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1、第二章 环境科学基础1.1.环境的定义环境的定义(广义广义)第一节 环境与环境系统一、环境及相关概念一、环境及相关概念p环境是相对于中心事物而言的环境是相对于中心事物而言的,与某一中心事物与某一中心事物有关的事物，就是这个事物的环境。有关的事物，就是这个事物的环境。p通常说的环境是以人类为中心，围绕人群的空间通常说的环境是以人类为中心，围绕人群的空间以及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各以及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的主体。种自然因素和社会因素的主体。环境质量管理体系环境质量管理体系ISO 14001ISO 14001定义的环境定义的环境组织活动的外部存
2、在，包括空气、水、土地、自然组织活动的外部存在，包括空气、水、土地、自然资源、植物、动物、人，以及他们之间的相互关系。资源、植物、动物、人，以及他们之间的相互关系。中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法规定的环境指：规定的环境指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生生物、名胜古迹、风景旅游区、野生植物、水生生物、名胜古迹、风景旅游区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。环境的定义环境的定义(狭义狭义)2.2.环境分类环境分类p按照环境的主体进行分类：按照环境的主体进行分类：按
3、照环境的主体进行分类：按照环境的主体进行分类：以人为主体，其它的生命和非生命物质为环境要素；以人为主体，其它的生命和非生命物质为环境要素；以人为主体，其它的生命和非生命物质为环境要素；以人为主体，其它的生命和非生命物质为环境要素；以生物为主体（人包括其中），其它非生命物质为以生物为主体（人包括其中），其它非生命物质为以生物为主体（人包括其中），其它非生命物质为以生物为主体（人包括其中），其它非生命物质为环境要素。环境要素。环境要素。环境要素。p按照环境要素进行分类：按照环境要素进行分类：按照环境要素进行分类：按照环境要素进行分类：自然环境：大气环境、水环境、土壤环境、生物环自然环境：大气环境、
4、水环境、土壤环境、生物环自然环境：大气环境、水环境、土壤环境、生物环自然环境：大气环境、水环境、土壤环境、生物环 境、地质环境。境、地质环境。境、地质环境。境、地质环境。社会环境：聚落环境、生产环境、交通环境、文化社会环境：聚落环境、生产环境、交通环境、文化社会环境：聚落环境、生产环境、交通环境、文化社会环境：聚落环境、生产环境、交通环境、文化 环境。环境。环境。环境。p自自然然环环境境是是人人类类出出现现之之前前就就存存在在的的，是是人人类类目目前前赖赖以以生生存存、生生活活和和生生产产所所必必需需的的自自然然条条件件和和自自然然资资源源的的总总称称，即即阳阳光光、温温度度、气气候候、地地磁
5、磁、空空气气、水水、岩岩石石、土土壤壤、动动植植物物、微微生生物物以以及及地壳的稳定性等等自然因素的总和；地壳的稳定性等等自然因素的总和；p用一句话概括就是用一句话概括就是“直接或间接影响到人类的直接或间接影响到人类的一切自然形成的一切自然形成的物质物质、能量能量和和自然现象自然现象的总体的总体”。p按自己固有的规律发生和发展，被利用和改造。按自己固有的规律发生和发展，被利用和改造。自然环境自然环境人工环境：人类活动的产物人工环境：人类活动的产物社会环境：社会环境：经济、政治、文化组成。是人类活动的产物，但反过经济、政治、文化组成。是人类活动的产物，但反过来又成为人类活动的制约条件，也是影响人
6、类与自来又成为人类活动的制约条件，也是影响人类与自然环境的决定性因素。然环境的决定性因素。工程环境：工程环境：人类在利用和改造自然环境中人类在利用和改造自然环境中创造出来的人工环境创造出来的人工环境人工环境人工环境p环境要素：环境要素：也称环境基质，指构成人类环境整体的也称环境基质，指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分。分为自然环境要素和人工环境要素。本物质组分。分为自然环境要素和人工环境要素。水水水体水体水圈水圈大气大气大气层大气层大气圈大气圈生物体生物体生物群落生物群落生物圈生物圈环环境境要要素素环环境境
7、系系统统环境结构单元环境结构单元3.3.环境要素及其特性环境要素及其特性环境要素的特性环境要素的特性p最差（小）限制律最差（小）限制律：整整体体环环境境的的质质量量，不不能能由由环环境境诸诸要要素素的的平平均均状状态态决决定定，而而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。p等值性等值性：是是指指各各个个环环境境要要素素，无无论论它它们们本本身身在在规规模模上上或或数数量量上上如如何何的的不不相相同同，但但只只要要是是一一个个独独立立的的要要素素，那那么么对对于于环环境境质质量量的的限制作用并无质的差别。限制作用并无质的差别。p整体
8、性大于个体和整体性大于个体和：是是指指环环境境诸诸要要素素互互相相联联系系、互互相相作作用用产产生生的的集集体体效效应应，是是个体效应基础上质的飞跃。个体效应基础上质的飞跃。p出现先后，互相联系，互相依赖：出现先后，互相联系，互相依赖：是指环境诸要素在地球演化史上的出现，具有先后之别，但是指环境诸要素在地球演化史上的出现，具有先后之别，但它们又是相互联系，相互依赖的。它们又是相互联系，相互依赖的。3.3.环境系统的特性环境系统的特性环境的整体性环境的整体性局部污染可以对其他地区造局部污染可以对其他地区造成影响和危害。成影响和危害。环境资源的有限性环境资源的有限性弱小的地球弱小的地球(容量、自净
9、容量、自净)后果的显现需要一个过程后果的显现需要一个过程灾难隐患和遗传隐患灾难隐患和遗传隐患环境的差异性环境的差异性自然环境的基本特征，经纬度不同自然环境的基本特征，经纬度不同危害作用的时滞性危害作用的时滞性（隐显性（隐显性/持续反应性）持续反应性）环境系统：是一个复杂的、有时、空、量、序变化环境系统：是一个复杂的、有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统，系统内外存在着物质和能的动态系统和开放系统，系统内外存在着物质和能量的交换。量的交换。环境的变动性和稳定性环境的变动性和稳定性环境要素的状态和功能始终在变环境要素的状态和功能始终在变化，但是在一定时间内，环境又化，但是在一定时间内，环境又是
10、相对稳定的是相对稳定的二、环境问题二、环境问题1、什么是环境问题？什么是环境问题？p广义：由广义：由自然力或人力自然力或人力引起生态平衡破坏，最后引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题的问题。p狭义：由于狭义：由于人类人类的生产和生活活动，使自然生态的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。问题。天灾、人祸图片2、环境问题的分类、环境问题的分类根据环境问题的来源，可分为两类。根据环境问题的来源，可分为两类。p天灾：由自然力引起的为天灾：由
11、自然力引起的为原生环境问题原生环境问题，又称第一环境问，又称第一环境问题，它主要是指地震、洪捞、干旱、滑坡等自然灾害问题题，它主要是指地震、洪捞、干旱、滑坡等自然灾害问题p人祸：由人类活动引起的为人祸：由人类活动引起的为次生环境问题次生环境问题，也叫第二环境，也叫第二环境问题，它又分为环境污染和生态环境破坏两类。问题，它又分为环境污染和生态环境破坏两类。人为环境问题一般可分为两类：人为环境问题一般可分为两类：一一是是不不合合理理开开发发利利用用自自然然资资源源，超超出出环环境境承承载载力力，形形成成生生态态环环境境质质量量恶恶化化或或自自然然资资源源枯枯竭竭等等现现象象，即即生态环境破坏问题；
12、生态环境破坏问题；二二是是人人口口激激增增、城城市市化化和和工工农农业业高高速速发发展展引引起起的的环环境污染和破坏问题。境污染和破坏问题。p天灾，常常因人祸而增强。天灾，常常因人祸而增强。砍伐森林、水土流失，诱发泥石流、地震、洪水砍伐森林、水土流失，诱发泥石流、地震、洪水 3、环境问题的发生和发展阶段、环境问题的发生和发展阶段p根根据据环环境境问问题题发发生生的的先先后后和和轻轻重重程程度度，可可大大致致分分为为三个阶段：三个阶段：（1 1）环境问题的产生与生态环境早期破坏。）环境问题的产生与生态环境早期破坏。包包括括人人类类出出现现以以后后直直至至产产业业革革命命的的漫漫长长时时期期，又又
13、称称早早期环境问题期环境问题。（2 2）城市环境问题突出和）城市环境问题突出和“公害公害”加剧。加剧。从从产产业业革革命命到到19841984年年发发现现南南极极臭臭氧氧空空洞洞止止，又又称称近近代代城市环境问题阶段城市环境问题阶段。（3 3）全球性环境问题，即当代环境问题阶段全球性环境问题，即当代环境问题阶段。这一阶段的核心是这一阶段的核心是“全球变暖全球变暖”、“臭氧层破坏臭氧层破坏”和和“酸沉降酸沉降”三大全球性大气环境问题三大全球性大气环境问题。p三个阶段的核心问题：三个阶段的核心问题：.“第一次浪潮第一次浪潮”的环境问题：土地的环境问题：土地人口的大量增加；原始植被的大量破坏人口的大
14、量增加；原始植被的大量破坏.“第二次浪潮第二次浪潮”的环境问题：环境污染的环境问题：环境污染“八大公害事件八大公害事件”（马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦（马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、水俣事件、富山事件、敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、水俣事件、富山事件、四日事件、米糠油事件）四日事件、米糠油事件）近年来近年来六大公害事件六大公害事件（意大利塞维索化学厂二恶英扩散事件、（意大利塞维索化学厂二恶英扩散事件、美国三里岛核电厂泄漏事件、墨西哥城液化气罐爆炸事件、印美国三里岛核电厂泄漏事件、墨西哥城液化气罐爆炸事件、印度博帕市农药厂化学品泄漏、苏联切尔诺
15、贝利核电站泄漏、瑞度博帕市农药厂化学品泄漏、苏联切尔诺贝利核电站泄漏、瑞骨痛病骨痛病 博帕尔惨案博帕尔惨案 水俣病水俣病第三阶段即当代环境问题的特点第三阶段即当代环境问题的特点区域性环境污染扩展到全球区域性环境污染扩展到全球p环境问题在全球范围内出现环境问题在全球范围内出现p环境问题的影响危及全球人类环境问题的影响危及全球人类p环境问题的形成与全人类的活动有关环境问题的形成与全人类的活动有关p环境问题的解决是全球性的环境问题的解决是全球性的从第一代环境问题扩展到第二代环境问题从第一代环境问题扩展到第二代环境问题p全球气候变暖全球气候变暖p臭氧层破坏臭氧层破坏p酸雨酸雨p生物多样性减少（物种灭绝
16、）生物多样性减少（物种灭绝）p危险废弃物污染与越境迁移危险废弃物污染与越境迁移p工业革命以来，由于人类生产生活方式的变化，石油、工业革命以来，由于人类生产生活方式的变化，石油、煤炭等矿物燃料和农用化肥被大量使用，大气中的温室煤炭等矿物燃料和农用化肥被大量使用，大气中的温室气体浓度剧增。气体浓度剧增。p据统计，据统计，100100多年来，大气中二氧化碳浓度增加了多年来，大气中二氧化碳浓度增加了30%30%，甲烷增加了甲烷增加了45%45%，一氧化二氮增加了，一氧化二氮增加了5%5%。大量的温室气。大量的温室气体使地球表面温度不断上升体使地球表面温度不断上升,在过去在过去100100年中年中,地球
17、表面地球表面温度上升了温度上升了0.30.30.60.6。p据联合国据联合国1996-19971996-1997年度世界资源报告年度世界资源报告预测，到预测，到20202020年全球能源消耗将比现在增加年全球能源消耗将比现在增加5050100%100%，由此造成，由此造成的二氧化碳等温室气体排放量将增加的二氧化碳等温室气体排放量将增加454590%90%，预计，预计，在未来在未来100100年，全球气温可能再升高年，全球气温可能再升高1 13.53.5。全球气候变暖全球气候变暖臭氧层破坏臭氧层破坏p臭氧在大气平流层中聚集在一起形成臭氧在大气平流层中聚集在一起形成臭氧层臭氧层，其平均厚，其平均厚
18、度只有度只有0.350.35厚，它的作用是保护地球表面生命体免受紫外厚，它的作用是保护地球表面生命体免受紫外线辐射，大约线辐射，大约90%90%的紫外线被臭氧层吸收。的紫外线被臭氧层吸收。p英国科考队在南极的南纬英国科考队在南极的南纬6060观察站发现上空出现巨大的臭观察站发现上空出现巨大的臭氧氧空洞空洞，从而引起了公众对臭氧耗竭问题的关注。，从而引起了公众对臭氧耗竭问题的关注。p臭氧层耗竭与氯氟烃的大量排放有关。氯氟烃是人工合成物，臭氧层耗竭与氯氟烃的大量排放有关。氯氟烃是人工合成物，具有多种用途：致冷剂、火箭发射剂、泡沫发生剂等等。具有多种用途：致冷剂、火箭发射剂、泡沫发生剂等等。A A
19、地球太阳紫外线辐射量增大，危及到人类和生物的生命。皮肤地球太阳紫外线辐射量增大，危及到人类和生物的生命。皮肤癌患者增加，海洋鱼类大量死亡。癌患者增加，海洋鱼类大量死亡。B B 低温层变暖，高温层变冷，导致全球大气环流紊乱和冷热失衡低温层变暖，高温层变冷，导致全球大气环流紊乱和冷热失衡臭氧层破坏可能造成结果臭氧层破坏可能造成结果酸雨酸雨p大气中的二氧化硫和氮氧化物在大气中形成硫酸、大气中的二氧化硫和氮氧化物在大气中形成硫酸、硝酸等，再以雨、雪、雾形式降到地表。到硝酸等，再以雨、雪、雾形式降到地表。到2020世世纪纪6060年代，酸雨危害全面呈现：水体年代，酸雨危害全面呈现：水体PHPH降低，鱼降
20、低，鱼类减少；森林、农作物死亡；土壤变酸；建筑物类减少；森林、农作物死亡；土壤变酸；建筑物受侵蚀；饮水质量下降。受侵蚀；饮水质量下降。p酸雨产生的废气来源于的生产及生活方式，例如酸雨产生的废气来源于的生产及生活方式，例如汽车尾气。汽车尾气。p酸雨传输性扩大了其危害性，加急了跨区域污染，酸雨传输性扩大了其危害性，加急了跨区域污染，也使人们认识到酸雨问题的解决必须是多方合作也使人们认识到酸雨问题的解决必须是多方合作的、国际化的。的、国际化的。生物多样性减少（物种灭绝）生物多样性减少（物种灭绝）p在过去在过去5050年中失去的森林面积，中美洲年中失去的森林面积，中美洲37%37%，亚洲，亚洲42%4
21、2%，非洲，非洲52%52%。p2020世纪以来，平均每天有一个物种灭绝，世纪以来，平均每天有一个物种灭绝，2020世纪世纪9090年代，科学家估计每天灭绝年代，科学家估计每天灭绝140140个物种个物种从发达国家的环境问题扩展到发展中国家的环境从发达国家的环境问题扩展到发展中国家的环境问题问题p贫穷与落后造成环境灾难与生态难民贫穷与落后造成环境灾难与生态难民p人口爆炸加剧了发展中国家的环境压力人口爆炸加剧了发展中国家的环境压力p债务迫使发展中国家加剧开发资源，得不偿失债务迫使发展中国家加剧开发资源，得不偿失p发展中国家的工业化道路是被迫加剧环境污染的发展中国家的工业化道路是被迫加剧环境污染的
22、道路道路p污染转移加剧了发展中国家的环境问题污染转移加剧了发展中国家的环境问题4 4、环境问题的性质和实质、环境问题的性质和实质性质：性质：（1 1）环境问题具有）环境问题具有不可根除不可根除和和不断发展不断发展的属性的属性，它与，它与人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同时发展，呈现孪生关系；时发展，呈现孪生关系；（2 2）环境问题）环境问题范围广泛而全面范围广泛而全面，存在于生产、生活、，存在于生产、生活、政治、工业、农业、科技等全部领域中；政治、工业、农业、科技等全部领域中；（3 3）对人类的行为具有反馈作用对人类的行为具有反馈作用，使人
23、类的生产方式、，使人类的生产方式、生活方式、思维方式等一系列问题引起新的变化；生活方式、思维方式等一系列问题引起新的变化；（4 4）可控性，可控性，即通过教育，提高人们的环境意识，充即通过教育，提高人们的环境意识，充分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和技术的手段，总技术的手段，总可以把环境问题控制在影响最小的可以把环境问题控制在影响最小的范围内范围内。环境问题的实质：环境问题的实质：是一个经济问题和社会问题，是人类自然的，是一个经济问题和社会问题，是人类自然的，而且是自觉的建设人类文明的问题。而且是自觉的建设人类文明的问题。包括两层意思：包括
24、两层意思：（1 1）所谓的环境问题都是人类经济活动的直接或）所谓的环境问题都是人类经济活动的直接或间接的结果；间接的结果；（2 2）要对人类经济活动产生的环境污染和破坏进）要对人类经济活动产生的环境污染和破坏进行治理和控制，必须要有相当的经济实力。行治理和控制，必须要有相当的经济实力。2020世纪末的警钟世纪末的警钟:黄河断流黄河断流黄河被称作中国的黄河被称作中国的“母亲河母亲河”，自古有，自古有“黄河之水天上来，黄河之水天上来，奔流到海不复回奔流到海不复回”的赞颂、的赞颂、“黄河西来决昆仑，咆哮万里黄河西来决昆仑，咆哮万里触龙门触龙门”的壮观不复存在。的壮观不复存在。19721972年第一次
25、断流，年第一次断流，19951995年年断流断流122122天，到天，到19971997年全年断流，竟达年全年断流，竟达226226天。全国民众也天。全国民众也就是在这个时候才听说母亲河就是在这个时候才听说母亲河“断奶断奶”的事。的事。长江大洪水长江大洪水19981998年，长江大洪水震惊中外。实际上，年，长江大洪水震惊中外。实际上，19981998年长江洪水年长江洪水流量比流量比19541954年洪水流量小，但水位却高。年洪水流量小，但水位却高。原因是长江上游森林大减，植被破坏，泥沙量增加，中下原因是长江上游森林大减，植被破坏，泥沙量增加，中下游河床抬高，流域中供调节的湖泊面积缩小，库容锐，
26、游河床抬高，流域中供调节的湖泊面积缩小，库容锐，这很像黄河走过的历史。早就有水利学者惊呼这很像黄河走过的历史。早就有水利学者惊呼“长江长江要变成第二条黄河要变成第二条黄河”。5.中国环境问题中国环境问题北京的沙尘暴、雾霾沙尘暴在西北常见，如果不是让北京遮天蔽日，人们沙尘暴在西北常见，如果不是让北京遮天蔽日，人们可能不会引以为怪。可能不会引以为怪。2020世纪末最后一两年，光顾北京世纪末最后一两年，光顾北京的沙尘暴过海出国惠及韩日，甚至越过太平洋到达美的沙尘暴过海出国惠及韩日，甚至越过太平洋到达美国西海岸，因面引起人们对中国土地荒漠化的注意。国西海岸，因面引起人们对中国土地荒漠化的注意。2005
27、2005年年6 6月国家林业局发月国家林业局发布中国荒漠化和沙化状布中国荒漠化和沙化状况公报：况公报：“20042004年，全年，全国荒漠化土地总面积为国荒漠化土地总面积为263.62263.62万平方公里，占万平方公里，占国土总面积的国土总面积的27.46%27.46%”中国环境问题的基本特点中国环境问题的基本特点p人口众多，水土流失严重，对环境的压力很大，人口众多，水土流失严重，对环境的压力很大，环境极易受到迫害环境极易受到迫害p中国企业数量居多，特别是乡镇企业高速发展，中国企业数量居多，特别是乡镇企业高速发展，给环境带来很大冲击给环境带来很大冲击p中国能源以煤炭为主，对环境的污染比较严重
28、中国能源以煤炭为主，对环境的污染比较严重p经济相对落后，用于环境治理的费用少，环境恢经济相对落后，用于环境治理的费用少，环境恢复速度缓慢复速度缓慢p文化科技相对落后，人的素质和意识有待进一步文化科技相对落后，人的素质和意识有待进一步提高提高陆地生态系统陆地生态系统森林生态系统森林生态系统小树林小树林一颗树一颗树地球生物圈地球生物圈海洋海洋淡水淡水草地草地沙漠沙漠苔原苔原最高级最高级 高级高级 中级中级 小型小型 微生微生 态系统态系统第二节 生态系统一、生态系统的概念、分类一、生态系统的概念、分类p生生态态系系统统：在在一一定定时时间间和和空空间间内内，生生物物和和环环境境（非非生生物物）之之
29、间间，通通过过不不断断的的物物质质循循环环和和能能量量流流动动而而达达到动态平衡的，相互依存的，相对稳定的统一整体。到动态平衡的，相互依存的，相对稳定的统一整体。p环境容量环境容量 在人类生存和自然生态不致受害在人类生存和自然生态不致受害的前提下，某一环的前提下，某一环境所能容纳的污染物的境所能容纳的污染物的最大负荷量最大负荷量绝对容量绝对容量：某一环境所能容纳某种污染物的最大：某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量负荷量绝对容量绝对容量 WQ ：由规定的环境标准：由规定的环境标准 WS 和环境背景和环境背景值值 B B 所决定：所决定：WQ=WS-B年容量：年容量：环境在污染物的积累浓度不超
30、过环境标环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大充许值的情况下，每年所能容纳的污准规定的最大充许值的情况下，每年所能容纳的污染物的最大负荷量。染物的最大负荷量。p年容量的大小，除了与环境标准值和环境背景值年容量的大小，除了与环境标准值和环境背景值有关外，还同环境对污染物的净化能力有关，如有关外，还同环境对污染物的净化能力有关，如环境空间的大小，气象、水文、地质、植被等自环境空间的大小，气象、水文、地质、植被等自然条件，生物种群特征，污染物的理化特性等。然条件，生物种群特征，污染物的理化特性等。p如污染物的输入量为如污染物的输入量为A A（单位负荷量），一年后被（单位负荷量），一年后被净化
31、的量为净化的量为A A，则该污染物在这一环境中的年净，则该污染物在这一环境中的年净化率：化率：K=K=（A A/A/A）100%100%年容量与绝对容量的关系为：年容量与绝对容量的关系为：W WA A=K=KW WQ Q 例如某地土壤中镉的背景值为例如某地土壤中镉的背景值为0.1ppm0.1ppm，农田，农田土壤标准规定的镉的最大容许值为土壤标准规定的镉的最大容许值为1ppm1ppm，该，该地土壤镉的绝对容量则为地土壤镉的绝对容量则为0.9ppm0.9ppm。如某农田对隔的绝对容量为如某农田对隔的绝对容量为0.9ppm,0.9ppm,农田对镉农田对镉的年净化率为的年净化率为2020,其年容量则
32、为其年容量则为0.90.92020=0.18ppm=0.18ppm。p环境承载力环境承载力 某一时期，某一时期，某种状态或条件下某种状态或条件下，某地区的环境所，某地区的环境所能能承受承受的人类活动作用的阈值的人类活动作用的阈值环境结构不发生环境结构不发生明显不利于人类明显不利于人类生存的方向改变生存的方向改变的前提条件的前提条件不影响环境不影响环境系统正常功系统正常功能的发挥的能的发挥的情况情况 气候因子气候因子（光、温等及其他物理因子）（光、温等及其他物理因子）非生物部分非生物部分 无机物质无机物质（H2O、N、P、K、Ca等矿质元素）等矿质元素）有机物质有机物质（糖、蛋白质、脂类、腐殖质
33、等）（糖、蛋白质、脂类、腐殖质等）生产者生产者自养生物（把太阳能输入生态系统）自养生物（把太阳能输入生态系统）生态系统生态系统 草食动物（一级消费者）草食动物（一级消费者）一级肉食动物（以食草动物为食，统称二级消费者）一级肉食动物（以食草动物为食，统称二级消费者）生物部分生物部分 消费者消费者 肉食物动物肉食物动物 二级肉食动物（大型肉食动物）二级肉食动物（大型肉食动物）称三称三 （能量传递）（能量传递）级消级消 三级肉食动物（顶极肉食动物）三级肉食动物（顶极肉食动物）费者费者 杂食动物杂食动物 寄生动物寄生动物 还原者（分解者）利用动植物残体及其它有机物为食的小型异还原者（分解者）利用动植物
34、残体及其它有机物为食的小型异 养生物，包括微生物；原生动物；腐食性动物养生物，包括微生物；原生动物；腐食性动物生态系统的组成生态系统的组成 P28生态系统的能量流动是单向的，通过生态系统的能量流动是单向的，通过各个营养级的能量是逐渐减少的这是各个营养级的能量是逐渐减少的这是因为因为p各营养级消费者不能百分之百的利各营养级消费者不能百分之百的利用前一营养级的生物量，总有一部分用前一营养级的生物量，总有一部分会死亡和被分解者利用会死亡和被分解者利用p生物维持自身活动需要消耗能量生物维持自身活动需要消耗能量生态系统是动态系统，生态系统是动态系统，不断发生着物质循环与不断发生着物质循环与能量流动！能量
35、流动！二、二、生物多样性生物多样性（一）（一）生物多样性公约生物多样性公约定义定义的生物多样性：的生物多样性：所所有有来来源源的的形形形形色色色色的的生生物物体体，这这些些来来源源包包括括陆陆地地、海洋和其它水生生态系统及其构成的生态综合体；海洋和其它水生生态系统及其构成的生态综合体；p遗传多样性遗传多样性：是指种内基因的多样性：是指种内基因的多样性p物物种种多多样样性性：是是指指物物种种水水平平上上的的生生物物多多样样性性,是是指指一一个地区内物种的多样化。个地区内物种的多样化。p生生态态系系统统多多样样性性：是是指指生生物物圈圈内内生生境境、生生物物群群落落和和生生态态过过程程的的多多样样
36、化化以以及及生生态态系系统统内内生生境境差差异异、生生态态过程变化的惊人的多样化。过程变化的惊人的多样化。是指栖息于一定环境的所有动、植物和微生物物种、每个物是指栖息于一定环境的所有动、植物和微生物物种、每个物种所拥有的全部基因以及它们与生存环境所组成的生态系统种所拥有的全部基因以及它们与生存环境所组成的生态系统的总称。的总称。（二）生物多样性的价值和重要性（二）生物多样性的价值和重要性p生物多样性是人类赖以生存的各种有生命的自然资生物多样性是人类赖以生存的各种有生命的自然资源的总汇，是开发并连续利用与未来农业，医学和源的总汇，是开发并连续利用与未来农业，医学和工业发展密切相关的生命资源的基础
37、工业发展密切相关的生命资源的基础丰富的植物资源为人类提供植物性食品，而各种动物提供了动物性食品p生物多样性在人类的卫生保健事业上起着不可估量生物多样性在人类的卫生保健事业上起着不可估量的作用。的作用。美国每年的医疗处方，30%处方来源与野生动植物的新药我国的中草药也成为重要的药物来源可用于各类疟疾。尤可用于各类疟疾。尤其适用于抗氯喹、抗其适用于抗氯喹、抗喹哌恶性疟疾和凶险喹哌恶性疟疾和凶险型脑型疟的救治型脑型疟的救治双氢青蒿素 p生物多样性为人类提供了丰富的工业原料生物多样性为人类提供了丰富的工业原料p生物多样性对现代科学技术的发展具有特殊的贡献生物多样性对现代科学技术的发展具有特殊的贡献植物
38、提供木材，纤维，造纸原料；江蓠、石花菜是植物提供木材，纤维，造纸原料；江蓠、石花菜是生产琼脂和鹿角胶的原料；动物提供了皮，毛，羽，生产琼脂和鹿角胶的原料；动物提供了皮，毛，羽，革等御寒服装的原料革等御寒服装的原料野生生物为杂交育种提供基因库，仿生学，一些物种野生生物为杂交育种提供基因库，仿生学，一些物种引发了人类灵感，成为人工智能的仿制原型。有些动引发了人类灵感，成为人工智能的仿制原型。有些动植物还具有美学价值植物还具有美学价值1 9 9 4 年年 联联 合合 国国 大大 会会 确确 定定1 2 2 9国际生物多样性日国际生物多样性日（三）中国的生物多样性（三）中国的生物多样性 中中国国是是生
39、生物物多多样样性性特特别别丰丰富富的的国国家家之之一一。据据统统计计，中中国国的的生生物物多多样样性性居居世世界界第第八八位位，北北半半球球第第一一位位。中中国国的生物多样性有如下特点的生物多样性有如下特点:p物种丰富物种丰富 我我国国有有3000030000多多种种高高等等植植物物,占占世世界界的的1/3,1/3,仅仅次次于于巴巴西和哥伦比亚西和哥伦比亚.鸟类有鸟类有12001200余种余种,占世界的占世界的13%.13%.p特有种及珍贵种多特有种及珍贵种多.如如大大熊熊猫猫、金金丝丝猴猴、白白暨暨豚豚、羚羚牛牛、朱朱寰寰、褐褐马马鸡鸡、杨子鳄、水杉、银杏、珙桐、金花茶等杨子鳄、水杉、银杏、
40、珙桐、金花茶等.p区系起源古老区系起源古老.在我国南方在我国南方,就地起源的单种属很多就地起源的单种属很多,占所有属的占所有属的38%.38%.p种质资源丰富种质资源丰富.我国还有及其珍贵的野生稻、野生大豆和野生茶、我国还有及其珍贵的野生稻、野生大豆和野生茶、果等栽培植物和家禽的野生亲缘种果等栽培植物和家禽的野生亲缘种.p空间格局复杂空间格局复杂.我国是一个多山的国家我国是一个多山的国家,500,500米以上的山就占了米以上的山就占了8484；p生态系统丰富多彩生态系统丰富多彩.我国有世界上最高的青藏高原我国有世界上最高的青藏高原,有海南的热带有海南的热带雨林雨林,有漠河的北极风光有漠河的北极
41、风光.生态系统是极其复杂多生态系统是极其复杂多样的样的.（四）生物多样性的破坏（四）生物多样性的破坏p大面积对森林，草地，湿地等生态环境的破坏大面积对森林，草地，湿地等生态环境的破坏p过度捕狩和利用野生资源过度捕狩和利用野生资源p城市区域和工业区的大量发展城市区域和工业区的大量发展p外来物种的引入或侵入毁掉了原有的生态系统外来物种的引入或侵入毁掉了原有的生态系统p无控制的旅游无控制的旅游p土壤、水、大气等环境污染土壤、水、大气等环境污染p全球气候变化全球气候变化物种灭绝及其产生的原因物种灭绝及其产生的原因 类群类群每一种原因的每一种原因的生境消失生境消失过度开发过度开发物种引进物种引进捕食控制
42、捕食控制其他其他未定未定哺乳类哺乳类1923201136鸟类鸟类2011220237爬行类爬行类532420021鱼类鱼类354300448物种灭绝的的原因（物种灭绝的的原因（1994）藏羚羊在呼救藏羚羊在呼救滥捕滥捞滥捕滥捞外来物种的引入或侵入毁掉了原有的生态系统外来物种的引入或侵入毁掉了原有的生态系统环境污染环境污染全球气候变化全球气候变化三、三、生态系统的功能生态系统的功能（一）生态系统的生产功能（一）生态系统的生产功能生物生产是生态系统服务的最基本、最显著的功能，生物生产是生态系统服务的最基本、最显著的功能，生态系统通过生态系统通过第一级生产第一级生产与与次级生产次级生产，合成与生产，
43、合成与生产了人类生存所必需的有机质及其产品。了人类生存所必需的有机质及其产品。第一级生产第一级生产绿色植物通过光合作用进行能量累积，提供营养物质的生产绿色植物通过光合作用进行能量累积，提供营养物质的生产活动活动次级生产次级生产异养生物对初级生产的营养物质进行取食加工和再生产而形异养生物对初级生产的营养物质进行取食加工和再生产而形成的次级营养物质成的次级营养物质（二）生态系统的服务功能（二）生态系统的服务功能1.1.生物多样性的维护生物多样性的维护p生生物物多多样样性性，不不仅仅使使生生态态系系统统服服务务的的提提供供成成为为可可能能，而而且且也也是是人人类类开开发发新新的的食食品品、药药品品和
44、和品品种种的的基因库基因库。p生生物物多多样样性性还还提提供供了了一一种种缓缓冲冲和和保保险险，可可使使生生态态系统受灾后的损失减小或限制在一定的范围内。系统受灾后的损失减小或限制在一定的范围内。p生物多样性是维持生态系统稳定性的基本条件。生物多样性是维持生态系统稳定性的基本条件。由生物多样性产生的人类文化多样性，具有巨大由生物多样性产生的人类文化多样性，具有巨大的社会价值，是人类文明中重要的组成部分。的社会价值，是人类文明中重要的组成部分。2.2.传粉、传播种子的功能传粉、传播种子的功能p大多数显花植物需要动物传粉大多数显花植物需要动物传粉才得以繁衍，在全世才得以繁衍，在全世界已记载的界已记
45、载的2424万种显花植物中，有万种显花植物中，有2222万种需要动物万种需要动物传粉。传粉。p农作物中，大约农作物中，大约7070的物种需要动物传粉的物种需要动物传粉，发现传，发现传粉动物（主要是野生动物）约粉动物（主要是野生动物）约1010万种，包括蜂、蝇、万种，包括蜂、蝇、蝶和其他昆虫以及鸟类和蝙蝠等。仅蚂蚁传播的有蝶和其他昆虫以及鸟类和蝙蝠等。仅蚂蚁传播的有花植物的种子就达花植物的种子就达30003000种以上。种以上。p很多植物依赖动物贮存和埋藏食物的行为来很多植物依赖动物贮存和埋藏食物的行为来传播种传播种子子。3.3.生物防治功能（控制有害生物）生物防治功能（控制有害生物）p全世界因
46、病虫害每年损失的粮食约为全世界因病虫害每年损失的粮食约为1010-15-15，棉，棉花约为花约为20202525，还有成千上万种杂草直接与农，还有成千上万种杂草直接与农作物争夺水、光和土壤营养。在自然生态系统中，作物争夺水、光和土壤营养。在自然生态系统中，这些有害生物往往受到天敌的控制。这些有害生物往往受到天敌的控制。p利用天敌或是某些生物的代谢物去防治有害生物，利用天敌或是某些生物的代谢物去防治有害生物，称为生物防治。称为生物防治。p生物防治在自然生态系统中发挥着控制有害生物、生物防治在自然生态系统中发挥着控制有害生物、限制潜在有害生物数量的作用限制潜在有害生物数量的作用4.4.保护和改善环
47、境质量功能保护和改善环境质量功能p陆陆地地生生态态系系统统的的生生物物净净化化作作用用包包括括植植物物对对大大气气污污染染的的净净化化作作用用和和土土壤壤植植物物系系统统对对土土壤壤污污染染的的净净化化作作用用。湿湿地地在在水水循循环环系系统统中中发发挥挥着着重重要要作作用用。水水生生植植物物中中的的绝绝大大多多数数种种类类对对多多种种污污染染物物具具有有很很强强的的吸收净化吸收净化能力。能力。p在生在生态环境的自净方面态环境的自净方面，人类还不能通过技术手，人类还不能通过技术手段来摆脱对生态系统的依赖，如污水处理，即使段来摆脱对生态系统的依赖，如污水处理，即使工艺设备再复杂，工艺设备再复杂，
48、最后阶段的处理最后阶段的处理还是要在生态还是要在生态系统（河流、湖泊、海洋、湿地）中完成，系统（河流、湖泊、海洋、湿地）中完成，依赖依赖微生物的生物降解微生物的生物降解 5.5.土壤的形成及改良功能土壤的形成及改良功能p土土壤壤是是植植物物生生长长的的基基质质和和营营养养库库，提提供供植植物物生生长长的的空间，水分和矿物质元素空间，水分和矿物质元素p微微生生物物在在土土壤壤有有机机质质的的还还原原中中起起着着关关键键作作用用。许许多多无无机机废废弃弃物物，如如肥肥皂皂、农农药药、油油和和酸酸等等都都能能被被生生态态系统中微生物无害化与降解。系统中微生物无害化与降解。p由由有有机机质质还还原原形
49、形成成简简单单无无机机物物最最终终作作为为营营养养物物返返回回植植物物，土土壤壤肥肥力力即即土土壤壤为为植植物物提提供供营营养养物物的的能能力力，在在很很大大程程度度上上取取决决于于土土壤壤中中的的细细菌菌、真真菌菌、藻藻类类和和原生动物原生动物等各种生物的活性。等各种生物的活性。p植植物物通通过过根根系系吸吸收收土土壤壤中中的的氮氮、碳碳、硫硫等等大大量量营营养养元素，为营养元素的循环起着关键作用。元素，为营养元素的循环起着关键作用。p土土壤壤中中的的节节肢肢动动物物还还把把有有机机物物质质运运到到较较深深的的土土壤壤中中，起到维持空隙、改善土壤性质的作用。起到维持空隙、改善土壤性质的作用。
50、6.6.减缓干旱和洪涝灾害减缓干旱和洪涝灾害p 生态系统复杂的组成与结构能涵养水分，减缓旱生态系统复杂的组成与结构能涵养水分，减缓旱涝灾害。涝灾害。p在降雨过程中覆盖于植被树冠与地表的枯枝落叶在降雨过程中覆盖于植被树冠与地表的枯枝落叶能能减缓地表径流减缓地表径流。p植物生长有深广多层的根系，这些根系和死亡的植物生长有深广多层的根系，这些根系和死亡的植物组织维系和固着土壤，并且植物组织维系和固着土壤，并且吸收和保持一部吸收和保持一部分水分水。p雨季过后，雨季过后，植被与土壤中保持的水分又缓缓流出，植被与土壤中保持的水分又缓缓流出，在旱季为下游地区蓄水供水在旱季为下游地区蓄水供水。森林、草原等自然