实验１２ 生态系统中的能量
题 目
生态系统中的温度会随植被情况而有所不同。
简 介
太阳几乎是所有生物生存所需能量的来源。当阳光照射到地球时，可能会被吸收、散射或被反射。反射辐射以热的形式存在。尽管同样多的太阳能量照射在某一地区的所有生态系统，但是反射辐射量却根据土壤、水和植物的不同而有所不同。因此，相邻生态系统的温度可能会有所不同。
由于反射辐射而产生的热能是生态系统中几个基本的非生物因素之一，一个环境里的所有非生物因素都对生物产生影响。同样，生态系统中的生物也会影响非生物因素。在这个实验里，你要提出一个关于生态系统中植物的数量对这一地区的温度产生怎样的影响的假设，然后设计一项实验来验证一下你的假设是否正确。
实验时间：６５分钟
实验材料
● 尺
● 温度计
● 桶
● 土壤
● 照明灯
● 至少３处植被量不同的户外地点
● 实验记录本
安全提示
请仔细阅读并遵守本书“实验前必读”中的“安全准则”。
实验步骤
１．回答分析中的问题１—３。
２．你的任务是提出一个关于生态系统里的植被是如何影响气温的假设。植被指的是植物，包括草、灌木丛和树木。
３．把你的假设写在数据表上。
４．设计一个实验来验证你的假设。你可以使用教师提供的任何材料，但可能不必全部都用。在实验开始前，明确你要做什么。记住：实验应当只包括１个变量———植被的量。控制其他所有因素。例如，要测量每个地方的气温，应当在１天中的同一时间和同样的地面高度进行测量。
５．写出你打算进行的步骤（你的实验步骤）以及准备使用的材料。把操作步骤和材料清单拿给教师看。如果获得教师的认可，继续实验。如果没有，修改你的计划并重新拿给教师看。
６．一旦你获得教师的认可，把所需的材料收集在一起，开始进行操作。
７．把实验结果记录在你自己设计的数据表里。
８．回答分析中剩下的问题。
分 析
１．为什么靠近地面的空气比较暖和？
２．你认为哪种地面反射的热能最多：光滑、没有植被的地面还是被植物覆盖的地面？请解释原因。
３．温度只是生态系统中的非生物因素之一，还有哪些其他非生物因素？
４．描述一下实验中涉及的生态系统。
５．根据收集的数据，你认为植物是如何影响一个生态系统的温度的？
６．当人们进入生态系统，他们常常会改变植物的类型和数量。你认为除掉植被建造房屋对生态系统的温度会产生什么影响？
实验中将会发生什么？
在这个实验里，你设计了实验程序来弄清楚植被是如何影响生态系统的温度的。为了成功开展实验，首先，你要提出一个可验证的假设。当开始实验时，你还必须要控制各种变量。本项实验中唯一要验证的变量是植被对温度的影响。你必须要控制其他的变量，例如：１天中的测量时间、温度计在每个生态系统里的位置以及风力状况。
科学家们已经了解到，光秃秃的地面要比被植物覆盖的地面向大气中反射更多的热。当土壤被植物覆盖，其中的一些太阳能会被植物吸收，用来维持生命活动，因此减少反射的能量。如果土壤上覆盖着小型灌木丛，甚至更多的太阳能被植物吸收利用，反射的太阳能量也就进一步减少。森林要比灌木丛吸收更多的热（图１）。
与现实生活的联系
对土地利用方面的改变似乎正在以两种方式影响着地表的温度：通过地面反射以及通过空气和地表之间的热量交换。地表反射率直接影响着一个地区的气候，增加反射率的做法也会降低地表温度。例如，在中纬度，也就是地球的温带地区，森林被农田或者草场所取代，导致了地表反射率的增加。结果，反射到大气中的太阳能增加，地表温度下降。
另一方面，植物会增加空气中的水分。植物通过根茎从土壤中吸收水分。这些水分通过茎到达叶子，又通过植物的蒸腾作用从叫作“叶孔”的微小孔洞释放到空气中（图２）。这两种影响气候的过程所起作用的大小取决于季节。从秋季到春季，反射率对气候的影响最大。在夏季，当植物茂盛之时，蒸腾作用在影响气候方面起着更大的作用。
想要了解更多吗？
参见附录中“我们的发现”。
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