环境与可持续发展3环境保护的主要途径3

第三章环境保护的主要途径石锦芹浙江工商大学食品与生物工程学院2020/2/252目录第1节环境保护的法制建设第2节环境保护技术第3节生态环境保护3.1生态系统（识记：生态系统的组成和功能，食物链，食物网，营养级，1/10律）3.2生态平衡和破坏（识记：生物因子之间的相互关系）3.2生态环境保护（识记：生态功能区划，生态脆弱区，生态农业，无公害食品，绿色食品和有机食品）第4节环境管理的经济手段（自学）2020/2/2533.1生态系统物种:物种是指具有一定的形态特征和生理特性，完全相似的生物个体的总和。种群:种群是指在一定时期内，占有一定空间的同种生物个体所组成的群体。群落:群落是指在一定时间内，居住在一定区域或生境内的各种生物种群相互联系、相互影响的有规律的结构单元。2020/2/254生态系统Ecosystem在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境因素之间由于不断地进行物质交流和能量流动而发生相互作用，构成一个不可分割的、稳定的自然系统，称为生态系统。可以简单概括为生物群落与其生存环境组成的综合体。2020/2/255生态系统的基本特征1、生态系统由生命系统和非生命系统（环境系统）所组成。2、生态系统的基本功能包括能量流动、物质循环和信息传递。3、生态系统具有自我调节的特征。生态系统受到外力的胁迫或破坏，在一定限度内可以自行调节和恢复。4、是一种动态系统。任何生态系统都有发生和发展的过程，经历着由简单到复杂，从幼年到成熟的过程。2020/2/256生态系统的组成生态系统非生物部分生命支持系统无机环境生物部分生命系统生物群落无机物：N2、O2、CO2、H2O、无机盐、岩石等有机物：蛋白质、糖类、脂类、土壤腐殖质等能源气候因素：温度、湿度、风、光照等生产者消费者分解者2020/2/257生态系统之生产者指能进行光合作用的各种绿色植物、蓝绿藻和某些细菌(硝化菌、硫细菌、磷细菌等)。又称自养生物。水中的莲藕、浮萍、菱角、水草和绿色的水藻等都是能够进行光合作用的绿色植物。2020/2/258生态系统之消费者消费者是针对生产者而言，它们不能从无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖生产者所制造的有机物质，属于异养生物。消费者按其营养方式不同分为植食动物、食肉动物、寄生动物等。水中的“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃烂泥（实为藻类）”，其中虾米以吃藻类植物来生存，称为“一级消费者”或植食动物或食草动物；有的鱼靠吃虾米等食草动物为生，称为“二级消费者”或食肉动物，有的鱼靠吃小鱼为生，如性情凶猛的大黑鱼，称为“三级消费者”或大型/顶级食肉动物。2020/2/259生态系统之分解者分解者：指分解动植物残体、粪便和各种有机物的细菌、真菌、原生动物、蚯蚓和秃鹫等食腐动物。分解者和消费者都是异养生物。疟原虫2020/2/2510生态系统的类型按生物成分植物生态系统动物生态系统微生物生态系统人类生态系统按受人类影响程度自然生态系统如原始森林，未经放牧的草原半自然生态系统人工抚育过的森林、放牧的草原、养殖湖泊、农田等人工复合生态系统如城市、矿区、工厂等按与外界环境的联系程度开放系统：具有物质和能量的交换。封闭系统：边界阻止进行物质交换，只有能量交换。隔离系统：与外界既无物质交换也无能量交换2020/2/2511生态系统的类型—按环境特征分森林生态系统草原生态系统海洋生态系统淡水生态系统湿地生态系统农田生态系统城市生态系统荒漠生态系统陆地生态系统水域生态系统地球上最大的生态系统是。生物圈自然生态系统人工生态系统2020/2/2512食物链、食物网和营养级食物链：各种生物之间存在着的取食和被取食的关系。食物网：许多食物链互相交叉形成一张无形的网络把许多生物包括在内，这种复杂的捕食关系就是食物网。营养级：食物链某个环节上一切生物物种的总和，是处于某一营养层次上一类生物和另一营养层次上另一类生物的关系。第一营养级：所有绿色植物和自养生物；第二营养级又植食动物营养级：所有以生产者为食的动物；所有以植食动物为食的肉食动物为第三营养级；以上还可能有第四（第二级肉食营养级）和第五营养级等。2020/2/2513草兔狐虎生产者初级消费者次级消费者三级消费者第一第二第三第四营养级营养级营养级营养级2020/2/2514食物网2020/2/2515生态系统的三大功能1、生态系统的能量流动2、生态系统的物质循环〈1〉水循环〈2〉碳循环〈3〉氮循环〈4〉磷循环〈5〉污染物富集3、生态系统的信息传递2020/2/2516生态系统的能量流动生态系统中，环境与生物、生物与生物之间的能量传递和转化过程，称为生态系统的能量流动。尸体粪便生产者（植物）呼吸热呼吸热呼吸热次级消费者分解者（微生物和腐生生物）呼吸热太阳尸体落叶初级消费者尸体粪便2020/2/2517生态系统能量流动的特点1.生态系统中的能量来源于太阳能，生产者(绿色植物)对太阳能的利用率低，只有1-2%。生态系统中的能量流动是单向地沿着食物链营养级由低级向高级流动，具不可逆性和非循环性。流动中能量逐渐减少，每经过一级均有能量以热量形式散失。各级能量流动遵循1/10定律，即各级能量利用率低，且生态系统中能量沿食物链逐级减少。只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能才保持动态平衡。2020/2/2518能量传递的1/10律n次次级消费者（食肉动物）初级消费者（食草动物）基础——生产者（绿色植物）1101001000能量在各能量级之间流动时，各级所吸收的能量为前一级传递的总能量的10%（平均值)食物链中的营养级一般不多于5个。能量金字塔2020/2/2519生态系统的物质循环生态系统中物质循环在不断地进行着。C、H、O、N、P、S是构成有机体的主要元素，因而这些物质的循环是生态系统的基本物质循环。另外，还有些微量元素也是生命活动必不可少的，在生态系统中也构成了各自的循环。与环境污染密切相关的主要有水、C、N和P的循环，参与到污染物的富集和迁移过程中。生态系统的物质循环是通过食物链（网）完成的。2020/2/2520污染物的富集有毒物质一旦进入生态系统，参与物质循环，沿着食物链通过生物富集作用，不断富集、浓缩。食物链富集作用又称生物学放大作用。2020/2/2521生态系统的信息交流生态系统中信息的种类由声音、光、颜色、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息由生物代谢作用产物尤其是分泌物组成的可传递信息的化学物质动物的能对同种或异种生物传递信息的行为特征由食物和养分组成，食物链和食物网就是一个营养信息系统物理信息化学信息行为信息营养信息2020/2/2522物理信息莴苣种子萌发率与光的波长2020/2/2523昆虫学家就发现，一只雄飞蛾能够接近到几公里外雌飞蛾发出的某种信号，从而赶去相会。凤眼莲根部的分泌物可以明显地抑制由于水体富营养化而大量繁殖的藻类的生长。化学信息2020/2/2524在繁殖季节，公鸡具有“大红冠子花外衣”来引诱母鸡交配。行为信息2020/2/25251.提高农产品或畜产品的产量例1苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳舞时相同的频率或声音，以吸引大量蜜蜂到苹果园采蜜，利于苹果更好的传粉，从而提高苹果的产量。例2用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子，可以提高发芽率，获得增产。信息传递在农业生产中的应用2020/2/25262.对有害动物进行控制利用音响设备发出不同的声信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田。例3例4“迷向法”防治害虫：在田间释放过量的人工合成性引诱剂，使雄虫无法辨别雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。2020/2/25273.2生态平衡和破坏生态平衡的基础1生态平衡破坏22020/2/2528生态平衡的概念生态平衡，又称自然平衡，是一定时期内系统内生产者、消费者和分解者之间保持一种动态平衡，系统内的能量流动与物质循环较长时间内保持稳定的状态。处于生态平衡下的生态系统具有：结构上的稳定：生产者、分解者、消费者的种类和数量保持相对稳定；比较稳定的食物链和食物网；物质和能量的输入与输出保持相对平衡。2020/2/2529生态系统保持平衡的原因自动调节能力A生态系统的成分越复杂（简单），生物的种类越繁多（稀少），自动调节能力越强（弱）。1、生物因子间相互作用2、生物因子与非生物因子间相互作用2020/2/2530生物因子间的相互作用生物因素种内关系种间关系种内互助种内斗争共生寄生竞争捕食2020/2/2531种内互助同种生物生活在一起，通力合作，共同维护群体的生存。例一：社会性昆虫如蚂蚁、蜜蜂例二：非社会性生物如蝗虫、鱼类、某些哺乳类等；例三：麝牛聚集成群时，遇到狼群，雄牛就围成一圈，头朝外面，把雌牛和小牛围在圈内，可免遭狼群袭击。2020/2/2532种内斗争同种动物个体之间，由于食物、栖所、寻找配偶或其它生活条件矛盾而发生斗争的现象。青蛙的蝌蚪，排出有毒物，密度大时，抑制蝌蚪的生长发育，增加幼小蝌蚪的死亡率。猕猴群中，猴王死后，雄猴为争夺“王位”而打得头破血流；生殖季节，公鹿为争夺配偶而相互用角攻击…2020/2/2533互利共生•两种生物共同生活在一起，相互依赖，如果彼此分开，则双方或一方就不能独立生存。两种生物的这种共同生活关系就叫互利共生。•牛、羊等反刍动物与瘤胃微生物•人和人体肠道的正常菌群根瘤菌光合作用合成有机物真菌吸收水和无机盐地衣藻类2020/2/2534寄生一种生物寄居在另一种生物的体内或体表，从那里吸取营养物质来维持生活，对寄主有利，对宿主有害。蛔虫、绦虫、血吸虫等寄生在其它动物的体内；虱和蚤寄生在其它动物的体表；菟丝子寄生在豆科植物上-植物吸血鬼；噬菌体寄生在细菌内部。2020/2/2535竞争两种生物生活在一起，由于争夺资源、空间等而发生斗争的现象叫竞争。结果往往对一方不利，甚至于被消灭。大草履虫小草履虫分别培养生活很好混合培养大草履虫死亡小草履虫正常2020/2/2536捕食捕食关系是一种生物以另一种生物为食物的现象。如：草食动物兔以某些植物为食小型肉食动物可以草食动物为食大型肉食动物可以草食或小型肉食动物为食杂食性生物可以植物或动物为食2020/2/2537人为因素将导致自然因素的强化或弱化1自然因素（火山喷发、地震、海啸、泥石流等）2人为因素（森林过量采伐，草原过度放牧等）3信息系统的破坏影响生态平衡的因素2020/2/25383.3生态环境保护全国生态功能区划农业环境问题2020/2/2539全国生态环境建设规划国发［1998］36号全国生态环境保护纲要国发［2000］38号中国第一批外来入侵物种名单2003.1.10国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定2005.12.3全国生态保护‘十一五’规划”2006.10.13全国生态功能区划2008.7.18全国生态脆弱区保护规划纲要2008.9.272020/2/2540我国生态系统空间特征森林生态系统：主要分布在东部地区草原生态系统：约占世界草原面积13％，占全国国土面积的41％，其中84.4％的草原分布在西部。湿地生态系统：湿地总面积38.5万平方公里，居亚洲第一位、世界第四位荒漠生态系统：主要分布在西北降水稀少、蒸发强烈、极端干旱的地区，总面积约占全国国土面积的1/5农田生态系统：耕地面积为121.8万平方公里，占全国国土面积的12.7％，主要分布在东部地区。城市生态系统：设市城市661个，城市人口35894万，形成3个城市群和11个区域城市中心。主要分布在中东部地区。2020/2/2541生态敏感性评价：极敏感、高度敏感、中度敏感以及一般敏感敏感性类型主要影响因素及分布土壤侵蚀地形、降水量、土壤和植被沙漠化干燥度、大风日数、土壤性质和植被覆盖。降水量少蒸发量大的干旱半干旱地区。盐渍化干燥度、地形、地下水水位与矿化度石漠化石灰岩地层结构、成分和降水量。石灰岩地区