應(yīng)用生態(tài)學(xué)精講

應(yīng)用生態(tài)學(xué)精講第1頁/共77頁目錄：全球變暖與環(huán)境污染人口與資源問題農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)生物多樣性保育5.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)6.生態(tài)系統(tǒng)管理7.收獲理論8.有害生物防治第2頁/共77頁應(yīng)用生態(tài)學(xué)的概念應(yīng)用生態(tài)學(xué)——研究如何利用生態(tài)學(xué)的理論和原理來解釋、指導(dǎo)、解決社會實踐中所存在的問題。應(yīng)用：1、農(nóng)、林、牧、魚等各業(yè)的應(yīng)用發(fā)展2、全球的可持續(xù)發(fā)展（環(huán)境污染、全球氣候變暖、土地沙漠化、生物多樣性喪失、生態(tài)平衡失調(diào)、人口爆炸等）第3頁/共77頁15.1全球變暖與環(huán)境污染全球變暖——指地球表層大氣、土壤、水體及植被溫度年際間緩慢上升的現(xiàn)象?！镒?9世紀(jì)后半葉以來，全球地表年平均氣溫升高了0.3～0.6℃?！餁鉁氐淖兓哂忻黠@的時空差異：在北半球的中緯度地區(qū)冬春季節(jié)氣溫升高幅度最大；而北大西洋地區(qū)則有變冷的趨勢。1.全球變暖與溫室效應(yīng)第4頁/共77頁溫室效應(yīng)——由大氣層的氣體引起的全球變暖的現(xiàn)象★溫室氣體－對長波輻射有強烈吸收作用的氣體。短波的陽光能透過花房周圍的玻璃，室內(nèi)的長波輻射卻逃不出去。大氣也具有這種特性，我們稱之為溫室效應(yīng)第5頁/共77頁★隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，排放到大氣中的二氧化碳、甲烷、氧化氮等逐年上升。而這些氣體濃度的增加可能是導(dǎo)致全球變暖的關(guān)鍵因子?！餃厥倚?yīng)的后果——地球上的病蟲害增加，土地干旱，海平面上升，氣候異常，沙漠化面積增大，海洋風(fēng)暴增多。

第6頁/共77頁溫室效應(yīng)的后果（海平面上升）馬爾代夫第7頁/共77頁氣候異常第8頁/共77頁土地沙漠化第9頁/共77頁⑴溫室氣體含量的增加與全球氣溫升高第10頁/共77頁原因：A.化石燃料的燃燒B.森林的砍伐（雨林的減少）第11頁/共77頁厄爾尼諾現(xiàn)象——指東太平洋洋面在赤道處的海水偶爾變暖的現(xiàn)象，它與北太平洋和北美洲的天氣特點密切相關(guān)。（導(dǎo)致臺風(fēng)和洪水災(zāi)害）⑵全球變暖的影響第12頁/共77頁B.對生物圈中動植物分布模式及生物多樣性產(chǎn)生明顯影響昆蟲—農(nóng)業(yè)害蟲導(dǎo)致減產(chǎn)生物遷移—疾病的爆發(fā)（如瘧疾）第13頁/共77頁C、由于全球氣溫升高，氣候帶北移，濕潤區(qū)和干旱區(qū)將重新配制.D、氣候變暖，海平面上升，一部分沿海城市可能要內(nèi)遷。E、對江河中下游地帶也將造成災(zāi)害，造成江水水位抬高，泥沙淤積加速，江河下游的環(huán)境惡化。第14頁/共77頁云南梅里雪山明永冰川退縮速度2008年冰舌位置1997年冰舌位置約500m第15頁/共77頁⑶減少溫室氣體排放的途徑A.改進能源結(jié)構(gòu)（水能、核能、太陽能、地?zé)岬龋〣.提高能源效率。除了化石燃料以外，非化石能源方面以水能資源和核能資源開發(fā)最為廣泛。提高效能，不僅能減少二氧化碳的排放量，也是生產(chǎn)發(fā)展的重要措施之一。C.

植樹種草、提高森林覆蓋率第16頁/共77頁2.臭氧層的破壞危害：臭氧層破壞，地球表面的紫外線照射增加，對人體細(xì)胞特別是體細(xì)胞危害最大，影響生殖，產(chǎn)生變異等。臭氧層被破壞的原因：氟利昂、煙霧劑、殺蟲劑的廣泛使用。第17頁/共77頁第18頁/共77頁聯(lián)合國主導(dǎo)的一個科研團隊2014年09月10日發(fā)布了一則少有的有關(guān)地球環(huán)境的好消息：對地球發(fā)揮保護作用的臭氧層在歷經(jīng)多年消耗之后正在恢復(fù)，地球臭氧層35年來首次變厚。第19頁/共77頁3.污染問題⑴空氣污染①煙塵與光化學(xué)煙霧危害：眼睛、呼吸道的影響第20頁/共77頁大氣污染物來源及其危害表第21頁/共77頁②酸雨出現(xiàn)酸雨主要原因：二氧化硫污染（氧化硫類物質(zhì)-SOX）危害：對植物、水生生物的影響（最佳PH、耐受范圍）、腐損建筑物和金屬材料四川樂山大佛第22頁/共77頁世界三大酸雨區(qū)西歐長江以南北美第23頁/共77頁⑵水污染——

所有妨礙水資源利用的人類行為水體污染物：生化試劑、可溶的化學(xué)物質(zhì)、不溶的化學(xué)物質(zhì)和熱富營養(yǎng)化：由于供藻類的無機營養(yǎng)物過剩導(dǎo)致藻類的大量繁殖，從而減少了到達其他植物的光，降低了溶氧水平，而且對魚類等其他脊椎動物可能有毒害作用。導(dǎo)致富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)物：磷酸鹽和硝酸鹽第24頁/共77頁水污染按受污染的水源分可分為：①海洋污染（赤潮）主要污染物：生物性污染、有毒物污染、放射性污染、固體廢棄物②江河污染污染源：生活污水、工業(yè)污水③湖泊污染（水華）④地下水污染污染源：有害的工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)灌溉下滲第25頁/共77頁水華赤潮第26頁/共77頁第27頁/共77頁⑶土壤污染隨著工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展，我國土壤環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重。工業(yè)“三廢”、污灌、污泥、城市垃圾、劣質(zhì)化肥等都可導(dǎo)致土壤污染。我國大多數(shù)城市近郊土壤都已受到不同程度的污染，農(nóng)田中鎘、鉻、砷、鉛、鋅等重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。第28頁/共77頁學(xué)校被曝未批先建環(huán)：部分污染物超標(biāo)近10萬倍污染土地與常州外國語學(xué)校近一路之隔，曾是三家化工廠所在地。而廠里職工有時為了省事，不光將有毒廢水直接排出廠外，還將危險廢物偷偷埋到了地下。據(jù)央視報道，在一份項目環(huán)境影響報告上，這片地塊土壤、地下水里有機污染物、重金屬污染物普遍超標(biāo)嚴(yán)重，其中污染最重的是氯苯，它在地下水和土壤中的濃度超標(biāo)達94799倍和78899倍，四氯化碳濃度超標(biāo)也有22699倍，其他的二氯苯、三氯甲烷、二甲苯總和高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)也有數(shù)千倍之多。江蘇化工中毒事件第29頁/共77頁防治：

A、綜合治理工業(yè)三廢、控制劣質(zhì)農(nóng)藥、化肥

B、生物除污（應(yīng)用微生物分解土壤中有機物質(zhì)污染）第30頁/共77頁⑷垃圾等固體廢物污染污染物來源：生活垃圾、建筑垃圾、清掃垃圾與危險垃圾工業(yè)固體廢物（主要是工業(yè)生產(chǎn)和加工過程中排入環(huán)境的各種廢渣、污泥、粉塵等，其中以廢渣為主，如燃料廢渣、化學(xué)廢渣。其數(shù)量大，種類多，成分復(fù)雜，處理困難。）第31頁/共77頁第32頁/共77頁我國固體廢物綜合處理工藝流程圖第33頁/共77頁⑸有毒物質(zhì)與核污染有毒物質(zhì)：工業(yè)廢物、水體重金屬污染等2011年日本3·11地震引起海嘯，觸發(fā)了福島第一核電站，爆發(fā)了核危機，造成日本國土面積約3%的地域受困于核污染。第34頁/共77頁第35頁/共77頁⑹噪聲污染噪聲污染的危害：頭暈、頭疼、失眠、煩躁、記憶力減退等（﹥60dB）防治：隔聲、消聲、吸聲、控制噪聲擴散等第36頁/共77頁⑹光污染人工白晝污染白亮污染彩光污染第37頁/共77頁15.2人口與資源問題人口與資源問題成為全球性的問題第38頁/共77頁一、人口問題世界人口動態(tài)、問題和策略☆世界人口增長趨勢

☆世界人口發(fā)展不平衡

☆十大世界人口大國

☆人口增長最快的國家第39頁/共77頁世界人口增長趨勢第40頁/共77頁世界人口發(fā)展不平衡第41頁/共77頁十大世界人口大國第42頁/共77頁五大人口增長最多國家次序國家每年人口增長(千萬)1.印度1,6002.中國1,1403.巴基斯坦4004.印尼2905.尼日利亞250資料來源：聯(lián)合國人口基金會人口增長最快的國家第43頁/共77頁2.我國人口增長狀況及其問題與對策

我國人口及其自然增長率變化趨勢第44頁/共77頁存在問題：人口基數(shù)大增長速度快經(jīng)濟發(fā)展落后對策-計劃生育:獨生子女政策（1980）二胎政策:2011年11月，雙獨二孩政策2013年12月，單獨二孩政策2015年10月，全面二孩政策

第45頁/共77頁3.人口老齡化問-二胎政策老年型人口——

一般60歲以上人口占總?cè)丝诒壤_10％或者65歲及以上人口占總?cè)丝谶_7％即為老年型人口。第46頁/共77頁人口老年化所帶來的社會問題：勞動力質(zhì)量下降社會福利、救濟、保障、醫(yī)療服務(wù)等需要大大增加第47頁/共77頁二、資源問題

非枯竭資源：太陽能、風(fēng)能、潮汐能可枯竭資源：石油、煤炭

可更新自然資源：土地資源、生物資源

非更新自然資源：礦物質(zhì)、煤、石油資源可枯竭資源第48頁/共77頁1.能源能源狀況：儲量大，但是消耗也大能源利用帶來的危機：溫室效應(yīng)、酸雨等問題新能源：太陽能、風(fēng)能、海洋能……..地?zé)崮?羊八井地?zé)崽锷镔|(zhì)能第49頁/共77頁2.土地資源土壤：地球表面具有一定肥力且能生長植物的疏松層，經(jīng)過漫長的演化過程，在巖石的風(fēng)化作用和生物分解等成土作用的綜合作用下形成的。我國的土地資源問題：A.國土面積大，人均耕地少B.水土流失、土壤沙化、土壤侵蝕等第50頁/共77頁3.水資源①水的作用-生命離不開水②淡水資源危機③水資源的保護及合理利用第51頁/共77頁4.生物資源人類對大自然的掠奪式索取-破壞生物資源日本不顧禁令瘋狂捕鯨333頭：九成母鯨已懷孕第52頁/共77頁15.3農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)第53頁/共77頁15.3.1農(nóng)業(yè)的發(fā)展及其對生態(tài)系統(tǒng)的影響系統(tǒng)可持續(xù)！生態(tài)農(nóng)業(yè)增加供系統(tǒng)自維持人類利用輸出合理人工輔能加大科技投入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)供系統(tǒng)自維持人類利用

出大于入,系統(tǒng)難以為繼!輸出自然能第54頁/共77頁現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來的環(huán)境問題1、石油燃燒和農(nóng)藥、化肥造成的空氣、土壤與水污染問題2、農(nóng)藥的使用破壞了天敵與有害生物之間的平衡，而且由于廣譜殺蟲劑的普遍使用使許多生物類群受到毒害，生物多樣性降低。3、土壤結(jié)構(gòu)破壞、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降。4、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程產(chǎn)生重要影響第55頁/共77頁15.3.2

土壤侵蝕和沙漠化1、土壤侵蝕——指在風(fēng)或者水的作用下，土壤物質(zhì)被破壞、帶走的作用過程。風(fēng)蝕、水蝕危害：①降低農(nóng)田的生產(chǎn)力；②破壞土地資源；③給人類社會帶來危害防治辦法：①修梯田②筑攔沙壩③種草種樹第56頁/共77頁2、沙漠化沙漠化狀況：世界：土地沙漠化10hm2/分鐘，每年損失600萬hm2農(nóng)田和牧場。中國：沙漠化面積332.7萬km2，占國土面積的34％。沙漠化的治理：①指導(dǎo)理論——

生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)原理②治理方針——

治理與預(yù)防相結(jié)合，以預(yù)防為主。第57頁/共77頁15.3.3.1生態(tài)農(nóng)業(yè)的特點與理論基礎(chǔ)1、整體性與可調(diào)控性2、穩(wěn)定、高效與持久性3、地域性生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本特點：15.3.3

生態(tài)農(nóng)業(yè)第58頁/共77頁生態(tài)農(nóng)業(yè)的理論依據(jù)：1、生物與環(huán)境的相互作用與協(xié)同進化2、食物鏈與食物網(wǎng)理論3、能量多級利用與物質(zhì)循環(huán)再生4、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與功能協(xié)調(diào)5、其它理論（邊緣效應(yīng)、生態(tài)位、限制因子）第59頁/共77頁生態(tài)農(nóng)業(yè)或可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(高新技術(shù)措施與科學(xué)管理)非持續(xù)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè))生態(tài)-資源-環(huán)境農(nóng)牧林產(chǎn)業(yè)熵增加合理輪牧、防治荒漠化、合理農(nóng)林草景觀格局人工飼草地、等高耕作、輪間作、少耕、水分平衡、舍飼優(yōu)良品種、基因庫、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、名牌產(chǎn)品種植養(yǎng)殖品種單一、連作濫墾、亂伐、盲目開荒、采掘、過牧化肥、殺蟲劑、除草劑第60頁/共77頁傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的弊端：高污染、農(nóng)藥的使用降低生物多樣性、土壤結(jié)構(gòu)的破壞、低產(chǎn)值生態(tài)農(nóng)業(yè)：以生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)工程理論及定量優(yōu)化方法為指導(dǎo)，高經(jīng)濟效益、高生態(tài)效益、高社會效益。第61頁/共77頁15.3.3.2

我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要特點與類型1、立體種養(yǎng)殖類型2、物質(zhì)循環(huán)利用型3、生物相克避害類型4、生態(tài)環(huán)境綜合整治類型5、資源開發(fā)利用型6、區(qū)域整體規(guī)劃類型第62頁/共77頁15.4

生物多樣性與保育生物多樣性包括：物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)多樣性的保育：成為世界熱點問題

①

1992年巴西里約熱內(nèi)盧召開的地球最高會議上通過了國際生物多樣性公約②21世紀(jì)議程③聯(lián)合國科教文組織發(fā)起的生物多樣性項目第63頁/共77頁1生物多樣性的直接經(jīng)濟價值①對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的價值A(chǔ).人類利用大量的生物資源作為食物和能源，如5000種植物作為食物B.野生生物的抗性（抗病性、抗旱性等）比栽培種強得多，把抗性基因引入馴化或栽培種，能大幅提農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平。C.野生傳粉動物對作物生產(chǎn)具有重要意義。D.生物多樣性豐富的地區(qū)，一般不易發(fā)生災(zāi)難性病蟲現(xiàn)象。15.4.1

生物多樣性價值第64頁/共77頁②對醫(yī)藥衛(wèi)生方面的價值A(chǔ).發(fā)展中國家有80％的人靠傳統(tǒng)藥物治療疾病，發(fā)達國家有40％以上的藥物源于自然資源B.我國藥用植物為11146種，藥用動物1581種。野生藥材蘊藏量高達850萬噸。C.在1976-1984年期間，美國從生物資源方面獲得的利潤每年高達876億美元。D.長春花、美登木、紫杉等都含有抗癌成分，部分蝸牛和美洲野牛是罕見的幾種不患癌癥的動物，研究它們抗癌的物質(zhì)基礎(chǔ)和機理，對于發(fā)現(xiàn)新的藥源具有難以估量的潛在價值。

第65頁/共77頁③對現(xiàn)代工業(yè)的價值工業(yè)上常用的原料多來源于生物，如木材、纖維、橡膠、造紙原料、天然淀粉、油脂、蠶絲、白蠟蟲、哺乳動物毛皮等。木材是一些發(fā)展中國家的重要出口產(chǎn)品，全世界每年的木材產(chǎn)值在750億美元以上。在印度尼西亞，木材是第二大出口產(chǎn)品，地位僅次于石油。從1981-1983年，亞洲，非洲和南美洲出口的木材產(chǎn)品的價值平均每年為81億美元。一些非木材的生物產(chǎn)品也具有相當(dāng)重要的地位，例如：印度尼西亞1982年非木材產(chǎn)品的對外貿(mào)易達2億美元。第66頁/共77頁2.生物多樣性的間接經(jīng)濟價值

①維護生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定②固定太陽能③保護水資源④保護土壤⑤調(diào)解氣候⑥污染物的降解和指示作用⑦科學(xué)、教育、文化等方面的價值第67頁/共77頁3.生物多樣性的倫理價值①自然具有超越經(jīng)濟價值的精神和美學(xué)價值。在歷史上，宗教思想家、詩人、藝術(shù)家和音樂家乃至普通人，都從自然中獲得了大量靈感。接觸野生動植物和各種景觀，才能獲得美的享受。②生物多樣性對確定生命的起源和進化具有重要價值。生命的起源和生物多樣性的產(chǎn)生一直是哲學(xué)和科學(xué)之謎。要揭開這個謎，必須通過對生物和生物多樣性本身的研究才能實現(xiàn)。第68頁/共77頁15.4.2

生物多樣性的喪失最近幾百年以來，物種、種群以及自然生境的喪失的速度不斷變快?。?！15.4.2.1

物種損失1、物種滅絕的主要是人為的因素2、物種滅絕的速度在增快3、家