3-7 how do scientists study ecosystems? 科學家如何學習生態?

科學家們利用實地探勘，實驗室研究，數學模型和其他模型，了解生態系統

有些科學家直接研究大自然

利用野地研究及實驗室研究還有數學

還有其他樣品去學習生態系統透過

實地進入森林、沙漠...等環境直接調查了解

3-6 What Happens to Matter in an Ecosystem? 物質的傳遞在生態系裡如何發生?

生物圈的物質循環和生態系統

水循環的能量來自於太陽能

地表上的水→蒸發→凝結→降水→回到地表

碳可以構成二氧化碳、碳水化合物、蛋白質、DNA等物質。

二氧化碳是造成溫室效應的一大主因。

生物圈的碳循環
燃燒石化燃料產生二氧化碳、植物吸收二氧化碳、生物體呼吸作用排出體外

生物圈的氮循環：活動細菌
空氣中的氮氣佔78％，氮構成了蛋白質、維他命、DNA等人體不可或缺的重要物質
氮不能被人體、植物直接吸收，可藉細菌由氨轉變成銨離子。

生物圈的磷循環
磷是構成骨頭、牙齒的重要成分。
磷循環不含空氣為地層和海洋最低處的沉澱物。

3-5 What Happens to Energy in an Ecosystem? 生態系統的能量傳遞如何發生?

一系列的生命體提供食物的來源給下一個階層被稱為食物鏈

在大多數生物的生態系統形成一個複雜的網絡

相互關聯的食物鏈稱為食物網

每個食物鏈或食物網含有一定的生物量

所謂的生態效益是用化學能量以百分比的轉移量從一個營養級轉到下一個

能量的單位是每單位時間面積的千卡

NPP(生產者供給消費者的能量速率)=GPP(生產者產出的能量速率)-R(消耗的能量)

淨生產總值可以看出該地的生物生產量

也可預測該地未來生物量將會如何發展。

3-4 What is Biodiversity and Why is it important? 何為生態系?且為何如此重要?

生物的多樣性是因為地球上的基因、物種、生態系、生態過程的不同而造成的。

生物多樣性分為4種：功能多樣性、地形多樣性、基因多樣性、物種多樣性。

土壤構成生物多樣性，提供生物所需的水和礦物質

並且控制二氧化碳在空氣中的含量

而生物多樣性越複雜表示越穩定，保持生態系的平衡

3-3 What Are the Major Components of an Ecosystem? 生態系統有哪些主要成分?

生態系由生物以及非生物所組成

不同生態系中所組成的生物與非生物也不同

每種族群在生態系中都有環境容忍度,這影響了族群的大小

非生物也會影響生物的分布

生態系中有消費者、生產者、分解者

維持著物質循環的流動

物質循環和循環維持著生態

使元素流動在各生命及非生命中

3-2 What keeps us and other organisms alive? 什麼東西維持我們何其他生物的生命?

維持我們生命的物質有：大氣層，水氣，地圈，生物圈。以及基本需求的水

大氣層是一個球形的氣體圍繞著地球表面

水圈泛指在地球的水，大部分的水在海洋，海洋覆蓋全球面積的71％

地圈組成有地球高溫的核心，厚實的大部分岩石，以及地殼外

生物圈中佔有這些地區的大氣、水圈、地圈

太陽能透過光波來到地球

提供地球上的生命熱能及能量

使生命可以生存

紫外線可透過臭氧層而被擋住一大半

使生命能維持下去

3-1 What is ecology? 什麼是生態?

細胞是生命的基本組成

組成許多物種

而許多物種組成一個生態

而關於生態的研究就是生態學

生態學是關於大自然的許多生物之間的關聯及互動

是研究生物體是如何與他們居住環境的其他生物和非生物共存

生物圈的組成部分，包含地球的空氣、水和土壤

2-5 How can we use matter and energy more sustainably? 我們如何運用物質且能永續利用能源?

工業社會的進步造成了許多的物質和能量的浪費

因此我們必須改變使用物質和能量的方法提高效率

懂得回收再利用，重複使用將成本降低，才可以永續發展，不斷進步。

2-4 What is energy and how can it change its from? 什麼是能源，能量如何改變?

能量有許多形式

可以是功或是轉變成熱能

常見的大致上可分為潛能和熱能

動能是因為移動和速率而有能量，其他的就會都轉變成熱能

而熱能是散失了就不能再利用的

潛能可以變成位能和動能

能量的改變是根據熱力學定律

根據熱力學定律，能量可由位能及動能轉變為熱能

但不能由熱能轉變為動能及位能

當能量有所改變時，不能透過物理及化學變化來創造或破壞能量

另外，為了有效運作，質能是一種測量能量來源的方式。

高質能指的是有高效率運作的能源，溫度熱量高

低質能相較於高質能效率較低，溫度熱量低

補充：
熱力學第一定律，也叫能量不滅原理，就是能量守恆定律：每個系統都有內能U，它只能通過功W和熱Q以能量的形式而改變，一個封閉系統的能量不會改變。不同的能量形式之間可以相互轉化，但是能量既不能憑空產生，也不能憑空消失。

熱力學第二定律是熱力學定律之一，是指熱永遠都只能由熱處轉到冷處。

2-3 How can matter change? 如何才能改變物質?

物質透過物理變化、化學變化和原子核的變化會產生不同性質、狀態等等...

1.物理變化不管怎麼改變本質不變，就像鈉切割一小塊還是鈉一樣

2.化學變化則是分子組成改變，像碳在空氣中完全燃燒會產生二氧化碳 ，是不同性質的兩物質

3.原子核變化有3種，放射性衰敗(半衰期)、核分裂、核融合

我們無法創造或毀壞物質，必須要遵守質量守恆