科普类文章

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世界万物还有很多我们不知道的东西,千奇百怪......下面就是我给大家整理的科普类 文章 ,希望大家喜欢。

科普类文章:香龙血树花开

 夜满秋深花带露,望月楼中,燕雨桥头,芳尘万里愁且住。

 此生料定多空度?巨木无边,亭亭玉树,龙血暗香销魂处。

 西双版纳热带植物园龙血树园的香龙血树Dracaena fragrans(fragrans,意为,芳香)正在大量开花,芬芳馥郁,沁人心脾,夜间香味尤其浓烈。

 香龙血树又名巴西木,为天门冬科龙血树属下的一个种,是一种原生于非洲的开花植物,从北部的苏丹到南部的莫桑比克,西到科特迪瓦,西南到安哥拉,生长于海拔600-2250m的高地。

 巴西木株形整齐优美,叶片宽大,富有光泽,苍翠欲滴,是著名的新?代室内观叶植物。它可以中小盆点缀书房、客厅和卧室等,显得清雅别致;大中型植株布置于厅堂、会议室、办公室等处,可较长期欣赏,颇具异国情调;尤其是高低错落 种植 的巴西木,枝叶生长层次分明,还可给人以?步步高升?之寓意。

 巴西木为常绿乔木,在原产地可高达6米以上,一般盆栽高 50-100cm。它树干直立,有时分枝。叶簇生于茎顶,长椭圆状披针形,没有叶柄;叶长40-90cm、宽6-10cm,弯曲成弓 形,叶缘呈波状起伏,叶尖稍钝;鲜绿色,有光泽。穗状花序,花小,黄绿色,芳香。

 巴西木并非产自巴西,而是原产非洲,我国近年来已广泛引种栽培。巴西木多用扦插繁殖。栽培多年后,植株过于高大或茎干下部叶片脱落、株形较差的可进行修剪,剪下的枝条便可用作扦插材料。

科普类文章:古生物化石出土记

 在古生物学家眼里,零零散散埋在黄土里的骨骼化石,可不仅仅是一堆死物,它们就像散落的拼图,拼拼凑凑起来,也许就是一只会飞的恐龙,或是巨大的鲸鱼,也可能只是一片原始人的头骨,或是生命起源时的一只小虫。可生物学家并没有火眼金睛,他们怎么知道哪里有化石呢?是不是有什么仪器可以探测到地下的化石?他们又怎么知道这些生物叫什么名字呢?

 发现

 古生物学是一门古老而传统的基础科学,它研究地球上曾经出现过的生物的化石,以此来了解地质历史时期生物的起源、进化、绝灭、复苏及其与当时环境的关系。它一般要经历野外考察、化石发掘、标本 修理 、科学研究、形态复原和博物馆展出等几个阶段。

 野外考察前,首先要选择地区和地层,如研究翼龙和恐龙,就要在中生代的地层中寻找化石线索,中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪,而翼龙和恐龙这类爬行动物只生存在中生代,因而它们的化石不可能在更晚的新生代和更早的古生代的沉积中被发现。

 在野外期间,不但要寻找核实并确定地质文献中所记录的化石地点,而且要走访当地老乡,调查考证是否在这一地区发现过化石,何时发现的。在此基础上,寻找可能出现的化石,因此,野外化石线索的寻找和发掘地点的确定,并不是依靠什么先进的仪器设备。

 确定最佳的发掘地点,主要根据暴露地表的化石的多少,以及埋藏化石的岩层来分析判断这一岩层的化石是原地埋藏的完整或较完整的个体,还是经过搬运的、异地埋藏的分散骨骼,是集群死亡导致的富集埋藏,还是正常死亡形成的少量埋藏。例如辽西热河生物群与山东莱阳恐龙动物群就有所不同,前者赋存在湖泊沉积页岩中,是灰黑色页岩,这意味着它们是在深湖静水还原环境下形成的,这种环境的页岩中赋存的化石一般都是完整的个体,而且从剖面上大量出现的火山灰夹层来判断,这里的火山活动非常频繁,这些生物的死亡应该和火山喷发导致的灾难性事件有关,也就是说它们是非正常集群死亡的,只要发现化石露头的层位和地点,就意味着埋藏有比较丰富的完整的各类化石,因此,我们只要找到哪怕只有一块骨骼的露头,都可以毫不犹豫地把这个地点确定为可发掘的最佳地点。而后者埋藏在以冲积河流形成的砂泥岩中,是杂乱堆积的紫红色含砾砂泥岩,属于氧化环境下泥石流形成的沉积类型,这类沉积中的化石绝大部分是分散保存的,所以最佳化石地点就要选择在同一层位化石露头最多的那个点,露头越多代表化石越富集。

 采集

 在野外发现化石固然很重要,但要把所发现的化石完好无缺的采集下来就显得更为重要。依据化石赋存地层的岩性,埋藏环境等,可以采取不同的采集 方法 ,如套箱法,石膏包和?夹心饼干法?等。

 像山东莱阳恐龙动物群那样的河流冲积埋藏环境中分散的大型恐龙骨骼等化石的采集,大部分采用石膏包的方法。这种方法是在化石和围岩的四周向下开槽,超过化石时向里收缩,让其成为蘑菇状,把石膏倒在上面,以麻袋片覆盖,紧压后再浇上稠一点的石膏,抹平压实,外加木板或木棍,等石膏发热变硬,砸进钢钎将其从岩层中分离并翻转,统一编号登录。

 对于类似辽西湖湘页岩中埋藏的完整化石骨架,就要采用?夹心饼干法?。由于赋存辽西热河生物群化石的页岩本身就有很多裂隙,都含有火山灰成分,岩层在地下水长期浸泡下非常酥软,采集下来后火山灰就会快速脱水导致岩层变形和粉末状破碎,因此,采集这类标本一直是个难题。但用?夹心饼干法?一天可以采集十多件标本,而且丝毫不损伤化石。这一方法要确定发现化石个体的范围,在化石及围岩四周用刀割出缝隙并开凿出小槽,沿槽在标本四周垫上软纸,用透明胶带紧紧缠绕固定,分离化石层下的相对酥松的层面,把标本顺着层面平移到已经准备好的木板上,然后垫上软纸,把另外一块木板压上,用胶带缠绕,只留下蒸发水汽的细小缝隙,最后慢慢脱水阴干。

 化石修理是古生物学研究中最关键的环节之一。化石修理就是要把化石骨骼尽可能地暴露,同时不使化石受损。如在修理?夹心饼干法?采集的化石时,要正面打开彻底阴干了的标本,从野外发现骨骼的上层面开始沿着已经暴露的骨骼依次修理,其中有的标本中还保存了恐龙或鸟类的羽毛,翼龙的翼膜等软组织结构,因此要在显微镜下仔细修理,甚至还可以在修理前用X光扫描,来确认骨骼的展布情况来指导修理。

 对石膏包采集下来的化石,因为在发掘时为了确定化石大小和开槽采集的需要,上层面的化石骨骼已经大部分暴露,只有从下层面修理才会加快修理进度。在修理过程中,要用锯条把石膏包四周的坚硬石膏锯掉,让围岩暴露出来,然后依次向下清理,直到骨骼四周的围岩全部清理掉。在清理的过程中,随时要用胶对在岩层中自然断裂的骨骼加固处理。

命名

 古生物学最基本的研究方法还是对化石形态学的详细记述,虽然很多是定性的描述,但却是其他一切研究的基础。在传统的形态学描述和分类学研究的基础上,分析这一生物类型的系统演化位置,讨论其起源与演化等。随着新技术新方法的不断出现,很多新技术逐渐运用到古生物学领域,如高精度CT扫描和三维重建技术可以在不损伤化石的前提下,清楚地了解化石生物的一些内部形态结构,如复杂的脑颅系统等。电镜和显微切片技术的应用,可以观察化石骨骼的显微结构,了解生物的年龄和个体发育。

 如果化石研究证明是从来没有被发现过的新物种,那么古生物学家就要对这一化石进行命名。古生物命名也采用双名法,如阿凡达伊卡兰翼龙,拉丁文名称中前面是属名,后面是种名,属种名一律用斜体。翻译成中文时,种名?阿凡达?在前而属名?伊卡兰翼龙?在后,属名可以单独使用,我们可以叫?伊卡兰翼龙?,但种名不能单独使用,必须要和属名在一起才可以。古生物命名的词源有几种主要来源,其中包括:化石产地名,如天山哈密翼龙;人名,即纪念一些历史人物、有重要贡献的科学家或化石的发现者等,如圣贤孔子鸟;化石特征,如棘鼻青岛龙,种名来自于恐龙头顶上长长的?棘鼻?。这些命名中,属名是唯一的,种名可以多次重复命名。

 在对化石形态学研究的基础上,我们知道了这种生物的个体大小、头骨和牙齿形态、身体各骨骼的大小比例,甚至保存的羽毛等软组织的形态,以及它们生活的环境等信息,艺术家会采用?将今论古?的原则,依据现生生物的一些特征和类似的环境背景,绘制出化石生物的形态复原图和生态复原图。

科普类文章:家务劳动或许能救你一命

 我向来对体育锻炼不热衷。我的工作状态基本上是每天数小时坐在电脑前,偶尔会和别人交谈,当然也是坐着。晚上我通常是坐着看电视,除非外出外出的时候,一般也是先坐出租车,然后坐着吃饭。坐着是我的常态,我可能一天当中有十五六个小时都在坐着(其余8个小时躺着睡觉)。所有的研究证据都表明,身体活动水平低下对健康不利。几年前知名医学杂志《柳叶刀》(The Lancet)上发表了一系列综述文章,指出身体活动水平低下是当今人类健康的第四大杀手。根据世界卫生组织的数据,全球每年死亡的人中,有10%(500万人)直接源自身体活动水平低下。

 我的问题是,我深知不活动的危害却无法激励自己站起来运动。要让我真正进行 体育运动 ,除了它对身体有益之外还需要一个理由。倒不是说我身体有缺陷不能正常运动,而是心理上对其有抵触。例如,我儿子在北京的时候,我每天早上比现在早起一个小时,跟他一起骑车5公里到学校。我会在他学校附近的咖啡馆喝杯咖啡,然后骑5公里回家,再去离我的住处只有500米的办公室。显然,骑车是属于我的一项运动因为它也是坐着完成的!但这确实是体育运动。而且,当你和一个17岁的男孩一起骑行,速度也相当可观。在路上,我们经常试图与电动自行车流竞速,这时我的心率很可能达到了体育训练的水平。

 这里很关键的一点是,我每早乐此不疲地骑行是因为一个其他的理由,即与儿子为伴。我们经常会逆风前行,有时还会遇上暴风雪,两个人不怎么说话。但大多数情况下,他会给我讲他在学校干的事情,他对将来的规划,以及各种毫无意义的男人话题,比如说法拉利458意大利(Ita1ia)和兰博基尼埃文塔多(Aventador)哪个更棒?其实哪一款我们都不可能拥有,但对男人来说弄清楚这个问题很重要(顺便说一句,兰博基尼埃文塔多更棒)。他在北京的最后3个月,转到另外一所学校,距我们的住处17公里。然而我依然陪他骑行上学。我们比之前又早起30分钟。新的学校附近没有咖啡馆,每天他进了学校大门,我就直接调头折返。

 在那几个月里,每天我到单位上班的时候,已经骑行了差不多一个全程 马拉松 。然而对我来说,这并不关乎运动。儿子现在回英国读大学,我仍然每天骑自行车,但只是从住处直接到办公室而已,每天总共也不过10分钟的运动量,并且速度和心率比我坐着工作时也强不到哪里去。我从未想过,自己应该调转方向,以3倍于平常的速度骑行半个小时,运动到大汗淋漓再回来。儿子不在我的身边,如此骑行对我就仅仅是一项运动,我没有足够的动力来做。我了解各种有关身体活动低下的统计结果和生物学原理,以及运动健身的好处,但这一惰性仍然如此强烈。那么对不了解运动益处的人,将会是怎样的情形?

 不过, 户外运动 究竟有多么健康,对于住在北京的人来说还要考虑另外一个问题。这个问题就是空气污染。北京的空气质量之糟糕已是地球人都知道的事。我曾经连续3个月每天都骑行一个马拉松的距离,这真的对我的健康有益么?考虑到骑行时的空气质量,答案也许是否定的。

 所以看起来怎么都是输。如果你不运动,就会遭遇各种与身体活动水平低下相关的生理和健康问题。然而如果你运动的话,中国东部大部分地区的空气质量可能会使得运动比不运动更加危险。那到底该怎么做?答案,至少对中国男人来说,是家务劳动。这个答案对中国的大多数妇女来说一定非常悦耳。你的丈夫在家是不是从来不分担家务?也许值得向他们指出:多做家务能降低他们患上各种非传染性疾病的风险,包括癌症。

 这一论断的证据来自2013年发表在《公共科学图书馆?综合》 (PLOS One)杂志上的一篇文章,研究人员针对4000名中老年中国人研究了从事家务劳动的益处。筛查过程中剔除了1133名已经患有心脏病、中风、癌症或糖尿病的受试者,最终的有效数据来自2867名健康个体。他们记录了研究对象每天身体活动的时间,既包括体育运动和散步之类的休闲活动,也包括园艺劳动以及修剪草坪等。此外,研究人员还记录了研究对象花在室内家务劳动和居家维修上的时间。之后研究人员对受试对象进行了长达11年的跟踪调查,这期间有452人死亡,其中185人死于癌症。根据年龄、受 教育 水平和生活方式等有关因素对数据进行修正后,他们发现,从事更多更重家务劳动的个体的死亡风险显著低于很少或几乎不做家务劳动的个体。两者的风险比为0.72,意味着风险降低了大约30%。这个效应非常巨大。但是,疾病风险的降低除了受家务劳动的直接影响外,还可能有各种各样的原因。例如,从事更多室内家务劳动的人可能体育运动或户外休闲活动也比较多。也许完全不从事家务劳动的人其实是严重肥胖的,因此他们的死亡率是与肥胖有关,而非家务劳动的多与少。然而,在对身体组成(体重指数)、生活状况(已婚、未婚等)和户外休闲活动的影响进行修正后两者之间的风险比仅变为0.71,这说明上述其他因素对家务劳动和全因死亡之间的关系没有影响。家务劳动对于癌症风险的影响更为显著。从事大量家务劳动的研究对象得癌症的风险只有几乎不做家务劳动的人的一半(两者的风险比为0.52)。而从事中等量、轻强度的家务劳动则对死亡风险影响甚微。

 这项研究中有两个发现特别让人诧异。其一是家务劳动的影响远远超过包括体育运动在内的休闲活动。其二是家务劳动对健康的显著影响仅见于男性中。对研究中接受调查的女性而言,家务劳动的多少与全因死亡或癌症引起的死亡之间没有任何相关性!因此,对女性来说,这个研究的结果真是个好消息。你可以把所有的 家务活 都转交给丈夫,而不用担心会增加死亡或癌症发病的风险;你的丈夫承担所有的家务,同时能因此活得更长。在我看来,还有两点额外的益处。与体育锻炼相比,家务劳动的目的不同,这其实是一项工作。跟纯粹的运动相比,我更有可能坚持做家务,就像我能陪儿子骑行很远去上学,而没有他在身边却一点也不想多骑。另外一个好处是,根据定义,家务劳动是要在室内完成的,因此,这也是一项你不需将自己暴露在北京的空气污染中的?运动?。

 这听起来太美好,以至于让人觉得不真实。而这很可能确实不是真的。对于所有这类研究,我们要记住非常重要的一点:尽管样本量很多(近3O00人),随访调查的周期也很长(约10年),但所得到的结果只是一个相关性。家务劳动的增加与死亡率的降低之间不一定是因果关系无论数据看起来多么有说服力,也无论这些数据与其他研究结果是多么一致。举个例子,某个人对家务劳动的承担很可能反映出他整体上比较积极的生活态度。如果一个人把家里料理得井井有条可能意味着他对其他事情的态度也是积极认真的。也许是他们对生活的整体态度影响了他们做的其他事情,从而降低了死亡的风险。这些人可能饮食更健康,朋友圈子更广,对社区活动更热心等。上述几点都被认为与寿命以及包括癌症在内的非传染性疾病发病风险有关。料理家务也许只是体现其他真正对死亡风险有影响的因素的一个指标。因此,如果你决定开始承担大量家务,但在其他相关事情上不做任何改变,最终的结果可能仅仅是你有了一个更干净的家。承担家务对死亡风险的影响会很微弱,甚至有可能是负面的。也许愿意干家务和居家维修的人有一套专门的手艺,而不做家务的人则不具备。如果突然开始从事各种家务劳动,而没有相应的 经验 ,你可能会面临较高的事故风险,比如从梯子上摔下来、触电等。事实上,如果你对事物的看法原本是相当负面的,突然每周承担大量的家务劳动,不太会让你对生活的看法更乐观,而很可能会使情况变得更糟。我们真正需要的是一项随机对照实验,将受试者随机分成两组,给一组安排较多的家务劳动,另一组不安排,随后跟踪调查他们的死亡风险。只有这样我们才能确定观察性研究中的相关性是否属于因果关系。

《植物妈妈有办法》是一篇怎样的科普作品?

 植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。

植物生长的科学论文篇二:《试谈水体对水生植物生长的影响》

 摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。

 关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响

 1水体与水生植物

 1.1概念

 水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。

 水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。

 1.2水体和水生植被的发展阶段

 描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类?沉水植被?浮叶植被?挺水植被?湿生植被?陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。

 任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。

 2水体水位对水生植物的影响

 在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。

 2.1植物形态的改变

 以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。

 2.2植物数量的增加

 水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。

 2.3植物物种的多样性

 在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。

 3波浪形态的水体对水生植物的影响

 江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。

 商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。

 4沼泽地对水生植物的影响

 沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。

 5结束语

 水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。

植物生长的科学论文篇二:《植物生长三维动画关键技术》

 摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。

 关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画

 0 引言

 植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。

 1 植物生长三维动画的生长方式

 经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。

 ⑴ 破土而出式

 植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。

 ⑵ 藤蔓伸展式

 不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。

 ⑶ 层叠上升式

 层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。

 ⑷ 迷幻障眼式

 迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。

 图1 植物生长三维动画方式

 2 植物生长三维动画关键技术

 植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。

 2.1 Ivy Generator和Guruware Ivy插件

 Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。

 Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。

 2.2 XFrog

 XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 2.3 GrowFX

 GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。

 2.4 Vue

 Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。

 2.5 T-Gen插件

 T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。

 2.6 SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro

 SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。

 3 结束语

 植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。

 由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。

 参考文献:

 [1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,2006.8:177-180

 [2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,2008.36(08):3196-3197

 [3] 孙楠.藤蔓可以这么?种?出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,2009.2:127-129

 [4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,2010.6:27-28

 [5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,2009.31:64-68

 [6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29

 [7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,2011.3:94

 [8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,2011.5:116-117

 [9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,2012.3:57-58

 [10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,2012.6:2406-2407

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有关于绿色植物的科普知识

《植物妈妈有办法》是一篇科普作品,运用拟人手法,写出了不同植物传播种子的方式。课后题要求孩子们仿照课文写一写其它植物传播种子的方法。

一、仿写前素材准备

1、植物传播方式,风力传播、水力传播、动物传播、机械传播。

植物靠动物传播种子的方式又分为两种,一种是动物吃掉果实后,将未经消化的种子排出体外。一种是植物附着在动物皮毛上,通过动物运动传播。

机械传播是指:果实成熟后,外壳迸裂,将种子弹射出去。例如凤仙花、豌豆、芝麻。

2、正因为植物种子的差异性造就了各自不同的传播方式。

①靠风力传播种子的植物,它的种子会长出类似于翅膀或者是羽毛的附属物。例如杨树、柳树、榆树、枫树、松树。

②靠水力传播种子的植物,它的种子表面包裹着又厚又轻地充满空气的保护层。例如椰子、睡莲、水葫芦、莲蓬。

③靠动物皮毛传播种子的植物,它的种子表面带着钩刺。例如苍耳。

④靠动物吞食排便传播种子的植物,它的果实香甜美味,种子包裹着不容易消化的硬壳。例如樱桃、苹果、柿子。

生物的科普短文结构

地球上现在生存的许许多多绿色植物,它们的老祖宗是谁呢?地质史的研究告诉我们,是蓝藻。它是地球上最早出现的绿色植物。已知最早的蓝藻类化石,发现在南非的古沉积岩中。这是34亿年前,在地球上已有生命的证据。古代蓝藻的样子和现代的蓝球藻有些相似。 蓝藻的出现,在植物进化史上是一个巨大的飞跃。因为蓝藻含有叶绿素,能制造养分和独立进行繁殖。今日地球上的郁郁葱葱的树木,茂盛的庄稼,美丽多姿的花卉,它们都是由低等的藻类,经过几亿几十亿年的进化,发展而来的。

如: 蚂蚁观察日记

今天我发现了一个蚂蚁洞,它就在爷爷奶奶家旁边的墙角下.

我抓住了一只蚂蚁,它是由三个小“芝麻”组成的。头和肚子是黑色的,像两粒圆鼓鼓的芝麻,中间是黄褐色的,像是一粒瘪了的芝麻。

蚂蚁的身体大约有0.5厘米长,它的身体像上了一层漆一样亮亮的。

蚂蚁脑袋上有两根触角,经常轻轻地摇动。蚂蚁的嘴像一把小小的老虎钳子,一张一合地。

蚂蚁的腿细细长长的,一共有六条,它的腿和身子一样也是经褐色的,因为很长,所以跑起来十分快。

我把一小块肉放在蚂蚁洞旁,一只蚂蚁发现了肉,它碰了碰肉,又退了回去,等了一下,它又过来碰了碰肉,又退回去,就这样反复了好几次。这时又来了三只蚂蚁,它们也到了肉旁,其中有一只蚂蚁回洞里去了,不大会儿,又有几只蚂蚁排着队从洞里直接来到肉旁,接着蚂蚁越来越多了。

我一个小时后再来观察时发现:那些蚂蚁把肉运到了洞门口,肉上面密密麻麻地爬满了蚂蚁。

我把水洒在蚂蚁洞口,洞口本来是有一堆细土的,现在被弄湿、冲散了。然后我看见出来了许多蚂蚁,它们不断地从洞里推出泥巴来,不久洞就通了,蚂蚁又可以随便从洞口进进出出了。 通过这次观察,我觉得蚂蚁是团结、勤劳、不怕困难的动物。

养蚕成长观察日记

今天,那条不会动弹的蚁蚕还是没有丝毫动静,用叶片轻轻一扫,竟滚出很远。它的身体其实早已经僵硬了,只是我不愿接受事实而已,今天我算是为它宣布正式死亡,但是还将它保存在蚕盒里一天,明天再扔吧。同时还宣布一条蚁蚕失踪,因为我找不到它的踪迹。还有一条看起来也不行了,不过这条,我更愿意理解为要蜕皮了。

其余的四条小蚕依然在不停地挪动着,好象不知疲倦似的。餐巾纸上还留下了它们的不少粪便。这些粪便呈纯黑色,比沙子小得多,轻轻一吹,这些小颗粒竟跑得无影无踪。

为了观察,我时常打开蚕盒,用放大镜仔细照着,不知道它们对这种举动是不是感到惧怕,惧怕到什么程度?这几天气温都太低(对于它们的生活来说),而且周围声音嘈杂,时而有强烈的灯光照射着,我想这些因素都会影响它们的正常生活。对于它们来说,现在已经是明星了,我们倒更像港片里的狗仔队,不停地骚扰着,不停地探求它们的秘密。

今天那三条二龄蚕已有6毫米了,头部呈黑色,较小,不容易观察到更多的细节特征。胸部比头部和腹部大,也比较长,三对钩爪就长在这里。腹部有七节,长短差不多,四对腹足就长于此,具体长在哪几节上,有待于明天的进一步观察。

这些小蚕既然已经排泄了,当然也就在进食了,这从蚕叶上可以得到一点结论。但是蚕叶并没有我想象的被啃食许多,叶边也少有被啃食过的那种缺口。许是蚕儿的胃口小,吃不了更多的桑叶。我持续观察5分钟,三条蚕不停地从桑叶的背面爬到正面,又从正面爬到反面。偶尔停留在叶子的边缘,并不开口,却又扭头前行。大蚕们把不停地进食当作自己的工作,然而这些小蚕们却把主要时间花在了嬉戏、玩乐上,我联想到小猫小狗乃至小孩子,他们不都是这样吗?难道这天性在小蚕上也同样存在吗?蚕的生命只有短短的个把月,它们利用这短暂的几天来享受童年的快乐,也是我们乐于接受的。

小鹅

刚出壳的小鹅儿一身水淋淋的,毛色不算好看,但是红红的小脚激起了我的兴趣。 第二天,我把这些小家伙放出来喂食。它们的毛已经干了,金黄柔美,尽管它们脚还软,站不起来,但是一个个都很活泼,放下地就一扑一扑地,像在摔跤,真逗! 小鹅儿睡觉的时候,小颈缩短了,那脑袋就像用绒沾在上面的。它们很容易醒,轻轻地脚步声,它们都会睁开眼睛看看,没有声响了,再睡。

十多天以后,我刚揭开遮鹅笼的罩子,它们就要争先恐后的出来,一个小鹅站在另一个小鹅身上一跳,居然跳出来了!它们的毛开始变白了,脚也不软了。一下子就跑到我脚前要吃的,我先放些饭在碟子里,手里拿着两大片菜叶,它们嘴在呷饭,眼睛却盯着我的菜叶。菜叶似乎比饭更好吃,一只小鹅索性蹦起来呷着,摔了一跤!引得我大笑起来。

这些小家伙很通人性,我一到家它们就跑到我的脚下转悠,亲热的很呐。我常常跟它们说话,有时它们还回答呢!所以,我把小鹅看成我的朋友。

猴子

我最喜欢猴子,它在动物中恐怕是最聪明的。当我们来到它们跟前时,一只猴子用明亮的眼睛盯着我们。它的长相很奇特:一个很小的鼻子向里凹着,一张凸起的小嘴发出‘吱吱’的叫声,浑身的毛不但亮而且黑里透黄。小耳朵竖着,两只小爪子不时挠着头皮,做出怪模样,使人发笑。我掏出一块面包丢给它,不料,它没有接,只是先用爪子试探了一下,又缩了回去,还用眼晴看看我。过了一会儿,它抓起面包,狼吞虎咽地吃起来,吃完后又用央求的目光看着我,伸出爪子向我要吃的,于是我又扔一块糖给它。它迅速地剥开糖纸,放入口中大嚼起来。

呵呵试着做吧!~

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