环境与生态

第一章资源、环境与生态•1.1地球环境•1.2生态系统•1.3人口、资源与环境1.1地球环境•一、环境•中华人民共和国环境保护法规定：影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。•人类的环境：自然环境和社会环境。•自然环境：天然和人工改造的自然要素，以及由这些要素构成的各圈层（大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、岩石圈和智能圈）；•社会环境：指人类的社会制度等上层建筑条件，包括构成社会的经济基础、城乡结构和建设以及与各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的概念和机构等，即智能圈或人类圈。大气圈•由气态物质组成，包括部分液态水和固体颗粒；•大气对流层中的热量、水分、空气都是重要的气候资源，其中太阳能、风能是重要的新能源。土壤圈•由固体物质组成，包括部分气态、液态物质和生物；•土壤的主要资源是土地资源，还包括一定的生物资源。岩石圈•主要由固体物质组成，还包括部分液态、气态物质；•岩石圈的主体资源为矿产资源和化石资源，还包括地下水资源。水圈•由液态水组成，还包括溶解和悬浮在水中的固体物质及部分气体和水生生物；•水圈的主要资源是水资源、水能资源、淡水渔业资源、海洋资源等。生物圈•是有生命活动的圈层；•主体资源是生物资源，包括动物、植物、微生物及其群体、森林、草场等。人类圈•人类以其特有的智慧和劳动，通过社会生产和生活，在对自然资源的开发利用的过程中发展起来的一个新的圈层，有人称为是是智能圈或技术圈；•主体资源是人力、资本、科技与教育等社会资源；•人类圈与其它圈层不同，人随由生物进化而来，但具有主动开发利用和保护管理自然的能力，特别是人力资源作为科学技术的载体，具有主观能动性。资源科学的研究领域与范畴•上述各圈层中的自然资源及与自然资源开发利用密切相关的社会资源就构成了现代资源科学特有的研究领域与范畴。二、人类自然环境的形成与发展•46亿年前，地球为炽热的大火球，是还原性大气圈；•38亿年前，地球首次出现水，水循环为地球生命的出现创造了最基本的条件；•30亿年前，原始生命-原核生命出现，经发酵放出二氧化碳；•20亿年前，细菌和藻类出现，开始光和作用，出现了氧气；•16亿年前，形成含氧的大气圈，存有臭氧；•12亿年前，出现了最早的真核生物；•5亿年前，出现了海洋无脊椎动物；•4.5亿年前，出现了陆生植物；•2亿年前，出现了哺乳类动物；•200~300万年前出现了古人类；•大约有500~5000万种生物与人一起构成了地球生物圈。三、人类生存环境•1.聚落环境•2.地理环境•3.地质环境•4.星际环境。四、环境系统的结构与状态•环境是一个系统，而且是一个具有大量物质、能量和信息流入和流出的开放式系统。•结构：系统中要素间数量、比例关系、空间位置、关联方式。•状态：结构运动和变化的外在表现形式。如：海滨与内陆结构、要素不同…...五、环境的基本特性•1.整体性与区域性•2.变动性与稳定性•3.资源性与价值性•自然资源具有两重性。随着科技进步，人们除了注意环境资源的物质性，还认识到环境资源的非物质性，如环境状态、资源状态，这也是一种资源。1.2生态系统•一、什么是生态学•生态：自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动物、植物、微生物之间存在着相互依赖又制约的关系，形成一个统一体，自然界与生物界的这种状态，称为生态。•生态学：研究生物与生存环境见相互关系的一门科学。即生命系统与环境系统的有机结合的科学。二、生态系统的基本概念•1.生态系统（Ecosystem）：是生物与周围环境构成的整体；是生物与周围环境间不断进行物质循环和能量流动过程而形成的统一体。•2.生态系统的组成：由四部分组成•生产者：利用太阳进行光和作用制造有机物。•消费者：以植物或动物为食，有消费等级制。•分解者：各种微生物，将有机物变成无机物，构成生态系统的营养物质循环。•非生命者：生态系统中各种无生命的无机物和各种自然因素。三、生态系统分类•1.按生态环境划分：–陆地生态系统–水生生态系统海洋生态系统–淡水生态系统（流水和静水生态系统）•2.按人类对环境的影响划分–自然生态系统和人工生态系统。四、生态系统结构•1.生态系统结构：生态系统要素及时、空分布和物质能量循环和转移的路径。•生态系统结构：种类、种群数量、种的空间配置。•生态系统的营养结构：见扫描图1•营养结构是生态系统中能量和物质循环的基础。营养结构•食物链：捕食性食物链、碎食性食物链、寄生性食物链和腐食性食物链；•食物网；•营养级：能量按照十分之一法则传递，营养级最多4~5级。五、生态系统的功能•1.生态系统中的能量流动•光和作用6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O•呼吸作用C6H12O6+6O2→ATP+6CO2+6H2O+热量•热力第一定律:能量转换不增加消失;•热力第二定律:能量的流动总是从集中到分散,从能量高到能量低。•2.生态系统的物质循环–水循环–碳循环–氮循环–磷循环–硫循环–有毒有害物质循环。六、生态系统的信息传递•共有四种信息：营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。•这些信息最终都是经由基因和酶的作用并以激素和神经系统为中介体现出来的，其对生态系统的调节具有重要作用。•1.营养信息：通过营养交换的形式把信息从一个群体传递到另一个种群，或从一个个体传递到另一个体。•2.化学信息：生物在某种特定条件下或某个生长发育阶段，分解出某些特殊的化学物质。•3.物理信息：鸟鸣、兽吼、颜色、光等构成了生态系统的物理信息。•4.行为信息：有些动物可以通过自己的各种行为方式向同伴发出识别、威吓、求偶和挑战等信息。七、生态平衡及机制•生态平衡也为自然平衡。包括结构和功能的稳定和能量输入、输出的稳定。为一种动态平衡。•生态系统的演替总是自动地向着物种多样化、结构复杂化、功能完善化的方向发展。•系统内稳定平衡：种类最多、种群比例最适宜、总生物量达最大、系统的内稳性最强。•反馈机制：正反馈和负反馈。•生态失调：生态系统的自我调节功能是有一定限度的，当外来干扰因素超过一定限度的时候，自我调节功能损害，生态失调。•外来干扰因素：自然因素和人为因素。•生态危机：由于盲目活动而导致局部地区乃至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁到人类的生存。•生态失调的初期往往不易被察觉，一旦发现生态危机，就很难在短期内恢复平衡。•因此：人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须注意生态效益和生态后果，以便在改造自然的同时保持生物圈的稳定和平衡，保持生态系统这一人类生存和发展基础的稳定。小知识•唐山市环境违法行为举报电话：2344156•河北省爱鸟周：5月1-7日内•国际保护臭氧层日：9月16日•世界环境日：6月15日•植树节：3月12日1.3人口、资源与环境•一、人口增长•1.世界人口•原始人300万年前人类向陆地扩散→人口发展1亿→公元初2.7亿→1830年10亿→1930年20亿→1975年40亿→1987年50亿→现在人口每天增20多万，每秒增加2.5人→估计2000年63亿→2050年93亿，最低79亿，最高107亿。•人口性质：惯性、周期性、历史性•高峰：上学、就业、生育和老龄高峰。•世界人口不仅增长快而且分布极不平衡•全世界人口平均寿命增加•由于城市发展较快，发达国家城市空洞化，农村出现空洞化。•男女比例失调=100：112世界人口发展趋势：•2.中国人口增长•随着朝代兴衰变化•中华人民共和国：1949年5亿多-1980年10亿-1989年11亿-1995年12亿-1999年13亿。•特点：人口基数大、增长率明显、人口向着老龄化、农村人口比重大，人口分布不均匀、人口素质有所提高。•3.人口自然增长率N=出生率B-死亡率D二、人口增长与资源压力•1.人口增长对土地资源的压力：人均耕地少，土地利用强度大土质恶化，建筑及工业占用土地；•2.人口增长对水资源压力；•3.人口增长对矿产和能源的压力；•4.人口增长对森林资源的影响。三、环境问题•大气污染超标•温室效应与全球变暖•酸雨危害•臭氧层破坏•土地沙漠化•水资源短缺与水污染严重•海洋生态危机•绿色屏障锐减•物种消失加剧•垃圾威胁人类。大气污染•臭氧层破坏土地沙漠化•水资源•垃圾威胁人类•