３－４～３－７

３－４
What Is Biodiversity and Why Is It Important？－什麼是生物多樣性？生物多樣性為什麼很重要？

概念：
１、對於地球上的基因、種類、生態系和生態系中，生物多樣性對於維持生命是很重要的。
２、土壤在生物多樣性是一個重要的組成要素，它供給植物所需的營養素、淨化水源、儲存水分、控制大氣中的二氧化碳。

生物多樣性亦稱為生物歧異性，表示在生物的系統中存著不同或不相似的特性個體，其歧異的程度為之多樣性，因此，生物多樣性是一個生物群的特性或生命中的群體中產生變化，每個特異的群體中，如基因、細胞、個體、種，族群或生態系，都會有所不同。生物多樣性研究是要將生物多樣性包括了遺傳多樣性、物種多樣性及生態系多樣性 。

生物多樣性不單是生態環境維持穩定的基礎，更是人類賴以生存的環境基礎。





３－５
What Happens to Energy in an Ecosystem？－生態系統中的能量傳遞是怎麼發生的？

概念：
能量經由生態系的食物鏈與食物網流轉，轉移過程中會不斷地減少能量。

能量的流轉經由食物鏈和食物網並非有效率的，由於熱力學第２定律的關係，因使這些化學能源在環境中被浪費掉。

換言之，生態系中食物鏈和食物網的能量流轉在接替輸送等級化學能源減少了可利用的能源給生命體。

生產者→初級消費者→次級消費者，這就是食物鏈，許多條食物鏈錯縱交雜在一起便形成食物網。食物網越複雜，便越不容易被破壞。生物量依不同層數量也不一樣，一般來說越高層生物量越少。能量的流動遵循十分之一定理，即當攝食動作每往上一個階層，攝食動物只能獲得被攝食動(植)物十分之一的能量。






３－６
What Happens to Matter in an Ecosystem？－生態系統中的物質傳遞是怎麼發生的？

概念：
人類的活動改變了生物圈中物質間的循環與生態系統。

生態系中有幾個重要的物質循環如水循環、碳循環、氮循環、磷循環。

碳循環：
碳是構成生物原生質的基本元素，雖然它在自然界中的蘊藏量極為豐富，但綠色植物能夠直接利用的僅僅限於空氣中的二氧化碳（CO2）。生物圈中的碳循環主要表現在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳，經光合作用轉化為葡萄糖，並放出氧氣（O2）。在這個過程中少不了水的參與。有機體再利用葡萄糖合成其他有機化合物。碳水化合物經食物鏈傳遞，又成為動物和細菌等其他生物體的一部分。生物體內的碳水化合物一部分作為有機體代謝的能源經呼吸作用被氧化為二氧化碳和水，並釋放出其中儲存的能量。由於這個碳循環，大氣中的CO2大約20年就完全更新一次。

氮循環：
在自然界，氮元素以分子態（氮氣）、無機結合氮和有機結合氮三種形式存在。大氣中含有大量的分子態氮。但是絕大多數生物都不能夠利用分子態的氮，只有象豆科植物的根瘤菌一類的細菌和某些藍綠藻能夠將大氣中的氮氣轉變為硝態氮（硝酸鹽）加以利用。植物只能從土壤中吸收無機態的銨態氮（銨鹽）和硝態氮（硝酸鹽），用來合成氨基酸，再進一步合成各種蛋白質。動物則只能直接或間接利用植物合成的有機氮（蛋白質），經分解為氨基酸后再合成自身的蛋白質。在動物的代謝過程中，一部分蛋白質被分解為氨、尿酸和尿素等排出體外，最終進入土壤。動植物的殘體中的有機氮則被微生物轉化為無機氮（氨態氮和硝態氮），從而完成生態系統的氮循環。

磷循環：
磷是有機體不可缺少的元素。生物的細胞內發生的一切生物化學反應中的能量轉移都是通過高能磷酸鍵在二磷酸腺苷（ADP）和三磷酸腺苷（ATP）之間的可逆轉化實現的。磷還是構成核酸的重要元素。磷在生物圈中的循環過程不同於碳和氮，屬於典型的沉積型循環。生態系統中的磷的來源是磷酸鹽岩石和沉積物以及鳥糞層和動物化石。這些磷酸鹽礦床經過天然侵蝕或人工開採，磷酸鹽進入水體和土壤，供植物吸收利用，然后進入食物鏈。經短期循環后，這些磷的大部分隨水流失到海洋的沉積層中。因此，在生物圈內，磷的大部分只是單向流動，形不成循環。磷酸鹽資源也因而成為一種不能再生的資源。






３－７
How Do Scientists Study Ecosystems？－科學家如何學習生態學？

概念：
科學家經由不同管道得到到精確性或其他典型關於生態系統的研究，像是田野研究、實驗室的研究等。

科學家用許多方法來研究生態系。有些科學家在實驗室裡模擬環境，將溫度、空氣、水、土壤等自然環境做的跟被模擬的地方相似，藉此來觀察、紀錄並了解著個地方。這些方法都是在幫我們了解如何維護這個生態系 ， 並解找出方法與對策。