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文檔簡介

1、環(huán)境學(xué)概論,第八章 資源與環(huán)境,所謂自然資源(natural resources)是指自然界中人類可以直接獲得的用于生產(chǎn)和生活的物資,它可分為三類:一是不可更新的資源(non-renewable resources,主要是礦物資源),如煤、石油、礦石等,它們需要經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代才能形成;二是可更新資源( non-renewable resources,主要是生物資源),如森林、草原、動(dòng)植物、土壤等,它們能在較短時(shí)間內(nèi)再生產(chǎn)出來或循環(huán)再現(xiàn);三是取之不竭的資源(生態(tài)資源ecological),如風(fēng)力、太陽能、氣溫、潮汐等,它們被利用之后,不會(huì)導(dǎo)致某地區(qū)貯存量的減少。,本章共有四部分內(nèi)容: 一、生

2、態(tài)學(xué)與環(huán)境保護(hù) 二、礦產(chǎn)資源與環(huán)境 三、生物資源與環(huán)境 四、生物多樣性及其保護(hù),第一節(jié) 生態(tài)學(xué)與環(huán)境保護(hù),對環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)和處理,必須運(yùn)用生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)和理論來分析,否則就不能得到正確的結(jié)論和制定恰當(dāng)?shù)膶Σ?。環(huán)境質(zhì)量的保持與改善以及生態(tài)平衡的恢復(fù)和再建,都依賴于人們對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的了解,進(jìn)而把生態(tài)學(xué)的原理應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)的工作中。,一、運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理全面考察人類活動(dòng)對環(huán)境的影響,生態(tài)學(xué)的一個(gè)中心思想是整體和全局的概念:不僅考慮現(xiàn)在,還要考慮將來;不僅考慮本地區(qū),還要考慮有關(guān)的其它地區(qū),也就是說,要在時(shí)間和空間上全面考慮,統(tǒng)籌兼顧。按照生態(tài)學(xué)的原則,對生態(tài)系統(tǒng)采取任何一項(xiàng)措施時(shí),該措施的性質(zhì)和

3、強(qiáng)度不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的忍耐極限或調(diào)節(jié)復(fù)原的彈性范圍,否則就會(huì)導(dǎo)致生態(tài)平衡的破壞,引起不利的環(huán)境后果。,二、利用生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力防治環(huán)境污染,(一)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力 生態(tài)系統(tǒng)具有不同水平的、比較復(fù)雜的調(diào)節(jié)能力。在環(huán)境污染的防治中,這種調(diào)節(jié)能力又稱為生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力。被污染的生態(tài)系統(tǒng)依靠其本身的自凈能力,可以恢復(fù)原狀,應(yīng)該盡量有目的地、廣泛地利用這種自凈能力來防治環(huán)境的污染。,(二)應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力進(jìn)行環(huán)境保護(hù) 關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)自凈能力在環(huán)境保護(hù)的應(yīng)用,在國內(nèi)外開展了大量的工作,并取得了很好的成績:例如水體自凈、植樹造林、土地處理系統(tǒng)等,都已收到明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。,三、解決近代城市

4、中的環(huán)境問題,(一)編制生態(tài)規(guī)劃 生態(tài)規(guī)劃又稱環(huán)境規(guī)劃,是指在編制國家或地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃時(shí),不是單純考慮經(jīng)濟(jì)因素,而是把它與地球物理因素、生態(tài)因素和社會(huì)因素等緊密結(jié)合在一起進(jìn)行考慮,使國家和地區(qū)的發(fā)展能順應(yīng)環(huán)境條件,不致使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡遭受重大破壞。,(二)進(jìn)行城市生態(tài)系統(tǒng)的研究 許多環(huán)境科學(xué)家認(rèn)為,充分利用生態(tài)學(xué)原則和系統(tǒng)論的方法,根據(jù)各種自然因素和人為的社會(huì)因素所構(gòu)成的社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合體來研究城市,也就是把城市作為一個(gè)特殊的、人工的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究,才能解決城市的環(huán)境問題。,四、綜合利用資源和能源,(一)生態(tài)工藝 生態(tài)工藝屬于無污染工藝,此種工藝不僅要求在生產(chǎn)過程中輸入的物質(zhì)和能量獲得最大限

5、度的利用,即資源和能源的浪費(fèi)最少,排出的廢棄物最少;而且使這些廢棄物完全能被自然界的動(dòng)植物所分解、吸收或利用;更重要的是,要求從整體出發(fā)來考慮問題,即注意整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)化,而不是分系統(tǒng)的最優(yōu)化。,造紙工業(yè)閉路循環(huán)工藝流程示意圖,(二)生態(tài)農(nóng)場 生態(tài)農(nóng)場是根據(jù)生態(tài)學(xué)原理建立起來的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,它可以因地制宜地利用不同的技術(shù),來提高太陽能的轉(zhuǎn)化率、生物能的利用率和廢棄物的再循環(huán)率,使農(nóng)、林、牧、副、漁以及加工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、商業(yè)等等都獲得全面的發(fā)展。,馬雅農(nóng)場的廢物循環(huán)途徑,菲律賓的馬雅農(nóng)場(Maya Farms)是一個(gè)典型的生態(tài)農(nóng)場,它由莊稼地、豬場、牛場、飼料加工廠、沼氣場以及其他農(nóng)牧產(chǎn)品

6、加工廠、污泥處理池和養(yǎng)魚池等組成。,五、污染生態(tài)學(xué)及其研究,(一)闡明污染物質(zhì)在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 污染物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境后,不是靜止不變的,不但水流能把污染物質(zhì)從受污染的地區(qū)攜帶到未受污染的地區(qū),而且植物(或水生生物)也能從土壤(或水)中吸收殘留物,然后轉(zhuǎn)移到整個(gè)體內(nèi)。動(dòng)物食取這些植物時(shí),也接受了這些污染物質(zhì),這就是說,隨著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和食物鏈的復(fù)雜生態(tài)過程,污染物質(zhì)不斷遷移、轉(zhuǎn)化、積累和富集。,(二)環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測和生物評價(jià) 環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測手段,在目前主要是化學(xué)監(jiān)測和儀器監(jiān)測,其優(yōu)點(diǎn)是速度快,對單因子監(jiān)測的準(zhǔn)確率高。但也存在兩個(gè)弱點(diǎn):一是有些儀器還不能連續(xù)進(jìn)行測定;二是化學(xué)監(jiān)測和儀器

7、監(jiān)測只能測定某一污染物質(zhì)的污染狀況,而實(shí)際環(huán)境中往往都是多種污染物質(zhì)造成的綜合污染。 生物監(jiān)測在某種程度上彌補(bǔ)了上述不足,所謂生物監(jiān)測,就是利用生物對環(huán)境中污染物質(zhì)的反映,也就是用生物在污染環(huán)境下所發(fā)生的信息,來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。,目前,國內(nèi)外已廣泛利用生物對環(huán)境尤其是大氣和水體進(jìn)行監(jiān)測和評價(jià),主要有兩種應(yīng)用: 利用植物對大氣污染進(jìn)行監(jiān)測和評價(jià) 許多植物對于工業(yè)排放的有毒物質(zhì)十分敏感,當(dāng)大氣受到有毒物質(zhì)污染時(shí),它們就產(chǎn)生了“癥狀”而輸出某種信息。據(jù)此可判斷污染物質(zhì)的種類并進(jìn)行定性分析,還可以根據(jù)受害的輕重和受害面積大小,判斷污染的程度而進(jìn)行定量分析。 此外,還可以根據(jù)葉片中污染物質(zhì)的

8、含量、葉片解剖構(gòu)造的變化、生理機(jī)能的改變、葉片和新梢生長量、年輪等等,鑒定大氣的污染程度。,利用水生生物監(jiān)測和評價(jià)水體污染 ()污染生物體系法:這是比較普遍采用的方法。由于各種生物對污染的忍耐力不同,在污染程度不一的水體中,就會(huì)出現(xiàn)不同的生物種群而構(gòu)成不同的生物體系。因此,根據(jù)各個(gè)水域中生物體系的組成,可以判斷水體的污染程度。,不同污水中的生物體系和指示生物,()指示種法:即利用某種生物在水中數(shù)量的多少和生理反應(yīng)等生物學(xué)特性,來判斷該水域受到污染的程度。此處用于指示水體污染的生物,稱為指示種或指示生物。例如美國對伊利湖污染的調(diào)查,就是利用湖中指示生物顫蚓的數(shù)量作為指標(biāo),進(jìn)行湖水質(zhì)量評價(jià)的。湖水

9、中顫蚓的數(shù)量與湖水受污染程度的關(guān)系為:,(三)為環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定提供依據(jù) 為了切實(shí)有效地加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作,對已經(jīng)污染的環(huán)境進(jìn)行治理,并且對尚未污染的環(huán)境加強(qiáng)保護(hù),就必須制定國家和地區(qū)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)主要包括下述三大部分:,()空氣標(biāo)準(zhǔn) ()水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ()土壤標(biāo)準(zhǔn),每一部分標(biāo)準(zhǔn)又可分為,環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 污染源排放標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)等,為了確定允許的污染物濃度,要求得綜合研究污染物濃度與人體健康和生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系的資料,并進(jìn)行相關(guān)分析,它們的關(guān)系為:,污染物濃度與人體健康 和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系,環(huán)境容量,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),(四)應(yīng)用人工生態(tài)系統(tǒng)防治污染 人工生態(tài)系統(tǒng)是試驗(yàn)用的一種手段,它是根據(jù)自然生態(tài)系

10、統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)的、在人工控制條件下的人為生態(tài)系統(tǒng),有時(shí)稱為模擬生態(tài)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)、微型生態(tài)系統(tǒng)或微宇宙等等。,人工生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn),主要是把生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能加以簡化,如只選擇某一食物鏈,或食物鏈上的某種或幾種代表性環(huán)節(jié),構(gòu)成試驗(yàn)性的生態(tài)系統(tǒng),以便于進(jìn)行科學(xué)研究。當(dāng)前,人工生態(tài)系統(tǒng)已用于: 野外觀測對比,以更好地解釋和驗(yàn)證自然界真實(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的各種過程; 研究污染對生物群落的影響; 預(yù)測預(yù)報(bào)環(huán)境受到某種干擾后的質(zhì)量變化情況; 研究生態(tài)系統(tǒng)對污染物的反應(yīng),以及污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的積累、轉(zhuǎn)移和降解途徑,借以了解生物凈化機(jī)理與提出治理的途徑。,人工生態(tài)系統(tǒng)可根據(jù)不同的設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式分為許

11、多不同的類型:如自然群落型和人工群落型;污染物脈沖式加入的封閉-非平衡型和污染物連續(xù)恒定加入的連續(xù)-平衡型;流水型和靜水型;幾個(gè)食物鏈生物共存的綜合型和幾個(gè)營養(yǎng)級生物分別試驗(yàn)而最后合成的分級合成型;室內(nèi)型和室外型;短期型和長期型以及小型和大型等等。,第二節(jié) 礦產(chǎn)資源與環(huán)境,一、目前各種礦物的利用和 供應(yīng)情況,礦產(chǎn)資源一般可分為能源、金屬礦物和非金屬礦物等三大類,它是近代工業(yè)的基礎(chǔ),沒有它,工業(yè)就沒有原料,也沒有動(dòng)力。非金屬礦物的種類極多,其中按噸位講,最多的是建筑材料,如砂石、粘土、灰泥等。只有在肥料方面如氮、磷、鉀礦物資源對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)意義重大,有時(shí)引起人們的注意:氮肥主要來自硝酸鹽礦,主要產(chǎn)地

12、是智利,目前已可由空氣中固定氮來合成,故來源豐富;磷礦的世界儲(chǔ)量雖多,但分布很不平均,絕大部分產(chǎn)于北非、前蘇聯(lián)和美國;鉀礦情況也相似,約有一半集中在加拿大。,主要鐵合金元素的功用和可能的代用品,在用鐵煉鋼的同時(shí),為改進(jìn)普通碳鋼的使用性能,需加入各種合金元素以制得各種合金鋼和特殊鋼。,二、礦產(chǎn)資源開發(fā)對環(huán)境的影響,(一)對土地資源的破壞 礦產(chǎn)的露天采掘和廢石的大量堆積都要占用大量土地。開采建筑材料的采石場,例如對石灰?guī)r、花崗巖、石膏、碎石、玻璃用砂的大量開采,會(huì)造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞,而且大煞風(fēng)景,破壞旅游資源。此外,沙礫坑、粘土坑、磷石坑,以及挖掘或淘洗河床礫石也會(huì)造成對植被和土地平整性的破壞

13、。,(二)由采礦引起的巖石和頂板的塊體運(yùn)動(dòng) 由礦坑和石油抽出而引起的崩塌、陷落和地面下沉,以及由采礦或廢石堆積引起的滑坡、泥石流等,都會(huì)造成對土地資源的破壞和對人類安全的威脅。,(三)對地下水和地表水體的影響 由采礦造成的土壤、巖石裸露可能加速侵蝕,使泥沙入河、淤塞河道;由礦區(qū)和尾礦堆滲出的酸性廢水或其它污水造成對水體的污染等。,(四)對大氣的污染 礦物冶煉排放的大量煙氣、化石燃料的燃燒,特別是含硫多的燃料,是造成大氣污染的主要原因。,(五)對海洋的污染 海上采油、運(yùn)油、石油加工與有機(jī)高分子合成工業(yè)等都會(huì)造成對海洋的污染。,三、礦產(chǎn)資源的合理利用,開發(fā)礦產(chǎn)資源時(shí)對環(huán)境造成的不良影響,僅僅說明問

14、題的一個(gè)方面,另一重要的方面是資源利用的不合理和浪費(fèi)。,(19661969)年間主要礦物每人年平均耗用量,為了合理利用礦物資源,應(yīng)該注意下列幾個(gè)方面: (一)不僅在生活上,而且在生產(chǎn)上盡量減少不必要的浪費(fèi); (二)要做好資源開采后被破壞土地的復(fù)原工作,把廢石場、尾礦壩、廢礦場等加以妥善的處理,使其恢復(fù)為適于植物生長的土地;(三)盡可能對廢棄物資進(jìn)行再生回收,循環(huán)利用,這不僅可以節(jié)省生產(chǎn)原料的耗用量,而且還可減少生產(chǎn)廢物的排出量,此外還可以節(jié)約生產(chǎn)的耗能量。,第三節(jié) 生物資源與環(huán)境,世界自然資源保護(hù)大綱中曾強(qiáng)調(diào)了對自然資源應(yīng)采取保護(hù)和發(fā)展相結(jié)合的策略。發(fā)展利用的含義是,改變生物圈的環(huán)境條件,充分

15、利用人力、財(cái)力、生物與非生物資源,來滿足人類的需要和改善人類生活的質(zhì)量。為了持續(xù)發(fā)展,必須考慮到社會(huì)的、生態(tài)學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的以及利用自然資源過程中近、遠(yuǎn)期計(jì)劃的利弊。 所謂保護(hù)環(huán)境資源是指對人類所利用的生物圈的經(jīng)營管理,并為當(dāng)代人類產(chǎn)生持續(xù)的最大效益,為滿足子孫后代的需求而保持生物圈的潛力。,一、土地資源的利用和保護(hù),(一)人口增長對土地資源的壓力 在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,人口、耕地、糧食的發(fā)展是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的關(guān)鍵性因素。對一定數(shù)量的人口必須提供一定數(shù)量的土地,尤其是耕地?,F(xiàn)實(shí)情況是地球可利用的土地有限,而人口數(shù)量在一定時(shí)期內(nèi)卻在增加,人地之間的矛盾將愈加尖銳。,中國土地類型及比例,(二)土地資

16、源的嚴(yán)重破壞 龐大的人口對農(nóng)產(chǎn)品的需求壓力,迫使人們高強(qiáng)度地使用耕地,特別是不合理地開發(fā)利用土地,導(dǎo)致大量耕地被毀,使土地資源發(fā)生嚴(yán)重退化。 我國土地資源的破壞,主要用于:1.水土流失;2.土地沙漠化;3.土地的次生鹽漬化;4.城市建設(shè)對土地的侵占等。,(三)合理利用土地資源 充分認(rèn)識(shí)土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的規(guī)律:人類的生產(chǎn)活動(dòng)既可以使土地退化,也可以促進(jìn)土地進(jìn)化,比如使沙漠變綠洲,荒地變良田,荒山禿嶺變成花果山等。,改善生態(tài)環(huán)境: a.通過恢復(fù)植被、建設(shè)梯田等一套小流域治理經(jīng)驗(yàn),合理利用土地,堅(jiān)持生物治理與工程措施相結(jié)合,搞好水土保持,防止水土流失。 b.通過大量治沙的典型試驗(yàn),進(jìn)行種樹、種草和工

17、程措施相結(jié)合的治沙、防沙的措施,調(diào)整不合理的土地利用方向,在農(nóng)牧交錯(cuò)帶堅(jiān)持“以林牧為主”的方針,對強(qiáng)烈發(fā)展的沙漠化旱作農(nóng)田,要堅(jiān)決退耕、還林、還草;對正在發(fā)展中的沙漠化地區(qū),要減輕其利用強(qiáng)度;對潛在沙漠化土地要堅(jiān)持以防為主,保護(hù)天然植被,增加覆蓋率,不斷改善生態(tài)環(huán)境。,C.耕地的次生鹽漬化應(yīng)當(dāng)根據(jù)“因地制宜,綜合防治”的原則,采取水利措施與農(nóng)業(yè)生物措施相結(jié)合的方法,完善排灌系統(tǒng),實(shí)行科學(xué)灌溉制度,防止地下水位升高,取得防治鹽漬化土地發(fā)生的效果。,控制城鎮(zhèn)和工交生產(chǎn)占地:中國的大中城市多分布于自然條件優(yōu)越、耕地資源豐富且質(zhì)量好的地區(qū),若對城市擴(kuò)大不加控制,周圍耕地勢必被大量侵占。所以,應(yīng)堅(jiān)決執(zhí)行

18、我國城市建設(shè)的基本方針,嚴(yán)格控制大城市的規(guī)模,適當(dāng)發(fā)展中等城市,大量發(fā)展小城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)。盡量不占用耕地或少占用耕地,綜合有效地利用土地資源。,二、森林資源的利用和保護(hù),從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)看,森林是世界上較復(fù)雜的一種自然生態(tài)系統(tǒng),對地球生物圈的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有巨大的影響。 人們?yōu)榱税l(fā)展農(nóng)業(yè)或其它目的而砍伐森林,已造成了世界森林量的迅速減少。 森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,是重要的基因庫和巨大的綠色寶庫,是人類賴以生存的重要基礎(chǔ)。 黨和國家高度重視保護(hù)森林,發(fā)展林業(yè),把植樹造林、綠化祖國作為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)重大決策和重要基礎(chǔ)建設(shè)。,三、草原的利用和保護(hù),(一)我國草原分布概況 我國北方

19、草原資源約有42.9億畝,其中可利用面積為33億畝,是世界上草原面積較大,資源比較豐富的國家之一。按植物的組成不同,可分為草甸草原、灌木草原、典型草原、荒漠草原和少量的熱帶草原。,1.草甸草原:我國約有六億畝,主要分布在東北平原和內(nèi)蒙古的東北部; 2.灌木草原:主要分布在黃土高原的黑壚土,屬溫暖地區(qū); 3.典型草原:我國約有十五億畝,分布在內(nèi)蒙古中北部和南部; 4.荒漠草原:我國約有十二億畝,主要分布在內(nèi)蒙古中部和寧夏一帶,阿爾泰山、天山和昆侖山的下部; 5.少量的熱帶草原:主要分布在海南島北部。,(二)草原的合理利用和保護(hù) 草原是畜牧業(yè)的重要生產(chǎn)基地,合理地利用草原對于發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)具有重要

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