16应用生态学-----环境保护与可持续发展

SouthwesternUniversity十六章环境保护与可持续发展Contents全球气候变化1生物多样性保护2土地荒漠化3可持续发展4•全球变化：由于人类活动直接或间接造成的全球生态环境的恶性变化。包括：全球气候变化、人口增加、土地荒漠化、生物多样性变化和土地利用变化•全球气候变化：全球变暖气候变化包括：（1）全球变暖（2）降水格局的变化（3）全球云量的变化（4）气候灾害事情一.全球气候变化（一）二氧化碳与全球气候变暖根据南极冰芯中所含气泡组成测定的16万年间大气二氧化碳和温度变化的同步。全球变暖如果大气中二氧化碳每增加1倍，全球平均气温将上升3℃～5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。所以温室气体二氧化碳浓度持续不断增加，将使地球表面温度持续增加，导致地球气候的变化，也就是所谓全球暖化。人类如果无法有效控制温室效应，所造成的气候改变，将使我们付出极大的代价。温室效应:大气中的温室气体能够吸收由地球发射的波长较长的辐射，从而对地球起到保温作用。温室效应产生的危害1.温室效应会海洋变暖，将使两极地区冰川融化，海平面升高这就是1992-2005年间格陵兰积雪融化范围增加的急剧性。后果是什么？大海将淹没地势低的海滩地区和大量三角洲，比如尼罗河三角洲和孟加拉国的恒河-布拉马普特拉河三角洲，以及，中国一些沿海城市格陵兰积雪融化范围急剧增加南北极由于温室效应造成全球气温升高，已经使得两极冰帽开始融化，直接冲击当地生态环境，现存的南北极生物可能会逐一面临灭绝的危机。那么这片银白色的冰冻大陆，独特生态环境所孕育的北极熊、海象、北极兔、蓝鲸、海豹、北极狼、北极旅鼠、驯鹿、雪雁、北极燕鸥、企鹅……等许许多多的珍奇动物，和别处难得一见的天然奇景极光将永远只存于电影之中。乞力马扎罗山乞力马扎罗山，山顶终年都覆盖着一层雪白闪亮的冰河，就像戴上一顶白色假发，是非常罕见难得的自然界奇景，由于全球暖化，冰河与积雪已逐渐融化，预计到２０２０年，乞力马扎罗山就会光秃，汇集融化雪水所形成的河流将逐渐干涸，动植物也会因此死亡或迁徙他处。瑞士冰河以冰河景观闻名世界的瑞士，过去２０年来，因为地球气温愈来愈热，瑞士冰河开始蒸发，面积也少了１５％，境内上百条冰河的外缘开始溶化而崩塌，长度愈来愈短，预料在本世纪可能全部消失。瑞士观光局趁冰河溶化前，干脆把冰河溶化的状态排进旅游行程中，带领游客看溶化中的冰河、进入冰洞聆听溶化水声，用软性的包装呼吁游客关注地球暖化问题。图瓦卢不久前，太平洋岛国图瓦卢无奈地宣布，由于温室效应导致海平面持续上升，图瓦卢所有努力均告失败，这个国家的全部１·１万国民将不得不放弃家园，举国迁往新西兰，这项特别移民行动将从２００２年开始。图瓦卢，这个陆地最高处只比海平面高出４·５米的太平洋岛国，因此成为全球第一个因海平面上升而全民迁移的国家。有研究表明，在2100年海平面将上升约15－95公分，导致低洼地区海水倒灌，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨，全世界三分之一居住于海岸边缘的人口将遭受威胁，甚至被海水吞没。其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。我国宝岛台湾也将在威胁之中。如果海平面升高1m，直接受影响的土地约5×106km2，人口约10亿，耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入，沿海海拔5m以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地，大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。2.土地干旱，沙漠化面积增大由于气温增高，水汽蒸发加速，全球雨量每年将逐渐减少，造成土地干旱，沙漠化面积增大，可耕地面积会减少，导致粮食紧缺，自然灾害频发。20世纪60年代末，非洲撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过150万人。3.气候反常，海洋风暴增多气温升高，将导致某些地区雨量增加，飓风力量增强，出现频率将提高，自然灾害加剧热带风暴伊欧凯4.地球上的病虫害也会增加美国科学家发出警告，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒如流行性感冒、小儿麻痹症和天花等可能会重见天日，目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力，这导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。5.社会问题频发由于气候变暖，北半球冬季缩短，并且更冷更湿，而夏季则变长，且更干更热，亚热带地区将更干燥，而热带地区则更湿，因为地区资源分布会发生改变，导致粮食、水源、渔获量等的供应不平衡，最终引发国际间之经济、社会问题。温室效应产生的原因第一，人口增多呼吸产生的二氧化碳增加；第二，现代化工业生产大量燃烧煤炭、石油和天然气，产生了大量的二氧化碳；第三，对森林乱砍乱伐，扩建城市和工厂大量占用农田荒地，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件；第四，地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件。减缓全球气候变化的途径关键：控制温室气体的排放和颗粒物的形成核心：控制化石能的消耗生态系统管理：技术管理法律教育二.生物多样性概念：生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性层次：物种多样性遗传多样性生态系统多样性景观多样性1.物种多样性——多重多样的生物类型及种类，强调物种的变异性中国：全球12个“巨大多样性国家”之一a.中国的种子植物有30000余种，仅次于世界种子植物最丰富的巴西和哥伦比亚，居世界第三位b.裸子植物250种，是世界上裸子植物最多的国家。c.中国有脊椎动物6300余种，其中鸟类1244种，占世界总数的13.7％d.中国有鱼类3862种，占世界总数的20.0％，都居世界前列。特有种：大熊猫、白鳍豚、文昌鱼、鹦鹉螺、水杉、银杏、银杉和攀枝花苏铁（一）生物多样性的类型植物多样性：藻类地衣苔藓蕨类植物裸子植物被子植物动物多样性：无脊椎动物昆虫脊椎动物微生物多样性：原核微生物极端环境下的微生物病毒真核微生物物种多样性2生态系统多样性——生态系统中的生境类型、生物群落和生态过程的丰富程度据初步统计，中国陆地生态系统类型有森林212类，竹林36类，灌丛113类，草甸77类，沼泽37类，草原55类，荒漠52类，高山冻原、垫状和流石滩植被17类，总共599类。淡水和海洋生态系统类型暂时尚无统计资料。森林的生物多样性温带草原的生物多样性荒漠的生物多样性青藏高原高寒地区的生物多样性湿地的生物多样性河流、湖泊和水库中的生物多样性海洋、海岸和沿海岛屿的生物多样性农区的生物多样性城市及城郊的生物多样性3.遗传多样性——生物个体包含的各种遗传物质和遗传信息世界上的生物大约存在109种不同的基因4.景观多样性——与环境和植被动态相联系的景观斑块的空间分布特征1.遗传多样性的测定a.形态水平的变异b.染色体水平的变异C.等位酶水平的变异d.DNA水平的多样性（二）生物多样性的测度2.物种和群落或生态系统水平上生物多样性的测定①α多样性——群落内（或生境内）②β多样性——群落间（或生境间）③γ多样性——地理区域a.物种丰富度指数（D）b.Shannon-Wiener指数（H）c.Simpson指数（D）3.景观多样性的测定a.景观相对丰富度指数（R）b.景观多样性指数（H）C.景观聚集度指数（C）1)直接价值提供了食物、纤维、药物和燃料、建材等使用价值2)间接价值对环境和生命维持系统的调节功能（三）生物多样性的价值物种灭绝概念：一个种或者一个种群已完全丧失了通过繁殖维持生存的能力、残存的个体已不能生存或生育后代原因：生物因素非生物因素生存条件的变更和破坏栖息地损失栖息地的环境质量恶化外来物种入侵（四）生物多样性丧失物种灭绝过程：大种群若干破碎小种群小种群灭绝方式：正常灭绝大灭绝时期的灭据近代以来的灭绝自1600年以来，人类已经导致75%的物种灭绝。Reidh和Miller（1989）估计，鸟、兽两类，1600-1700年间大约每10年灭绝一种；而1850-1950年期间，大约每两年灭绝一种。过渡利用、过渡采伐和乱捕乱猎，生境丧失和片断化，环境污染，外来物种引入导致当地物种灭绝，农业、牧业和林业品种的单一化。输入过多有机废物能够造成水体环境缺氧的条件。遭难的油船到达巴拿马的加拉比海岸。被油泄漏所杀死的红树林的边缘。20世纪50年代，为了改善渔业，维多利亚湖引进了尼罗尖吻鲈，但是把许多当地土著鱼类推向灭亡，并且完全改变了湖泊生态系统的面貌。向生态系统引进一个新种可能产生巨大的后果。生物入侵导致物种灭绝的其他实例1.深圳西南海面上的内伶仃岛，一种产于中、南美洲的“植物杀手”薇甘菊在迅速蔓延。它们宛如一张张巨网，黑压压地笼罩在美丽的荔枝树、芭蕉树、相思树上。树木因为沐浴不到阳光而无声无息地死去，鲜花和绿草因为呼吸不到新鲜的空气而枯萎，岛上的土地正蜕变成荒原，素有“植物天堂”美誉的内伶仃岛，可能会被薇甘菊毁于一旦。2.澳大利亚的一种可能来自巴布亚新几内亚地区的致病真菌自1920年侵入以来，导致数千公顷的森林被毁。这种真菌对四分之三的植物有害，包括高大的树种和矮小的灌木。3.在新西兰，一种来源于澳大利亚的夜间活动的袋鼠，估计每晚可吃掉21吨当地的森林。4.来源于巴布亚新几内亚地区的棕色树蛇，使太平洋关岛上11种鸟和一些蜥蜴、蝙蝠在野外绝迹。理想的自然保护区的功能分区实验区缓冲区核心区（五）生物多样性的保护保护区建立原则：1）保护区的面积2）保护区的形状3）保护区的完整性4）保护区的优先保护对象5）保护区的的联结6）减少人为干扰三土地荒漠化（一）草原退化（二）沙漠化1.内蒙古阿拉善草原正面临沙漠化的威胁200多年前，这里曾有“湍漭不息”的居延海和水草丰美的绿洲。然而，如今在土地沙化的长期作用下，这里成了9万多平方公里的戈壁、8万多平方公里的沙漠。背后疆塔里木河下游、青海柴达木盆地东南部河北坝上和西藏那曲等地，沙化土地年均扩展率达4%以上。由于风沙的步步紧逼，成千上万的农牧民被迫迁往他乡。（一）草原退化2.中国最美的湿地草原正在加速消失当年红军所过的若尔盖草地被称为“中国最美的湿地草原”，这里正在经历一场前所未有的生态噩梦，一片片沙化的伤疤在绿色中上蔓延。几十年来，沼泽已经难觅踪迹，300多个湖泊干涸了200多个，湿地面积萎缩超过60%，草原沙化面积已达到158万亩，占草原总面积的13%，还在以每年以11.65%的速度递增……（一）草原退化沙漠化是人类文明的大敌---地球的癌症沙漠使人类文明的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域，由沃土变成荒漠。沙漠埋葬了富饶的美索不达米亚平原，截断了著名的丝绸之路，掩埋了埃及96%以上的国土。治理沙漠被列为世界十大难题之一。沙漠化问题涉及的范围之广，已引起全世界的关注。（二）沙漠化全球沙漠化地球上受到沙漠化影响的土地面积有3800多万平方公里，其面积占土地总面积的50％以上，全世界每年约有600万公顷土地发生沙漠化，且每年仍以5万—7万平方公里的速度扩展。这就是说，地球已有1/4的土地基本失去了人类生存的条件。沙漠化或正在经历沙漠化的地区遍及世界六大洲的110多个国家，全球现有10亿之众受到沙漠化的直接威胁，其中有1.35亿人在短期内有失去土地的危险。沙漠化灾害涉及全球1/3陆地面积，沙尘暴掠，田毁人亡。在全球沙漠化土地中，非洲排名居首吞噬了大片草场和沃土。目前，非洲36个国家受到干旱和沙漠化不同程度的影响，估计将近5000万公顷土地半退化或严重退化，占全球大陆农业耕地和永久草原的1/3。曾一度免疫“地球癌症”的欧洲，目前已有66％的旱地不同程度地受到沙漠化的危害。1.全球1/4陆地遭沙漠化危害有四大沙尘暴多发区北美、澳洲、中亚以及包括中非和西亚在内的中东地区2.我国三北沙漠化提速风沙带增至陆地国土面积30%全球沙漠化3.塔克拉玛干沙漠沙漠化进程正在加剧塔克拉玛干沙漠，维吾尔语意进去出不来的地方，人们通常称它为死亡之海。在世界各大沙漠中，塔克拉玛干沙漠是最神秘、最具有诱惑力的一个。