《应用生态学》ppt课件

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1、第五部分 应用生态学,第五部分 应用生态学,学习目的和要求 本章需要充分联系生态环境现状，用生态学的基本原理分析解释当前相关的生态环境问题。 重点掌握全球变暖与环境污染、资源问题、生态农业 了解人口问题生物多样性与保育、生态系统服务、收获理论、有害生物防治,15.1 全球变暖与环境污染 15.2 人口与资源问题 15.3 农业生态学 15.4 生物多样性与保育 15.5 生态系统服务 15.6 收获理论 15.7 有害生物防治,15 应用生态学,人类活动对地球生态系统已经产生了巨大的影响 这些变化正改变着地球生态系统的功能 人类对地球生态系统的直接和间接 影响如图,O3,15 应用生态学,应用

2、生态学(applied ecology)： 研究如何利用生态学的理论和原理来解释、指导、解决社会实践中所存在的问题。 应用生态学的发展趋势 1、经典的农林牧渔等各业的应用生态学的发展 2、由于全球变化和人对自然界的控制管理的宏观发展，应用生态学研究的焦点已集中在全球可持续发展战略、战术方面,世界已进入持续发展的时代,1987年，布伦特兰夫人，我们共同的未来 “既满足当代人的需要又不危及后代人满足其需要的发展” 一是人类要发展，特别是穷人要发展； 二是发展要有限度，不能危及后代人的发展。贫穷是导致环境问题的根源 三强调公平，当代人之间、代际之间、人类与其他物种之间、不同国家和不同地区之间,15.

3、1 全球变暖与环境污染,全球变化/全球环境变化 概念：由于人类活动直接或间接造成的，出现在全球范围内的，异乎寻常的人类生态环境的变化（科学界、各国政府、公众广泛关注）。 气候变暖最早引起人们对气候变化的广泛关注。 全球变化的主要原因是由于人类在自身发展过程中对能源的过度使用和自然资源的过度开发，造成大气中的温室气体的浓度以极快的速度增长，使得温室效应不断强化，从而引起全球气候变化。,全球变暖与温室效应,全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年纪间缓慢上升。目前对全球变暖的理论解释是所谓的“温室效应”假说。 大气中的CO2能透过太阳辐射，而不能透过地面反射的红外线，从而导致地面温度升高的

4、现象。大气层中的气体引起的全球变暖称为温室效应。 最重要的温室气体有：CO2 CH4 N2O CFCs 等,全球温度变化,温室气体 CO2 CH4 N2O CFCs（O3，水蒸气） 55% 15% 6% 24%,温室效应 与气候变暖,温室气体含量的增加 与全球气温升高,全球温度变化,全球变暖的影响,后果：全球气候变暖对人类来说将是一场大规模的环境灾难。气候变暖最直接的物理作用是使极地和高山冰川融化，海洋因热膨胀，海平面上升，最终导致全球气候的大规模变化。一些沿海城市和生态系统会随之消失。气候变化会使一些生物物种生长、繁殖以及区域分布受到影响，从而加剧物种消亡。 许多生态系统的结构和功能亦不可避

5、免地受到影响。,厄尔尼诺和拉尼娜现象,全球变化促使海洋环境大尺度的改变，对海洋生态系多样性产生严重影响，最突出的例子是厄尔尼诺和拉尼娜现象。 厄尔尼诺是西太平洋表层高温水流向太平洋，迫使东太平洋冷水潜居下层，而拉尼娜或反厄尔尼诺现象，是东太平洋水温反常下降，这是由海面以下寒冷海水由西太平洋的东南亚向南美洲流去，并迅速上升至海面，使赤道附近表面海水转冷。 这两种现象使南美洲沿海生态系发生了重要变化，造成鳀渔业严重衰退，海鸟和兽类由于食物匮缺而死亡，迫使鱼类改变路线和变换。,海平面上升对人类的影响,（1）部分沿海城市将内迁，沿海的水利设施、堤防受到破坏。 （2）影响沿海的耕地面积，特别是河流三角洲

6、和沿海平原，使土地盐碱化和沼泽化。 （3）气候带北移，湿润区和干旱区将重新配置。,A. 改进能源结构； B. 提高能源效率。 此外，植树种草，保护和发展森林资源，提高森林覆盖面积，以增加生态系统对二氧化碳的吸收能力，同时也能明显地改善生态环境。,减少CO2 排放的途径有二条：,15.1.2 臭氧层的破坏,根据大气温度垂直变化特征，将大气圈分为：对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层 臭氧层的位置：平流层,臭氧层的破坏,臭氧层的作用 首先，它是太阳紫外线的一种过滤器，地球的保护伞。 在地面空气中的O3是一种污染物，但在大气层上部的O3是地球的保护层，能阻止过量的紫外线到达地球表面。 UV-A ，

7、危害很小；UV-C，几乎全部被臭氧吸收； UV-B，臭氧可吸收其大部分 其次，调节地球气温,臭氧层的破坏,臭氧层破坏的原因 臭氧层的破坏来源于人类活动。CFCs（全氯氟代烷烃/氯氟烃）作为制冷剂（即氟里昂）、烟雾剂杀虫剂而被广泛应用。 氯氟烃在UV-C的照射下，产生Cl， Cl 与O3反应产生ClO等等，1分子Cl约消耗10万个臭氧分子 臭氧层破坏的后果 臭氧层的空洞,保护措施 保护臭氧层公约，蒙特利尔协议,臭氧层的空洞,15.1.3 污染问题,什么是环境问题 环境问题：人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的反馈效应。 实质：由于人类盲目

8、发展、不合理开发利用资源而造成的环境质量恶化和资源浪费、甚至枯竭和破坏,15.1.3 污染问题,环境问题可分为二类： A、因为工业生产、交通运输和生活排放的有毒有害物质而引起的环境污染； B、由于对自然资源的不合理开发利用而引起的生态环境的破坏。 突出表现在植被破坏、水土流失、土壤侵蚀和沙漠化、地面沉降等方面。,15.1.3 污染问题,环境污染： 人为排放的有毒有害物质，破坏了环境的生态平衡，改变了原来生态系统的正常结构和功能，恶化了工农业生产和人类生活环境。 环境污染的类型: 1、按环境要素划分：大气污染、水体污染、土壤污染等 2、按污染物的性质划分：生物、化学、物理污染 3、按污染物的形态

9、划分：废气污染、废水污染、固体污染、噪音污染、辐射污染,表15-1,15.1.3 污染问题,空气污染：由人类活动直接或间接引起的天然与合成的有害物质向大气的排放。 随着工业和交通运输的发展，由工厂和汽车排放的有害气体，在一定条件下形成烟雾，对人类和生物造成危害，称为烟雾事件。,氮氧化物包括：NO、NO2和硝酸雾，主要是NO2 。 来源：主要是煤、石油和天然气等燃烧时排放的气体，尤其是汽车排放的尾气。 与碳氢化合物及O3等发生光化学反应，生成光化学烟雾。 所以，氮氧化物也是化学烟雾的重要组成成分。 过氧乙酰硝酸酯（PAN）： 是在形成光化学烟雾的过程中产生的二次污染物。 它是一种剧毒物质，浓度为

10、ppb级，即可引起植物受害。,1）烟尘与光化学烟雾,15.1.3 污染问题,世界著名八大公害事件 比利时马斯河谷烟雾事件 美国多诺拉烟雾事件 伦敦烟雾事件 美国洛杉机光化学烟雾事件,2）酸雨,酸雨一般指pH5.6的降雨或降雪。 酸雨中含有大量H+、SO42-、NO3-等离子。 阴离子主要是电厂、冶炼厂和各种机动车辆在燃烧化石燃料时排放的NOX和SO2，再经光化学反应和催化反应而产生的。 各地酸雨的酸度和离子组成及比例，由于各地排放状况的不同，而具有明显的差异。,酸雨可直接作用于陆生植物，也可以通过土壤的酸化等间接作用于陆生植物。 试验表明，单子叶植物受酸雨的危害低于双子叶植物。在双子叶植物中，

11、根类作物最易受害，其次为叶类、甘蓝类和块根类。 豆科植物和果树可能被促进，禾谷类一般不受影响。 同一种植物的不同发育时期，对酸雨的敏感程度不同，一般以开花授粉期最易受害。 酸雨能破坏植物的叶绿体，使叶绿素含量降低，并由此引起光合作用强度减弱，干物重减少。 酸雨作用于植物叶片，严重时会使保护细胞的功能丧失，气体的交换过程失去控制，最后导致蒸发和蒸腾作用失调，使植物更易遭受干旱的危害，并对空气中的气态污染物更加敏感。,2）酸雨,淡水水体受酸雨的影响，会逐渐酸化。水体酸化的后果之一，是鱼类的生长受到抑制，甚至消失。 鱼类生长的最适pH值为69。 当pH值下降到5.5以下时，鱼类生活受阻，产量降低。

12、pH值降至5以下时，鱼类的生殖功能失调，繁殖停止，甚至不能生存。,2）酸雨,15.1.3.2 水污染,水污染：任何妨碍水资源利用的人类行为。 污染物有：生化试剂、可溶的化学物、不溶的化学物、热。 水体富营养化：由于供藻类生长的无机营养物过剩而导致藻类的大量繁殖，从而减少了到达其他植物的光，降低了溶氧水平，而且对鱼类和其他动物可能有毒害作用。 主要物质是：磷酸盐和硝酸盐。,生化需氧量（BOD）：表示微生物氧化有机物时需要的氧气量。 化学需氧量（COD）：有机物化学氧化所需的氧气 量。 水体中的无机有毒物质：砷、镉、氰化物和汞等。 水体中的有机污染物：主要是多氯联苯（PCBs）。,15.1.3.2

13、 水污染,按受污染水源分 海洋污染： 赤潮 江河污染： 淮河、长江 湖泊污染： 滇池、西湖、太湖 地下水污染：滨海地区,15.1.3.2 水污染,水污染,15.1.3.3 土壤污染,土壤中的主要污染物： 一碳物质：CO、氰化物、卤化甲烷等。 原油和燃料中的脂族烃。 卤素：二溴乙烯、七氯、林丹等。 含氮污染物：偶氮、苯胺染剂、苯胺除草剂、炸药等。 工业“三废”、污灌、多聚物、重金属等。,15.1.3.4 垃圾等固体废物污染,垃圾：生活垃圾、建筑垃圾、清扫垃圾、危险垃圾等。 工业固体废物：燃料废渣、化学废渣等。,15.1.3.5 有毒物质与核污染,1）农药的残留及危害 在农田中施用的农药，大约有3

14、0左右直接落到地面，造成土壤污染。 这些农药及其在土壤中的转化产物，又随地表径流或大气扩散进入周围水域，造成地表水体的污染。 进入地表水体的农药也同样可以在水生生物体内残留，并对水生生物造成危害，再间接对人体健康带来威胁。,2）核污染,核武器试验和原子能利用而产生的放射性元素的污染。 放射性物质可以在环境中产生积累和浓缩，危害生物和人类。,15.1.3.6 噪声污染,一切人们所不需要的声音统称为噪声。 噪声影响： 妨碍睡眠和休息。 引发噪声病。 来源： 交通、工业、生活。,注意,全球性环境问题 1、温室效应与气候变暖 2、臭氧层的破坏 3、烟雾事件 4、酸雨 5、有害物质的污染,有害物质的污染

15、,日本水俣病事件 汞是“水俣病”的起因。 日本富山骨痛病事件 镉等重金属 日本四日市哮喘病事件 石油冶炼产生的废气 日本米糠油事件 多氯联苯,15.2 人口与资源问题,15.2.1 人口问题 人口：生活在特定社会、特定地域、具有一定数量和质量，并在自然环境和社会环境中同各种自然因素和社会因素组成复杂关系的人的总称。 1、世界人口动态、问题与对策 世界人口发展历程经历3个历史阶段（图3-1） 世界的人口爆炸 2000年来全球人口的数量变化,世界人口发展的历史阶段,2000年来全球人口的数量变化,1960-1990年世界发达国家和发展中国家 人口 变化,人口增长特点,各地人口发展 极不平衡,近10

16、00年发达国家和发展中国家 每年平均人口增长率,15.2.1.1 世界人口动态、问题与对策 世界人口激增的标志： 1）每增加10亿人口的相隔时间越来越短； 2）人口加倍的时间在缩短； 3）人口增长率在急剧上升。 非洲和拉丁美洲是人口增长最快的地区，其次是亚洲。 发达国家的人口增长率比较低； 发展中国家的人口增长率居高不下。,世界人口预测,1972年联合国人类环境会议公布的资料认为，能使全世界人民吃得较好，维持正常生活水平的人口限度是110亿。 有些生态学家认为，从生物圈所能提供的食物量来计算，地球可养活的人口是80亿。,世界人口预测：2025年 85亿；2100年 72-149亿 22世纪初，达到稳定,15.2.1.2 我国人口增长状况 及其问题与对策,1949年5.4亿，1954年6亿，1964年7亿，1969年超过8亿，1974年超过9亿，1982年超过10亿，1989年超过11亿，1990年11.4亿，2000年接近13亿。（NO.5 12.95亿）,我国人口特点,1、绝对数量大； 2、增长速度快； 3、年龄结