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1、5、生态学在环境保护中的应用n主要内容n（一）全面考察人类活动对环境的影响n（二）充分利用生态系统的调节能力n（三）解决近代城市中的环境问题n（四）综合利用资源和能源1n（一）全面考察人类活动对环境的影响n必须利用生态系统的整体观念，充分考察各项活动对环境可能产生的影响，并决定对该活动应采取的对策，以防患于未然。 2nCase1:南水北调工程n长江及其以南地区集中分布着81的水资源，36的耕地面积，41的矿产资源；而淮河及其以北地区耕地面积占全国的64，矿产资源占全国的59，水资源却只占全国的19。 n南水北调工程分东、中、西三条调水线路。建成后与长江、淮河、黄河、海河相互联接，将构成我国水资
2、源“四横三纵、南北调配、东西互济“的总体格局。3n【西线工程】 n在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游，补充黄河水资源的不足，主要解决涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。4西线工程对调水区生态环境影响 n 从生态环境的角度来看，西线工程不仅仅是一项跨流域调水工程，而且还是一项规模宏大的生态环境工程。n西线工程三条调水线路从通天河、雅砻江、大渡河多年平均年调水总量为170亿立方米，将使引水枢纽下游局部河段径流量明显减少。n但在坝下游距引水枢纽4-10公里距离内一般都有支流
3、汇入，河川径流又明显增加。5n根据对当地所做的实地调查研究，由于地理位置和地形的原因，维系地表植被、生物种群等生态系统的水分主要靠天然降水补给。因此，径流量及水位的变化不会对当地生态系统产生重大不利影响。西线工程对调水区生态环境影响 6n 【中线工程】 n 从长江中游北岸支流汉江加坝扩容后的丹江口水库引水，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，可基本自流到 北京、天津。输水总干线全长1267公里。 7n中线进展：截至2009年12月4日，南水北调中线穿黄隧洞下游线进入约600米宽的黄河水面主河道掘进施工地段，这标志着南水北调中线穿黄工程已进入到攻坚阶段。n穿黄工程是南水北调工程中投资较大、施工难
4、度最高、立交规模最大的控制工期建筑物，同时也是人类历史上最宏大的穿越大江大河的工程。8中线工程水源；对汉江中下游的生态环境影响 n水质优良的中线工程，调水的实施给水源地带来了更高的生态环保要求和压力。丹江口库区及上游大部分本来就是国家和省级贫困县，经济发展要求迫切，伴随经济增长和城镇化水平的提高，区域用水量和排污量也将有较大增长。 n国务院有关部门正在组织编制丹江口库区及上游水污染防制和水土保持规划，并将纳入中线总体方案一并实施。9n汉江中下游平原历来是湖北的富庶之地，更是国家的大型商品粮基地，大量的汉江水被调往北方后，虽然可解除洪水的威胁，但不可避免地会对汉江中下游两岸带来灌溉、航运方面的不
5、利影响。n措施：兴建水利枢纽、引江济汉、改建部分闸站、整治局部航道等汉江中下游治理工程。n 此外，通过丹江口水库的运行调度，控制下泄流量将沿江两岸的供水保证率将较调水前有所提高。中线工程水源；对汉江中下游的生态环境影响 10n【东线工程】：从长江下游扬州附近抽水，利用京杭大运河及其平行河道逐级提水北送，经洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖，在位山附近穿过黄河后可自流，终点天津。n主要解决苏北、山东和河北东部的农业用水、津浦铁路沿线及胶东的城市缺水问题。11东线工程输水水质安全；盐水入侵 东线方案利用京杭大运河及其他自然河道、众多湖泊调水，存在四大污染源：（1）集中排放污水的点污染；（2）淮河、黄河
6、、海河流域大范围土地施用化肥、农药等造成的面污染；（3）大运河及多个湖泊的大量底泥、岸泥在输水过程中产生的底泥污染；（4）大运河大量船舶造成的航运污染。12n为确保东线工程全线输水水质达到国家地表水环境质量类标准，使长江水保质、安全地输送至天津，南水北调东线将实施节水为本，治污为先，配套截污导流、污水资源化和流域综合整治工程，形成“治理、截污、导流、回用、整治”一体化的治污工程体系。n东线治污工程安排建设城市污水处理工程、截污导流工程、工业结构调整工程、工业综合治理工程及流域综合整治工程等项。13n东线方案盐水入侵问题n长江口盐水入侵加剧 n黄浦江枯水季（11月次年4月）盐水倒灌 n长江口邻近
7、海域鱼场位置的改变n咸淡水界线内移,海域内淡水浮游生物减少，高盐浮游生物增加，直接影响鱼种类和数量的分布；同时由于饵料减少，引起鱼类产卵场位置的改变，使回游路线变动，产量下降。 14n总的结论是：对受水区和输水区生态环境的有利影响是主要的，通过工程的建设可以促进受水区和输水区的环境治理和改善，为修复受水区生态环境创造条件；对调水区生态环境也有不利影响，但可以通过采取工程措施和非工程措施予以缓解或消除。“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一 次这样的胜利，自然界都对我们进行报复。”“因此我们每 走一步都要记住：我们对自然界的全部统治力量，就在于我们比其他一切生物强，能够认识和正确运
8、用自然规 律。” 恩格斯15nCase2:埃及的阿斯旺水坝n位于尼罗河下游第一瀑布区，1970年建成，坝高110米。长3600米，水库跨埃及、苏丹两国，有2/3在埃及，在埃及境内称纳赛尔湖，是世界最大的人工湖。n建设原因：尼罗河发源于埃塞俄比亚，流经苏丹和埃及而入地中海，在入海口有宽100km的三角洲，埃及3300万人口集中此地。n历史状况：尼罗河定期泛滥，淹没河谷，冲洗盐分，为地中海输送养分。沙丁鱼产量大，使三角洲保持新生肥力。16n水坝之利：尼罗河不再泛滥、廉价电力、灌溉 农田、控制旱涝 n水坝之弊：尼罗河两岸的绿洲及下游失去肥源，土壤盐渍化；由于尼罗河河口供沙不足，河口三角洲平原向内陆收
9、缩，使工厂、港口、国防工事有跌入地中海的危险；海水养分减少，沙丁鱼1965年15000吨1968年500吨最后绝迹。下游变静止“湖泊”，血吸虫病发病率80%以上。17Case3:长江三峡工程n有利影响：n三峡水库可以有效地减轻长江洪水灾害给广大中下游平原地区所带来的生态与环境的严重破坏；避免灾区环境卫生恶化与疾病流行等。n水电清洁无污染，代替火电。n航运18不利影响：（1）淹没土地：三峡水库淹没涉及湖北、重庆两省市 20 个区市县的277个乡镇、1680个村、6301个组，有2 座城市、 11 座县城、 116 个集镇需要全部或部分重建。移民问题19（2）毁坏历史名城从宜昌到重庆的长江沿岸，坐
10、落着很多历史悠久的城 市。他们凝固了从春秋时代以来，几千年的中国古代文 化。象屈原和昭君的故乡秭归、还有巴东、云阳、奉节 、巫山这些旅游名胜所在地的城市，都将被无情地摧毁 ！被三峡工程淹没的，更有3000年以上历史的大西古镇 。（3）淹灭无价古迹不管是纤夫们上千年心血在岸边拉出的石槽，还是 架在水边运行了上千年的盐渠；不论是各民族古人的墓 葬群，还是长江两岸的摩崖石刻，都是无价的瑰宝。多 少文物将永远葬身水下，多少遗迹、在还没来得及发掘 的情况下就要被摧毁！ 20（4）自然遗产被破坏象大宁河小三峡这样的旅游胜地被淹没，大三峡最雄伟的地方，被拦腰截断了175米，所有山峦险峰，都没有以前的气势了！
11、神农架自然保护区周遍的自然资源被破坏。（5）珍稀物种的灭绝n这些都是不可逆转的影响。21nCase4:黄河三角洲黄河三角洲高效经济生态经济区发展规划 22n通过以上例子说明：“生态学的一个中心思想是整体和全局的概念”。n不仅考虑现在，还要考虑将来；不仅考虑本地区，还要考虑有关的其他地区；要在时间和空间上全面考虑，统筹兼顾。23（二）充分利用生态系统的调节能力（自净能力 ）n生态系统的调节能力 n当系统内一部分出现了问题或发生机能异常时，能够通过其余部分的调节而得到解决或恢复正常。n结构复杂的生态系统调节能力越强。 24nCase:土地处理系统n一般土壤及其中微生物和植物根系对污染物的综合净化能
12、力，可以利用来处理城市污水和一些工业废水 。n主要由预处理设施、贮水湖、灌溉系统、地下排水系统等组成 图示n地表漫流、灌溉或渗滤等方式排入土地系统，进行最终的处理 25n土地处理系统的净化机制 n植物根系的吸收、转化、降解与合成等作用；n土地中真菌、细菌等微生物还原的降解、转化及生物固定化等作用；n土壤中有机和无机胶体的物理化学吸附、络合和沉淀等作用；n土壤的离子交换作用；n土壤的机械截留过滤作用;n土壤的气体扩散或蒸发作用 26成份灌溉溉渗滤滤漫流BOD9885-8995COD805080悬悬浮物989892总总氮850-5070-90总总磷80-9060-6540-80金属9550-955
13、0微生物989898总总溶解固体0-300-100-30土地处理系统的去除效率估计值%n土地处理系统的净化效果 27（三）解决近代城市中的环境问题n城市存在众多的问题，目前每个城市的居民都普遍感到住房、交通、能源、资源、污染、人口方面的尖锐矛盾 。281.编制生态规划（环境规划） 编制国家或地区的发展规划时，不是单纯考虑经济因素，而是把它与地球物理因素，生态因素和社会因素等紧密结合在一起进行考虑，使国家和地区的发展能顺应环境条件，不致使当地的生态平衡遭受重大破坏。 29n地球物理因素包括大地构造运动，气象情况、水资源、空气的扩散作用等等；n生态因素（或生态系统）是指绿地现状，植被覆盖率、生物种
14、类、食况等等；n社会经济因素（或社会经济系统），包括工农业活动、消费水平和方式、公民福利及城市发展或城市活动等等302.进行城市生态系统的研究 把城市作为一个特殊的，人工的生态系统进行研究。（1）城市生态系统的特点：a 是人工生态系统（人工控制）b 是以人为主体的生态系统c 是不完全的生态系统（生产者数量少）d 是高度开放的系统：大量、高速的输入输出流，能量、物质、信息高度浓集、高速转化。 31e 城市生态系统是多层次的复杂系统32n（四）综合利用资源和能源n问题：工农业生产大多是单一的过程,片面强调单纯的产品最优化问题,导致环境的严重污染与破坏。n解决办法：运用生态系统的物质循环原理，建立闭
15、路循环以实现资源和能源的综合利用，杜绝浪费与无谓的损耗。 33n3R原则：nRedusenReusenRecycle341.生态工艺n无污染工艺资源和能源的浪费最少，排出的废弃物最少，而且是这些废弃物完能被自然界的动植物所分解、吸收或利用 。n造纸工业闭路循环工艺流程35n2.生态农业 n石油农业n目前的农业生产实际上是能源消耗和利用的过程，用高能量换取高产量，产量增加1%，耗能增加2.5%n每个农村劳动力养活人数n美国56人，德国49人，加拿大44人，法国26人，日本17人36n石油农业的后果n加重能源危机，美国每公顷玉米生产耗56升石油；n加剧自然生态破坏，机械操作，破坏速度快；n化肥、农
16、药，严重污染。美国364种害虫对60种农药有抗药性。37n2.生态农场n有效地利用生态学原理，最大限度地把无机物转变为有机物。 n菲律宾的马雅农场（Maya Farms）便是一个典型的生态农场 n珠江三角洲地区桑基鱼塘的生产方式 38n（五）在环境保护其它方面的应用1阐明污染物质在环境中的迁移转化规律n随着生态系统的物质循环和食物链的复杂生态过程，污染物质不断迁移、转化、积累和富集。n通过污染物在生态系统中迁移和转化规律的研究，可以弄清污染物质对环境危害的范围、途径和程度（后果，如北极的爱斯基摩人体内检出DDT） 392环境质量和生物监测、生物评价n一般监测手段的弱点n仪器不能连续监测，以部分数据代替全年的情况n监测结果不能反应综合污染情况n生物监测可以弥补以上不足40n目前我国已广泛利用生物对环境进行监测和评价n利用植物对大气污染进行监测和评价 n二氧化硫：紫花苜蓿、棉株、胡萝卜等；n氟化物：唐菖蒲、葡萄等；n臭氧：烟草；n二氧化氮：烟草、番茄等；n氯气:白菜、菠菜等。 41n用水生生物监测和评价水体
