是将贫矿和尾矿中金属溶出并回收,即我们常说的生物湿法冶金。 []
3.3.2 环境保护应用 利用嗜酸微生物处理重金属,去除率可达到80%以上,而且处理成本比传统方法要降低很多。
3.3.3 能源应用 利用嗜酸微生物为催化剂,可以构建成为微生物燃料电池。
4 嗜碱微生物
4.1 嗜碱微生物的定义
一般把最适生长pH值在9.0以上的微生物称嗜碱微生物[5],其所耐pH值可高达10~12。到目前为止,嗜碱微生物还没有确切的定义。
4.2 嗜碱微生物的分类
嗜碱微生物分为嗜碱菌、耐碱菌、专性嗜碱菌、兼性嗜碱菌,根据嗜碱微生物对碱性环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表4)。
4.3 嗜碱微生物的应用
4.3.1 发酵工业 嗜碱微生物可以作为许多酶制剂的生产菌。如洗涤剂酶和环糊精的生产都是利用嗜碱微生物的胞外酶获得的。
4.3.2 造纸工业 嗜碱微生物被应用于革脱脂、造纸木浆脱脂等。
4.3.3 其他方面 嗜碱微生物和碱性纤维素酶在碱性废水处理、化妆品、皮革和食品等方面也具有独特用途。在环境保护方面嗜碱微生物可发挥巨大作用;碱性淀粉酶可用于纺织品退浆及淀粉作粘接剂时的粘度调节剂;用于皮革工业中的脱毛工艺以提高脱毛效率和质量,利用嗜碱微生物进行苎麻脱胶。
5 嗜盐微生物
5.1 嗜盐微生物的分布及定义
在自然界中,有许多含有高浓度盐分的环境,如美国犹他大盐湖(盐度为2.2 %)、着名的死海(盐度为2.5%)、里海(盐度为1.7%)、海湾和沿海的礁石池塘等。在这些高盐环境中仍然存在许多抗高渗透压微生物,即嗜盐微生物。
5.2 嗜盐微生物的分类
嗜盐微生物分为弱嗜盐微生物、中度嗜盐微生物、极端嗜盐微生物,各自最适生长盐浓度如表5。
5.3 嗜盐微生物的应用
利用菌体发酵,可生产高聚化合物。除去工业废水中的磷酸盐,用于开发盐碱、生产嗜盐酶。嗜盐古菌和紫膜蛋白能通过构型的改变储存信息,可作为生物计算机芯片的新材料,还可用于高盐污水的处理。
6 嗜压微生物
6.1 嗜压微生物的定义
需要高压才能良好生长的微生物称嗜压微生物。最适生长压力为正常压力,但能耐受高压的微生物被称为耐压微生物。
6.2 嗜压微生物的分类
嗜压微生物分为耐压菌、嗜压菌、极端嗜压菌,各自的最低生长压、最适生长压、最高生长压如表6。
6.3 嗜压微生物的应用
生物环境定义范文2
一、选择题
1.生态学是研究。()
A.水分与环境之间相互关系的科学
B.生物与环境之间相互关系的科学
C.环境与环境之间相互关系的科学
D.气候与环境之间相互关系的科学
2.生态学作为一个学科名词是首先提出来的。()
A.德国人
B.英国人
C.美国人
D.日本人
3.现代生态学的研究对象是。()
A.生物
B.环境
C.生态系统
D.生物圈
4.现代生态学的研究重点是。()
A.种群
B.群落
C.生态系统
D.个体
5.生态学研究的最低层次是。()
A.个体
B.种群
C.群落
D.生态系统
6.现代生态学的特点是。()
A.个体生态学
B.种群生态学
C.群落生态学
D.系统生态学
7.物种是由联系起来的个体的集合。()
A.外在因素
B.内在因素
C.环境
D.地理区域
8.个体生态学就是在层次上研究生物与环境的一一对应关系。()
A.个体水平
B.种群水平
C.群落水平
D.生态系统水平
9.研究生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支称为。()
A.个体生态学
B.种群生态学
C.群落生态学
D.景观生态学
10.生态系统这个概念最早是由英国生态学家提出的。()
A.坦斯利
B.高斯
C.温·爱德华
D.克利斯琴
11.生态系统主要是。()
A.分类学上的单位
B.功能上的单位
C.结构上的单位
D.形态学上的单位
12.达尔文《物种起源》发表于生态学发展的。()
A.萌芽时期
B.建立时期
C.巩固时期
D.现代生态学时期
二、填空题
1.生态学又称之为。
2.生态学是研究生物与——之间相互关系的科学。
3.美国生态学家欧德姆认为生态学是研究生态系统的和的科学。
4.生态学一词是由首先提出来的。
5.在现代生态学发展中，生态学发展的主流是。
6.按研究方法划分，生态学可分为、和等。
7.生物种群上一层次的生物组织层次是。
8.生态学的研究方法主要包括、、和。
三、简答题
1.简述生态学的含义及变化。
2.简述生态学的分支学科。
3.简述生态学的发展历程。
4.简述生态学的基本视角。
5.简述生态学的研究方法。
四、论述题
试述现代生态学的发展趋势。
参考答案：
一、选择题
1.B2.A3.C4.C5.A6.D7.B8.A9.A
10.All.Bl2.B
二、填空题
1.环境生物学
2.环境
3.结构功能
4.海克尔
5.生态系统生态学
6.野外生态学实验生态学理论生态学
7.生物群落
8.野外调查研究实验室研究系统分析和模型
三、简答题
1.生态学的经典定义是研究生物与环境相互关系的科学，生态学定义的发展代表了生态学的不同发展阶段，强调了不同的生态学分支和领域。有关生态学定义的差别主要是关于居住对象“生物”、居住地“环境”以及两者关系的内容有所不同。不同发展阶段生态学定义也不断发展，生态系统生态学时期定义为：研究生态系统结构与功能的科学;现代强调人类生态学，定义生态学为：研究生物及人类生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。
2.按研究对象的生物组织水平可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学;按生物分类类群划分有普通生态学、动物生态学、植物生态学和微生物生态学等;按生境类型划分有陆地生态学和水域生态学等;按研究方法划分有野外生态学、实验生态学和理论生态学等;按生态学与其他科学的交叉划分有生理生态学、分子生态学、数学生态学和化学生态学等;按应用领域划分有农田生态学、农业生态学、渔业生态学、森林生态学、景观生态学、人类生态学和生态伦理学等。
3.生态学的发展可概括为四个时期，即生态学的萌芽时期、生态学的建立时期、生态学的巩固时期、现代生态学时期。从大约公元前2000年到l7世纪海克尔首次提出生态学名词为生态学的萌芽时期;从生态学名词提出到19世纪末称之为生态学建立时期;20世纪l0—30年代为生态学的巩固时期;l935年坦斯利提出生态系统的概念后生态学进入现代生态学时期。
4.生态方法论的许多原理与哲学思想中整体与部分、事物相互间普遍关联等辩证唯物论有关，这使生态学的研究方法，特别是系统生态学研究体现了以下几个观点：
(1)层次观。认为任何系统都是其他系统的亚系统，同时它本身又是由许多亚系统组成的。生命物质有从大分子到细胞、器官、机体、种群和群落等不同的结构层次。生态学研究机体以上的宏观层次。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。
(2)整体观。生态系统是由不同的生物有机体和无机环境要素构成的整体，系统各要素相互联系、相互影响，分工合作，共同完成系统整体功能。
(3)系统观。系统研究，必须探讨各组分间、各层次间作用与反馈的调控，以指导实际系统的科学管理。
(4)综合观。生态学与一些基础学科如遗传学、进化论、生理学和行为学等相互交叉，同时还大量地利用了物理学、化学、生理学和气象学等多个学科的研究方法和测量技术。现代生态学家们还广泛地吸收了系统论、控制论、信息论、协同论、突变论及耗散结构的新概念和新方法，深入地研究生态系统的结构和功能。
(5)进化观。进化观认为各生命层次及各层次的整体特性和系统功能都是生物与生物、生物与环境长期协同进化的产物，协同进化是生态系统普遍存在的现象。
(6)新生特性原则。当低层次的单元结合在一起组成一个较高层次的功能性整体时，总会有一些在低层次从未有过的新生的特性产生。
5.生态学的研究方法可归纳为野外调查研究、实验室研究、系统分析和模型等三方面。野外调查研究是对难以或无法在实验室内进行的生态现象、生态过程的实地考察;实验室研究包括控制实验和实验室分析，控制实验是模拟自然生态系统中单项或多项因子相互作用及其对生物影响的方法;系统分析和模型是把研究对象视为系统，用各种模型，包括数学模型研究和解决问题的方法。
四、论述题
随着生态学的发展，现代生态学已形成了明显的特点及发展趋势。
(1)系统理论在生态学中广泛应用，生态系统生态学研究成为生态学发展的主流，系统分析方法成为生态学的方法论基础。
(2)现代生态学向宏观和微观两极发展，宏观方向发展到全球生态学，成为主流;微观方向发展到分子生态学，其成果同样重大不容忽视。
生物环境定义范文3
微生物负荷的定义是“单位重量的微生物在单位时间内所承受的有机物的数量”。
在环境科学领域通常用F比M有机负荷率来表征。与之相对的是容积负荷，定义是“单位容积在单位时间内所承受的有机物的数量。
环境科学领域：有机负荷率F比M，也叫污泥负荷，F指的是有机物，M指的是微生物。
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生物环境定义范文4
【关键词】湿地；生态恢复；丁香湖
1.湿地生态系统的作用
湿地系统是一个完整的生态系统，它形成了内部良好的循环并具有较好的经济效益和生态效益。具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、视觉景观优异、操作简单、维护和运行费用低廉等优点。[1]湿地生态系统（wetland ecosystem）是指地表过湿或常年积水，生长湿地植物的地区[2]。由于湿地分布广泛，种类繁多，相互之间差异显著，给湿地下一个统一的定义是十分困难的。不同的人对湿地有不同的理解，有人统计过大约有50多种定义[3]。总体上看来，湿地的定义基本上分为两类。一类是管理者给出的定义，通常采用的最有代表性的是《湿地公约》（《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》）中关于湿地的定义，即：“不问其为自然或人工，长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动，淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时不超过6m的水域”。另一类是学者的定义，研究者从不同的角度出发，根据研究的区域及对象不同，给出的定义也不完全一样，从学科来看可以概括为水文学、动力地貌学、生态学、泥炭地质学、景观学等。从系统论观点来看，湿地是一个半开放的系统，一方面它是一个较独立的生态系统，它有其自身的形成、发展和演替过程，如独特的土壤形成过程（潜育化或泥炭化）和植被演替过程；另一方面它在许多地方又需要依赖相邻的地貌景观，和它们进行物质和能量的交换，同时也影响临近系统的活动。广泛所接受的湿地定义可以理解为“湿地是地球表层上由水、土和挺水或湿生植物（可伴生其他生物）相互作用构成，其内部过程长期为水控制的自然综合体[4]”。
城市湿地是城市的生命线，它具有调节径流，防洪减灾，保护城市安全，改善城市气候，提供城市清洁用水，创造城市居民户外游憩空间，支持生物栖息地，保护生物多样性以及航运，废物处理，灌溉等多种功能。而丁香湖湿地水域环境退化，水流被限制，水生生物多样性严重降低，废物与污染物聚集等诸多问题。在生态恢复的过程中，应保护好城市水体及其岸线，恢复其原有的结构与功能，维持生物多样性。
2.湿地生态系统恢复的原则
湿地生态恢复，包含生态景观，水文，基质和土壤，植被的恢复。即根据恢复地现有的地理与生态环境状况，构建多种生境，以便丰富生态系统类型和生物多样性；通过疏挖河道，修建与扩深池塘来行洪，以改善与恢复水文条件。对于部分环境已发生根本改变的地点，可从其他地方搬运一些湿地土壤来恢复其土壤基质。而地带性植物的移植则有利于加快植被的形成与恢复过程。鉴于城市湖泊，河流在整个城市景观体系中的重要地位和作用，可以在对其实施生态恢复的同时进行与之相适配的景观设计，从而使城市湖泊具有水质净化与景观美化的双重功能。动植物多样性的恢复与湿地水文生态条件的改善密切相关，一般地，本地植物种类的引入与恢复及景观的复合性有利于动物多样性的恢复。
3.丁香湖湿地的生态恢复
丁香湖地处沈阳市北部的城乡接合部，早在清朝年间曾经是一个莲花满池，鱼跃蟹肥，芦苇点缀，候鸟栖息的世外桃源。沈阳著名的“塔湾夕照”景观便是指此地的风光。[5]然而，自从20世纪50年代到改革开放前，沈阳市工业发展迅速，工业垃圾和城市生活垃圾不断地排放到丁香湖地区，丁香湖地区原有的自然生态遭到严重破坏。上世纪八十年代，大小采沙场在丁香湖地区掠夺式的采沙，破坏了湖区的原有地貌。
由沈阳历史变迁不难看出沈阳城市的发展方受损生态系统依靠自然力量不能恢复，生态恢复是必然方向。丁香湖地区生态恢复的基本思路为：以生物多样性为基础，以食物网为纽带，构建不同层次的生态链，并在此基础上构建与生态链有机结合的产业链，以形成可持续发展的健康的湿地生态系统。
在丁香湖湿地生态恢复工程建设之初，确立了“以水景观为主，集自然景观、人文景观、水资源综合利用，生态环境平衡、休闲旅游等功能为一体”的功能定位。整个工程占地7.52平方公里。主要由蓄水工程、南北分干等河渠改造、湖心岛及环湖生态绿地建设工程、污水截流及道路、桥涵等配套工程五大部分组成。形成三湖、三渠、七岛的丁香湖蓄水工程主框架。通过实施拓宽渠道，整修护岸、增设节制闸和分水闸等工程，实现渠湖相通、水面连续的目标，使丁香湖蓄水工程水系统成为有机整体。从2005年1月至2007年8月，历时2年零7个月的时间，整个生态恢复计划的基本工作已经完成。
在此区域建成了丁香湖公园。整个区域绿化美化总面积达66780平方米，形成柳堤春晓、夏荷映日、平湖秋月、璞玉凝辉四大景区，英守远眺、湖心听雨、永安访古、丁香探幽、长桥揽月、御路漫步、湖湾亲水、碧湖泛舟景观。湖区植物以耐水湿植物、乡土树种为主要植被，建立起多层次、多结构的植物体系，以全面恢复整个地区的生态平稳。与此同时，修建市民休闲广场3个、亲水平台2处、休闲长廊3个、景观亭3个。现在，作为沈阳最大的水景公园，丁香湖拥有9公里长的景观路、15余万株树木、40余万平方米的草坪等大量的天然植被，平均湿度达到57%，集自然景观、人文景观、水资源综合利用，生态环境平衡、休闲旅游等功能为一体，实现了西部湿气滋润沈城的美好愿望。
现在丁香湖地区不仅改善了周围的生态环境，还成为沈阳市民周未出游的文化娱乐中心。湖上开设画舫、游艇等项目，并且成立了帆板俱乐部。2009年9月13日，中国·沈阳2009全国帆板挑战赛决赛也选择在烟波浩淼丁香湖畔举办。绿树环抱下的丁香湖成为名副其实的生态湖。
【参考文献】
[1]俞孔坚，李迪华，孟亚凡.湿地及其在高科技园区中的营造[J].中国园林，2001，2：26-28.
[2]蔡晓明.生态系统生态学[M].北京：科学出版社，2000.
[3]Scope and UNEP，Ecosystem Dynamics in Freshwater，Wetland and Shallow Water
Bodies.Proceeding working Misk，Prinsk，and Tsk haltowb，USSR，1982.
生物环境定义范文5
关键词：果园;环境数据;数据表示;XML
中图分类号：TP274+2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.018
Data Acquisition and Data Format of Orchard Environment based on XML
ZHOU Guo-min，FAN Jing-chao，WU Ding-feng，XIA Xue，QIU Yun
（Agricultural Information Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China）
Abstract：According to the lack of exchanging and sharing data format in the orchard environment，based on analyzing the characteristics of the orchard environment data， an orchard environment data format which was expressed by Schema XML was presented by method of variable data acquisition indicator. It consisted of 43 elements. The root element was <OrchardEnvironmentData>， and consisted of 7 elements： <Version>， <BeginDate>， <EndDate>， <Orchard>， <FruitVariety>， <RecordingDefinition>， <RecordSet>. Its feasibility was verified by the actual application of data representation which acquired by the Orchard Data Acquisition System， and by the data share application in Internet.
key words：orchard;environment data;data format;XML
突破传统果业的限制，发展现代果业是我国水果产业发展的必然趋势。现代果业的重要特征是果园生产和管理的数字化、信息化、机械化，数字果园的概念也应运而生[1]。果园环境涉及的数字化对象包括空气温湿度、光照强度、光有效辐射、紫外线强度、降雨量、风速、风向、露点、土壤水分含量、土壤温度、土壤NPK含量、土壤微量元素含量、土壤重金属含量等。近年来，果园环境数据采集系统的研制与应用已得到重视，相关研究也比较多。在围绕某一个指标进行数据采集和监测的研究方面，Changying Li[2]报道了一种气体传感器阵列监测蓝莓果实病害的方法，樊志平等[3]设计实现了柑橘园土壤墒情远程监控系统，李光林等[4]研制了一种基于太阳能的柑桔园自动灌溉与土壤含水率监测系统， 张会霞等[5]利用“3S”技术设计实现了一种柑橘园GPS数据采集系统。在对整个果园环境多个指标进行数据采集和综合管理的研究方面，叶娜等[6]报道了一种苹果园环境监控系统的研究与设计，王新忠等[7]研究了基于无线传感的丘陵葡萄园环境监测系统，杨爱洁等[8]提出了一种基于无线传感器网络的果园数字信息采集与管理系统，王文山等[9]采用物联网技术设计了一种果园环境信息监测系统。另外，还有一些学者的研究则侧重在果园环境数据采集所涉及的信息通讯技术，如Raul Morais等[10]报道了用于葡萄精准管理的多点环境数据采集装置，岳学军等[11]采用GPRS和ZigBee技术实现了果园环境监测系统，潘鹤立等[12]采用ZigBee和3G/4G技术研究分布式果园远程环境监控系统的设计，徐兴等[13]报道了山地橘园无线环境监测系统优化设计方法及如何提高监测的有效性。综上，这些研究工作基本上都是在利用多种信息技术来实现果园环境数据的获取和监测，不同的是使用的监测指标和监测手段有所差异，但他们都对所获取的数据多采用私有的数据格式进行存贮和管理，对如何把所监测的数据与其他信息系统进行交换和共享则几乎没有涉及。
近年来如何从技术角度来消除“信息孤岛”，解决信息系统之间的数据交换问题受到很多研究者的关注，常志国等[14]提出了一种交通信息基础数据元XML Schema表示模型来解决交通信息系统之间的数据交换和共享，潘峰等[15]构建了国家卫生数据字典XML Schem来实现卫生数据的交换与共享，农业领域也有学者开展数据交换和共享方面的研究，如戴建国等[16]针对国营农场管理报道了基于 REST 架构和XML的农情数据共享技术研究，陈宏等[17]提出了蔬菜种植元数据模型信息描述方法。但针对果园环境数据表示以及数据共享技术方面的研究几乎没有涉及。
本研究在分析果园环境数据内涵的基础上，研究基于XML技术的果园环境采集数据表示技术，重点解决果园环境采集数据的表示格式，为不同系统之间果园环境采集数据的交换和共享应用提供支撑。
1 材料和方法
1.1 果园环境数据分析
果园环境是果园中果树群体以外的空间，以及直接或间接影响该果树群体生存与活动的外部条件的总和。果园环境包括非生物因素和生物因素两方面，非生物因素是指温度、光、水分、空气、土壤、地形、污染等环境因素;生物因素是指果树以外的动物、植物、微生物等环境因素。果园环境采集数据就是利用技术手段获取的各种环境因子的状态数据或者特征数据，从数据形态上来看，有数值、字符、图像、视频、声音、矢量等。
果园气候环境因子方面，大气、温度、光照、水分等气候因子与果树生产有密切的关系，目前利用物联网技术可直接采集的数据包括空气温湿度、光照强度、光有效辐射、紫外线强度、降雨量、风速、风向、露点等。
果园土壤环境因子方面，利用物联网技术或者实验室检测手段可以采集的数据有土壤含水率、土壤pH值、土壤有机质含量、土壤电导率、土壤温湿度、土壤重金属含量、地下水位、土壤盐分等。其中，土壤有机质含量是评价果园土壤肥力的重要指标，也是影响果树生长的重要因素。土壤水分是果树吸收水分的主要来源，土壤湿度过低时，果树吸水困难，甚至凋萎，但如果土壤湿度过高，又会发生渍害，土壤水分含量影响着果树的产量和品质。土壤中重金属含量影响着果品安全，也越来越受到人们的关注。
果园地形环境因子方面，一般利用遥感技术和GIS技术获取和管理果园的地形起伏、海拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征数据。
果园生物环境因子方面，果园病虫害和杂草方面的数据更受关注。近来利用现代信息技术手段自动测报果园病虫害数据得到研究和应用部门重视。伍梅霞等[18]报道了自动虫情测报灯在果园有害生物测报上的初步应用情况。邢东兴等[19]利用光谱数据定量化测评红蜘蛛虫害对红富士苹果树的危害程度。
1.2 果园环境采集数据表示格式设计方法
果园环境采集数据不但为果园生产管理系统提供支撑，同时也是果品质量追溯、果品电子商务等果园经营管理系统的数据源之一，果园环境采集数据需要在不同管理系统之间实现自动交换和共享。现有的果园数据采集与管理系统一般采用私有的数据格式进行数据存贮和管理，因此需要设计一个果园环境采集数据表示格式，基于这样的标准格式，才能在不同系统之间实现数据的自动交换和共享。
XML（Extensible markup language）是国际互联网联盟（W3C）开发的用于网络环境下进行数据交换和管理的技术[20]，它以一种开放的、自我描述的方式定义数据结构，通过Schema使XML文档结构化，并能创建不依赖于平台、语言或者格式的共享数据。近年来，农业领域一些学者也开始采用XML技术来研究农业数据元数据标准以及数据表示。日本学者吉田智一[21]提出了农业生产工程管理中的数据表示格式FIX-pms，欧洲学者Martini[22]提出了用于农业信息交换的agriXchange格式规范，Kunisch M[22-23]提出了针对农场的信息表示格式规范agroXML。本研究也采用XML技术来描述果园环境采集数据。
果园环境因子众多，不同果园因管理目的不同，所选择的采集指标也不同，不同采集指标的采样频率也不尽相同。为了提高果园环境采集数据表示格式的通用性，本研究采用可变采集指标项的数据表示方法。该方法把果园环境采集数据文件分为两个部分。第一部分用来定义所选择的采集指标项情况，包括指标名称、数据单位、数据采集点的GPS坐标、数据采用方法说明。第二部分用来顺序存放所采集的数据，每条数据中采集指标项的次序与第一部分定义的数据采集指标项相对应。
2 结果与分析
2.1 果园环境采集数据格式的Schema
果园环境采集数据采用XML文件来存贮，按照可变采集指标项的数据表示方法，其XML文件的语法规则采用Schema文件来定义。在Schema文件中，按照基本数据类型、基础子元素类型、子元素类型、根等4个层次，一共定义了43个元素。Schema文件中各元素之间逻辑关系如图1所示。
从图1可以看出，果园环境采集数据表示格式的根元素是<OrchardEnvironmentData>，它由<Version>、<BeginDate>、<EndDate>、<Orchard>、<FruitVariety>、<RecordingDefinition>、 <RecordSet>这7个元素组成。版本元素<Version>描述了果园环境数据表示格式所采用的XML Schemas版本号。时间元素< BeginDate > EndDate >描述果园环境数据采集的开始时间和结束时间。<Orchard>元素描述果园名称和果园ID号， < FruitVariety>元素描述水果品种名称、学名和ID号。通过这两个元素的ID号可以把果园的环境数据与其他生产经营管理数据进行关联。<RecordingDefinition>元素描述数据存贮的结构，是对具体数据记录存放形式的解释，由若干个数字型、矢量型、图像型、视频数据型、声音型、备注型的数据采集指标项的结构定义组成，支持可变指标项的定义，可根据实际情况来决定数据采集指标项的数量。<RecordSet>元素是实际采集数据的记录实体，由顺序存放的<Record>元素组成，<Record>元素中的数据项和<RecordingDefinition>元素中定义的数据采集指标项是一一对应的，并通过数据采集指标项中的<index>元素值来关联。
2.2 果园环境采集数据表示格式实例
以位于陕西洛川某果园的数据采集系统为例，其数据采集点现场以及采集数据的快照如图2。各种传感器采集的果园环境数据由专门系统来进行管理，并存贮在SQL Server数据库中。
根据Schema文件中所规定的语法形式，就可以把SQL Server数据库中存贮的果园环境数据表示成XML格式的数据。图3是所形成的果园采集环境数据XML文件的片段。如图3所示，在<RecordingDefinition>元素部分，定义了所采集的指标项分别是大气温度、大气湿度、降雨量、监测点1的土壤温湿度和监测点2的土壤温湿度以及光合辐射，这些数据都是DataItem型，如果涉及到监测点的GPS坐标，则在<Coord>元素中定义。在< RecordSet >元素部分，则通过<Record>元素来顺序存放所采集的数据。
2.3 果园环境采集数据表示格式的应用
对于现有的果园数据采集与管理系统来说，利用本文所述的果园环境数据表示格式，不需要改变其数据存贮形式和相应的管理程序，只需在此基础上，通过一个数据转换程序，把果园的环境数据转换成符合果园环境数据表示格式的XML文件，然后通过webservices技术实现一个数据共享接口，需要使用这个果园的环境数据时，只需要调用这个数据共享接口，就能获得相关的数据。其应用方案的逻辑结构如图4，其特点在于不改造原有的果园数据采集系统，仅需通过新增加一个数据共享接口就能实现果园环境数据的共享应用。
果园环境数据共享服务包括3个接口。GetDataStruct接口返回数据结构定义信息，实际上就是<RecordingDefinition>元素中的内容。GetDataBeginEndDate接口返回已有数据的起始和结束日期，以图2所示的实例为例，其返回开始日期是2015-01-01T08：00：00，结束日期是2015-01-01T15：00：00。GetData接口返回指定起止日期的果园环境数据，实际输出形如图3的XML文件。
3 结 论
本研究设计了一种果园环境采集数据表示格式，并通过对某果园数据采集系统所采集数据的实际表示，以及在Internet环境中的共享应用，来验证果园环境采集数据表示格式的设计。结果表明，该格式的设计是可行的，并且具有潜在的良好性能：（1）数据格式简明易用;（2）系统集成简单，用户可以很方便地建立起一个网络化的果园环境数据集成共享系统;（3）透明，用户关心的事情少，并不需要知道原有果园数据采集系统的实现细节，只需要了解能提供的服务。
参考文献：
[1] 周国民.数字果园研究现状与应用前景展望[J].农业展望，2015，11（5）：61-63.
[2] LI C Y， GERARD W K， JI P S， et al. Gas sensor array for blueberry fruit disease detection and classification[J]. Postharvest Biology and Technology，2010， 55：144-149.
[3] 樊志平，洪添胜，刘志壮，等. 柑橘园土壤墒情远程监控系统设计与实现[J].农业工程学报，2010，26（8）：205-210.
[4] 李光林，李晓东，曾庆欣. 基于太阳能的柑桔园自动灌溉与土壤含水率监测系统研制[J].农业工程学报，2012，28（12）：146-152.
[5] 张会霞，陈宇晖，望勇. “数字果园”GPS 数据采集系统的设计与实现[J].广东农业科学，2014，41（5）：227-231.
[6] 叶娜，钱稷，刘俊峰，等. 苹果园环境监控系统的研究与设计[J].农机化研究，2010，32（10）：55-58.
[7] 王新忠，顾开新，陆海燕. 基于无线传感的丘陵葡萄园环境监测系统研究[J].农机化研究，2011，33（11）：191-194.
[8] 杨爱洁，沈焱鑫，金丹娜，等. 基于无线传感器网络的果园数字信息采集与管理系统[J].农业工程，2011，1（1）：37-41.
[9] 王文山，柳平增，臧官胜，等. 基于物联网的果园环境信息监测系统的设计[J].山东农业大学学报（自然科学版），2012，43（2）：239-243.
[10] RAUL M， MIGUEL A， FERNANDES S G， et al. A ZigBee multi-powered wireless acquisition device for remote sensing applications in precision viticulture[J].Computers and Electronics in Agriculture， 2008， 62： 94-106.
[11] 岳学军，王叶夫，刘永鑫，等. 基于GPRS与ZigBee的果园环境监测系统[J].华南农业大学学报，2014，（4）：109-113.
[12] 潘鹤立，景林，钟凤林，等. 基于ZigBee和3G/4G技术的分布式果园远程环境监控系统的设计[J].福建农林大学学报（自然科学版），2014，43（6）：661-667.
[13] 徐兴，洪添胜，岳学军，等. 山地橘园无线环境监测系统优化设计及提高监测有效性[J].农业工程学报，2013，29（11）：147-153.
[14] 常志国，张绍阳，曹金山，等. 交通信息基础数据元XML Schema表示模型[J].现代电子技术，2012，35（18）：29-32.
[15]潘峰，刘丹红，杨鹏，等. 国家卫生数据字典XML Schem的构建[J].第四军医大学学报，2009，30（10）：869-872.
[16] 戴建国，王克如，李少昆，等.基于 REST 架构和XML 的农情数据共享研究[J].中国农业科学， 2012， 45（20）：4156-4165.
[17] 陈宏，赵健，池美香，等. 蔬菜种植元数据模型信息描述研究[J].安徽农业科学，2012，40（3）：1288 -1290，1475.
[18] 伍梅霞，李立国，杨小平，等. 自动虫情测报灯在果园有害生物测报上的应用初报[J].山西果树，2012（2）：8-9.
[19] 邢东兴，常庆瑞. 基于光谱反射率的果树病虫害级别定量化测评[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2009， 37（11）：143-148.
[20] W3C.Extensible Markup Language（XML） 1.0[EB/OL].[2015-03-18]. http：///TR/1998/REC-XML-19980210.
[21] 吉田智一，木浦卓治，南石晃明. rI生b工程管理デ`タ表F形式FIX-pms の_k[J].rI情笱芯浚 2013，22 （2）：103-116.
生物环境定义范文6
关键词：化感作用 园林植物 配置
中图分类号：S688 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（c）-0059-02
现代园林中的植物组成是一个生物种类极其丰富的人工群落。在园林绿化中，植物配置通常采用乔、灌、草结合的立体、多景观配植模式。园林绿化乔、灌、草立体种植可以充分提高生物多有裕丰富植物种类，提高景观效果。但是植物群落中不同种群间的化学生态关系――化感作用明显影响该种植模式的稳定和可持续发展，这已经引起园林绿化者的重视。利用化感作用来研究园林中的乔、灌、草之间化学生态关系，优化三者之间的配置组合，将会更加有利于植物群落的稳定和景观效果的发挥。该文将从化感作用的概念、发生的途径、产生的物质基础及其对园林建设方面的指导意义等方面进行阐述。
1 化感作用的概念
化感作用最初是由奥地利科学家H.Molish在1937年提出的，指出化感作用是指植物之间（包括微生物）作用的相互生物化学关系，这种生物化学关系包括有益和有害两个方面。经过近40年的研究发展，E.L.Rice将植物化感作用定义为：植物（含微生物）通过释放化学物质到环境中，而产生对其他植物直接或间接的有害作用[1]。这一定义首次说明化感作用是通过植物向环境释放的化学物质来对周围植物产生作用的。经过多年的研究探讨，目前化感作用不仅包括植物（含微生物）与其他植物之间的相互作用，还包括机体的自毒作用。
2 化感作用发生的途径
自Rice将植物的化感作用定义为植物通过向环境释放化学物质而实现，科学研究者们开始探索植物向环境释放化学物质的方式。目前发现自然条件下植物向环境释放化学物质的途径主要有以下4种。
2.1 根系分泌
根系分泌是指由成活的植物根系向根系环境释放化学物质的方式。植物种类不同、根系类型及部位不同以及根系所处的环境条件不同，其所分泌的化学物质的种类和数量也不同。研究发现，根系中细胞生命活动比较活跃的部位也是分泌化学物质的主要部位。研究发现：白三叶根系分泌物能抑制高羊茅和草地早熟禾的种子萌发和幼苗生长[2]。黑胡桃根分泌的胡桃醒能够抑制松树及多种杂草生长[3]。
2.2 植株残体腐解
植物在生长过程中由于死亡、凋落等原因导致失去生命力的植株本身或落叶、残根等组织，在环境中腐烂、分解释放出的各类化学物质[4，5]。有很多研究证实植株残体腐解能够影响自身及周围其他生物生长。如高羊茅残体能够抑制其自身种子萌发和幼苗生长，故在草坪管理中应该去除枯落物[6]；油松凋落叶对高羊茅种子萌发和幼苗生长有抑制作用[7]。
2.3 茎叶淋溶
自然条件下，活体植物的茎、叶等组织中的化学物质被雨、雾等溶解后带入土壤中，影响周围环境。一般的，植物组织符合表面有蜡质、生长年限短、表面积小等条件，则其经淋溶方式释放的化学物质少。淋溶方式主要发生在降雨多、湿度大的地区及通过喷灌浇水的植物群落之间。
2.4 茎叶挥发
某些具有特殊气味的植物可以将一些具有挥发性的化学物质释放到周围环境中，从而对其周围生物生长产生影响。这些挥发性物质主要是萜类。这些萜类或被周围植物以水汽态形式吸收，或随空气中的水汽下降进入土壤中。干旱、半干旱地区的植物更倾向于靠向周围环境释放挥发性物质来影响周围环境中的植物。
3 化感物质的种类
化感物质是生物体内产生的能够影响其他植物生长、健康、行为或群体关系的非营养性物质[8]，是化感作用产生的物质基础。研究结果表明，化感物质主要是植物生理生化活动中经乙酸途径和莽草酸途径或两途径结合产生的次级代谢产物。这类物质一般分子量较小，结构较简单，大致分为：水溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮；简单不饱和内酯；长链脂肪酸和多炔；醒类；苯甲酸及其衍生物；肉桂酸及其衍生物；香豆素类；类黄酮类；单宁；内萜；氨基酸和多肤；生物碱和氰醇；硫化物和芥子油苷；嘌呤和核苷14类[1]。其中，酚类及其衍生物、萜类化合物及各种有机酸是目前已知的主要的化感物质。
4 化感作用在园林植物配置中的指导意义
园林设计者在进行植物配置时，植物种类选择的科学性和艺术性是基本要求。其中科学性是决定园林景观能否达到可持续性发展的关键因素。科学性进行植物配置首先要考虑植物之间的相互化学作用――化感作用。这样才能建造一个稳定的园林人工群落系统，从而实现园林景观的可持续性。因此，在园林植物的配置中，应该注意以下几方面。
（1）在符合园林艺术性的基础上，可以把具有相互促进作用的植物种类配置在一起。这样，既可以满足园林景观的可赏性，又可以达到良好的生态效益，植物群落的稳定性也可以满足。
（2）相互抑制的植物不能配植在一起，或配置在化感作用范围外。
植物释放的化感物质发挥化感作用具有一定的空间性，只有在一定的范围内才能影响周围环境中的其他植物。在园林植物配置时，若为了景观效果，需把两种相互抑制的植物种植在一个景点时，一定要拉大距离，降低其化感效应，避免不良生态效应的产生。已有研究表明：桉树能够抑制林下欧石楠和木麻黄生长[9]，木豆叶片浸提液影响一些草坪植物的种子萌发和幼苗生长[10]等。因此，在进行园林植物配置时一定要了解所配置植物间的化学生态关系。
此外，化感作用在园林中去除杂草、减少植物病虫害方面还有有利作用。如一枝黄花分泌的2-顺脱氢母菊酯能抑制美洲豚草生长；刺槐林下茅草生长不良是因为刺槐释放出的刺槐素对茅草有抑制作用；除虫菊合成的除虫菊酯能够杀死害虫等。
总之，化感作用是一把双刃剑。无论是自然生态系统还是人工生态系统，生物与生物、生物与环境之间都存在着这种化学生态关系，探讨、发现并充分利用这些有利的相互关系，避免有害相互关系的发生对构建健康、和谐的人工植物群落具有重大意义。因此，园林植物之间的相互化学生态关系还需进一步扩大研究范围和深度，培育化感新品种，这将对于我国园林植物配置水平起着很好的指导作用。
参考文献
[1] Rice，E.L.Allelopathy[M].Academic Press，1984：1-5.
[2] 王晓英.白三叶根系分泌物的化感作用及其GC-MS分析[J].河南农业科学，2016，15（5）：96-100，134.
[3] 吕春霞，杨文权，慕小倩.植物化感作用及其在杂草防治中的应用[J].陕西农业科学，2002（12）：18-20.
[4] 廖馥荪.高等植物的化学间的相互作用[J].草原与牧草，1986（2）：33.
[5] 李绍文.高等植物之间的生化关系[J].生态学杂志，1989，8（1）：66-70.
[6] 王晓英.高羊茅腐解物的自毒作用初探[J].河南农业科学，2015，44（5）：107-110，145.
[7] 王晓英.油松叶水提液对高羊茅的化感效应研究[J].草原与草坪，2016，36（2）：1-20.
[8] 吴晓华.植物化感作用机理及其在园林植物配置中的应用[J].山东林业科技，2010（3）：125-129.
