55环境保护与可持续发展

环境保护与可持续发展1学习意义1人类正遭受着严重环境问题的威胁和危害2环境问题已受到世界各国政府的高度关注3中国生产发展、人口增加，使环境问题十分突出4环境保护与可持续发展是中国的基本国策每个大学生都应该学习和掌握可持续发展与环境保护的基本知识，从自身做起提高环保意识，并把这种意识普及到身边的每个人。背景知识保护环境，坚持走可持续发展道路1983年第二次全国环境保护会议：确立环境保护为我国基本国策；1996年全国人大第八届四次会议：确立可持续发展为我国基本发展战略；2003年全国人大十届一次会议：加强生态环境保护和建设2008年全国人大十一届一次会议：加大节能减排和环境保护力度，组建环境保护部2009年全国人大十一届二次会议：要毫不松懈地加强节能减排和生态环保工作2010年全国两会：调整优化经济结构，推进节能减排，发展低碳经济第一讲地球环境的基本特征第一节地球环境的圈层构造一、地球环境及其组成环境是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中心事物的环境。环境科学研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体。中心事物环境的主体周围事件主体的环境2.人类环境的分类人类环境自然环境物质：空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物能量：阳光、引力、地磁力、地热、气温自然现象：太阳稳定性、地壳稳定性、全球水循环、大气流动、水土演变等社会环境综合生产力科学技术人工构筑物人工产品和能量政治体制社会活动宗教信仰文化和地域因素3.环境问题与环境科学的发展（1）环境问题的分类环境问题：是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界过程中，对自然环境造成的破坏和污染，以及由此产生的危害人类生存和社会发展的各种不利效应。由自然力引起的为原生环境问题，又称第一环境问题，主要指地震、洪捞、干旱、滑坡等自然灾害问题；由人类活动引起的为次生环境问题，也叫第二环境问题，又分为环境污染和生态破坏两类。环境污染又可分为环境污染（如水污染、大气污染、土壤污染等）和环境干扰（噪声干扰、热干扰和电磁干扰等）。（2）环境问题的产生–人口增加，人类改造自然能力的增强，生态问题开始出现；–科学技术迅速发展，工业革命的浪潮席卷全球，环境污染也随之出现。（3）环境问题发生的三个阶段：–环境问题的产生与生态环境早期破坏；–城市环境问题突出和“公害”加剧；–全球性环境问题，即当代环境问题阶段。二、地球环境的独特性•地球环境丰富多样，适合生物生存繁衍•存在大气、陆地和海洋•存在臭氧层（保护生命不受损害）•温度适中，有利于生物生长•表面覆盖土壤，可为植物提供营养和生长基地•地壳厚薄适中，有利物质交流地球的现状是生命参与地质历史过程的结果，地球现在的状态也是靠生命活动调节、控制和维持的。三、地球各圈层的发育46亿年前，原始大气，还原性38亿年前，出现水，降温20亿年前,细菌蓝藻，光合作用环境保护与可持续发展216亿年前,含氧大气圈12亿年前，真核细胞5亿年前，无脊椎2亿年前，生物圈第二节人类与地球各圈层的关系一、人类与大气圈1.大气圈结构大气圈是地球外围各种气体和悬浮物组成的复杂流体系统，是在生命活动参与下长期发育形成的。大气圈总质量是地球的百万分之一大气质量50%集中在5km以下，75%集中在10km以下，90%集中在30km以下按照分子组成，可分为均质层和非均质层对流层：温度渐低，天气现象平流层：水平运动，无天气现象中间层：垂直运动，最冷热成层：空气分子电离逸散层：外大气层，地心吸引力弱1.大气圈结构大气层对于地球的作用？1温室效应：否则零下18度2光照的散射与吸收：吸收太阳所发散出的高能量辐射光，散射光照亮了白天的天空。3形成大气压：使大气中的水分子保持液态4形成大气现象：风以及各种气象气候特征2.地球大气的精细平衡地球大气的主要成分是氮和氧，这种组成在太阳系九大行星种非常特殊。地球各圈层，尤其是生物圈各组分，与大气圈保持着十分密切的物质和能量的交换，使大气各组分之间保持着极其精细的平衡。下层大气中氧气的浓度为21%，这是亿万年来生物圈进化与大气圈相互作用的结果。二氧化碳，在过去的100多年中，全球地表温度平均上升了0.6℃。甲烷，俗称沼气。目前，其浓度低于百万分之二。如果浓度过高，在现有的氧浓度下就会因闪电而燃烧。并且，甲烷的温室效应比二氧化碳强300多倍。二、人类与水圈•水圈：海洋和陆地的液态水和固态水构成的一个大体连续的覆盖在地球表面的圈层水对生态环境有何意义？1透明无色，水下光合作用，避免短波辐射2极好溶剂，营养物和废弃物传输提供媒介3比热和蒸发热极高，避免温度剧烈变化4在4摄氏度时密度最大，促进垂直循环5冰轻于水，避免生物灾害人类对水圈的影响1大型水库水坝：地震2开采地下水：地貌塌陷3河流渠道化：水生生态系统4湖泊消亡：四个原因三、人类与土壤圈、岩石圈与生物圈土壤是地球陆地上能供植物生长与繁殖的疏松表层，是人类生产和生活资源的基础。人类对土壤圈的影响表现在：对土壤的污染、使土地盐碱化、沙化等。岩石圈对人类生存和发展的作用：提供化石燃料；提供矿物原料生物圈：指地球上有生命的部分，即地球上所有生物，包括人类及其生存环境的整体生物圈是地球上最大的生态系统，在这一生态系统内部，不断进行着物质、能量和信息的交换与循环第二讲生态系统与资源短缺生态系统的基本概念：生态系统是指在一定空间内生物成分和非生物成分，通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位生态系统的共同特性生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次生态系统是一个动态系统生态系统内部具有自我调节能力能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损失2.生态系统的类型按功能分：生产者（自养生物）消费者（异养生物）分解者（还原者）按地理条件分：水生生态系统：淡水生态系统；海洋生态系统陆地生态系统：森林生态系统；草原生态系统；荒漠生态系统；高山生态系统；冻原生态二、食物链和食物网食物链：植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递，我们把生物之间存在的这种传递关系称为食物链（foodchains）食物链与食物网的主要特征复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件；任何生态系统中都存着两种最主要的食物链，即捕食食物链和碎屑食物链；环境保护与可持续发展3碎屑食物链是陆地生态系统中的主要能流方式，而捕食食物链是某些水生生态系统中的重要能流方式；植物的适口性和大小将对捕食食物链能流产生一定影响；三、营养级和生态金字塔一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。生态金字塔：是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，采用这些单位所构成的生态金字塔就分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。四、生态系统的功能1.能量流动（1）光合作用是植物固定太阳能的惟一有效途径6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+H2O呼吸作用把能量从化学物质中释放出C6H12O6+6O2→ATP+6CO2+6H2O+热量⑵能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学第一定律（能量守恒定律）和第二定律。2.物质循环生态系统中的物质循环又称为生物地球化学循环；能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程；这两个基本过程使生态系统各个营养级之间和各种成分（非生物成分和生物成分）之间组织成为一个完整的功能单位；能量流动和物质循环的性质不同：能量流动经生态系统最终以热的形式消散，是单方向的，因此生态系统必须不断地从外界获得能量；物质流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。3.信息传递⑴物理信息：声音、光、颜色⑵化学信息：代谢产物（分泌物）⑶营养信息：食物链⑷行为信息：鸣叫、动作等生态平衡（EcologicalEquilibrium）一定时期内，系统内生产者、消费者和分解者之间保持着一种动态平衡，系统内的能量流动和物质平衡在较长时期内保持稳定。这种状态就是生态平衡，又称自然平衡。生态平衡的普遍特性生态系统常常趋向于达到一种稳态或平衡状态，使系统内的所有成分彼此相互协调；生态系统存在着反馈现象：反馈：即当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分的过程，包括两种类型：负反馈和正反馈。生态系统的自我调节功能是有一定限度的：当外来干扰因素（如火山爆发、地震、泥石流、雷击火烧、人类修建大型工程、排放有毒物质、喷撒大量农药、人为引入或消灭某些生物等）超过一定限度的时候，生态系统自我调节功能本身就会受到损害，从而引起生态失调，甚至导致发生生态危机生态平衡的破坏往往出自人类的贪欲与无知，过分地向自然索取，或对生态系统的复杂机理知之甚少而贸然采取行动生态破坏主要表现：水土流失；沙漠化、荒漠化；森林锐减；草场退化、土地退化；湖泊的富营养化；生物多样性减少资源短缺一、水资源1.分布不均匀2.需求量日益增加3.水体污染日益严重世界水日3.22中国的水资源中国--缺水大国，总量第6位，人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1/4，世界排名第110位。耕地平均分摊水量也低于平均数。水资源分布东南多、西北少。西北地区严重缺水；全国600多座城市中，有400多个缺水，其中严重缺水的有110多。华北地区城市供水主要依靠开采地下水二、土地资源存在的主要问题：1人口增加带来的巨大压力2工业和城市的蚕食引起数量减少3土地资源质量逐步恶化：（1）地力衰退—全球土壤养分不足的面积约占总面积的23%（2）水土流失—土地资源破坏的必然后果（3）土地荒漠化（4）盐渍化土地人口承载力：在一定的范围内，一定的生产力水平与人口数量、一定的人均需求水平的基础上，以土地持续利用为前提，根据对土地生产潜力分析得到的能持续供养的人口数量。环境保护与可持续发展4土地：土地资源数量土地资源质量土地人口承载力人类：投入水平生活水平时间尺度土地资源危机的原因引起土壤和土地资源危机的原因既有自然因素，又有人为影响，但其最主要的因素还是人类不合理的活动，具体体现在以下几个方面：1土壤污染2耕地减少3水土流失4荒漠化耕地减少20世纪下半叶起，全球人均耕地日益减少，且减少步伐相当迅速，1950年全球人均耕地有5667m2，1960年减至4733m2，1968年为4067m2，1974年为3733m2，1979年为3200m2，1991年为2667m2。耐人寻味的是，1950~1990年间，世界人口增加整整1倍，全球人均耕地也恰恰减少一半。这表明，全球人口爆炸是构成全球人均耕地减少的主要因素。土壤污染1土壤污染是指人类活动所产生的污染物质通过各种途径进入土壤，其数量超过了土壤的容纳和同化能力，使土壤的性质、组成及性状等发生变化，并导致土壤的自然功能失调，土壤质量恶化的现象。2土壤污染可导致土壤的组成、结构和功能发生变化，影响植物的正常生长发育，造成有害物质在植物体内累积，并可通过食物链进入人体，以致危害人体健康。3土壤污染的明显标志是土壤生产力的下降。4土壤污染的最大特点是：污染物是很难消除的。水土流失水土流失是指土壤在水的浸润和冲击作用下，结构发生破碎和松散，随水流动而散失的现象。在自然条件下，降水所形成的地表径流会冲走一些土壤颗粒。但土壤如果有森林、野草、作物或植物的枯枝落叶等良好覆盖物的保护，则这种流失的速度非常缓慢，土壤流失的量小于母质层变为土壤的量。在过度砍伐或过度放牧引起植被破坏的地方，水土流失便逐渐加重。这种人为的植被破坏是加速水土流失的根本原因。我国水土流失总面积356万平方公里。其中水蚀165万平方公里，风蚀191万平方公里。在水蚀和风蚀面积中，水蚀风蚀交错区土壤侵蚀面积为26万平方公里。按流失强度分，全国轻度水土流失面积为162万平方公里，中度为80万平方公里，强度为43万平方公里，极强度为33万平方公里，剧烈为38万平方公里。黄河每年流