1、信息流是什么意思(关于生态系统的)
物质循环、能量传递、信息传递
信息流就是☞生态系统中的各种包括物理的化学的信息因素的传递。
信息:一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息.
信息传递的一般过程(一般信息传递有三个基本环节):信源(信息产生);信道(信息传输);信宿(信息接收)。多个信息过程相连就使系统形成信息网,当信息在信息网中不断被转换和传递时,就形成了信息流。信息只有通过传递才能体现其价值,发挥其作用。
(1)物理信息:生态系统中的光,声,湿度,温度,磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息。物理信息的来源可以是无机环境也可以是生物。
如
①声信息
在生态系统中,声信息的作用更大一些,尤其是对动物而言。动物更多是靠声信息来确定食物的位置或发现敌害的存在的。我们最为熟悉的以声信息进行通讯的当属鸟类,鸟类的叫声婉转多变,除了能够发出报警鸣叫外,还有许多其他叫声。植物同样可以接收声信息,例如当含羞草在强烈的声音刺激下,就会有小叶合拢、叶柄下垂等反应。
声信息的特点有:多方位性,接受者不一定要面向信源,声音可以绕过障碍物;同步性,发出声音信号时,动物的四肢躯干亦可发出信息;瞬时性,声信息可在一瞬间发出,也可在一瞬间停止;多变量,声音有许多变量,包括强度、频率、音质等,每个变量都可以提供一些信息,因此声音信息的容量很大。
②电信息
在自然界中存在许多生物发电现象,因此许多生物可以利用电信息在生态系统中活动。大约有300多种鱼类能产生0.2~2 V的微弱电压,可以放出少量的电能,并且鱼类的皮肤有很强的导电力,在组织内部的电感器灵敏度也很高。鱼群在洄游过程中的定位,就是利用鱼群本身的生物电场与地球磁场间的相互作用而完成的。
由于植物中的组织与细胞间存在着放电现象,因此植物同样可以感受电信息。
③磁信息
地球是一个大磁场,生物生活在其中,必然要受到磁力的影响。候鸟的长途迁徙、信鸽的千里传书,这些行为都是依赖于自己身上的电磁场与地球磁场的作用,从而确定方向和方位。植物对磁信息也有一定的反应,若在磁场异常的地方播种,产量就会降低。不同生物对磁的感受力是不同的。
④光信息
生态系统的维持和发展离不开光的参与,同样,光信息在生态系统中占有重要的地位。在光信息传递的过程中,信源可以是初级信源也可以是次级信源。例如,夏夜中雌雄萤火虫的相互识别,雄虫就是初级信源;而老鹰在高空中通过视觉发现地面上的兔子,由于兔子本身不会发光,它是反射太阳的光,所以它是次级信源。太阳是生态系统中光信息的主要初级信源。
(2)化学信息:生物在生命活动过程中,还产生一些可以传递信息的化学物质,诸如植物的生物碱,有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,就是化学信息。
化学信息主要是生命活动的代谢产物以及性外激素等,有种内信息素(外激素)和种间信息素(异种外激素)之分。种间信息素主要是次生代谢物(如生物碱、萜类、黄酮类)以及各种苷类、芳香族化合物等。
在生态系统中,化学信息有着举足轻重的作用。
在植物群落中,可以通过化学信息来完成种间的竞争,也可以通过化学信息来调节种群的内部结构。有时,在同一植物种群内也会发生自毒现象。在这些植物的早期生长中,毒素可能降低幼小个体的成活率。然而,当这种毒素在土壤中积累时,它们就能使植物自身死亡,减少生态系统中的植物拥挤程度。
在动物群落中,可以利用化学信息进行种间、个体间的识别,还可以刺激性成熟和调节出生率。例如,猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息,它们总是仔细观察前兽留下的痕迹,并由此传达时间信息,避免与栖居在此的对手遭遇。动物还可以利用化学信息来标记领域。群居动物能够通过化学信息来警告种内其他个体。鼬遇到危险时,由肛门排出有强烈臭味的气体,它既是报警信息素,又有防御功能。当蚜虫被捕食时,被捕食的蚜虫立即释放报警信息素,通知同类其他个体逃避。
许多动物分泌的性信息素,在种内两性之间起信息交流的作用。在自然界中,凡是雌雄异体,又能运动的生物都有可能产生性信息素。显著的例子是,雄鼠的气味可使幼鼠的性成熟大大提前。
(3)行为信息
动植物的许多特殊行为都可以传递某种信息,这种行为通常被称为行为信息。如教材中所述,蜜蜂的舞蹈行为就是一种行为信息。草原中有一种鸟,当雄鸟发现危险时就会急速起飞,并扇动两翼,给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。
(4)营养信息
概念:营养状况和环境中食物的改变会引起生物在生理、生化和行为上的变化,这种变化所产生的信息称为营养信息。如被捕食者的体重、肥瘦、数量等是捕食者的取食依据。
在生态系统中,沿食物链各级生物要求有一定的比例,即所谓的“生态金字塔”规律。根据这样一个规律,生态系统中的食物链就构成了一个相互依存,相互制约的整体。在畜牧业、饲养业上营养信息规律有很大的作用。若要饲养动物,起始饲养的数量要根据饲料的多少而定;若要在草原放牧,起始放牧的家畜数量更要与牧草生长量、总量相匹配。
动物和植物不能直接对营养信息进行反应,通常需要借助其他的信号手段。例如,当生产者的数量减少时,动物就会离开原生活地,去其他食物充足的地方生活,以此来减轻同种群的食物竞争压力。
二、信息传递在生态系统的作用
1.如果没有信息传递,蝙蝠对周围环境的识别、取食、飞行,莴苣、茄、烟草种子的萌发等生命活动将不能正常进行。
2.通过信息传递,雌雄个体能相互识别、交配,保证种群的繁衍。
3.信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
4.信息还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
三、信息传递在农业生产中的应用
⑴提高农产品或畜产品的产量;
⑵对有害的动物进行控制。
〖小结〗信息广泛存在于生态系统中,生物通过发送、接收不同的信息进行正常的生命活动;种群乃至生态系统都需经过信息的传递保持恒定的水平。
2、现代农业的发展趋势
现代农业的特征及当前我国农业的发展趋势
1.农业的高科技性即科技对农业的贡献率在提高,高新精尖科学技术在农业中广泛应用
现代农业在吸取传统农业精耕细作、持续经营的基础上,不断吸收和融合现代科学技术,包括计算机和信息技术以及转基因、细胞融合、无性繁殖等生物技术。例如将转基因技术、核辐射技术与常规育种技术相结合,综合不同植物的优良性状,实现了植物种、属间的远缘杂交,培育了许多优良的植物品种。利用无性繁殖技术,开发人工种子和种子包衣,促进了种子产业的发展。
随着计算机和网络技术的发展与普及,“信息农业(Information Agriculture)”、“精确农业(Precision Agriculture)”和“数字农业(Digital Agriculture)”等相继提出。所谓“数字农业”实质上是利用互联网技术、数据库技术和GIS决策支持系统技术,经营和管理农业生产资料、农业实用技术、农产品及再生产品的生产、使用、贸易销售、宣传和推广等,它将推动农业生态系统物质、能量、资金、价值和信息跨区域、跨国家的交流。
2.农业科学在微观上分工逐渐细化,在宏观上将更加综合
随着高新技术在农业中的广泛应用,农业产业和农业学科内部分工越来越细,形成了不同类别的农业产业和农业科学分支。同时,在宏观上又逐渐综合,形成了农业生态学等综合性学科。
3.生态农业和节水农业是我国高效、持续农业发展的方向
生态农业和节水农业是综合开发利用自然和社会资源,提高资源利用率的农业生产体系。生态农业强调农业各部门的协调性、综合性、稳定性和持续性;节水农业注重水土资源的综合利用及其高效性。二者都是我国大力推广的综合性农业类型,都以生态建设为核心。在内容上,生态农业与目前提倡的观光农业、休闲农业、旅游农业、立体农业等替代农业有一定程度的交叉和重叠。生态农业强调生物和生态系统多样性,推广生态工程技术。
4.农业发展空间不断拓展,蓝色农业、白色农业、分子农业和太空农业占据科技制高点
“蓝色农业”又称海洋农业。
“白色农业”是以微生物资源为核心,以动物、植物为原料,发展相关的产业。
“分子农业”就是利用动植物分子遗传学和转基因技术,实现商业上大规模生产蛋白质、药物、疫苗及酶等物质,用于预防和治疗人和动物的疾病。
将航天航空技术与农业和生物技术结合,即太空农业。
5.农业产业化、企业化和市场化是现代农业发展的潮流
随着社会的发展,农业生态系统中的能量物质流、资金价值流、信息流将会更加迅速,系统将更加开放,与外界市场的联系将更加紧密。在这种情况下,农业生产直接受市场的引导和调控。农业产业化、市场化和企业化将成为现代农业发展的必然。农业产业化程度、农产品商业化程度、初级农产品深加工程度,体现了农业生产—生态系统发展的综合水平。
有的专家认为,未来农业走向将出现五大趋势:
一是从“平面式”向“立体式”发展。即利用各种农作物在生育过程中的“时间差”和“空间差”进行合理组装,精细配套,组成各种类型的多功能、多层次、多途径的高优生产系统。
二是从“自然式”向“设施式”发展。一些农业专家精心设计,把农场式农业生产改造成农业公园,集农业种植、绿化环境、观光旅游等为一体,劳动也将成为一项愉快的工作。
三是从“机械化”向“电脑自控化”发展。农业机械给现代化农业带来了活力。电子计算机智能化管理模块系统在农业上的应用,将使农业现代化管理更上新台阶。
四是从“化学化”向“生物化”发展。现代农业已普遍使用化肥、农药、除草剂和植物激素,这虽然增加了农作物产量,但也带来了环境污染等公害。未来农业将进入一个崭新的生物化的绿色、洁净的农业时代。
五是从“地面”向“太空”扩展。未来农业将向宇宙拓展,如利用太空培育新品种,发展太空农业等。
3、生态系统信息传递是怎么样的?
一个生态系统是否能高效持续发展,在相当程度上取决于其信息的生产量、信息获取量、信息获取手段、信息加工与处理能力、信息传递与利用效果,以及信息反馈效能;或者说取决于生态系统的信息流状态。生态系统信息传递过程主要由3个基本环节构成:信源的信息产生、信道的信息传输和信宿的信息接收。多个信息过程相连就形成生态系统的信息网。当信息在信息网中不断被转换和传递时,就形成了生态系统的信息流。
(1)生态系统中的自然信息流主要发生在环境与动、植物之间、植物与植物之间、植物与动物之间,以及动物与动物之间。
环境与动、植物的信息关系:天体运行引起的日照时间长短、月亮和恒星的位置、地球的磁场和重力等的变化,都是生物感应的重要信息,分别可以成为植物生殖发育的信号、候鸟飞行方向的信号和植物生长方向的信号。实验表明:莴苣种子在波长600~900纳米红光(R)下发芽率很高,而在波长720~780纳米的远红外光(FR)下几乎不发芽。
植物与植物间的信息联系。研究表明植物与植物之间有丰富的信息联系。例如甘蔗、玉米、棉花能分泌一种含两个内酯的萜类化合物——独脚金酚,只要其他条件合适,浓度在1×10-6摩/升就能促进寄生植物黄独脚金50%的种子发芽。寄生向日葵、蚕豆和烟草的向日葵列当也有类似的情况。没有寄主的信息,寄生植物的种子在土壤中10年也不丧失发芽力,只要一获得寄主植物的化学信息就迅速发芽。
植物与动物之间的信息联系:植物的花通过其色、香、味来吸引传粉昆虫。植物的果实则通过其色、香、味来吸引传播种子的鸟类。研究表明,植物的花为粉红色、紫色和蓝色时吸引较多的蜜蜂和黄蜂,黄花吸引较多的蝇类和甲虫,白花能吸引不少夜间活动的蛾类,红花则吸引较多的蝴蝶。
动物与动物之间的信息联系:动物的信息发送和接收的机制更完备,物理、化学和生物信号都可以在动物间传递。领域性动物,如雄豹,常在领域边缘用自己的尿作为警告同类不要侵犯的信息。有几百种昆虫可以向体外分泌性信息素,异性同种昆虫接受到数个信息分子,就可以产生反应,并追踪到信源,进行交配繁殖。此外,动物通过无声的身体语言和有声的发声器官语言来表达各种意图。例如,蜜蜂的“舞蹈”语言。当采了花粉的工蜂在蜂巢上面“跳舞”,其他个体在这个工蜂的后面采集有关方向和距离的信息,了解蜜源信息,然后直飞蜜源。当蜜源在附近,蜜蜂跳舞的轨迹是圆形;当蜜源的位置在100米以外,蜜蜂舞蹈的轨迹是第一个半圆+直线+第二个半圆。蜜蜂用摆尾频率作距离信号,摆动频率越慢蜜源距离越远。舞蹈直线轨迹与地球磁力线的夹角等于蜜源与太阳的夹角,为蜜源方向提供信息。
(2)生态系统中的人工信息流主要包括人类模仿自然、用于控制生物的信息和人类采集并供人类分析判断的信息。
人工模仿自然信息:利用人工光源或暗室控制日照长度的变化,从而达到控制植物花期的方法已经在花卉生产和作物育种中广泛应用。利用人工合成的昆虫体外性激素已经成功应用到害虫预测预报、迷惑昆虫和诱捕害虫等。如果人类能更深入了解自然信息流机制,并适当加以利用,就一定可以起到事半功倍的作用。
人工采集和生成的信息:为了更好地了解生态系统的状况,提出适当的调整措施,传统的方法是肉眼直接观察和收获信息,用头脑加工信息和用口头直接传递信息。例如,人类的经验、失败和教训,都可以作为判断事物和做事的依据,除了自己外,还可以把情况和判断告诉别人。随着科学的发展,先进的方法是用自动或半自动设备采集信息,用计算机加工信息,并用专用信息传输渠道准确地传送到远近不同的用户。例如,用我国研制的“风云”2号卫星自动采集南海台风生成信息,经过计算机表明其未来可能登陆范围和时间,并通过电视系统传到千家万户。
4、举例说明农业生态系统中有哪些自然信息流和人工信息流
对,信息流是能量流、物质流衍生出来的 物质循环、能量传递、信息传递 在生态系统中,化学信息有着举足轻重的作用。 在植物群落中,可以通过化学