资源开发与环境保护

1地球环境与生态系统1.1地球环境的基本特征1.2生态系统1.3人口与资源1.1地球环境的基本特征1.1.1地球环境的圈层构造1.1.2人类与各圈层的关系1.1.1地球环境的圈层构造⑴地球环境及其组成地球环境――地球上的除人类以外的其它生物和非生物物质构成地球环境。称其它生物和非生物物质为环境要素，与人类息息相关。人类环境有别于其它生物的环境，包括自然环境和社会环境。自然环境包括人赖以生存的环境要素，以及由这些要素构成的各圈层。这些要素和圈层构成了人类的生存环境和地理环境。社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件（智能圈或人类圈）。1.1.1地球环境的圈层构造⑵地球环境的独特性地球是迄今发现存在智能生物的唯一天体。环境资源丰富多样；距地面15～40km处有一个臭氧层；含有一定量CO2的大气层；土壤；地壳厚度等等。1.1.1地球环境的圈层构造⑶地球各圈层的发育46亿年前形成地球时，没有圈层的分化，还原性大气；38亿年前，地球表面有了水；生命的出现；20亿年前蓝藻等生物能够进行光合作用，大气圈中有了O2；16亿年前形成含氧的大气圈，转变成氧化性气氛，并形成臭氧层；1.1.1地球环境的圈层构造12亿年前出现真核细胞；5亿年前出现海洋无脊椎动物；4.5亿年前顶囊蕨登陆；2亿年前出现哺乳动物；今天，大约有500万至5000万种生物组成了五彩缤纷的世界，构成了包括人在内的生物圈。1.1.1地球环境的圈层构造生物的出现，将大气中的CO2转移到岩石圈中，形成了大量的碳酸盐岩石，经风化及与生物相互作用，在地表形成了土壤圈。1.1.2人类与各圈层的关系⑴人类与大气圈地表以上大气的浓度随高度的增加而减少，大气的质量主要集中在大气圈的下部，其中：50％集中在距地表5km以下，75％在10km以下，90％在30km以下。1.1.2人类与各圈层的关系根据大气温度垂直变化特征，将大气圈分为：①对流层位于大气圈的最下层，平均厚度为12km。大气污染主要发生在该层，尤其是在1~2km范围内对流层中，大气温度随高度增加而下降，平均递减率为－6.5℃/km。1.1.2人类与各圈层的关系②平流层12~50km高度。平流层的下部为稳定层，温度基本不随高度变化；稳定层之上温度随高度增加而升高，至平流层顶达到最高值；平流层顶层为臭氧层。1.1.2人类与各圈层的关系③中间层50~80km高度。温度随高度增加而下降。在约60km高度，大气分子开始电离，由均质层向非均质层过渡。1.1.2人类与各圈层的关系④热成层80~800km高度。该层中空气在各种射线作用下大都发生电离，也称之为电离层。1.1.2人类与各圈层的关系⑤逸散层800km以上高空。大气极其稀薄，地心引力微弱。有些运动速度较快的质点完全摆脱地心引力而逸入宇宙空间。1.1.2人类与各圈层的关系地球大气保持这精细的平衡。主要成分为氧气和氮气。但目前大气中一些微量组分的浓度发生了变化，其中最引人注目的是CO2和O3。人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大环境问题之一。1.1.2人类与各圈层的关系⑵人类与水圈地球表面70％以上覆盖着水，地球总水量约为14×108km3。地球上海洋面积占71％，海洋水占总水的97.3％。在2.7％的淡水资源中，又有68.7％（总水的1.85％）以冰川和冰帽形式存在于南北极和高山地区，难以被人类直接利用。1.1.2人类与各圈层的关系目前，人类可利用的淡水量约为0.9×104km3。然而，受气候和地理条件的限制，不同国家和地区的水资源的分布是极不均匀的。我国属于缺水国家！1.1.2人类与各圈层的关系近代人类的生产活动给水圈带来各种各样的影响，主要有：①兴建大型水库②大量开采地下水③小河流渠道化④湖泊的泯灭⑤水质的污染1.1.2人类与各圈层的关系⑶人类与土壤圈人类对土壤圈较为严重的影响包括荒漠化、水土流失、盐渍化和水涝，以及土壤污染。1.1.2人类与各圈层的关系⑷人类与岩石圈与地壳同义语，平均厚度为33~35km。向人类提供了丰富的化石燃料和矿物资源。人类进入20世纪以后，煤炭开始占能源的主导地位；石油从1920年起开采量大幅度上升。从1929年到1971年，世界煤炭产量增长了70%。同期石油产量增长了1000%！1.1.2人类与各圈层的关系人类开发利用化石燃料和矿物原料的同时，也对环境造成一定的影响。1.1.2人类与各圈层的关系⑸人类与生物圈从海平面以下10km到海平面以上9km，从严寒（－190℃）到酷热（140℃），以及非常干旱的荒漠中，都存在生物。1.1.2人类与各圈层的关系人类从农业社会进入工业社会后，掌握了可以与大自然相抗衡的力量。尤其20世纪的后半叶，科学技术迅猛发展，终于使人类从大自然的奴隶变成了主人，但人类在过去相当长的时期处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏了人类同大自然的平衡与和谐。1.2生态系统1.2.1生态系统的基本概念1.2.2生态平衡及其破坏1.2生态系统生态系统是一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。从人类的角度理解，生态系统包括人类本身和人类的生命支持系统，即人类的自然环境。1.2生态系统生态系统的共同特征：⑴具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能；⑵具有自我调节的能力；⑶是一种动态系统。1.2.1生态系统的基本概念⑴生态系统的组成和类型①生态系统的组成生态系统中包括：无机物，有机化合物，气候因素，生产者，消费者，分解者。1.2.1生态系统的基本概念②类型按功能划分：生产者（自养生物）、消费者（异养生物）、分解者（又称为还原者）以及非生物环境。按地理条件划分：水生生态系统和陆地生态系统。1.2.1生态系统的基本概念⑵食物链和食物网各种生物之间存在着取食和被取食的关系，称为食物链。食物链相互交叉所形成的捕食关系，称为食物网。一般，食物网越复杂，生态系统越稳定。1.2.1生态系统的基本概念⑶营养级和生态金字塔营养级就是食物链某个环节上一切生物种的总和。所有绿色植物和自养生物构成第一营养级；所有以生产者为食的动物属于第二营养级，又称植食动物营养级；所有以植食动物为食的动物构成第三营养级；以上可能还有第四（第二级肉食动物营养级）和第五营养级。1.2.1生态系统的基本概念生态系统中的物质和能量就是这样通过营养级向上传递的。营养级间的能量传递效率是很低的，下级营养级所储存的能量约有10%能够被上级营养级所利用。这就是生态学的10%定律或1/10律。由上述1/10律构成了生物量和能量的金字塔，称为生态金字塔。1.2.1生态系统的基本概念⑷生态系统的功能生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能。1.2.2生态平衡及其破坏在一定时期内，生态系统内的生产者、消费者和分解者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。影响生态平衡的因素既有自然的，也有人为的。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造成的。1.2.2生态平衡及其破坏生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数效应，其中许多效应是不可逆的。也称之为多效应原理。生态学第二定律：每一种事物无不与其它事物相互联系和相互交融。也称之为相互联系原理。生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。也称之为勿干扰原理。1.2.2生态平衡及其破坏不幸的是，迄今为止，我们采取的许多行动往往只顾及眼前利益和局部的利益，而忽略了长远的和全球的利益，由此造成对生物圈的某些伤害，其中有些严重影响是深远的。1.3人口与资源1.3.1世界人口发展情况1.3.2中国人口发展状况1.3.3人口增长对资源的压力1.3.1世界人口发展情况⑴世界人口发展状况①高出生率、高死亡率、低增长率阶段人类诞生至工业革命以前，世界人口总数很少：每200km2少于1人；平均每千年增长2%，比现在慢约1000倍。1.3.1世界人口发展情况②高出生率、低死亡率、高增长率阶段工业革命之后：世界人口于公元1600年达到了5亿；到1800年，经过200年，人口达到10亿；二战以后出现人口爆炸的局面，300年来人口增加了10倍！1.3.1世界人口发展情况③低出生率、低死亡率、低增长率阶段目前，世界人口已经超过60亿；并且每年净增人口约1亿。1.3.1世界人口发展情况⑵世界人口预测按目前的年龄结构和增长率：到2025年，世界人口将超过80亿；到2100年，世界人口将达到72~149亿！1.3.2中国人口发展状况⑴中国人口发展特点人口增长速度快；1684年1亿；1949年约5亿；1984年10亿；1995年12亿2000年14亿。1.3.2中国人口发展状况农村人口比重大；人口城市化加快人口老龄化；男女性别比偏高；1.3.2中国人口发展状况人口分布不均：以黑龙江瑷辉至云南腾冲为线，西北地区占国土面积的64%，人口只占4%；东南地区占国土面积的36%，人口占96％）。人口素质亟待提高。1.3.2中国人口发展状况⑵中国人口的发展趋势21世纪中期，中国人口数量将达到16亿。1.3.3人口增长对资源的压力⑴自然资源自然资源种类多，总量大，但人均资源少；各类资源总体组合较好；资源空间分布不平衡；资源质量差别悬殊。1.3.3人口增长对资源的压力中国世界人均耕地/km20.0880.367森林覆盖率/％12.9831.2人均林地/km20.110.7人均林木蓄积量/m39.680人均草地/km20.3670.74人均水资源/m32700110001.3.3人口增长对资源的压力⑵人口对自然资源的压力我国耕地约1亿km2，约占国土面积的10%。“用占世界7%的土地养活了占世界22%的人口。”森林资源我国占世界160个国家和地区的120位。1.3.3人口增长对资源的压力我国年降水量约为60000m3，相当于全球的5%，居世界第三位；水资源总量28124×108m3，居世界第六位。人均水资源量为每人每年2580m3，相当于世界人均水资源的1/4，居世界第110位。1.3.3人口增长对资源的压力黄河1972年开始出现断流1992年为70天1995年122天1996年133天1997年226天1.3.3人口增长对资源的压力已探明：我国煤炭储量1×1012t；陆上石油储量（300~1000）×108t，海洋石油储量53×108t。1994年原煤产量12×108t，占世界第一；石油产量1.46×108t，占世界第五。特点是人均占有量少，能源结构以煤炭为主，对环境将产生巨大的影响。1.3.3人口增长对资源的压力⑶环境对人口的承载能力根据联合国的预测，若按目前45年的人口倍增期计算：1990年世界人口为53.2亿；2035年达到106.4亿；2080年达到212.8亿。根据马寅初（1957年）等人的研究，认为我国的人口环境容量应在6.5～8.0亿之间。1.3.3人口增长对资源的压力多年来，我国对环境污染的防治和自然生态的保护，虽然取得了显著效果，但目前我国的环境状况仍不容乐观。对我国环境状况的基本估计是：局部有所改善，总体还在恶化，前景令人担忧！