IB 环境系统与社会
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主题 1：系统与模型
[编辑 | 编辑源代码]评估声明：这些是 IB 指定的本单元目标。
- 重点将放在生态系统上，但应提及经济、社会和价值体系，并帮助系统。
- 范围必须包括小型当地生态系统、大型生态系统（如生物群落）以及盖亚作为全球生态系统的示例。
在描述真实系统时，应应用这些术语。
- 开放系统与周围环境交换物质和能量（例如，生态系统）。
- 封闭系统交换能量但不交换物质；“生物圈二号”实验试图模拟这种情况。 严格地说，地球上没有自然存在的封闭系统，但所有物质的全球循环，例如水循环和氮循环，都近似于封闭系统。
- 孤立系统既不交换物质也不交换能量。 这样的系统不存在（整个宇宙可能是例外）。
- 第一定律指出“能量既不会被创造也不会被消灭”。
- 第二定律指出，处于非平衡状态的孤立系统的熵会随着时间的推移而增加。 这实际上意味着能量转换的效率永远不会达到 100%。 当能量转化为功时，一些能量总是会以废热的形式被耗散（损失到环境中）。
熵是指能量的扩散或分散。 随着能量分散到环境中，传递到下一个营养级的能量总量将始终减少。
这两个定律都应与生物系统中的能量转换和秩序维持相关联。
- 稳态平衡应被理解为自然界大多数开放系统的共同属性。 由于输入和输出的持续流动，保持稳定的系统。
- 静态平衡，其中没有变化，应被理解为与自然系统可以比较的条件。（由于文献中关于动态平衡定义的意见不一致，应避免使用此术语。）
然而，学生应该认识到，一些系统可能会经历其平衡的长期变化，同时保持系统的完整性（例如，演替）。 平衡的相对稳定性——系统在受到干扰后恢复到原始平衡而不是采用新的平衡的趋势——也应被理解。
自然系统的自我调节是通过反馈系统实现平衡来实现的。
- 负反馈是一种自我调节的控制方法，导致维持稳态平衡——它抵消偏差，例如捕食者-猎物关系。
- 正反馈导致系统发生越来越大的变化——它加速偏差，例如人口增长的指数阶段。 反馈链涉及时间延迟。
传递通常流经系统，涉及位置变化。 转化导致系统内相互作用形成新的最终产品，或涉及状态变化。 以水为例，径流是传递过程，蒸发是转化过程。 死亡的有机物进入湖泊是一个传递过程的例子；这些物质的分解是一个转化过程。
- 识别系统中的流动，并描述其方向和大小。
- 存储、产量和输出应以清晰构建的图表和图形模型的形式包含在内。
模型是一种简化的描述，旨在展示对象、系统或概念的结构或工作原理。在实践中，一些模型需要使用近似技术。例如，气候变化的预测模型可能会给出截然不同的结果。相比之下，水族箱可能是一个相对简单的生态系统，但它展示了许多生态学概念。
- 人口动态
- 资源——自然资本
- 能源资源
- 土壤系统
- 粮食资源
- 水资源
- 增长极限
- 人类人口的环境需求
- 生态系统中的生物多样性
- 评估生物多样性和脆弱性
- 生物多样性保护
平均气温升高
- 人类中心主义
- 技术中心主义
- 生态中心主义
- 深层生态学