生态学课件 第15章 环境保护与可持续发展

第十五章环境保护与可持续发展\n第一节全球变化一、全球变化概述1.全球变化：是关于区域及全球变化趋势、原因、机制和效应的研究。2.全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。\n3.温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升。\n4.全球变化的主要现象（1）温室气体浓度增加：温室气体：对长波辐射有强烈吸收作用的气体。温室气体主要包括：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氟氯碳化物、(CFCs)、氧化亚氮(N2O)、六氟化碳(CF6)、全氟碳化物(PFCs)、氢氟碳化物(HFCs)等。\n工业革命以来，地球环境发生的变化\nCarbonaccumulationCO2hasincreasedfromitspre-industriallevel\n工业时代以来，大气CO2同人口增长的比较\n不同地点采样表现的大气CO2在不同时间尺度上的变化\nMontrealProtocol限制的气体在过去50年的增长\n（2）全球气温升高自19世纪后半叶以来，全球地表年均温升高0.3-0.6度。新的分析表明,二十世纪(1900年开始)是过去的1000年间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年,98年是最暖的年份.\n1860－2000年全球温度的异常20世纪是14世纪以来最暖的世纪\n相对于1961－1990年平均1860－2000年全球温度的异常20世纪90年代是这个世纪中最暖的十年\n最近50年来,大陆上白天日较差缩小，最低温度比最高温度升高的大,增暖主要体现在低温升高.夜间温度的升高较白天更为明显。气温的变化具有明显的时空变异。\n（3）海平面上升据估计，在过去的100年间全球海平面升高了10-25cm。\n（4）土地利用和覆盖变化土地覆盖：陆地表面生态系统类型及其生物的和地理的特征。土地利用：指对土地的利用方式。\n刀耕火种导致的热带雨林退化温带森林－草原地带植被的退化\n热带雨林(1)干(4)暖(3)退化草地(2)南美毁林影响\n末次盛冰期和全新世适宜期的古沙漠图及它们与现代的比较90807013010011030401201101209080130701101003040末次盛冰期全新世适宜期1201101009080701304030现今山脉沙漠戈壁固定沙丘剖面\n黄土粒度分析的证据近代黄土层的粒度较全新世土壤要粗的多，接近末次冰期的黄土粒度。显然,这层黄土不是气候变化造成的，而是历史时期人类活动导致的沙漠扩张。\n全新世土壤末次盛冰期的古风成砂呼伦贝尔草原上正在翻耕的土地呼伦贝尔草原的黑土地与其下的末次冰期风成砂呼伦贝尔草原的黑土地在很多地方已不足30cm厚野外考察的证据\n（5）生态系统及生物多样性的变化IGBP的核心项目GCTE研究陆地生态系统对气候变化和大气二氧化碳浓度升高的反应。生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容。\n二、全球变化的生态后果（一）生态系统的生产力、呼吸和分解温度和生长季长度是制约高纬度和高海拔地区植物生产力的主要因素。\n（二）生物群落的空间分布根据IPCC的分析，假如地表气温上升2-3.5度，气候带将向高纬度地区迁移1度，向高海拔地带迁移100米。导致生物群落的迁移和在地理空间上的再分布。\n（三）生态系统的物种组成和生物多样性环境变化的速率可能起着至关重要的作用。\n（四）生态系统的结构生物群落的变化和物种组成的改变显然使生态系统结构产生重大变化。\n（五）生态系统的功能生物地球化学循环是研究生态系统功能的重要途径。\n（六）进一步加强的研究领域1.微观层次生态生理学2.生态系统动态的研究3.大范围生态与环境监测\n三减缓全球变化的途径（一）减缓气候变化：控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核心是控制化石能的消耗。途径：提高化石能的能效；开发其他形式的能源。\nSource:InternationalEnergyAgency,WorldEnergyOutlook1996,(OECD,Paris,1996),pp.237-285;InternationalEnergyAgency,EnergyStatisticsandBalances,ondiskette(OECD,Paris,1997).能源使用及其未来趋势经济合作发展组织国家假定使用格局和方式不变\n（二）生态系统管理摆正人在自然界中的位置；人类社会必须寻求有效的途径，使其适应并管理环境。\n（三）减缓全球变化的机制1.技术2.管理3.法律4.教育\n第二节生物多样性保护一、生物多样性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。（一）遗传多样性（二）物种多样性（三）生态系统多样性和景观多样性\n二、群落物种多样性的梯度变化1.纬度梯度：从热带到两极随着纬度的增加，生物群落的物种多样性有逐渐减少的趋势。如北半球从南到北，随着纬度的增加，植物群落依次出现为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原，伴随着植物群落有规律的变化，物种丰富度和多样性逐渐降低。2.海拔梯度：在大多数情况下物种多样性与海拔高度呈负相关，即随着海拔高度的升高，群落物种多样性逐渐降低。3.在海洋或淡水水体物种多样性有随深度增加而降低的趋势。4.时间梯度：大多数研究表明，在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加。在群落演替的后期当群落中出现非常强的优势种时，多样性会降低。\n三、决定多样性的因素1.进化时间学说：热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。而温带和极地群落从地质年代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所以多样性较低。2.生态时间学说：考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需要一定时间。\n3.空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异质性越高，动植物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。如山区物种多样性明显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。4.气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富，在生物进化的地质年代中，地球唯有热带的气候可能是最稳定的。5.竞争学说：在环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要受物理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，如热带，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。\n6.捕食学说：因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。7.生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。\n第三节可持续发展一、环境与可持续发展（一）可持续发展概论可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。\n定义包含：1.公平性原则：即代际公平、代内公平2.持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要求，在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定自己的消费标准。3.系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综合分析和宏观调控。\n（二）资源与可持续发展自然资源：在自然界中凡是能提供人类生活和生产需要的任何形式的物质。可耗竭资源：在地球演化进程中不同时期形成的、数量有限，如化石燃料；有的不合理利用而枯竭，适当利用就不断更新，如生物资源。非耗竭资源：供给稳定、数量丰富，不受人类活动的影响，不会因为利用而枯竭。如太阳、风。\n（三）环境保护与可持续发展1.保护自然资源2.倡导无污染工业3.大力开发可再生资源4.提倡持续农业5.保护生物多样性\n重点全球变化、全球变暖、温室效应、可持续发展、生物多样性。