第一章地球生態(tài)系統(tǒng)與人類社會的發(fā)展解析課件

第一章總論地球生態(tài)系統(tǒng)與人類社會的發(fā)展人口、資源與環(huán)境已成為世界各國人民共同關(guān)心的全球性問題，也是我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)遇到的首要問題。要了解人口、資源與環(huán)境，需從地球生態(tài)及人類社會發(fā)展方式的選擇說起。第一節(jié)地球生態(tài)系統(tǒng)一、地球物理環(huán)境（一）宇宙世界中的地球1、人類認(rèn)識的宇宙宇宙－－是天地萬物的總稱，或者說宇宙是空間和時間的組合，也就是說宇宙在空間上是無邊無際的，在時間上是無始無終的，即宇宙是無限的。2、宇宙的特點宇宙是一個物質(zhì)世界－－由各種天體組成。宇宙中的各星體主要有：恒星、行星、衛(wèi)星、星云、流星、彗星、星際空間的氣體和塵埃，這些統(tǒng)稱天體。如：地球是行星、太陽是恒星、月球是地球的衛(wèi)星。3、天體系統(tǒng)－－天體的存在形式宇宙中的天體處于不斷的運動之中，天體之間相互吸引和相互繞轉(zhuǎn)，形成天體系統(tǒng)。目前人們認(rèn)識到的天體系統(tǒng)，按由小到大或由低到高的排列，有以下幾個層次：地球月球地月系其他七大行星小行星太陽千萬顆恒星太陽系銀河系河外星系總星系（宇宙）目前用最大的望眼鏡能觀測到的宇宙范圍為150億－200億光年。宇宙是浩大無垠的，有人作過計算，以18.6萬英里／秒（29.93萬千米／秒）的速度作太空飛行，從地球到太陽需要8分鐘；從太陽到銀河中心需要3.3萬年；若繼續(xù)穿行前行，想到宇宙深處，則需要10億年、百億年……。4、宇宙中的地球

16世紀(jì)以前，人們以為地球是宇宙的中心，日月星辰都繞著地球運動。（地心說）16世紀(jì)40年代哥白尼提出“日心說”，認(rèn)為地球不是宇宙中心，而是繞著太陽公轉(zhuǎn)的一顆小小行星，與太陽相距1.496億千米。作為太陽系的行星，地球本身并不發(fā)光，它的光、熱、能量主要來自太陽，在太陽系的八大行星中，地球的質(zhì)量、體積、平均密度、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動有自己的特點，但并不特殊,為什么只有它出現(xiàn)包括人類在內(nèi)的生命現(xiàn)象？這與地球所處的宇宙環(huán)境以及本身的條件有著密切的關(guān)系。地球存在生命的物質(zhì)條件及原因（2）地球的宇宙環(huán)境4、光照穩(wěn)定

—太陽的穩(wěn)定1、適宜的溫度

—日地距離遠(yuǎn)近適中

5、空間運行軌道比較安全

—大小行星各行其道2、適合生物呼吸的大氣

—體積質(zhì)量適中3、充足的水分

—原始海洋的形成（1）地球本身的物質(zhì)條件(二)地球的物理環(huán)境要素1、大氣：地球的四周包圍著厚厚的一層“被子”－大氣，科學(xué)家們稱之為大氣圈。人類就住在這層大氣的底部，這看不見、摸不著的大氣圈，發(fā)生著種種有趣的自然現(xiàn)象，為人類的生存提供了可靠的保障，好象地球的外衣，阻擋了來自宇宙及太陽的有害輻射，保護(hù)著地球上的生命；大氣還是自然界最活躍的組成要素，對地球表面的自然環(huán)境具有重大而深刻的影響。

（1）大氣的組成地球上的大氣是由各種各樣的氣體組成的混合物，并且各種氣體的含量和作用各異。其中低層大氣是由干潔空氣、水汽和懸浮在大氣中的固體雜質(zhì)三部分組成，被稱為大氣的三大要素。成云致雨的必要條件主要成分次要成分水汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；對地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件；對地面保溫大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO2大氣各成分的作用（2）大氣的垂直分層

對流層平流層對流旺盛近地面，緯度不同厚度變；高度增來溫度減，只因熱源是地面；天氣復(fù)雜且多變，風(fēng)云雨雪較常見氣溫初穩(wěn)后升熱只因?qū)又谐粞醵嗨搅鲃犹鞖夂酶呖诊w行很適合上冷下熱高空對流電離層高層大氣電離層能反射無線電波，對無線電通訊有重要作用

地球不同于其它行星的主要特征之一，是地球有豐富的水。地球上的水，分布廣泛，全球約有四分之三的面積覆蓋著水，因而地球有“水的行星”之稱。水的出現(xiàn)從根本上改變了地球環(huán)境的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使生命物質(zhì)的孕育和發(fā)展成為可能，被稱為“生命之源”水是地球上人類和一切生物得以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類在生活和生產(chǎn)中，都不能缺少水。

2、水海洋水（97.47%）1231湖泊咸水和地下咸水45678910淡水2.53%其中1、冰川2、地下淡水3、其他淡水4、永久凍土5、湖泊淡水6、土壤水7、大氣水8、沼澤水9、河水10、生物水世界水儲量（100%）

水圈的構(gòu)成水是地球上唯一能同時以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形式存在的物質(zhì)，它們分布于海洋、陸地及大氣中，形成各種水體（海洋、湖泊、沼澤、河流、冰川和極地冰雪），并共同組成了水圈。水圈是一個連續(xù)不規(guī)則的圈層。水的形態(tài)不同，表現(xiàn)出的活躍性、地理分布、對地球生命的影響也不一樣。（1）氣態(tài)水氣態(tài)水?dāng)?shù)量上微不足道，但由于它循環(huán)周期短，變換速度快，其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的數(shù)量。大氣水汽含量隨地球緯度的變化而變化，赤道最高，兩極最低，時間季節(jié)對大氣水汽的影響也很大。（2）固態(tài)水包括冰川、冰山、極地冰蓋、永久凍土中的水、高層大氣中的冰晶和降下來的雹雪等。固態(tài)水基本上是淡水，在淡水資源中占有極高的比例，達(dá)77%以上。固態(tài)水因凍結(jié)延長了水的交換周期，大量水源在特定空間固化，為地球生命提供了淡水儲備，也為世界許多河流提供了源源不斷的淡水，支持著一個又一個生態(tài)系統(tǒng)。

（3）液態(tài)水液態(tài)水有咸水、有淡水之分，包括河湖、地下、土壤水及生物含水、礦物結(jié)晶水在內(nèi)的液態(tài)淡水僅占0.65%，但它卻是滋潤地球萬物的“救命水”。液態(tài)水在地球上存在形式不同，替換周期不一樣。河川徑流盡管在地球總水量中分量不大，但因循環(huán)周期短，成為對地球生命包括人類影響最大的液態(tài)水。

徑流：大氣降水出除去損耗后，沿地面或地下運動的水流）地球上水的三種形態(tài)并不是固定不變的。

固態(tài)、液態(tài)水吸熱之后轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，與大氣混合，隨大氣環(huán)流運動，在適宜的條件下轉(zhuǎn)化為雨、雪、雹，重新回到液態(tài)和固態(tài)，回到地面、海洋。（在地球梯度力的作用下，降水在陸地以徑流的形式最終匯入大海，也有部分降水滲入地下成為地下水。淺層地下水或被植物吸收，或經(jīng)泉水入河；深層地下水則長期積淀，經(jīng)火山噴發(fā)或人類開發(fā)后才重新進(jìn)入循環(huán)）湖沼水河流水地下水冰川大氣水融化降雨降雪蒸發(fā)蒸發(fā)降雨凝結(jié)下滲豐水期枯水期豐水期枯水期3、土石（1）巖石圈－指的是地球表層30－40千米厚度的地殼?；蛘哒f巖石組成了固體地球的堅硬外殼－－地殼。巖石圈的作用：a、巖石是形成地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)，構(gòu)成陸地和地殼，是陸上生命及人類生存的牢固基礎(chǔ)。b、巖石中的無機礦物質(zhì)，是生命過程極重要的養(yǎng)分貯蕆所，暴露于地表的巖石成為這些養(yǎng)分物質(zhì)和生命元素的原始來源。c、巖石提供給我們所需的各種礦產(chǎn)資源。

（2）土壤－指陸地表面及海水和淡水底層具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層。

肥力－就是土壤能不斷供應(yīng)和調(diào)節(jié)植物生長過程中所需要的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量的能力。各種作物都是在土壤里扎根立足，并通過根部從土壤里取得養(yǎng)分和水分，才能生長繁茂。人們飼養(yǎng)的動物，也必須以植物為飼料，沒有土壤也就沒有農(nóng)業(yè)。

據(jù)考察，巖石風(fēng)化成土壤母質(zhì)需上萬年、甚至數(shù)十萬年時間，土壤母質(zhì)變成可耕熟地也要數(shù)年，甚至數(shù)十年時間。因此，土壤是地球最為稀缺的資源，同時還是一種可以永續(xù)利用的可再生資源，在人們合理的經(jīng)營和管理下，土壤肥力不僅不會因利用而耗損下降，反而會得到改良和提高。如，農(nóng)業(yè)土壤--保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)--因為人類長期不斷耕作和培育的結(jié)果。不同氣候下發(fā)育著不同土壤，生長著不同的植物。二、地球生態(tài)系統(tǒng)（一）地球生命的起源地球上最初有沒有生命?最早出現(xiàn)的生命是怎樣的?我們不能親自觀察,難以得到直接的證據(jù)……因此,關(guān)于生命的起源可以通過有關(guān)的研究進(jìn)行科學(xué)推測。有關(guān)生命起源的幾種假說1、神創(chuàng)論2、自然發(fā)生論3、宇生說4、熱泉生態(tài)系統(tǒng)5、化學(xué)起源說1、神創(chuàng)論上帝創(chuàng)造萬物，最后造人——圣經(jīng)的故事。

中國的傳說女媧在七日中每日造一生物的故事有關(guān)。正月初一是雞日，初二是狗日，初三是羊日，初四是豬日，初五是牛日，初六是馬日，初七是人日，初八是谷日，初九是天日，初十是地日。

2、自然發(fā)生論生物是從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來的：

腐草化螢(ying)

腐肉生蛆（qu)

淤泥生鼠

斯巴蘭讓尼的實驗證明腐肉不能生出蒼蠅——否定了“自然發(fā)生論”。3、宇生論地球上生命來自宇宙空間別的星球彗星隕石坑1969年澳大利亞麥啟遜鎮(zhèn)的隕石小行星撞擊地球（想象圖）當(dāng)你仰望夜空的繁星時，你可能會想，除了地球上有人類之外，其他星球是否也有有智慧的生命體？不明飛行物（UFO）頻繁出現(xiàn)，但不明飛行物是外星人光顧地球，還是目前還不能解釋的自然現(xiàn)象呢？這無疑激起了人類探索地球外生物的極大興趣。位于板塊結(jié)合地帶的深海熱泉中，有自養(yǎng)型古細(xì)菌，能利用能量將無機物轉(zhuǎn)化成有機物（根據(jù)距今34億年前南非燧石層發(fā)現(xiàn)的藍(lán)細(xì)菌化石推測）4、熱泉生態(tài)系統(tǒng)5、化學(xué)起源說

認(rèn)為生命是在漫長的宇宙進(jìn)化中發(fā)生的，是宇宙進(jìn)化到某一階段的產(chǎn)物。太陽輻射火山爆發(fā)雷鳴電閃使簡單小分子合成復(fù)雜的稍大分子有機酸、氨基酸、單糖、脂類、嘌呤、嘧啶、核苷酸等等提供能量1從原始大氣的無機物到簡單有機物，隨著地表的冷卻，水的積累，在原始海洋中和大氣中，出現(xiàn)一批簡單的小分子。雷電可能為化學(xué)進(jìn)化提供能量實驗說明,原始地球上盡管不能形成生命,但能形成構(gòu)成生物體的有機物。1953年芝加哥大學(xué)米勒的模擬實驗

在原始海洋的岸邊,巖石,沙土的表層,有機小分子沉積,吸收能量,聚集成大分子聚合物,再形成多分子體系。

簡單的有機物匯集到原始海洋中,形成復(fù)雜的有機物。2

這一階段是生命起源過程中最復(fù)雜和最有決定意義的階段。大約在地球形成以后的10億年左右,才有生命的出現(xiàn).目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。3

原始海洋中有機物不斷相互作用,逐漸形成了原始生命。思考：1、原始地球上存在生命嗎？說出理由。不存在。因為沒有生命可以存在的環(huán)境。2、你認(rèn)為在現(xiàn)在的環(huán)境條件下，地球上會不會再形成原始生命？為什么？不會再形成原始的生命了。因為不存在原始生命形成時所需要的環(huán)境條件，如原始大氣、高溫、持續(xù)不斷的雷電等。另外，現(xiàn)在海洋成分也發(fā)生了變化。（二）地球生態(tài)系統(tǒng)1、生態(tài)系統(tǒng)的概念－－生物（包括植物、動物、微生物和人類）與它賴于生存的環(huán)境之間通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動相互作用、相互依存而構(gòu)成的一個有機整體。2、生態(tài)系統(tǒng)的組成（1）生態(tài)系統(tǒng)中的非生物成分指由非生命物質(zhì)構(gòu)成的無機環(huán)境，如太陽輻射能、空氣、水及巖石、土壤等。它們是生物賴以生存的物質(zhì)和能量的源泉，并共同構(gòu)成大氣、水和土壤環(huán)境，成為生物活動的場所。（2）生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分（三大基本類型）包括生產(chǎn)者、消費者、還原者。3、食物鏈與食物網(wǎng)薔薇花叢中的生物：有些什么生物？小草蚜蟲瓢蟲落葉蚯蚓小鳥薔薇蚜蟲瓢蟲小鳥落葉蚯蚓小鳥小草蚜蟲瓢蟲小鳥生物之間存在的這種像鏈環(huán)一樣的食物關(guān)系，叫做食物鏈。誰被誰吃花叢中的生物，它們之間有著什么樣的食物關(guān)系？試按“誰被誰吃”的順序排列這種關(guān)系。

食物鏈：在自然界中，植物所固定的能量通過一系列的取食和被取食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，我們把生物之間存在的這種傳遞關(guān)系稱為食物鏈。（1）食物鏈通常從綠色植物開始，到兇猛的肉食動物終止。（2）食物鏈中能自己制造食物的生物叫生產(chǎn)者（綠色植物），直接或間接消費別人制造的食物的生物叫做消費者（各種動物）。（3）依靠分解動植物的排泄物和尸體取得營養(yǎng)物質(zhì)和能量，同時將養(yǎng)分從機體中釋放出來，返回地球無機環(huán)境，供“生產(chǎn)者”再利用叫還原者。

誰被誰吃

薔薇蚜蟲瓢蟲落葉蚯蚓小鳥小草薔薇花叢中的幾條食物鏈我們還可以寫成：食物網(wǎng)圖中有

條食物鏈，貓頭鷹屬于第

營養(yǎng)級。93456

食物網(wǎng)：各個食物鏈之間的關(guān)系，都不是簡單的直線關(guān)系，它們之間相互聯(lián)系、相互交叉，形成了一個縱橫交錯的網(wǎng)絡(luò)。人們把這種食物鏈網(wǎng)絡(luò)稱為“食物網(wǎng)”。一般認(rèn)為，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)就越容易保持穩(wěn)定的狀態(tài)，而食物網(wǎng)越簡單，生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動和毀滅。

假如在一個島嶼上只活著草、鹿和狼。在這種情況下，鹿一旦消失，狼就會餓死；如果除了鹿以外還有其他的食草動物（?；蛄缪颍?，那么鹿一旦消失，對狼的影響就不會很大。相反，如果狼首先絕滅，鹿的數(shù)量就會因失去控制而急劇增加，草就會遭到過度啃食，結(jié)果鹿和草的數(shù)量都會大大下降，甚至?xí)瑲w于盡；如果除了狼以外還有另一種肉食動物存在，那么狼一旦滅絕，這種肉食動物就會增加對鹿的捕食壓力而不致使鹿群發(fā)展得太大，從而就有可能防止生態(tài)系統(tǒng)的崩潰，使其保持穩(wěn)定的狀態(tài)。（1）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動:是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。生物之所以成為生物，就在于他有生命，而生命來自于運動……生態(tài)系統(tǒng)中不斷進(jìn)行著能量流動和物質(zhì)循環(huán)。當(dāng)我們投身于大自然的時候，常常會看到鳥兒在空中飛，牛羊在地上跑，魚兒在水里游。這些生物的活動的能量都是來于自太陽輻射。太陽輻射只有1%左右被綠色植物所利用，但它卻是生態(tài)系統(tǒng)全部能流的“源頭活水”，是一切生物得于生存的根本條件。4、生態(tài)系統(tǒng)的功能

生產(chǎn)者（植物）

一級消費者（草食性動物）二級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級能量在生態(tài)系統(tǒng)中是如何傳遞和散失的？

1%能量在第一營養(yǎng)級中的變化生產(chǎn)者（植物）一級消費者（草食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸1%能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動的過程生產(chǎn)者（植物）一級消費者（植食性動物）二級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）分解者呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸1%思考：A、能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)中的？（1）生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量來自哪里？（2）太陽能是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)中的？a.能量的源頭:太陽輻射能b.起點:從生產(chǎn)者固定太陽能開始c.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產(chǎn)者固定的太陽能總量（1%）d.渠道:食物鏈和食物網(wǎng)e.能量散失的形式:熱能

綠色植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成有機分子的化學(xué)能。當(dāng)食草動物吃植物時，這種能量就轉(zhuǎn)移到食草動物的身體中，當(dāng)食肉動物吃食草動物時，又轉(zhuǎn)移到食肉動物的身體中，最后由腐生生物動植物殘體分解，歸還到環(huán)境中。太陽能沿著食物鏈（網(wǎng)）在生態(tài)系統(tǒng)中流動的過程中，綠色植物所獲得的能量，并沒有全部被食草動物利用。因為綠色植物的根系、莖桿、果殼、以及枯枝落葉等部分組織，往往不能被食草動物所采食，而且采食部分還有不能被消化而作為糞便排除體外的部分。由于這些原因，食草動物利用的能量，一般僅為綠色植物所含總量的1∕10左右。同樣道理，肉食動物所利用的能量，一般為食草動物總量的1∕10左右。這就不難看出：能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動是越來越少，所能供養(yǎng)的動物數(shù)量也應(yīng)該越來越少。一般說來地，能量沿著綠色植物食草動物一級肉食動物二級肉食動物逐漸流動，而后者所獲得的能量大體等于前者所含能量的1∕10，這就是說，在能量流動過程中約有9∕10的能量被損失掉。這種數(shù)量關(guān)系是由美國生態(tài)學(xué)家林德曼創(chuàng)建的十分之一定律按照這條規(guī)律，為了滿足食物鏈（網(wǎng)）中各個營養(yǎng)級對能量的需要，在食物鏈中，生物的數(shù)量隨營養(yǎng)級的上升而呈遞減趨勢，從而形成金字塔結(jié)構(gòu)，這就是“生態(tài)金字塔”。能量金字塔如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來，是不是也是金字塔形？想一想：生態(tài)金字塔●生物量金字塔1000kg100kg10keg1kg浮游動物魚浮游植物一個生長發(fā)育中的青少年，要增加1千克體重的話，需要吃10千克的魚。最終相當(dāng)于吃掉1000千克的浮游植物。1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？

遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體有機物）中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機環(huán)境中，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。2、流經(jīng)某個生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中來？不能，

a、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的。

b、能量在流動過程中逐級遞減。思考：（2）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)是不斷運動著的，與能量流動不同，這種運動不是物質(zhì)的單向流動，而是周而復(fù)始的物質(zhì)循環(huán)。①水循環(huán):指自然界的水在水圈、大氣圈、巖石圈、生物圈四大圈層中通過各個環(huán)節(jié)連續(xù)運動的過程，是自然環(huán)境中主要的物質(zhì)運動和能量交換的基本過程之一。它包括水分蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水和徑流四個環(huán)節(jié)。A、海陸間循環(huán):指海洋與陸地之間。B、陸地內(nèi)循環(huán)：陸地與陸地上空之間。C、海上內(nèi)循環(huán)：海洋與海洋上空之間。海陸間循環(huán)陸地內(nèi)循環(huán)海上內(nèi)循環(huán)水循環(huán)的意義地球上各種水體通過蒸發(fā)和植物蒸騰、水汽輸送、降水、下滲、地表徑流和地下徑流等一系列過程和環(huán)節(jié)，把大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈有機地聯(lián)系起來，構(gòu)成一個龐大的水循環(huán)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，水在連續(xù)不斷地運動、轉(zhuǎn)化，使地球上各種水體處于不斷更新狀態(tài)。

②碳循環(huán)（它主要以二氧化碳的形式儲存于大氣之中）綠色植物通過光合作用，吸收空氣中的二氧化碳、與水形成碳水化合物，再經(jīng)食草動物、肉食動物和人的取食過程中，這些碳水化合物沿著食物鏈逐級移動，并轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌蓟衔?；植物、動物和人的殘體或尸體及排泄物經(jīng)過微生物的分解，釋放出二氧化碳，重新返回大氣之中。此外，人、動物和大部分植物的呼吸，木材、煤炭、石油的燃燒等等，也使二氧化碳返回大氣中。這些返回大氣的二氧化碳，又重新被植物所吸收，開始新的循環(huán)。碳循環(huán)③氮循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中氮的循環(huán)，主要依賴于具有固氮能力的生物固氮作用。如：根瘤菌首先將空氣中的游離氮轉(zhuǎn)變成氮的氧化物，再經(jīng)過硝化細(xì)菌的硝化作用，轉(zhuǎn)為亞硝酸鹽或硝酸鹽，才能被植物所吸收。植物吸收亞硝酸鹽或硝酸鹽后，合成了生命物質(zhì)蛋白質(zhì)。于是，氮就以蛋白質(zhì)的形式，沿著食物鏈在生物之間轉(zhuǎn)移，生物在新陳代謝過程中，一部分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為含氮廢物（尿、尿酸等）被排到土壤中；另外，植物殘體和動物尸體所含的蛋白質(zhì)，被分解者分解后，形成氨、銨鹽和氮氣，氨、銨鹽進(jìn)入土壤中，氮氣返回到大氣中。這些進(jìn)入土壤和返回大氣的氮，又開始新的循環(huán)。

人類活動影響氮的循環(huán)過程，首先是人為固氮作用，即氮肥的生產(chǎn)和應(yīng)用、大規(guī)模種植豆科植物等具有生物固氮能力的作物以及燃燒礦物燃料生成一氧化氮和二氧化氮。其次，施用氮肥的農(nóng)田排出的地面徑流，以及城市和農(nóng)村的生活污水把大量的氮排入河流、湖泊和海洋，引起水域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生一系列變化，使藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水質(zhì)混濁缺氧。同時，藍(lán)藻分泌毒素到水中，使魚類、貝類難以生存。這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華，在海中則稱赤潮。這都是水域富營養(yǎng)化所造成的環(huán)境問題。5、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定

生物種類組成、種群數(shù)量、種群分布及與具體地理環(huán)境間的聯(lián)系使地球生態(tài)各子系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相互區(qū)別，并表現(xiàn)在功能上的差異。首先是生產(chǎn)力功能，即通過食物鏈，經(jīng)過能量、物質(zhì)的輸入、輸出，系統(tǒng)所帶來的生物產(chǎn)量。實踐證明：不同的生態(tài)系統(tǒng)在生物產(chǎn)量上差別極大。其次是恢復(fù)功能，即對外部沖擊或環(huán)境變異引起的破壞進(jìn)行自我調(diào)節(jié)和修復(fù)的能力。一般講，所有自然生態(tài)系統(tǒng)都有自我調(diào)節(jié)和修復(fù)的功能。但不同結(jié)構(gòu)與環(huán)境下的生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和修復(fù)能力存在天壤之別，熱帶雨林恢復(fù)能力最強，干旱荒漠地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)一旦遭到破壞，幾乎無法自我恢復(fù)。

現(xiàn)代生態(tài)學(xué)告訴我們：一個正常運行的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，能量和物質(zhì)的輸入、輸出基本相等，生產(chǎn)過程和消費、分解過程基本平衡的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的這種狀態(tài)常被稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)并不是靜止的，而是處于不斷變化發(fā)展之中的相對穩(wěn)定，它取決于生態(tài)系統(tǒng)的自我維持和自我調(diào)節(jié)功能。在一個自然系統(tǒng)內(nèi)，有許多對立的因素在起作用。如：當(dāng)旱季來臨時，非洲草原的草開始枯萎，這時以草為食的斑馬、羚羊、長頸鹿遷徙他鄉(xiāng)，草原鼠類因營養(yǎng)缺乏繁殖力下降，減輕了對草原的壓力；當(dāng)雨季來臨時，干旱解除，草被得到恢復(fù)和發(fā)展，這時草原鼠類大量繁殖，食草動物重返故地，兇猛的獅、豹食肉動物尾隨而來。就是這種機制，調(diào)節(jié)和維持了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。然而生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的，干擾超出了一定的限度，調(diào)節(jié)就不起作用，以致生態(tài)系統(tǒng)無法通過自我調(diào)節(jié)來恢復(fù)其相對穩(wěn)定狀態(tài)，這就是人們常說的生態(tài)平衡失調(diào)。

影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的因素很多，包括自然因素和人為因素?；鹕絿姲l(fā)、地震等可在瞬間使生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，甚至毀滅。然而，在自然條件下，即使生態(tài)系統(tǒng)受到了較嚴(yán)重的干擾，也總是會自發(fā)地通過群落演替，恢復(fù)原先的穩(wěn)定狀態(tài)，重建失去了的生態(tài)平衡，只是所需的時間，要比受輕微干擾的長。少則兩年，多則可達(dá)幾百年以至上千年。除了火山爆發(fā)、地震等自然因素外，因人類的不合理活動而引起的環(huán)境變化是造成生態(tài)平衡失調(diào)的最重要原因。如：1991年發(fā)生在華東地區(qū)的特大洪水災(zāi)害，與大片森林被毀，歷史上形成的穩(wěn)定的水分循環(huán)、大氣流動和土壤條件被破壞有關(guān)，最終導(dǎo)致生態(tài)平衡失調(diào)。由此可見，自然界中，一切生物都是與周圍的環(huán)境同處于一個生態(tài)系統(tǒng)里，它們既相互依存，又相互制約，都隨著自然生態(tài)的發(fā)展而發(fā)展。所以，只有調(diào)節(jié)好生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分的關(guān)系，遵循大自然的規(guī)律，在生態(tài)系統(tǒng)平衡的基礎(chǔ)上，生態(tài)系統(tǒng)的功能才能正常發(fā)揮，使自然界最大可能地維持人類的發(fā)展，造福于子孫后代；否則不僅指望不了生物產(chǎn)量，還會導(dǎo)致系統(tǒng)退化、失靈，釀成災(zāi)難性的后果。第二節(jié)人類社會的發(fā)展與地球生態(tài)系統(tǒng)一、人類給地球生態(tài)系統(tǒng)帶來的影響（一）食物鏈終端角色的變換改變了生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的方向人類作為“消費者”，與其他動物本質(zhì)上并無兩樣，離不開從自然環(huán)境獲取物質(zhì)、能量，為了種群的繁衍，也要生兒育女。但人類畢竟不是一般的動物，除了生物屬性，人還有社會性的一面，通過相互間的交往、協(xié)作，學(xué)會了制造和使用工具，使自己以其他動物所不及的方式向自然環(huán)境索取生活資料。人類出現(xiàn)以后，處于食物鏈終端環(huán)節(jié)或“生態(tài)金字塔”頂級位置的兇猛動物遇到了人類社會的挑戰(zhàn)，并最終讓位于人類社會，使人類登上了“生態(tài)金字塔”至高無上的寶座。“萬物皆備于我”，一切可利用的動物與植物成了人類社會發(fā)展的“資源”，且無須擔(dān)心其他生物對自己生存的威脅，不會再有其他生物與人爭位。這種改變，使生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者與消費者及通過食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行的能量流和物質(zhì)流原有的自然秩序與方向不得不為人類的生存服務(wù)。（二）人工環(huán)境的出現(xiàn)使地球生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜

隨著人口數(shù)量的增加及人類社會生產(chǎn)力水平的提高，自然生態(tài)系統(tǒng)按部就班的狀態(tài)已不適應(yīng)人類發(fā)展的需要。為了達(dá)到自己的目的，人類已不滿足于直接利用原始的自然條件獲取物質(zhì)與能量，而要改造自然環(huán)境，使生態(tài)系統(tǒng)按照人類的要求提供物質(zhì)產(chǎn)品。處于干預(yù)中的自然生態(tài)系統(tǒng)食物鏈（網(wǎng)）上的物質(zhì)與能量流動被人為地強化。不僅如此，還建立了各種形式的人工生態(tài)系統(tǒng)，以取代自然生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)與人工生態(tài)系統(tǒng)對比中心紐帶能量流動的基本物質(zhì)形式自然生態(tài)系統(tǒng)生物食物鏈?zhǔn)澄镄螒B(tài)的物質(zhì)人工生態(tài)系統(tǒng)人滿足人類社會的需要食物和非食物形態(tài)的物質(zhì)（三）科學(xué)價值觀的扭曲加深了人類與自然界的矛盾源于工具的發(fā)明與使用，人類依靠科學(xué)技術(shù)上的成就改變了自己，也改變著自然界的一切。使生態(tài)系統(tǒng)能量與物質(zhì)流動的效率大大提高，自然資源以難以想象的速度與規(guī)模進(jìn)入人類設(shè)計好的經(jīng)濟(jì)圈和生活圈。真理和謬誤有時是同時存在的?，F(xiàn)實生活中科學(xué)技術(shù)與自然界的關(guān)系往往被扭曲，科學(xué)技術(shù)成了侵占、掠奪自然界的武器。大片原始森林被砍伐，大量海洋生物被捕食、大批陸生植被被毀壞、文明世界靠“剝削”自然界獲得繁榮，技術(shù)圈靠“蠶食”生物圈得到發(fā)展。人在自然界面前變得越來越陌生，兩者的矛盾日漸加深。自然資源的萎縮，環(huán)境污染的加劇表明生態(tài)系統(tǒng)能量和物質(zhì)的輸入、能量流和物質(zhì)流的循環(huán)正出現(xiàn)故障。因此，人類在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中，不能只關(guān)心有多少物質(zhì)財富而忽視自然生態(tài)，否則，整個生物圈結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)的功能遭到完全破壞，受威脅的不只是其他生物，人類社會的存在和發(fā)展也將成為問題。二、工業(yè)革命前的人類與自然界（一）史前人類的生存斗爭史前社會通常指人類的蒙昧、野蠻時代。這一時代始于200－300萬年前，終于公元前5000年左右，歷近300萬年。人類的生存方式主要是采集和狩獵，以大對自然的粗獷式掠奪滿足自己生命的起碼需求。因為改造、征服自然的能力極小，人類嚴(yán)重依賴于自然。（舊石器時代）到距今1萬年前后，人類制造的石器有了更大的進(jìn)步，其精細(xì)、稅利程度為以往所不及，（新石器、新石器時代時代）。新石器時代被認(rèn)為是人類走向文明社會的關(guān)鍵時期。人類發(fā)現(xiàn)了對成熟種子的栽培和利用，使人類的生活從飄零不定環(huán)境轉(zhuǎn)向定居生活；人類學(xué)會了制造火，利用火來燒制陶器、冶煉金屬，石器時代進(jìn)入金屬時代（初始為青銅器時代）。（二）文明時代人類社會的發(fā)展人類的文明時代是從奴隸社會開始的。在奴社隸社會以前的漫長時期，人類一直過著沒有文字的愚昧生活。隨著社會生產(chǎn)力水平的提高，社會有了剩余產(chǎn)品，并由此引起了社會分工與產(chǎn)品交換，產(chǎn)生了對科學(xué)文化的需要，進(jìn)而出現(xiàn)了文字與科學(xué)的繁榮。我國的甲骨文字、兩河流域的楔形文字、古印度的象形文字和古埃及文字是迄今發(fā)現(xiàn)的世界最古老的文字。到了封建社會，冶鐵技術(shù)的成熟，標(biāo)志著人類社會的生產(chǎn)力又提高到了一個新的水平。江蘇六合程橋發(fā)掘出的一塊春秋時期的生鐵是我國迄今出土的最古老的鐵器；水利技術(shù)的使用是這一時期的又一成就。(公元前300年，川西平原的都江堰水利樞紐）

手工業(yè)生產(chǎn)也有巨大的進(jìn)步，早在4000年前，我國的勞動者就已學(xué)會栽桑養(yǎng)蠶，到唐代絲織品種已發(fā)展到包括綾、羅、錦、綺在內(nèi)的數(shù)十個品種；制陶已成為獨立的生產(chǎn)部門，并完成了由陶到瓷的轉(zhuǎn)變。我國唐代的白瓷在技藝上甚至接近現(xiàn)代高級細(xì)瓷的水平，唐三彩至今譽滿全球；到宋代，采礦、冶煉、制鹽、紡織、陶瓷、造紙、印刷、漆器等多方面無論質(zhì)量、數(shù)量、規(guī)模都已達(dá)到空前的水平。三、工業(yè)革命后的人類與自然界

（一）工業(yè)革命的歷史性成就

工業(yè)革命又稱產(chǎn)業(yè)革命，指18世紀(jì)中至19世紀(jì)，發(fā)生在歐、美主要資本主義國家的以機器生產(chǎn)代替手工勞動的變革。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工勞動已滿足不了人們的需要。人類不得不對自己的生產(chǎn)工具作進(jìn)一步改進(jìn)。這種努力在商品與交換較為發(fā)展的歐、美國家尤為明顯。特別是英國，市場對棉織品的需求與手搖紡車的矛盾相當(dāng)突出（這種紡車僅有一個錠子，只能搖一根線，生產(chǎn)效率極低）。為此，木匠哈格里夫斯發(fā)明了能同時帶動16－18個紗錠的手搖紡車－－“珍妮機”；工匠阿克萊特制成了水力紡紗機。但動力問題一直未能很好地解決。英國年輕的發(fā)明家瓦特花了十多年工夫，經(jīng)過無數(shù)次實驗，改造了當(dāng)時已經(jīng)存在的原始蒸汽機，使其作為機械動力登上了歷史舞臺。（第一次技術(shù)革命）

19世紀(jì)中期以后，科學(xué)技術(shù)又有了新的進(jìn)步。出現(xiàn)了馬丁煉鋼法和托馬斯煉鋼法，使鋼的產(chǎn)量、純度進(jìn)一步提高，并節(jié)約了煉鋼時間；苯胺染料的發(fā)明，鉀基肥料及硫酸和蘇打的發(fā)現(xiàn)，為現(xiàn)代大規(guī)模化學(xué)工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；發(fā)電機、內(nèi)燃機、蒸汽渦輪的發(fā)明為汽車、內(nèi)燃機車和飛機的問世創(chuàng)造了條件。更為重要的是，電作為一種可利用的能的形式，有了新的突破。（第二次技術(shù)革命）

（二）現(xiàn)代高新技術(shù)的輝煌第二次世界大戰(zhàn)后，原子能、激光、宇航、微電子技術(shù)和自動化技術(shù)使人類社會的生產(chǎn)能力與經(jīng)濟(jì)水平又一次上了新的臺階。（第三次技術(shù)革命）目前一場層次更高的產(chǎn)業(yè)革命正在醞釀。包括激光、新材料、新能源、微電子、生物工程、光導(dǎo)纖維、海洋開發(fā)、太空利用、納米技術(shù)等都有了突破性的發(fā)現(xiàn)，有的已投入使用，為人類社會的經(jīng)濟(jì)增長拓展了新的空間。這些技術(shù)一旦普遍使用，人類從事物質(zhì)生產(chǎn)的能力又將出現(xiàn)一次歷史性的飛躍。人與自然的關(guān)系也將面臨新的變化。

三次技術(shù)革命對工業(yè)發(fā)展的影響主要標(biāo)志主要工業(yè)部門第一次技術(shù)革命（18世紀(jì)60年代始）蒸汽機的發(fā)明和應(yīng)用棉紡織、鋼鐵第二次技術(shù)革命（19世紀(jì)70年代）電氣化

電子、化學(xué)、石油開采和加工、汽車、飛機制造

第三次技術(shù)革命（20世紀(jì)50年代)微電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用信息技術(shù)、生物工程、新能源、新材料（激光、高分子合成）、航天工業(yè)、核工業(yè)

第三節(jié)人類社會在發(fā)展問題上的寶貴探索一、可持續(xù)發(fā)展思想（一）可持續(xù)發(fā)展的提出可持續(xù)發(fā)展概念最早源于1972年聯(lián)合國人類環(huán)境會議。第一次明確提出可持續(xù)發(fā)展概念的是1980年制定《世界自然保護(hù)大綱》－－提出：應(yīng)該把資源保護(hù)與人類發(fā)展結(jié)合起來，“為使發(fā)展得以持續(xù)，必須考慮社會和生態(tài)因素,考慮生物及非生物資源基礎(chǔ)”。

對可持續(xù)發(fā)展理論的形成與推動起關(guān)鍵作用的是1983年成立的世界環(huán)境與發(fā)展委員會。該組織挪威前首相布倫特蘭夫人領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過世界范圍的專家900多天的緊張工作，于1987年向聯(lián)合國遞交了《我們共同的未來》的報告。

可持續(xù)發(fā)展提出的背景

1、全球人口逐漸增長：全世界人口在1650年—1950年的300年里僅增加20億，而在1950年—1990年的40年里竟增加了28億。

2、污染嚴(yán)重，疾病肆虐：全世界平均每年有580億立方米水資源被污染，200多萬人因飲用污水而死亡，并有數(shù)十億人因此致??；有10多億人生活在空氣嚴(yán)重污染的城市，其中30萬至70萬人提前死亡；每年有300多種生物滅絕；1000多萬公頃森林被毀壞；2000多萬公頃耕地和草原出現(xiàn)退化和沙化；600億噸表土被沖入江河湖海；全世界目前約有11億人處于不能維持溫飽的貧困線以下。

3、資源過度消耗，全球環(huán)境惡化：關(guān)鍵性非再生資源儲量急劇下降，石油危機、糧食危機、溫室效應(yīng)、南極臭氧洞加劇。（二）可持續(xù)發(fā)展的含義

1、從發(fā)展的自然屬性定義：國際生態(tài)學(xué)聯(lián)合會和國際生物科學(xué)聯(lián)合會：保護(hù)和加強環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)和更新能力。

2、從發(fā)展的社會屬性定義：國際自然保護(hù)同盟、聯(lián)合國際環(huán)境規(guī)劃署和世界野生生物基金會共同發(fā)表的《保護(hù)地球－－可持續(xù)生態(tài)戰(zhàn)略》中將其定義為：在生存于不超出維持生態(tài)系統(tǒng)承載能力的情況下，改善人類社會的生活質(zhì)量。

3、從發(fā)展的經(jīng)濟(jì)屬性定義：在保護(hù)自然資源的質(zhì)量和其所提供服務(wù)的前提下，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展的凈利益增加到最大限度。4、從發(fā)展的科技屬性定義：可持續(xù)就是轉(zhuǎn)向更清潔、更有效的技術(shù)，盡可能的接近“零排放”或“密閉式”工藝方法，以此減少能源和其他自然資源的消耗。5、《我們共同的未來》定義：“既滿足當(dāng)代人的需要，又不對后代滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”它有兩個基本點，一是必須滿足當(dāng)代人的需求，否則人類會無法生存、延續(xù)后代；二是今天的發(fā)展不能影響后代人滿足其需要的能力。（三）可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容

1、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展：可持續(xù)發(fā)展十分強調(diào)經(jīng)濟(jì)增長的必要性，而不是以環(huán)境保護(hù)為名取消經(jīng)濟(jì)增長，只是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)量與質(zhì)量的關(guān)系上更看重質(zhì)量，更關(guān)注以低消耗、高產(chǎn)出和清潔文明的生產(chǎn)消費替代傳統(tǒng)的“高投入、高消耗、高污染”的生產(chǎn)模式。2、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展：人類在謀求發(fā)展的過程中必須考慮自然生態(tài)的承受能力，不能逾越自然生態(tài)的承受力盲目地追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)量、速度。當(dāng)自然生態(tài)環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)失調(diào)甚至惡化的時候，必須采取有效措施拯救自然。

3、社會可持續(xù)發(fā)展：可持續(xù)發(fā)展強調(diào)社會公平是發(fā)展的內(nèi)在要素和環(huán)境保護(hù)得以實現(xiàn)的機制。（四）可持續(xù)發(fā)展的基本原則1、公平性原則強調(diào)追求兩個方面的公平：（1）保證本代人的公平，即代內(nèi)平等，給世界以公平的分配權(quán)與發(fā)展權(quán)，尤其要將消除貧困作為可持續(xù)發(fā)展的首要問題加以考慮。（2）代際間的公平，即世代平等，是當(dāng)代人與子孫后代對資源利用的公平。

2、持續(xù)性原則人類發(fā)展對自然資源耗竭速率須充分顧及資源的臨界性，以不損害支持地球生命的大氣、水、土壤、生物等自然生態(tài)系統(tǒng)為前提，使地球生態(tài)系統(tǒng)按照自己內(nèi)在規(guī)律永續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人類對自然資源的持續(xù)利用。3、共同性原則強調(diào)人類有共同的認(rèn)識、共同的責(zé)任感，采取全球共同行動實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的總目標(biāo)。

*4、需求性原則需求性原則表明可持續(xù)性發(fā)展的最終目的是滿足人類的需求。人類的需求既包括當(dāng)代人的需求，也包括子孫后代的需求。*5、公眾性原則指可持續(xù)發(fā)展必須有公眾的廣泛參與。

除了基本原則，可持續(xù)發(fā)展還有操作層面上3R原則，即減量化原則、再使用原則、再循環(huán)原則。（課本P27）二、可持續(xù)發(fā)展的國際行動（一）聯(lián)合國組織的行動1、組織層次不同的各種會議，研究資源、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)和發(fā)展問題，商討治理的對策?！笆澜绛h(huán)境日”－每年的6月5日2、設(shè)立了專門處理與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的國際組織。3、以決議、宣言和公約的方式引導(dǎo)世界走可持續(xù)發(fā)展之路。（二）地區(qū)及主要國家的行動因為經(jīng)濟(jì)水平與文化、文明的差別，世界對聯(lián)合國的倡導(dǎo)表現(xiàn)出不同的態(tài)度，就是同意聯(lián)合國意見的，也因國家利益的不同追求在支持力度上差別懸殊。

歷年世界環(huán)境日的主題（1974年-2010年）

1974年只有一個地球1975年人類居住1976年

水：生命的重要源泉1977年關(guān)注臭氧層破壞、水土流失、土壤退化和濫伐森林1978年沒有破壞的發(fā)展1979年為了兒童和未來－－沒有破壞的發(fā)展1980年新的10年，新的挑戰(zhàn)－－沒有破壞的污染1981年保護(hù)地下水和人類的食物鏈，防治有毒化學(xué)品污染1982年紀(jì)念斯德哥爾摩人類環(huán)境會議

10周年－－提高環(huán)境意識1983年管理和處置有害廢棄物，防止酸雨污染和提高能源利用率1984年防止沙漠化1985年青年、人口、環(huán)境1986年環(huán)境與和平1987年環(huán)境與居住1988年保護(hù)環(huán)境、持續(xù)發(fā)展、公眾參與1989年警惕全球變暖1990年兒童與環(huán)境1991年氣候變化－－需要全球合作1992年只有一個地球－－一起關(guān)心，共同分享1993年貧窮與環(huán)境－－擺脫惡性