環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展課件

第十五章環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)全球變化第二節(jié)生物多樣性保護(hù)第三節(jié)可持續(xù)發(fā)展1Chapter15第一節(jié)全球變化一、全球變化概述二、全球變化的生態(tài)后果三、減緩全球變化的途徑2Chapter15一、全球變化概述全球變化:由于人類(lèi)活動(dòng)直接或間接造成的，出現(xiàn)在全球范圍內(nèi)的，異乎尋常的人類(lèi)生態(tài)環(huán)境變化。如全球氣候變化、環(huán)境污染、植被破壞、生物多樣性減小、土地退化等(一)溫室氣體濃度的增加與工業(yè)革命前相比，大氣中二氧化碳、甲烷和氧化氮分別增加了30%、145%和15%。溫室氣體濃度的增加可能是導(dǎo)致全球變暖的關(guān)鍵原因3Chapter155Chapter15工業(yè)時(shí)代以來(lái)，大氣CO2同人口增長(zhǎng)的比較6Chapter15(二)全球氣溫升高自19世紀(jì)后半葉以來(lái)，全球地表年平均氣溫升高了0.3~0.6℃。7Chapter15二、全球變化的生態(tài)后果(一)影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、呼吸和分解過(guò)程溫度和生長(zhǎng)季長(zhǎng)度是制約高緯度和高海拔地區(qū)植物生產(chǎn)力的主要因素。全球變暖使這些地區(qū)溫度升高，進(jìn)而提高植物生產(chǎn)力，同時(shí)也加速生物呼吸和分解進(jìn)程。(二)調(diào)整生物群落的空間分布生物群落由氣候決定，并受其他環(huán)境因素的影響，當(dāng)?shù)乇須鉁厣?~3.5攝氏度，氣候帶將向高緯地區(qū)遷移1度，向高海拔遷移100m，生物群落也要發(fā)生相應(yīng)的遷移和地理空間上的再分布。(三)影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生物多樣性全球變化調(diào)整生物群落的空間分布，必將影響群落中的物種組成，不同物種由于對(duì)生境的適應(yīng)性不同，有些物種將淘汰，有些物種將保存下來(lái)，進(jìn)而影響群落的結(jié)構(gòu)、功能和生物多樣性。9Chapter15減緩全球變化的途徑一、減緩氣候變化控制溫室氣體的排放和顆粒物的形成。其核心是控制化石能源的消耗。途徑：提高化石能源的能效；開(kāi)發(fā)其他形式的能源。二、進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)管理擺正人在自然界中的位置；人類(lèi)社會(huì)必須尋求有效的途徑，使其適應(yīng)并管理環(huán)境。10Chapter15減緩全球變化的機(jī)制技術(shù)：提高燃燒效率，利用其他潛代能源管理：使技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，使自然資源得以合理利用，使環(huán)境破壞得以減少。法律：約束人類(lèi)的行為教育:提高公民的環(huán)境意識(shí)11Chapter15一、生物多樣性的概念生物多樣性是“生命有機(jī)體及其賴(lài)以生存的生態(tài)綜合體的多樣化和變異性”是生命形式的多樣化，各種生命形式之間及其與環(huán)境之間的多種相互作用，以及各種生物群落、生態(tài)系統(tǒng)及其生境與生態(tài)過(guò)程的復(fù)雜性。分為：遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)與景觀多樣性13Chapter15(一)遺傳多樣性指所有生物個(gè)體中所包含的各種遺傳物質(zhì)和遺傳信息，既包括同一種的不同種群的基因變異，也包括了同一種群內(nèi)的基因差異。即指存在于生物個(gè)體內(nèi)、單個(gè)物種內(nèi)以及物種之間的基因多樣性。基因多樣性，包括分子、細(xì)胞和個(gè)體三個(gè)水平上的遺傳變異度，因而成為生命進(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。一個(gè)物種的遺傳變異愈豐富，它對(duì)生存環(huán)境的適應(yīng)能力便愈強(qiáng)；而一個(gè)物種的適應(yīng)能力愈強(qiáng)，則它的進(jìn)化潛力也愈大。14Chapter15(二)物種多樣性是指多種多樣性的生物類(lèi)型及種類(lèi)，強(qiáng)調(diào)物種的變異性。指動(dòng)植物及微生物種類(lèi)的豐富性。物種多樣性代表著物種演化的空間范圍和對(duì)特定環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性，是進(jìn)化機(jī)制的最主要產(chǎn)物。物種是研究生物多樣性最適合的層次。15Chapter15二、生物多樣性的空間格局(一)空間分布格局緯度上，從赤道往兩極，物種數(shù)目有規(guī)律的降低；海拔高度，與緯度相似，生物多樣性隨海拔升高而降低；水分受限上，生物多樣性隨干旱程度的增加而降低。17Chapter15(二)分布格局的成因1、地質(zhì)歷史2、環(huán)境異質(zhì)性與資源多樣性3、島嶼生物地理學(xué)理論4、生物因素5、尺度問(wèn)題(三)生物多樣性的有關(guān)學(xué)說(shuō)進(jìn)化時(shí)間學(xué)說(shuō)空間異質(zhì)性學(xué)說(shuō)氣候穩(wěn)定學(xué)說(shuō)中度干擾假說(shuō)捕食學(xué)說(shuō)18Chapter15三、生物多樣性的測(cè)度物種多樣性的測(cè)度三個(gè)范疇：-多樣性、-多樣性和-多樣性。多樣性是在棲息地或群落中的物種多樣性，即群落內(nèi)物種種類(lèi)的測(cè)量多樣性是度量在地區(qū)尺度上物種組成沿著某個(gè)梯度方向從一個(gè)群落到另一個(gè)群落的變化率?？啥x為沿著某一環(huán)境梯度，物種替代的程度或速率、物種周轉(zhuǎn)率等，多樣性還反映了不同群落間物種組成的差異，不同群落或某環(huán)境梯度上不同點(diǎn)之間的共有種越少，多樣性越大。19Chapter15豐富度指數(shù)不足之外是沒(méi)有考慮物種在群落中分布的均勻性，且常常是少數(shù)種占優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)實(shí)。且此指數(shù)會(huì)隨取樣面積的變化而變化。豐富度指數(shù):以種的數(shù)目和全部種的個(gè)體總數(shù)表示的多樣性(D)2)Margalef(1958)指數(shù)3)Odum(1960)指數(shù)1)Menhinnick(1946)指數(shù)4)Monk(1967)指數(shù)式中，S為物種數(shù)，N為全部種的個(gè)體總數(shù)，這類(lèi)豐富度指數(shù)以Margalef指數(shù)和Menhinnick指數(shù)最為常用多樣性21Chapter15多樣性指數(shù)

辛普森多樣性指數(shù)(Simpson)辛普森多樣性指數(shù)是基于在一個(gè)無(wú)限大小的群落中，隨機(jī)抽取兩個(gè)個(gè)體，它們屬于同一物種的概率是多少這樣的假設(shè)而推導(dǎo)出來(lái)的。

式中：S為物種數(shù)目,Ni為種i的個(gè)體數(shù)，N為群落中全部物種的個(gè)體數(shù)。22Chapter15香農(nóng)-威納指數(shù)（Shannon-Weinerindex）

香農(nóng)-威納指數(shù)是用來(lái)描述種的個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性。不確定性越高，多樣性也就越高。其計(jì)算公式為：

S為物種數(shù)目，Pi為屬于種i的個(gè)體在全部個(gè)體中的比例。H為物種的多樣性指數(shù)。23Chapter15Wilson和Shmida指數(shù)

T

T=[g（H）+l（H）]/ma

式中變量的含義與βw和βc相同。

數(shù)量數(shù)據(jù)的測(cè)度方法：

Bray-Curtis指數(shù)CN

CN=2Nj/（Na+Nb）Na為樣地A的物種數(shù)目，Nb

為樣地B的物種數(shù)目，Nj為樣地A和樣地B共有種中個(gè)體數(shù)目較小者25Chapter15四、瀕危生物的評(píng)估與分級(jí)(一)Mace和Lande

評(píng)估系統(tǒng)26Chapter151、保護(hù)區(qū)面積：宜建立大保護(hù)區(qū)(種面積關(guān)系原則)2、保護(hù)區(qū)形狀：應(yīng)減少有害邊界的影響，宜圓形保護(hù)區(qū)。3、破碎化影響：應(yīng)減少破碎化影響，減少人為活動(dòng)造成的片斷，如道路、圍欄、農(nóng)田等。4、優(yōu)先保護(hù)對(duì)象：5、保護(hù)區(qū)之間的聯(lián)系：應(yīng)盡量避免使保護(hù)區(qū)處于完全孤立狀態(tài)。應(yīng)建立保護(hù)區(qū)之間的生境通道。6、人為活動(dòng)的影響：盡量減少人為活動(dòng)對(duì)保護(hù)區(qū)的影響。在保護(hù)區(qū)中劃分核心區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)29Chapter15遷地保護(hù)是將野生生物遷移到人工環(huán)境中或易地實(shí)施保護(hù)。動(dòng)物園、植物園、瀕危物種保護(hù)中心是通過(guò)人工繁育防止物種直接滅絕的手段。加洲兀鷹是在它們的數(shù)量很低的時(shí)候，用這種方式拯救出來(lái)的。原產(chǎn)我國(guó)的麋鹿自英國(guó)再引入后，在北京、鹽城等三地已經(jīng)獲得成功，建立起半野生的種群遷地人工繁育的最后目的是再引入到野外。為了完全地利用已有的基因庫(kù)，盡量增加遺傳變異，常常把全世界動(dòng)物園飼養(yǎng)著的一個(gè)物種全部個(gè)體，作為一個(gè)種群來(lái)管理。理想的是，飼養(yǎng)的數(shù)量應(yīng)該達(dá)到最小可存活種群，性比保持1:1，避免與本地的進(jìn)行近交。至于回放野外的成效，它取決于生境質(zhì)量、面積和保護(hù)免受人類(lèi)干擾等因素。對(duì)于回放的動(dòng)物，可能還要教會(huì)它們?cè)鯓佑行У墨@取食物、逃避捕食者。遷地保護(hù)30Chapter15第三節(jié)可持續(xù)發(fā)展一、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展二、生態(tài)恢復(fù)三、生態(tài)工程31Chapter15一、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展：是既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代滿(mǎn)足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。包含了：公平性原則:對(duì)資源擁有量維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平，使當(dāng)代人與后代人有平等發(fā)展的機(jī)會(huì)(代際公平和代內(nèi)公平)。持續(xù)性原則：資源利用的可續(xù)性系統(tǒng)性原則：把人類(lèi)賴(lài)以生存的地球或部地域看成是自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化組成的復(fù)合系統(tǒng)，以全局著眼，從系統(tǒng)的關(guān)系進(jìn)行綜合分析和宏觀調(diào)控。32Chapter15一、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展資源與可持續(xù)發(fā)展：可更新與不可更新資源利用方式調(diào)整環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展：環(huán)境保護(hù)的實(shí)質(zhì)就是保護(hù)發(fā)展。保護(hù)自然資源大力開(kāi)發(fā)可再生能源倡導(dǎo)綠色（無(wú)污染）工業(yè)提倡持續(xù)農(nóng)業(yè)保護(hù)生物多樣性33Chapter15二、生態(tài)恢復(fù)生態(tài)恢復(fù)就是恢復(fù)生態(tài)系合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系?；謴?fù)生態(tài)學(xué)是應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理、方法，對(duì)人為干擾引起的群落或生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的改變進(jìn)行恢復(fù)的科學(xué)，它是生態(tài)學(xué)的一門(mén)分支科學(xué)。34Chapter15主要內(nèi)容：1、干擾與致?lián)p干擾：自然干擾與人為干擾在致?lián)p因子的研究基礎(chǔ)上劃分受損類(lèi)型、受損強(qiáng)度及評(píng)估指示體系，是恢復(fù)生態(tài)學(xué)的最基本工作內(nèi)容。2、受損機(jī)理與受損過(guò)程了解受損機(jī)理與受損過(guò)程才能為受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過(guò)程提代理論和技術(shù)支持。35Chapter153、恢復(fù)措施及恢復(fù)途徑利用群落演替的手段對(duì)受損生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)、改建和重建。受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)可遵循兩個(gè)模式：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)受損不超過(guò)負(fù)荷并是可逆的情況下，壓力和干擾被移去，恢復(fù)可在自然過(guò)程中發(fā)生；另一種是生態(tài)系統(tǒng)的受損超過(guò)負(fù)荷，并發(fā)生不可逆變化，依靠自然過(guò)程已不能使系統(tǒng)恢復(fù)，必須依靠人的幫助。36Chapter15三、生態(tài)工程

生態(tài)工程這一名詞由美國(guó)生態(tài)學(xué)家H.T.Odum（1962）首先提出，并定義為“為了控制生態(tài)系統(tǒng)，人類(lèi)應(yīng)用來(lái)自自然的能源作為輔助能對(duì)環(huán)境的控制?！蔽覈?guó)生態(tài)學(xué)家馬世駿（1984）為生態(tài)工程下的定義是：“生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)