《生态与环境》配套PPT电子课件

《生态与环境》配套PPT电子课件,生态与环境,生态,环境,配套,PPT,电子,课件 第第14讲讲 生态系统管理与保护生态系统管理与保护沈显生沈显生中国科学技术大学生命科学学院中国科学技术大学生命科学学院主要内容主要内容一、一、生态系统的功能生态系统的功能二、二、生态系统的管理生态系统的管理三、可持续发展及面临的问题三、可持续发展及面临的问题 生态系统是由生物群落与非生物环境相互作用而构生态系统是由生物群落与非生物环境相互作用而构成的集合体，是生物学研究的最高生命层次。成的集合体，是生物学研究的最高生命层次。生态系统是生态学功能的基本单位。生态系统是生态学功能的基本单位。一、一、生态系统的功能生态系统的功能 生态系统的功能体现在能量流、物质流和信息流运动规律方面。能量流能量流太阳能转化后沿食物链流动，越流越太阳能转化后沿食物链流动，越流越细，按照林德曼定律（细，按照林德曼定律（10%10%定律）。定律）。物质流物质流生物库与环境库间循环，分为完全循生物库与环境库间循环，分为完全循环与半循环（受运输介质的影响）。环与半循环（受运输介质的影响）。信息流信息流各生物种群间的信号联系。各生物种群间的信号联系。能量流能量流太阳能转为化学能太阳能转为化学能生命的系统是沿着负熵负熵逐级进化的，每一级生命自身的代谢和进化都是消耗能量消耗能量的；生命的系统都是由下一级的无序状态无序状态在能量作用下进化到上一级的有序状态有序状态；生命系统是不断地由无序到有序，按照负熵趋势进行发育演化；而生命体的呼吸、死亡与分解，是由有序到无序，按照正熵正熵释放自由能的过程，最终以红外线释放到环境中。物质流物质流生物库与环境库生物库与环境库物质是能量的载体；物质是能量的载体；物质所含的能量在化学键中，绿色植物吸收并转化太阳物质所含的能量在化学键中，绿色植物吸收并转化太阳能，启动了食物链；能，启动了食物链；物质在环境与生物体之间不断地运动着，并且是一种由物质在环境与生物体之间不断地运动着，并且是一种由运输介质实现的往复式的运动方式。运输介质实现的往复式的运动方式。生命系统是一个由物质和能量联系在一起的开放系统。生命系统是一个由物质和能量联系在一起的开放系统。信息流信息流不同生命层次的信息不同生命层次的信息信息不是物质，也不是能量，信息就是信息。（维纳）信息不是物质，也不是能量，信息就是信息。（维纳）在生命系统各层次之间，以及各系统内部成员之间运动状态的各种表达方式。生态系统的信息流向：生态系统的信息流向：DNADNAmRNAmRNA 蛋白质蛋白质代谢代谢网络网络细胞细胞组织组织器官器官个体个体 种群种群 群落群落 生态生态系统（系统（纵向流纵向流）；同时，存在各个水平的）；同时，存在各个水平的横向流横向流 二、生态系统的管理生态系统管理的意义（自学）生态系统管理的意义（自学）生态系统管理的方法（自学，如桑基鱼塘）生态系统管理的方法（自学，如桑基鱼塘）生态系统管理的先进模式（如，新加坡的生态系统管理的先进模式（如，新加坡的马雅农场）马雅农场）日本的日本的“四维农业四维农业”作物产品作物产品秸秆秸秆蘑菇蘑菇牛饲料牛饲料蚯蚓蚯蚓蚯蚓粪便作肥料蚯蚓粪便作肥料生态系统管理的信息化和自动化生态系统管理的信息化和自动化随着计算机和网络的应用，生态系统的管理走向随着计算机和网络的应用，生态系统的管理走向信息化。自然保护区管理、农业和林业的估产，信息化。自然保护区管理、农业和林业的估产，以及信息调查等。以及信息调查等。随着各种传感器的发明和应用，生态系统的自动随着各种传感器的发明和应用，生态系统的自动化越来越受到重视。农业自动化、生态农场自动化越来越受到重视。农业自动化、生态农场自动化、自动化养殖场化、自动化养殖场 我国治理黄河断流的案例我国治理黄河断流的案例1972年开始出现断流 19天1985年后年年断流1989 171991 16 1992 831993 601994 741995 1221996 1361997 226天大型生态工程大型生态工程南水北调南水北调三峡大坝的利与弊之争黄河自黄河自1972年首次出现断流，到年首次出现断流，到1997年达年达226天。天。专家呼吁尽快启动西线调水工程，专家呼吁尽快启动西线调水工程，1998年年12月月29日在光明日报上发表日在光明日报上发表“四江扬水进两湖四江扬水进两湖”1995年夏季鄂陵湖出口干枯年夏季鄂陵湖出口干枯中中央央人人民民广广播播电电台台早早7点点新新闻闻播播发发此此文文；上上海海环环境境在在线线网网站站全全文文进进行行转转载载。三、可持续发展及面临的问题三、可持续发展及面临的问题19721972年，罗马俱乐部的年，罗马俱乐部的增长的极限增长的极限，首次提出人类社会发，首次提出人类社会发展的持续问题。展的持续问题。（一）可持续发展概念（一）可持续发展概念 19871987年，由当时的挪威首相布伦特兰夫人领导的联合国环境年，由当时的挪威首相布伦特兰夫人领导的联合国环境与发展委员会（与发展委员会（WCEDWCED）经过了）经过了3 3年的努力，向联合国提交了题年的努力，向联合国提交了题为为我们共同的未来我们共同的未来的报告。报告将的报告。报告将 “可持续发展可持续发展”定义定义为为“是在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人需是在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人需要的发展要的发展”。19921992年年6 6月，联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢召月，联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢召开。开。183183个国家和地区的代表出席了会议，其中有个国家和地区的代表出席了会议，其中有102102为国家为国家元首和政府首脑，是联合国历史上空前的一次元首和政府首脑，是联合国历史上空前的一次“地球首脑会地球首脑会议议”。会议通过了。会议通过了里约环境与发展宣言里约环境与发展宣言和和全球全球2121世纪世纪议程议程等等5 5项文件和国际公约，并把可持续发展从理论推向项文件和国际公约，并把可持续发展从理论推向实践。实践。2002年年8月月26日，日，“世界可持续发展首脑会议世界可持续发展首脑会议”在南非的在南非的约翰内斯堡召开，这是一个新的里程碑。从名称上看，它第一约翰内斯堡召开，这是一个新的里程碑。从名称上看，它第一次正式使用次正式使用“世界可持续发展首脑会议世界可持续发展首脑会议”；从目标上看，它旨；从目标上看，它旨在行动，通过对世界环境与发展大会以来的情况进行回顾，以在行动，通过对世界环境与发展大会以来的情况进行回顾，以推动可持续发展的全球行动，所以又称可持续发展行动峰会。推动可持续发展的全球行动，所以又称可持续发展行动峰会。会议通过了会议通过了可持续发展世界首脑会议执行计划可持续发展世界首脑会议执行计划、约翰内约翰内斯堡宣言斯堡宣言等文件。等文件。20072007年年1212月，世界气候变化大会在印度尼西亚的巴厘岛月，世界气候变化大会在印度尼西亚的巴厘岛召开，通过召开，通过巴厘岛路线图巴厘岛路线图。加强国际合作，共同适应气候。加强国际合作，共同适应气候变化。变化。20092009年年1212月月7 71818日在丹麦首都日在丹麦首都哥本哈根哥本哈根召开。来自召开。来自192192个个国家的谈判代表召开峰会，商讨国家的谈判代表召开峰会，商讨京都议定书京都议定书一期承诺到期一期承诺到期后的后续方案，即后的后续方案，即20122012年至年至20202020年的全球减排协议。年的全球减排协议。20112011年年1111月月2828日至日至1212月月9 9日，联合国气候变化框架公约第日，联合国气候变化框架公约第1717次缔约方会议在南非德班召开，次缔约方会议在南非德班召开，京都议定书京都议定书第二承诺期存第二承诺期存续问题，是德班大会期待解决的首个关键问题，加拿大退出续问题，是德班大会期待解决的首个关键问题，加拿大退出京都议定书京都议定书 。近年来国际会议近年来国际会议可持续发展理论的内涵可持续发展理论的内涵 经济可持续发展经济可持续发展基础；基础；生态的可持续发展生态的可持续发展条件条件 ；社会的可持续发展社会的可持续发展目的目的 。为了实现可持续发展，目前，世界上大力推行清为了实现可持续发展，目前，世界上大力推行清洁生产，要求在生产和生活中遵循洁生产，要求在生产和生活中遵循 “3R3R”原则。原则。（1 1）减量化原则（）减量化原则（reducereduce）（2 2）再使用原则（）再使用原则（reusereuse）（3 3）再循环原则（）再循环原则（recyclerecycle）（二）可持续发展面临的问题（二）可持续发展面临的问题1 人口快速膨胀；人口快速膨胀；2 资源短缺问题；资源短缺问题；3 粮食不足问题；粮食不足问题；4 环境污染问题；环境污染问题；5 能源危机问题；能源危机问题；6 疾病猖獗问题；疾病猖獗问题；7 温室效应问题；温室效应问题；全球全球10大环境问题大环境问题（1）全球气候变暖与气候异常）全球气候变暖与气候异常（2）臭氧层的耗损与破坏）臭氧层的耗损与破坏（3）生物多样性减少）生物多样性减少（4）酸雨蔓延）酸雨蔓延（5）森林锐减）森林锐减（6）土地荒漠化）土地荒漠化（7）大气污染）大气污染（8）水污染）水污染（9）海洋污染）海洋污染（10）危险性废物越境转移）危险性废物越境转移毁林开荒在危地马拉(2000)（2）森林锐减）森林锐减2005年年10月，巴西亚马逊河月，巴西亚马逊河流水位降到流水位降到60年来最低点，年来最低点，许多河段可淌水过河，航运许多河段可淌水过河，航运中断，中断，30万居民缺水。万居民缺水。水资源水资源中国报业稳居世界第一中国报业稳居世界第一是喜是忧？是喜是忧？2007年6月4日在南非召开世界报业第60届年会，公布2007年发行量100强，中国有25家报纸进入名次。参考消息-第5位 楚天都市报-36 人民日报-8 燕赵都市报-39 扬子晚报-21 齐鲁晚报-42 广州日报-22 新民晚报-43 南方都市报-26 21世纪报-52 信息时报-29 钱江晚报-53 羊城晚报-31 南方日报-59再看我国报纸的份量再看我国报纸的份量安徽合肥市一家小报纸，在安徽合肥市一家小报纸，在2007年年4月底某周的月底某周的版面数如下版面数如下：（8开版面）开版面）周一周一 二二 三三 四四 五五 六六 日日 56版版 84 120 80 72 16 16请将页码请将页码X4，120版版即为即为32开开480页的书。页的书。试问，哪个国家能够消费得起？只有中国。试问，哪个国家能够消费得起？只有中国。中国科大教务处放开教材订购权是环保之举（3）粮食不足问题）粮食不足问题世界粮食产量：1950 6.31亿吨；1990 17.8亿吨；2003 18.27亿吨.世界人均粮食：1984 346Kg；2003 290Kg。世界粮食储备时间在缩短：1987 104天；1996 48天。6月月20日为非洲难民日（联合日为非洲难民日（联合国国2000年年12月确定）月确定）1993年难民年难民527万万1994年年745万万2008年年1090万万2011年年1700万万频繁战乱、自然灾害导致黑色频繁战乱、自然灾害导致黑色难民潮。难民潮。20112011年年8 8月月3131日，西班牙日，西班牙的瓦伦西亚举行西红柿的瓦伦西亚举行西红柿节，耗用节，耗用120120吨西红柿。吨西红柿。西班牙年年举办西班牙年年举办西红西红柿节柿节，形成传统，形成传统，3-43-4万人参加狂欢。万人参加狂欢。“饱汉不知饿汉饥饱汉不知饿汉饥”垃圾处理场（美美国国）洋洋垃垃圾圾入入境境，2000国国家家处处罚罚一一些些单单位位；2011江江苏苏连连云云港港仍仍然然进进口口洋洋垃垃圾圾（4 4）环境污染）环境污染2011年12月焦点访谈报道江苏省连云港干榆县近10年时间进口洋垃圾，生产塑料等制品。严重污染环境，危害人民群众身体健康。2011年年8月月28日日，在菲律宾首都，在菲律宾首都马尼拉马尼拉，一座垃圾填埋场因强，一座垃圾填埋场因强台风台风“南玛都南玛都”带来的暴雨发生垮塌，导致大量垃圾流出，一带来的暴雨发生垮塌，导致大量垃圾流出，一些房屋被冲毁。垃圾怎么处理，世界难题。些房屋被冲毁。垃圾怎么处理，世界难题。2006年10月20日，在江西婺源的皖赣公路边堆倒垃圾，与中国最美丽乡村称号不符。我国农村垃圾污染我国农村垃圾污染触目惊心触目惊心2011年底的海南岛年底的海南岛2012年年2月广东东莞农村月广东东莞农村2012.3.1农业面源污染农业面源污染农药、除草剂、化肥污染，通过农田退水、土壤污染，影响环境和人类健康。大别山自然保护区大别山自然保护区的除草剂诱变作用的除草剂诱变作用2013.5摄2007年年5月月30日日6月月4日日无锡市太湖暴发蓝藻。无锡市太湖暴发蓝藻。自来水水厂生产受到影自来水水厂生产受到影响。问题何在？响。问题何在？论我国城乡物质循环的新思路论我国城乡物质循环的新思路 沈显生，沈显生，2003，环境卫生工程，环境卫生工程2011年年7月月-8月月，南昌市区抚河，南昌市区抚河因建桥临时筑坝导致污水截留使因建桥临时筑坝导致污水截留使得鱼类死亡（照片发布于得鱼类死亡（照片发布于8月月17日）日）2011年年9月月3日，福建日，福建省宁德市古田县黄田镇省宁德市古田县黄田镇到水口镇一带的闽江水到水口镇一带的闽江水面发生大规模死鱼现象，面发生大规模死鱼现象，渔民损失渔民损失2亿元以上，亿元以上，河水臭味难闻，饮水源河水臭味难闻，饮水源受到污染。受到污染。2009年年4月月20日日 英国的一条河流污英国的一条河流污染严重鱼虾和鸭子染严重鱼虾和鸭子死亡死亡美国-田纳西州是是什什么么引引起起青青蛙蛙致致畸畸？环环境境恶恶化化的的结结果果 世界环境问题突出，除草剂生产和使用量已经超过农药！世界环境问题突出，除草剂生产和使用量已经超过农药！（5 5）全球变暖与气候异常）全球变暖与气候异常 大气中CH4,CO2捕捉热量的方法与温室类似，大气中的二氧化碳能够阻止地面向空间辐射热量，导致大气层增温，形成了温室效应。地球下垫面的改变，影响大气运动，造成大尺度气候异常（厄尔尼诺与拉尼娜交替发生）。2009年8月14日台湾高雄受台风“莫拉克”影响降雨3050mm，而当地天气预报是700mm，造成重大损失。2011年年9月月1日，日，“南玛南玛都都”台风袭击福建省莆台风袭击福建省莆田市，最大降水田市，最大降水405 mm，37万人受灾，死万人受灾，死亡亡2人，人，6人失踪，为百人失踪，为百年一遇的洪水。年一遇的洪水。原因：毁湖造城，河道原因：毁湖造城，河道失修，乱砍滥伐，水土失修，乱砍滥伐，水土流失，人为灾害。流失，人为灾害。施了膨大素（多胺类）的寿桃施了膨大素（多胺类）的寿桃2008赤霉酸梨果膨大素果面洁净，美观，果锈减少。催红素可使果面更鲜艳2005.7.北京发现北京发现瓜瓤象玉如意模瓜瓤象玉如意模样的西瓜样的西瓜,吃了吃了一半一半,感觉有问感觉有问题题,就把它抱到就把它抱到中央电视台。中央电视台。2011年年5月月，西，西瓜因膨大素瓜因膨大素“爆爆炸炸”事件。增红事件。增红素开始使用。素开始使用。红心鸭蛋正常正常2005抽检的30件样品中全部含有硝基呋喃类代谢物，同时还分别检出恩诺沙星、环丙沙星、氯霉素、孔雀石绿等禁用渔药残留。多宝鱼事件2005年大菱鲆 今后今后我们还能吃什么？我们还能吃什么？现在，人们吃肉怕有现在，人们吃肉怕有“瘦肉精瘦肉精”，吃菜怕有高毒高残留，吃，吃菜怕有高毒高残留，吃水产品怕泡了甲醛，吃水果怕打了催熟剂、膨大剂，吃面食怕用水产品怕泡了甲醛，吃水果怕打了催熟剂、膨大剂，吃面食怕用了了“吊白块吊白块”，吃豆腐怕掺入了工业用滑石粉，吃米怕是毒大米，吃豆腐怕掺入了工业用滑石粉，吃米怕是毒大米20112011年年9 9月月1414日，逾万吨地沟油流向餐桌国务院部署严打日，逾万吨地沟油流向餐桌国务院部署严打（2012.3.12012.3.1严厉惩罚）；严厉惩罚）；20122012年毒胶囊；年毒胶囊；20132013年年5 5月山东毒生姜事月山东毒生姜事件件。盘中餐成为令人心悸的陷阱，食品安全成了全社会关注的热盘中餐成为令人心悸的陷阱，食品安全成了全社会关注的热点问题。这已是摆在每个人面前的尴尬而恐怖的现实。食品安全点问题。这已是摆在每个人面前的尴尬而恐怖的现实。食品安全远不是经济问题，已经上升到政治问题。网络戏称现在进入了远不是经济问题，已经上升到政治问题。网络戏称现在进入了“相互投毒的时代相互投毒的时代”。应该具有什么样的消费理念？应该具有什么样的消费理念？我们每个人，应该具有什么样的消费理念？具有什么样的生态我们每个人，应该具有什么样的消费理念？具有什么样的生态价值观？公众科普教育非常重要。价值观？公众科普教育非常重要。绿色消费绿色消费比如尽量消费比如尽量消费时令时令蔬菜和水果。蔬菜和水果。提高个人食品安全意识，警惕提高个人食品安全意识，警惕 4 个字个字:早早（催熟）；（催熟）；大大（膨大素）；（膨大素）；奇奇（诱导突变，转基因）；（诱导突变，转基因）；艳艳（增红素，漂，熏）。（增红素，漂，熏）。可持续发展任重道远可持续发展任重道远从世界看从世界看，发展中国家与发达国家的发展极不平衡；在资源消耗，发展中国家与发达国家的发展极不平衡；在资源消耗和污染物排放方面差异巨大；在人民生活质量方面，天壤之别。和污染物排放方面差异巨大；在人民生活质量方面，天壤之别。从中国看从中国看，巨大人口压力和城乡差别，以及资源浪费、环境污染，巨大人口压力和城乡差别，以及资源浪费、环境污染等，是我们所面临的主要问题。等，是我们所面临的主要问题。国家在政策、法规、宣传教育、国家在政策、法规、宣传教育、科技公关、治理措施等方面，加大环境治理科技公关、治理措施等方面，加大环境治理。希望同学们更多地。希望同学们更多地关注并实践环境问题研究，比如关注并实践环境问题研究，比如100%100%燃烧问题。燃烧问题。对同学们的期望对同学们的期望用生态学知识武装自己的头脑，并积极投身到环境科学研究，充用生态学知识武装自己的头脑，并积极投身到环境科学研究，充分发挥你们的聪明才智，为人类的生存与社会进步作出贡献。分发挥你们的聪明才智，为人类的生存与社会进步作出贡献。树立可持续发展的理念和生态价值观；规范自己的生态文明行为；树立可持续发展的理念和生态价值观；规范自己的生态文明行为；倡导绿色消费，简朴生活；从自己做起，积极影响他人，争做生倡导绿色消费，简朴生活；从自己做起，积极影响他人，争做生态文明的使者。态文明的使者。教学相长，互相学习，共同提高。教学相长，互相学习，共同提高。