第1章环境生态学绪论

2020/7/171环境生态学江苏农林职业技术学院柳建国2020/7/172第一章绪论第一节环境环境定义：生物有机体周围一切环境因素的总和。可分为自然环境和人工环境。2020/7/173•环境生态学导论2020/7/174一、自然环境（一）自然环境分类大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈•1、大气圈约一千多公里厚对流层——直接构成生物气体环境，约16km含有生命所必需的物质，如CO2、O2等O3层对整个地球上的生物有保护作用•2、水圈地球上所有水体的总和，包括地表水、地下水、气态水和固态水。约为地球总面积的71%，特点是淡水资源不足，分布不均匀。水是生物所需营养物质的载体2020/7/1753、岩石圈地球表层30～40km厚的地壳岩石圈中贮藏着丰富的化学物质，是植物生长所需要的矿质营养的宝库矿质营养溶解底下水到达土壤，再经植物的根部吸收到植物体内4、土壤圈覆盖在陆地表面及水层下的一层很薄的土壤圈层植物、动物和微生物生存的重要基础（营养吸收、固定）5、生物圈地球上有生命的圈层生物最密集的地方是陆地表面和水表面下各约100m的范围2020/7/176（二）环境的级别•地球环境之下，可分为区域环境、生境和小环境等。1、区域环境•在地球表面不同地区，由于5个自然圈层互相配合的情况有较大差异，形成不同的区域环境。如：江河湖海，陆地、平原、高原等。2、生境•植物的分布与生境的关系十分密切，在分布区中心，数量最多，生长最旺盛。具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境3、小环境•接触生物个体表面或个体表面不同部位的环境•如植物根系周围的土壤环境，叶片表面的大气环境，树冠周围的局部环境等2020/7/177•二、人工环境•可分为广义的人工环境（有人为因素在内的自然环境）和狭义的人工环境（在人工控制下的环境）。2020/7/178第二节环境问题一、温室效应大气中的CO2气体和水蒸汽等，对太阳辐射有强烈的吸收作用，使地球温度保持在15℃左右，这属“自然温室”效应。人类的活动引起空气中某些成分的变化，打破原有的平衡状态如：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烃化合物、臭氧等气体对于来自太阳的短波辐射几乎是透明的，对于从地面射出的长波辐射强烈吸收，使地表辐射的热量留在了大气层内，提高了地表的温度，称为“温室效应”。2020/7/179二、臭氧层破坏在大气污染以前，臭氧水平分布状况变化很小。近几十年来，由于环境污染，臭氧层的动态平衡遭到破坏，同温层中臭氧浓度呈减少趋势，地球上空出现臭氧空洞，且臭氧空洞还在逐年扩大三、生物多样性锐减生物多样性包括：⑴生态系统多样性⑵物种多样性⑶遗传多样性•生态系统多样性最重要，它是物种和遗传多样性的保证•2020/7/1710四、水土流失水土流失已成为当今世界重大的环境问题之一，对经济的持续发展构成了严重威胁。据统计，全世界目前水土流失面积达25亿公顷，占全球耕地、林地和草地总面积的29%。水土流失包括“三大损失”和“六大危害”：⑴水分损失、洪涝灾害和旱灾交织⑵土壤损失导致土壤薄层化和泥砂淤积，生态灾难加剧。据联合国环境署（UNEP）的统计，全球每年因水土流失而损失的土壤量达600亿吨，如果以土层平均厚度1米计算，只需809年，全球耕地土壤将侵蚀殆尽⑶土壤养分损失导致土壤贫瘠化和河流盐碱化、湖泊富营养化2020/7/1711五、土地退化和沙漠化土壤退化的根本原因是土壤侵蚀，常见的土壤侵蚀除上述的水土流失、土壤沙漠化外，还有地力衰退、土壤盐碱化和沼泽化等。目前，全球范围内的土壤退化已威胁到生物圈的未来，对人类的生存构成威胁。据统计，全世界土地养分亏缺的面积为29.9亿ha，占陆地总面积的23%。中国的地力衰退地很严重，有2／3的耕地属于中低产水平。2020/7/1712六、淡水资源短缺和水质污染我国水资源总量为2.8亿m3,居世界第六位,人均占有量2340m3,排世界第109位,仅为世界人均占有量的1/4,被列为世界13个贫水国家之一。水利用率低下，以农业为例，生产一吨粮食耗水1330m3，高出发达国家300-400m3。2005年1月份监测显示，长江、黄河、淮河等七大江河水系劣Ⅴ类水质占28.4%。水污染已出现由支流向主干延伸、由城市向农村蔓延、由地表水向地下水渗透、由陆地向海域发展的趋势。七大水系主要污染指标是高锰酸盐指数、氨氮和石油类。按污染程度由轻到重的次序是：珠江、长江、松花江、淮河、黄河、辽河和海河。2020/7/1713七、大气污染和酸沉降目前，空气污染和酸沉降危害难以控制。一是大气污染愈演愈烈。据统计，全球二氧化硫的排放量1.5亿吨，其中发达国家排放量有所下降，但氮氧化物和碳氢化合物的排放量有所增加。二是酸沉降加剧。废气、烟尘和粉尘污染了清洁的大气，形成酸沉降。酸沉降主要有两种方式：湿沉降（酸雨、酸雪、酸雾等）和干沉降（气溶胶、悬浮微粒）。目前，世界上已出现三大酸沉降区，即北美、欧洲和我国西南部，并常出现超过了植物耐受极限(pH3.0～3.2)的酸沉降。2020/7/1714八、热带天然林消退占世界森林面积45%的热带林遭到了严重破坏。对全球生态环境和生物多样将产生极大的影响。九、化学污染威胁人类健康农药、化肥、重金属等化学污染，沿着食物链进入人体，使人类疑难杂证增多，引发癌症，影响人类生存。2020/7/1715十、正确认识环境问题环境是人类生存所依赖的资源库环境问题是社会发展进步的产物环境问题是相互联系和相互制约的（从循环角度去考虑）人类是解决环境问题的决定因素2020/7/1716第三节环境生态学产生和发展趋势一、生态学生态学一词最早由德国的海克尔(E.Haeckel,1866)在他所著《普通生物形态学》一书中提出，他认为：生态学是研究生物与环境相互关系的科学，这是对生态学一词最早的一个定义。1895年丹麦哥本哈根大学的瓦尔明(E.Warming1845～1923)的《以植物生态地理为基础的植物分布学》（德文版，1909年译成英文版，改名为“植物生态学”）和1898年德国的辛柏尔(Schimper1856～1901)的《以生理学为基础的植物地理分布》两本专著的问世，标志着生态学这门学科正式诞生。2020/7/1717二、环境生态学1、定义：环境生态学就是研究在人为干扰下生态系统内在的变化机理、规律等，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。2、环境生态学的产生环境生态学的产生，始于生态环境的破坏美国的卡尔逊(Carson,1962)的《寂静的春天》一书问世，是环境生态学诞生的标志1970年联合国教科文组织建立“人与生物圈”计划罗马俱乐部(1968)在1972年提交研究报告《增长的极限》，阐述资源与人口的关系1972年联合国人类环境发展大会--《只有一个地球》（onlyanearth）福尔德曼(B.Freedman,1987)的《环境生态学》一书问世2020/7/1718三、环境生态学研究的主要内容1、人为干扰下生态系统内在变化机理和规律自然生态系统受到人为的外界干扰后，将会产生一系列的反应和变化。在这一过程中，有哪些内在规律；干扰效应在系统内不同组分间是如何相互作用的；出现了哪些生态效应以及如何影响到人类，包括各种污染物在各类生态系统中的行为变化规律和危害方式。2、生态系统受损程度的判断物理学、化学和生态学方法是环境质量评价和预测常用的三个最基本的手段，科学的评价应该是三者的结合，而生态学判断所需的大量信息就是来自生态监测。实际上，生态监测就是利用生态系统生物群落各组分对干扰效应的应答来分析环境变化的效应程度和范围，包括人为干扰下的种群动态和群落演替过程。2020/7/17193、各类生态系统功能和保护措施的研究各类生态系统在生物圈中执行着不同的功能，被破坏后产生的生态效应亦不同。环境生态学要研究各类生态系统受损后的危害效应及方式，各类生态系统的保护对策。包括生物资源的保护和科学管理，受损生态系统的恢复和重建的措施。4、解决环境问题的生态对策依据环境问题的特点采取适当的生态学对策，并辅之以其他方法来改善和恢复恶化的环境质量，是环境生态学的研究内容之一。包括各种废物的处理和资源化的技术等。2020/7/1720四、环境生态学的发展趋势1、环境污染物与生物修复技术的研究和生态技术2、退化生态系统的恢复与修复重建3、环境和生态毒理学研究4、环境与生物安全的预测、环境生态工程建设我国环境保护工作的重点正从点源污染治理转向区域污染治理和生态环境建设。2020/7/1721本章复习思考题1、环境、生态学、环境生态学三者的定义及联系。2、当前存在的环境问题有哪些？3、如何正确认识环境问题？