IB 環境系統與社會
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主題 1：系統與模型
[編輯 | 編輯原始碼]評估宣告：這些是 IB 指定的本單元目標。
- 重點將放在生態系統上，但應提及經濟、社會和價值體系，並幫助系統。
- 範圍必須包括小型當地生態系統、大型生態系統（如生物群落）以及蓋亞作為全球生態系統的示例。
在描述真實系統時，應應用這些術語。
- 開放系統與周圍環境交換物質和能量（例如，生態系統）。
- 封閉系統交換能量但不交換物質；“生物圈二號”實驗試圖模擬這種情況。 嚴格地說，地球上沒有自然存在的封閉系統，但所有物質的全球迴圈，例如水迴圈和氮迴圈，都近似於封閉系統。
- 孤立系統既不交換物質也不交換能量。 這樣的系統不存在（整個宇宙可能是例外）。
- 第一定律指出“能量既不會被創造也不會被消滅”。
- 第二定律指出，處於非平衡狀態的孤立系統的熵會隨著時間的推移而增加。 這實際上意味著能量轉換的效率永遠不會達到 100%。 當能量轉化為功時，一些能量總是會以廢熱的形式被耗散（損失到環境中）。
熵是指能量的擴散或分散。 隨著能量分散到環境中，傳遞到下一個營養級的能量總量將始終減少。
這兩個定律都應與生物系統中的能量轉換和秩序維持相關聯。
- 穩態平衡應被理解為自然界大多數開放系統的共同屬性。 由於輸入和輸出的持續流動，保持穩定的系統。
- 靜態平衡，其中沒有變化，應被理解為與自然系統可以比較的條件。（由於文獻中關於動態平衡定義的意見不一致，應避免使用此術語。）
然而，學生應該認識到，一些系統可能會經歷其平衡的長期變化，同時保持系統的完整性（例如，演替）。 平衡的相對穩定性——系統在受到干擾後恢復到原始平衡而不是採用新的平衡的趨勢——也應被理解。
自然系統的自我調節是透過反饋系統實現平衡來實現的。
- 負反饋是一種自我調節的控制方法，導致維持穩態平衡——它抵消偏差，例如捕食者-獵物關係。
- 正反饋導致系統發生越來越大的變化——它加速偏差，例如人口增長的指數階段。 反饋鏈涉及時間延遲。
傳遞通常流經系統，涉及位置變化。 轉化導致系統內相互作用形成新的最終產品，或涉及狀態變化。 以水為例，徑流是傳遞過程，蒸發是轉化過程。 死亡的有機物進入湖泊是一個傳遞過程的例子；這些物質的分解是一個轉化過程。
- 識別系統中的流動，並描述其方向和大小。
- 儲存、產量和輸出應以清晰構建的圖表和圖形模型的形式包含在內。
模型是一種簡化的描述，旨在展示物件、系統或概念的結構或工作原理。在實踐中，一些模型需要使用近似技術。例如，氣候變化的預測模型可能會給出截然不同的結果。相比之下，水族箱可能是一個相對簡單的生態系統，但它展示了許多生態學概念。
- 人口動態
- 資源——自然資本
- 能源資源
- 土壤系統
- 糧食資源
- 水資源
- 增長極限
- 人類人口的環境需求
- 生態系統中的生物多樣性
- 評估生物多樣性和脆弱性
- 生物多樣性保護
平均氣溫升高
- 人類中心主義
- 技術中心主義
- 生態中心主義
- 深層生態學