4第三章资源短缺与环境污染(2)

1第二章资源短缺与环境问题（2）2本章主要内容•第一节资源问题•第二节环境污染•第三节生态破坏•第四节全球环境问题3问题思考1植被对生态系统具有什么作用？2什么是荒漠化？请简述荒漠化的成因。3名词解释：温室效应、臭氧层破坏4什么是全球环境问题？当今影响人类发展的全球环境问题主要表现在哪些方面？5简述平流层中臭氧的生成及消耗机制。臭氧层对保护生态环境具有什么作用？臭氧层破坏对全球环境有何影响？6什么是生物多样性？它包括哪几个组成部分？4第三节生态破坏一、植被破坏二、水土流失三、荒漠化5植被破坏是生态破坏的最典型的特征之一。植被破坏引起生态系统恶化、环境质量下降、水土流失、土地沙化及自然灾害加剧，从而引起土壤荒漠化。土壤荒漠化又加剧水土流失，以致形成生态系统的恶性循环。植被破坏是导致水土流失并最终形成土壤荒漠化的重要根源。6植被的概念：植被是全球或某一地区内所有植物群落的泛称。一、植被破坏7植被的作用：植被是生态系统的基础•为人类提供食物和多种有用的物质材料•为动物或微生物提供特殊的栖息环境植被是气候和无机环境条件的调节者、无机和有机营养的调节和储存者，空气和水源的净化者植被存在的意义：既是重要的环境要素，又是重要的自然资源。8一.植被破坏1.森林破坏9森林植被遭到破坏水土流失严重101）森林作用（a）是陆地生态的主体和重要的可再生资源；（b）在维持全球生态平衡、调节气候、保持水土、涵养水源、防风固沙、保护农田、净化大气、防止污染、减少洪涝等自然灾害方面具有极其重要的作用；（c）提供物种繁衍、动物栖息的场所；（d）提供丰富的林木资源，支持庞大的工业体系热带雨林：地球之肺只占地表面积的8％，其中动植物种类却占全球总数的40％。112）破坏原因：滥砍滥伐、过度垦殖3）世界及我国的现状世界：早期：覆盖面积占陆地的45％，总面积60亿公顷；19世纪初：55亿公顷1985年：41.47亿公顷森林面积缩小1/3，占陆地面积1/31213我国：建国初，1.25亿公顷，覆盖率13％；现在：11.5%。许多重要林区破坏严重，如：长白山林区1949年82.5%，现14.2%；四川1949年20％，现川中丘陵地带只有3％。西双版纳地区1949年60％，现30％以下。森林破坏的后果：区域气候变化、降雨量减少、自然灾害日益加剧；使原有生态系统平衡失调，生物多样性锐减，给生态系统的良性循环造成重大危害。142.牧场退化1）作用：放牧家畜、野生动物栖息的地方2）破坏原因：过度放牧、不合理开垦3）牧场退化的表现：草群稀疏低矮、产草量降低、草质变劣甚至整个生态环境受到破坏、土地沙化甚至盐渍化（荒漠化）4）世界及我国的现状世界各地都有不同程度的退化，尤其非洲、南美（阿根廷、巴西、乌拉圭等），惟有欧洲情况较好。我国：草地退化面积占可利用草地面积的1/3，原因：过度放牧、乱开滥垦；虫害（如蝗虫）、鼠害森林面积锐减和牧场退化都将给生态环境带来严重的后果。15二.水土流失1.现状:世界240亿吨/年；我国50亿吨/年全世界30%~80%的灌溉土壤受到盐碱化和水涝灾害的危害，土壤侵蚀是一场无声无息的生态灾难。我国每年表土流失量相当于全国耕地每年剥去1cm的肥土层，而形成1cm厚的土壤需要100～400a的时间。我国黄土高原流失最为严重，每年黄河三门峡泥沙量达到16亿吨。长江流域水土流失造成每年损失库容12亿m32.危害1）河道淤积，洪灾2）土地退化16在水力和风力作用下，地表物质发生剥蚀、迁移或沉积的过程。1718三.荒漠化1.概念：1949，A.Aubreville提出，主要针对非洲热带草原退化为类似荒漠的环境变化现象。作为生态问题引起重视，源于20世纪60年代末70年代初发生在撒哈拉地带的连续干旱和继之而来的饥荒。1994年，《联合国防治沙漠化公约》在巴黎签署，并将6月17日定位“世界防治荒漠化和干旱日”荒漠化是包括气候变异和人类活动在内的种种因素所造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。19202.现状全球性问题，2/3的国家、1/3世界陆地面积、1/5人口每年约有5000～7000万km2的耕地被沙化，其中2100万km2完全丧失生产能力。最为严重的是非洲大陆，其次是亚洲我国，18省市，国土面积的1/3，每年以2300km2的速度推进，近4亿人受到荒漠化的威胁，100多个贫困县集中在荒漠化地区。3.成因1）自然因素：13％，干旱多风、暴雨等气候异常2）人为因素：87％21a.人口增长b.过度耕种、过度开垦c.过度放牧d.滥用水资源e.过度砍伐，乱砍滥伐e.不合理的管理模式等4.危害a.土地生产潜力衰退b.土地生产力下降c.草场质量下降，全世界30亿公顷d.对环境造成污染和破坏：沙尘暴3.荒漠化的成因（人为因素）22第四节全球环境问题一.气候变化二.臭氧层破坏三.生物多样性锐减四.海洋污染五.酸雨六.持久性有机污染物的污染23全球环境问题是指覆盖面大，对全球产生普遍重大影响的问题：•如全球气候变化、臭氧层破坏、生物多样性锐减、森林减少、水土流失、沙漠化、酸雨、持久性有机污染物污染等。•这些问题已对人类的生存和发展产生了不良影响，已引起世界各国和联合国的高度重视。24一.气候变化气候：指包括温度、湿度、降水等在内的综合信息人类活动对全球气候变化具有深刻和重要的影响1992.6联合国环发大会，《气候变化框架公约》（主要目的：削减CO2的排放量）1997.12日本《京都议定书》（减排六种温室气体）1.地球系统的能量平衡（见图）对太阳光的吸收：O2(吸收240nm以下)、O3（吸收200-300、300-360、400-850nm）、N2/O2/N/O(小于100nm，100km以外区域)、O2(200nm以下，100～50km)、O3(310nm以下，25～30km)对地球辐射热的吸收：CO2、H2O、CH4、O3、N2O、CFCs等25•电磁波谱的简单介绍电磁波的区域范围很广，从波长只有千分之一纳米的宇宙射线到波长以千米计的无线电波都是电磁波。根据波长不同，可分为若干个区域：100～200nm：远紫外200～400nm：近紫外400～800nm：可见光800nm~50um：近红外50um~30cm：远红外到微波26光吸收物质：N2、O2、O3CO2、H2O、CH4、O3、N2O、氟氯烃272.人类活动对气候变化的影响：温室气体：CO2,CH4,N2O,氟利昂及其替代物，SF6,O3颗粒物热带森林和温带植被的破坏辐射强迫：辐射强迫是指由于大气中某种因素(如温室气体的浓度、气溶胶水平等)的改变引起的对流层顶向下的净辐射通量的变化(单位为W/m2)。全球变暖潜势（globalwarmingpotential,GWP）:28温室效应•CO2能吸收来自太阳的短波辐射，同时吸收地球发出的长波红外辐射。由于近地面大气中CO2增加，加大了对地面长波辐射的吸收，使入射能量和散逸能量之间的平衡遭到破坏，引起地球表面温度上升，发生所谓“温室效应”。•据大量的监测统计结果：–1880年（工业革命之前）大气中的CO2含量只有284ppm。–工业革命以来，由于人类活动使大气中的CO2大量增加，1990年大气中CO2增加到354ppm，–2000年大气中CO2浓度增至379ppm，–到2050年可增加到415-480ppm。293031a.人体健康b.水资源c.森林d.沿海地区e.生物物种f.农业生产3.全球气候变化及其可能影响过去100年，0.2～0.5摄氏度；海平面10～25cm联合国组织气候变化委员会（IPCC）在2001年1月的报告中估计，1990－2100年间温度将升高1.4－5.8℃32二.臭氧层破坏1.臭氧层定义：平流层中最重要的化学组分就是臭氧，它保存了大气中90％的臭氧，我们将这一层高浓度的臭氧称为“臭氧层”。（15-25km处）臭氧层的作用：吸收短波紫外线，生命保护伞。（臭氧层对紫外线的总吸收率为70-90%）臭氧层的生成和消耗机制331985，英国Farmen,南极，总浓度下降30％到1994年，许多国家的科学家对臭氧层破坏的观测研究表明，南极上空的臭氧层破坏面积已经达2.4×107Km2（二千四百万平方公里）。南极上空的臭氧层是20×108年里形成的，可是在一个世纪里就被破坏了60%。同南极一样，北极上空的臭氧层也在变得稀薄，欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10-15%，西伯利亚上空甚至减少了35%。2.臭氧层破坏343.臭氧层破坏的原因三种不同解释：空气传输的稀释作用、宇宙射线导致高空NOx生成的结果、人工合成的含氯和含溴的物质消耗臭氧氟利昂（氟氯碳）、哈龙（含溴）、氮氧化物扩散到平流层的氟里昂（CFCS）、哈龙（Halons）等在紫外线照射下，光解释放出氯原子、溴原子，继而与O3发生链式反应产生O2，造成O3大量消耗。354.臭氧层破坏的后果UV-A区：315-400nm（不被臭氧层吸收，也无危害）UV-B区：280-315nm（危害严重）UV-C区：200-280nm（波长短、能量高、被大气全吸收）a.人体健康：抑制免疫反应、导致细胞内DNA畸变、人体免疫系统机能减退、人体抵抗疾病的能力下降。使晒斑、角膜炎、皮肤癌、免疫系统等疾病增加。据UNEP1986年报道，若臭氧总量减少1%，皮肤癌变率将增加4%，扁平细胞癌变率增加6%，白内障患者增加0.2—0.6%。b.陆生植物：影响植物光和作用，导致农作物减产c.水生生态系统：若空气中臭氧减少10%，将使许多水生生物畸变率增加18%，浮游生物光合作用减少5%。36d.对生物化学循环的影响紫外线的增加会影响陆地和水体的生物地球化学循环，改变地球-大气系统中一些重要物质在地球各圈层中的循环。如：通过对初级生产力的抑制改变元素的生物化学循环。e.对材料的影响加速高分子材料的光降解，造成材料的老化、变质，影响材料性能及使用寿命f.对对流层大气组成及空气质量的影响平流层臭氧减少的直接结果是使到达低层大气的UV-B增加，导致对流层的大气化学反应更加活跃。37•为保护臭氧层，1985年在联合国环境规划署推动下，形成了《保护臭氧层维也纳公约》•1987年在加拿大蒙特利尔会议上，签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》•1989年通过了《保护臭氧层赫尔辛基宣言》•中国于1992年加入了《蒙特利尔议定书》•各国已制定并实施CFCs替代物的计划，已于2000年前基本取消了氯氟烃类物质的生产和使用。•但最近的研究表明，目前CFCs替代物对臭氧层破坏已降到CFCs的1/10，但仍属温室气体，所以研究工作仍需持续进行。38三.生物多样性锐减1992，联合国环发大会通过《生物多样性公约》1.生物多样性和生物资源1）生物多样性：指地球上所有的生物——植物、动物和微生物及其所构成的综合体，它包括生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性三个组成部分。生态系统多样性：指生物群落和生境类型的多样性物种多样性：指动物、植物、微生物物种的丰富性遗传多样性：指存在于生物个体内、单个物种内以及物种之间的基因多样性。“一母生九子，九子各异”392）生物资源：指对人类有直接、间接和潜在用途的生物多样性组分，包括生物的遗传资源、物种资源、生态系统的服务功能资源等。生物资源属于可更新资源生物资源的价值：（a）生物多样性及由此形成的生物资源是人类赖以生存的生命支持系统（b）生态系统提供了极其重要的“生态服务”功能：如维护自然界氧-碳平衡，提供氧气；净化环境，提供清洁的空气和饮用水；为人类提供优美的生态环境；涵养水源，防止水土流失；降解有毒有害污染物质等。40生物多样性的间接经济价值远远大于直接经济价值，生物多样性保护是一项具有巨大经济效益和社会效益的公利事业412.生物多样性锐减1）生物多样性丰度全球170万种；2）生物多样性锐减据统计研究表明，世界上近些年每年至少有5万种物种灭绝（世界物种总量约为5000万种）平均每天灭绝物种达140个。另有研究表明；从公元初到1600年，全球共丧失724个物种，而