環(huán)境保護(hù)與管理第二節(jié)課

1、環(huán)境保護(hù)與管理第二節(jié)課第1頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四第一節(jié) 生態(tài)學(xué)基本原理一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng) 1.種群和群落 2.生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成 (l)生產(chǎn)者有機(jī)體 (2)消費(fèi)者有機(jī)體 (3)分解者有機(jī)體(還原者有機(jī)體) 3.生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)和食物鏈 4.生態(tài)系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)循環(huán)二、生態(tài)系統(tǒng)的平衡 1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 2.生態(tài)平衡的破壞 3.生態(tài)系統(tǒng)的重新建立第2頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng) 早在1866年德國(guó)生物學(xué)家?？藸枺˙Haeckel）就提出了生態(tài)學(xué)這個(gè)名詞，他定義 “生態(tài)學(xué)是研究生物及環(huán)境的相互關(guān)系。” 這個(gè)概念

2、一直沿用至今。也就是說(shuō)生態(tài)學(xué)是生物科學(xué)的一個(gè)領(lǐng)域，它是研究生物與其生存環(huán)境之間相互關(guān)系的一門(mén)學(xué)科。 第3頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生態(tài)學(xué)大體上分為兩個(gè)主要部分：其一是以生命組織的層次性為基礎(chǔ)，即包括細(xì)胞、個(gè)體、種群三個(gè)層次的種群生態(tài)學(xué)；其二是圍繞著相互作用的不同種類(lèi)集合體為基礎(chǔ)的群落生態(tài)學(xué)。 這種生物集合體與其生存地區(qū)的局部環(huán)境因素構(gòu)成了一個(gè)個(gè)的綜合體，通常稱(chēng)之為生態(tài)系統(tǒng)。 當(dāng)然，生態(tài)學(xué)本身又可分為植物生態(tài)學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)和微生物生態(tài)學(xué)。所以說(shuō)生態(tài)學(xué)是一個(gè)廣義的名詞，而生物圈就等于是一個(gè)無(wú)所不包的生態(tài)系統(tǒng)。 第4頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分

3、，星期四1.種群和群落 種群是生長(zhǎng)在一定群落中的種的個(gè)體的總合。換句話(huà)說(shuō)，種群是指占據(jù)某一地區(qū)的某一個(gè)種的一群個(gè)體。一個(gè)池塘中的蘆葦種群即是一例。 生物群落是生活在一定地區(qū)(或環(huán)境)的種群的集合。例如一片草原，或一片橡樹(shù)林就是一個(gè)群落。第5頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四2.生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成 生態(tài)系統(tǒng)粗略地劃分主要由兩大部分構(gòu)成，即無(wú)生命成分和生命成分。 無(wú)生命成分：包括水、二氧化碳、氧、氮、礦物鹽類(lèi)、酸、堿，以及任何一定時(shí)間在生物有機(jī)體之外出現(xiàn)的元素或化合物，它們組成生物有機(jī)體的大氣、水和土壤環(huán)境。 生命成分：根據(jù)取得能量的方式不同，生態(tài)系統(tǒng)中的生命成分可分為三個(gè)類(lèi)群

4、。第6頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四(l)生產(chǎn)者有機(jī)體 主要是綠色植物，是自養(yǎng)型的。(2)消費(fèi)者有機(jī)體 從植物所制造的有機(jī)物質(zhì)中取得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量，所以是異養(yǎng)(他養(yǎng))的消費(fèi)者。 食草動(dòng)物：直接以植物為食獲得營(yíng)養(yǎng)的動(dòng)物，也稱(chēng)一級(jí)消費(fèi)者。 食肉動(dòng)物：直接吃食草動(dòng)物，也稱(chēng)二級(jí)消費(fèi)者(或一級(jí)食肉動(dòng)物、二級(jí)食肉動(dòng)物)；二級(jí)消費(fèi)者也可能是雜食動(dòng)物 。(3)分解者有機(jī)體(還原者有機(jī)體) 這是分解有機(jī)化合物的細(xì)菌、真菌等異養(yǎng)生物。第7頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成示意圖： 第8頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四3

5、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)和食物鏈 美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼研究生物之間的關(guān)系，積累了豐富的資料，他從“大魚(yú)吃小魚(yú)，小魚(yú)吃蝦米”，“一山不容二虎”的諺語(yǔ)中得到啟發(fā)，建立了關(guān)于食物鏈和金字塔營(yíng)養(yǎng)級(jí)的理論，為生態(tài)學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。第9頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生態(tài)系統(tǒng)的生物部分，從綠色植物開(kāi)始的各個(gè)環(huán)節(jié)，通常稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)級(jí)。綠色植物是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，食草動(dòng)物是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，第一級(jí)食肉動(dòng)物是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，第二級(jí)食肉動(dòng)物是第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)。食物能量從綠色植物開(kāi)始，通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)有機(jī)體進(jìn)行轉(zhuǎn)移，組成食物鏈。如圖ll、圖 l2所示： 第10頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 由

6、圖可見(jiàn)，在生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關(guān)系把多種生物聯(lián)系起來(lái)，一種生物以另一種生物為食，另一種生物再以第三種生物為食，彼此形成一個(gè)以食物聯(lián)接起來(lái)的鏈鎖關(guān)系，稱(chēng)為食物鏈。第11頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 食物鏈的長(zhǎng)度，已知尚沒(méi)有超過(guò)5級(jí)的，這是由以下因素決定的。 首先，消費(fèi)者有機(jī)體在獲取食物方面從來(lái)不是完全有效的總是有許許多多的生物保留下來(lái)，適于食用，也保留下來(lái)。 其次，消費(fèi)者有機(jī)體從來(lái)不可能把全部吃下的食物都轉(zhuǎn)變成為自己的原生質(zhì)，其中有些作為糞便排除；被消化吸收變成原生質(zhì)的，在呼吸過(guò)程中大部分作為燃料轉(zhuǎn)變?yōu)闊釗p失掉，還有一部分作為尿或其它廢物淘汰掉。 因此，生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)

7、級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)移效益，一般不超過(guò)10，順營(yíng)養(yǎng)級(jí)，每一級(jí)的生產(chǎn)率、有機(jī)體的個(gè)體數(shù)目以及生物量都急劇地梯級(jí)減少，形成著名的所謂“金字塔結(jié)構(gòu)”。例如生物量金字塔(圖 l3)。第12頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生物量金字塔有兩層含義，其一是生物數(shù)量(個(gè)體數(shù))是金字塔結(jié)構(gòu)；其二是生物質(zhì)量比呈金字塔規(guī)律。 應(yīng)用食物鏈和營(yíng)養(yǎng)級(jí)理論，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從環(huán)境保護(hù)角度來(lái)看，值得特別重視的問(wèn)題是：污染物沿食物鏈富集與污染物沿食物鏈進(jìn)入人體。第13頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 (l) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流 能量是通過(guò)綠色植物的光合作用進(jìn)入生態(tài)系

8、統(tǒng)的，然后沿食物鏈從綠色植物移動(dòng)到食草動(dòng)物，再由食草動(dòng)物到食肉動(dòng)物，最后由腐生生物將它們從分解的有機(jī)化合物中分散回到環(huán)境中。同時(shí)在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)由于呼吸的作用都有能量的損失，即把部分能量逸散到外界。這一能量單向流動(dòng)的現(xiàn)象叫能量流，是生態(tài)系統(tǒng)最普遍的特征之一。生態(tài)系統(tǒng)的能量流，如圖 l4所示。4.生態(tài)系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)循環(huán)第14頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 從生態(tài)系統(tǒng)的能量流原理得到啟示：一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際上就是分布于空間的能量系統(tǒng)。當(dāng)沿著食物鏈上升時(shí)，在單位面積上可利用的能量愈來(lái)愈少。因而，在最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的生物必然分布于廣大地域里。第15頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20

9、日，15點(diǎn)32分，星期四 繼續(xù)存在還需要不斷地輸入物質(zhì)。因?yàn)橛袡C(jī)體和生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)起著兩種重要的作用： 首先，物質(zhì)是作為一種貯存化學(xué)形式能量的運(yùn)載工具； 其次，物質(zhì)是用以維持生命而進(jìn)行的生物化學(xué)活動(dòng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。 沒(méi)有把能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的物質(zhì)分子，能量就會(huì)自由地散失而不可能沿食物鏈向上滿(mǎn)足其它生物有機(jī)體的需要，生命就不可能維持。第16頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生態(tài)系統(tǒng)的綠色植物通過(guò)根系從土壤中吸收生命物質(zhì)元素的礦物成分，而經(jīng)由葉上的氣孔自大氣吸收碳(CO2)，在太陽(yáng)光能的作用下制成有機(jī)化合物。然后，有機(jī)物沿著食物鏈到達(dá)消費(fèi)者。隨著這些有機(jī)體死亡和

10、分解，又被釋放出來(lái)返回到環(huán)境中。所有這些釋放到環(huán)境中的物質(zhì)重新被植物吸收利用，參加生態(tài)系統(tǒng)的再循環(huán)。因此，物質(zhì)流不同于能量流。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，物質(zhì)在每次轉(zhuǎn)化中即使有損失，但所損失的部分最終仍回到環(huán)境中去，并被植物重新利用。因而，在生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)的趨向是利用，再利用，即循環(huán)。 第17頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四這一生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)給我們以啟示： 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要注意秸桿還田，不要破壞生物小循環(huán)，造成土壤肥力下降，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村尤其要防止把秸桿直接當(dāng)燃料的浪費(fèi)作法(本來(lái)中間可進(jìn)行沼氣發(fā)酵)； 注意保護(hù)士壤，防止水土流失，造成土壤貧瘠，我國(guó)每年水土流失的肥料相當(dāng)于全國(guó)化肥廠(chǎng)的

11、化肥總產(chǎn)量； 防止有毒物質(zhì)進(jìn)人生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈。第18頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四二、生態(tài)系統(tǒng)的平衡1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)。在生態(tài)系統(tǒng)中，要不斷發(fā)生物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移和交換，形成一種能量和物質(zhì)的連續(xù)流動(dòng)。在一個(gè)未受干擾和少受干擾正常進(jìn)行的生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)和能量的輸入是趨于平衡的，這種平衡稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)穩(wěn)定狀態(tài)，或生態(tài)平衡。第19頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生態(tài)系統(tǒng)具有一種內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，或反饋現(xiàn)象，以保持本身的穩(wěn)定。也就是說(shuō)，在成分多樣，能量和物質(zhì)流動(dòng)途徑復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，較易保持穩(wěn)定。因?yàn)橄到y(tǒng)的一

12、部分出問(wèn)題，可以被不同部分的調(diào)節(jié)所抵消。相反，成分簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的生態(tài)系統(tǒng)，內(nèi)部調(diào)節(jié)的能力就較小，它對(duì)于劇烈的生態(tài)改變，通常是比較敏感而脆弱的。 第20頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四例如，一個(gè)只有兩種生物的簡(jiǎn)單食物鏈：A(被捕食者)B(捕食者) 對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的食物鏈，看看如何為其中一個(gè)種群數(shù)量的變化而提供補(bǔ)償?shù)模?（A、B 為被捕食者，C 為捕食者。）第21頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四2.生態(tài)平衡的破壞 在理論上，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)雖然有著向穩(wěn)定狀態(tài)(動(dòng)態(tài)平衡)發(fā)展的趨勢(shì)，就是說(shuō)，它的組成、結(jié)構(gòu)和能量與物質(zhì)循環(huán)趨向于長(zhǎng)時(shí)間地基本上保持一致

13、。然而，由于它本身內(nèi)部的矛盾以及外界自然的，特別是人類(lèi)活動(dòng)因素的影響，穩(wěn)定狀態(tài)總是很難達(dá)到。去掉一個(gè)因素或增加一個(gè)因素，改變一個(gè)因素的性質(zhì)或者強(qiáng)度，都可能觸發(fā)生態(tài)系統(tǒng)中反應(yīng)的長(zhǎng)鏈，從而破壞系統(tǒng)的平衡。當(dāng)平衡打破時(shí)，就可能發(fā)生一系列不易預(yù)測(cè)的變化，并且往往導(dǎo)致很難預(yù)料的后果。第22頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響，可分為四類(lèi)。 出于開(kāi)發(fā)和利用資源的目的，人類(lèi)有計(jì)劃地進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)活動(dòng)，把原始自然景觀(guān)改變?yōu)槿藶榫坝^(guān)。 由于人口不斷增長(zhǎng)以及工礦交通事業(yè)的迅速發(fā)展，促使人類(lèi)向大自然進(jìn)軍，使自然環(huán)境發(fā)生更大范圍的根本性變化。 原來(lái)潛藏在巖石圈深處的若

14、干資源和元素，經(jīng)人類(lèi)開(kāi)發(fā)啟用，上升到地表，釋放出多種物質(zhì)，進(jìn)人人類(lèi)環(huán)境，有些對(duì)人類(lèi)有益，而有些則直接對(duì)人和生物有害。 為了保護(hù)農(nóng)業(yè)、林業(yè)等生產(chǎn)，過(guò)量使用殘效長(zhǎng)的劇毒化學(xué)物品及廣譜性殺蟲(chóng)劑，在防治病蟲(chóng)害的同時(shí)，也會(huì)殺死一些對(duì)人類(lèi)有益的害蟲(chóng)的天敵，并且污染了環(huán)境。第23頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四3.生態(tài)系統(tǒng)的重新建立 生態(tài)系統(tǒng)是在長(zhǎng)期歷史發(fā)展中形成的，組成生態(tài)系統(tǒng)的各要素之間基本上是協(xié)調(diào)和穩(wěn)定的、平衡的。但是，無(wú)論從外部增加或減少其中某些要素，使物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)化發(fā)生變化，都會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)的微妙平衡遭到破壞，失去平衡。在通常的情況下，由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性，它本

15、身具有一種自我修復(fù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，使平衡得到恢復(fù)，系統(tǒng)得以維持。但如果這種破壞超過(guò)了它所承受的限度，或環(huán)境容量，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的衰退、中斷和破壞。第24頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生態(tài)系統(tǒng)的核心是生物群落，生態(tài)平衡就是由各種生物群落所具有的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自我修復(fù)能力來(lái)維持。因此，只要人類(lèi)充分認(rèn)識(shí)和掌握生物調(diào)節(jié)機(jī)理，積極創(chuàng)造生物種群自身修復(fù)能力的合適條件，那么，在大多數(shù)情況下，原先已經(jīng)失調(diào)或破壞了的生態(tài)平衡可以重新恢復(fù)或建立新的生態(tài)平衡。 第25頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四生態(tài)平衡的維持是靠下列幾方面來(lái)實(shí)現(xiàn)的： 生態(tài)系統(tǒng)本身的自動(dòng)調(diào)節(jié)

16、能力(或反饋現(xiàn)象)。一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物種類(lèi)，在食物鏈中各處在一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)別，每一個(gè)級(jí)別中的許多生物，總是與另一級(jí)別中的那些生物構(gòu)成食物網(wǎng)(即各種食物鏈相互交錯(cuò))的關(guān)系，這種網(wǎng)狀生態(tài)結(jié)構(gòu)是生物調(diào)節(jié)最重要的機(jī)制之一。一般說(shuō)來(lái)，生態(tài)系統(tǒng)成分愈多樣，能量和物質(zhì)流動(dòng)途徑愈復(fù)雜，內(nèi)部調(diào)節(jié)能力就愈大，因而系統(tǒng)愈穩(wěn)定。反之，生態(tài)系統(tǒng)成分愈單調(diào)，結(jié)構(gòu)愈簡(jiǎn)單，內(nèi)部調(diào)節(jié)能力就愈小，它對(duì)于劇烈的生態(tài)變化，通常是比較敏感的、脆弱的。 第26頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量的循環(huán)必須保持不斷。植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，吸收水分和養(yǎng)分，并不斷蒸發(fā)水分。構(gòu)成自身和儲(chǔ)蓄養(yǎng)分

17、的一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，需要保持這個(gè)循環(huán)過(guò)程，生態(tài)系統(tǒng)的平衡才得以保持。 生態(tài)系統(tǒng)的增長(zhǎng)，必須同環(huán)境形成一定的穩(wěn)定關(guān)系，要與環(huán)境協(xié)調(diào)。 要是把人類(lèi)放在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)還必須為人類(lèi)提供物質(zhì)上、精神上健康生活的環(huán)境，否則，這個(gè)系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的。 第27頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物理化學(xué)循環(huán) 一、水循環(huán) 1.水圈 2.水的作用 (1)沒(méi)有水就沒(méi)有生命 (2)水是一種寶貴資源 3.水在地球上的分布及水的循環(huán) 二、碳循環(huán) 三、氧循環(huán) 四、氮循環(huán) 五、磷循環(huán)第28頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四一、水循環(huán)1.水圈 地殼表面的液態(tài)

18、水層稱(chēng)為水圈。 2.水的作用(1)沒(méi)有水就沒(méi)有生命 水是構(gòu)成任何生物體的基本成分。(2)水是一種寶貴資源 任何工業(yè)、交通、建筑等部門(mén)都離不開(kāi)水，而且需要數(shù)量很大，合乎一定質(zhì)量要求的水。3.水在地球上的分布及水的循環(huán) （水在地球上的分布見(jiàn)表1-1）第29頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 淡水湖和河流的水量只占地球上水量的0.0091，加上地下水中的淺層水也不過(guò)0.3191。人類(lèi)各種用水，基本上都是靠這些淡水。 第30頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 地球上這些水在不斷地進(jìn)行著循環(huán)，處于平衡狀態(tài)。因此，江河奔流不息，地下水位相對(duì)穩(wěn)定，海拔沒(méi)有明顯

19、的變化。 在陽(yáng)光照射下，通過(guò)江河湖海等地面水的蒸發(fā)，植物莖葉的蒸騰，形成水蒸氣，進(jìn)人大氣，遇冷凝結(jié)，以雨、雪、雹等形式重返地面。返回地面的水，一部分滲入地下成為土壤水和地下水，再供植物蒸騰，或直接從地面蒸發(fā)；一部分流人江河湖海，再經(jīng)這些水面蒸發(fā)或植物蒸騰等。這樣，就形成了水的無(wú)終止的往復(fù)循環(huán)過(guò)程，稱(chēng)之為水循環(huán)。 水循環(huán)由蒸發(fā)(蒸騰)、大氣環(huán)流的水汽運(yùn)送、降水和徑流四個(gè)部分構(gòu)成。我國(guó)大陸上的水主要是經(jīng)大氣從東面和東南海面上輸送而來(lái)的。第31頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四二、碳循環(huán) 碳是構(gòu)成有機(jī)體的主要元素。二氧化碳通過(guò)植物的光合作用轉(zhuǎn)化為氧和葡萄糖，葡萄糖構(gòu)成植物體內(nèi)

20、的碳水化合物。動(dòng)物吃了這些碳水化合物，一部分通過(guò)氧化作用產(chǎn)生能量，呼出的二氧化碳又被植物利用，這是碳循環(huán)的一個(gè)方面； 隨著這些有機(jī)體的死亡和被微生物分解，最后氧化成二氧化碳和水等；這樣二氧化碳又被植物吸收利用，第二次參加生態(tài)再循環(huán)。 生物有機(jī)體在地質(zhì)史上形成的燃料化石，經(jīng)過(guò)燃燒增加了大氣中的二氧化碳，又回到大氣層，參加生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)和再循環(huán)。參見(jiàn)圖 l5。 第32頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四第33頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四三、氧循環(huán) 氧的循環(huán)比較復(fù)雜。氧不僅維持著生命，也是由生命產(chǎn)生的?，F(xiàn)在大氣中的氧，雖不是全部，但幾乎主要來(lái)源于植

21、物，也就是通過(guò)植物光合作用產(chǎn)生氧氣。 人類(lèi)活動(dòng)也影響到生物圈中的氧循環(huán)和地球上的氧收支。人類(lèi)除了吸氧和呼出二氧化碳，還因?yàn)槿剂先紵榷档脱跛?，增加二氧化碳的比例。二氧化碳、水和氧循環(huán)的簡(jiǎn)單模式見(jiàn)圖1-6。第34頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四第35頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四四、氮循環(huán) 氮也是構(gòu)成生物有機(jī)體的重要元素之一，它是蛋白質(zhì)的主要成分。大氣中含氮約78，但植物不能直接利用，只有固氮細(xì)菌和某些藍(lán)藻能把空氣中的氮轉(zhuǎn)變成硝酸鹽，方可被高等植物利用。植物從土壤中吸收硝酸鹽等，與復(fù)雜的含碳分子結(jié)合生成各種氨基酸，許多氨基酸聯(lián)結(jié)在一起形成

22、蛋白質(zhì)。動(dòng)物吃了這些蛋白質(zhì)，構(gòu)成體內(nèi)組織的一部分。動(dòng)物死后，蛋白質(zhì)被微生物分解成硝酸鹽等而回到土壤，又被植物吸收、利用。土壤中的一部分硝酸鹽等在反硝化菌作用下，變成分子氮回到大氣中。氮的循環(huán)過(guò)程見(jiàn)圖l7。 第36頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四第37頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四五、磷循環(huán) 磷是有機(jī)體的另一個(gè)重要元素，它參與了為所有生物體提供能量的代謝過(guò)程。磷在討論水體污染中具有重要意義，因?yàn)槿藗冞^(guò)量地使用含磷洗滌劑和磷肥，可以引起水域植物急劇增長(zhǎng)，導(dǎo)致對(duì)環(huán)境的危害。第38頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 磷循環(huán)如

23、圖l8所示，其主要來(lái)源是磷酸鹽巖石和鳥(niǎo)糞與化石動(dòng)物的沉積。由于浸蝕或采礦使磷從巖石中移出，然后進(jìn)入水循環(huán)和食物鏈。經(jīng)過(guò)循環(huán)，一部分沉積于深海，直至地質(zhì)活動(dòng)方可再次舉起；淺海內(nèi)的磷經(jīng)海鳥(niǎo)、魚(yú)類(lèi)轉(zhuǎn)化而返回陸地。 第39頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 綜上所述，地球上的物質(zhì)通過(guò)各種循環(huán)在不停地運(yùn)動(dòng)著。物質(zhì)循環(huán)一方面使各種生物之間，生物與非生物環(huán)境之間保持著一種相對(duì)的平衡；另一方面在循環(huán)中物質(zhì)得到了更新和凈化。在生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都保持著較長(zhǎng)時(shí)期的相對(duì)穩(wěn)定，這就是前邊所講的生態(tài)平衡。第40頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四第三節(jié) 環(huán)境污染

24、與生態(tài)平衡 一、環(huán)境污染的種類(lèi)和特征 二、環(huán)境污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 三、生態(tài)規(guī)律在環(huán)保中的應(yīng)用 四、環(huán)境污染的防治措施 第41頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四一、環(huán)境污染的種類(lèi)和特征 1.環(huán)境污染的種類(lèi) 環(huán)境污染的種類(lèi)很多。從污染影響的范圍大小來(lái)說(shuō)，有點(diǎn)源污染、面源污染、區(qū)域污染、全球污染等；從被污染的客體來(lái)說(shuō)，有大氣污染、水體污染、土壤污染、食品污染等；從污染影響的程度來(lái)說(shuō)，有輕度污染、中度污染、重度污染、嚴(yán)重污染等。第42頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 污染物可分為反應(yīng)污染物質(zhì)和非反應(yīng)污染物質(zhì)兩大類(lèi)。介入環(huán)境中的反應(yīng)污染物質(zhì)，在諸因素的

25、作用與影響下，發(fā)生理化或生化等化學(xué)反應(yīng)，生成比原來(lái)毒性更強(qiáng)的新污染物質(zhì)，所生成的污染物質(zhì)就叫做二次污染物，其所造成的環(huán)境污染就稱(chēng)為二次污染。如大氣中的污染物受陽(yáng)光照射生成的光化學(xué)煙霧；大氣中的二氧化硫、氮氧化物和雨水混和生成的酸雨；汞及其化合物生成的甲基汞等等。介入環(huán)境中的非反應(yīng)污染物質(zhì)未改變毒性，而從一個(gè)環(huán)境要素或場(chǎng)所，轉(zhuǎn)入另一個(gè)環(huán)境要素或場(chǎng)所，其所造成的環(huán)境污染就稱(chēng)為次生污染。如水中的重金屬污染物不改變毒性轉(zhuǎn)入底泥中，造成底泥的污染；地面水和土壤中的污染物未改變毒性而轉(zhuǎn)入地下水中，造成地下水的污染等。第43頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四2.環(huán)境污染的特征 從影響

26、人體健康的角度來(lái)看，環(huán)境污染一般具有如下特征： (l)作用時(shí)間長(zhǎng) (2)污染范圍廣 (3)作用機(jī)理復(fù)雜 (4)危害暗藏，不易發(fā)現(xiàn) 第44頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四二、環(huán)境污染對(duì)生態(tài)平衡的影響1.大氣污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 (l)溫室效應(yīng) (2)臭氧層的破壞 (3)酸雨 2.水污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 3.土壤污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 4.放射性污染對(duì)生態(tài)平衡的影響第45頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四1.大氣污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 (l)溫室效應(yīng) CO2在大氣中的劇增，會(huì)引起溫室效應(yīng)。眾所周知，CO2分子能捕獲紅外線(xiàn)。白天，太陽(yáng)照射地面，陽(yáng)光穿過(guò)大

27、氣層，CO2能吸收熱量；夜晚，CO2象一條棉被，蓋住地球，把地球向外層空間散發(fā)的紅外線(xiàn)又吸收了。這樣，CO2層就好象給地球罩上了一個(gè)很大的“玻璃棚”，類(lèi)似培養(yǎng)熱帶花草的溫室，故稱(chēng)其為溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)破壞了地球熱交換的平衡，使得地球的平均溫度逐漸上升，已引起世界氣候?qū)W家的密切關(guān)注。 第46頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四(2)臭氧層的破壞 在原始大氣圈形成過(guò)程中，臭氧層是很具有關(guān)鍵性的。分布在距地面22km高空的臭氧層，是地球的一頂天然保護(hù)傘，它擋住了紫外線(xiàn)和宇宙射線(xiàn)的侵入，它的存在是地球上生命發(fā)展的前提條件?，F(xiàn)代化的大容量、超音速的噴氣飛機(jī)在同溫層里頻繁飛行，將會(huì)消

28、耗大量的臭氧(O3)，使臭氧層的O3逐漸地減少。照此下去，總有一天這把傘會(huì)“漏”。(3)酸雨 酸雨是大氣中酸性煙云，諸如SO2、 SO3、 NO、 NO2引起的。酸雨降落后，惡化水質(zhì)、污染土壤。 第47頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四2.水污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 自古以來(lái)，人們習(xí)慣于把廢物傾于河流，然后再?gòu)闹屑橙★嬎?。但在自然條件下，河流有很大的自?xún)裟芰?，水污染只是局部的、暫時(shí)的。 自從人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入工業(yè)化社會(huì)后，水污染問(wèn)題越來(lái)越突出。首先，工業(yè)化使成千上萬(wàn)的人集中到城市，大量的污物排入河中，超過(guò)了河流的自?xún)裟芰?；其次工業(yè)生產(chǎn)大量增加了細(xì)菌所不能分解的物質(zhì)，特別是象重金屬

29、化合物和有毒有機(jī)物等。這些工業(yè)廢物堆積在地面上，還可能通過(guò)滲透作用將毒物滲入地下或流進(jìn)鄰近的河流。水污染使大量的水生生物死亡，一些河流變成臭水溝。第48頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 由于水體污染也加速了一些湖泊海灣的富營(yíng)養(yǎng)化。水體富營(yíng)養(yǎng)化是指由于水中無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物的大量增加，使水生生物迅速增多的現(xiàn)象。富營(yíng)養(yǎng)化作用的產(chǎn)生與水體中氮和磷的含量有密切的關(guān)系，一般認(rèn)為總磷和無(wú)機(jī)氮含量分別在20mgm3和300mgm3以上，就可能出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化。在湖泊演化過(guò)程中，富營(yíng)養(yǎng)化起著重要作用，隨著富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程進(jìn)展，則湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖富營(yíng)養(yǎng)湖沼澤干地。一般來(lái)說(shuō)，在自然情況下，這一過(guò)程是很

30、緩慢地發(fā)生，但在人類(lèi)活動(dòng)的作用下，則加速這一過(guò)程的進(jìn)行。海灣富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象也十分嚴(yán)重，海洋富營(yíng)養(yǎng)化引起的顯著現(xiàn)象之一是“紅潮”（赤潮）的發(fā)生。它是由于大量城市污水排人海洋而引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化，后者促進(jìn)了海面上的浮游生物急劇繁殖擴(kuò)展，使海面呈現(xiàn)一片紅色，由此稱(chēng)之為“紅潮”。形成“紅潮”的浮游生物有鞭毛藻類(lèi)，硅藻類(lèi)和原生動(dòng)物等。這種水體富營(yíng)養(yǎng)化，在國(guó)外已成為一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)重的問(wèn)題。它可以引起魚(yú)類(lèi)大批死亡，使水的生化需氧量激增，溶解氧含量減少，水生生態(tài)系統(tǒng)平衡遭破壞。第49頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四3.土壤污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 大量使用殺蟲(chóng)劑和化肥，造成土壤板結(jié)、物理化學(xué)性

31、質(zhì)變壞，許多土壤細(xì)菌被殺死。并且，有毒物質(zhì)通過(guò)綠色植物，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈濃縮，最后間接和直接地威脅到人類(lèi)的健康和生存。第50頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四4.放射性污染對(duì)生態(tài)平衡的影響 一般地說(shuō)，放射性污染可能有三種情況：人為的核裝置爆炸，核電站泄漏事故，核廢棄物處理不當(dāng)。放射性污染的嚴(yán)重性在于預(yù)防、治理困難、且費(fèi)用高昂。第51頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 其它如食品污染、噪聲污染、城市熱島效應(yīng)等對(duì)生態(tài)平衡均有影響。污染也使生物受到巨大威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1970年止，世界上至少有36種哺乳動(dòng)物和約94種鳥(niǎo)類(lèi)已經(jīng)消失。生物的死亡造成生態(tài)

32、平衡的破壞。環(huán)境污染的這些危害使人們不得不回過(guò)頭來(lái)檢查以往行動(dòng)的后果。第52頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 大量研究表明，在污染物的影響下，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生著深刻變化，并有一定的規(guī)律性。 (l)種類(lèi)組成的變化 (2)個(gè)體數(shù)量的變化 (3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化 (4)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分大量損失，不穩(wěn)定性大大增加。 (5)生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間與非生物環(huán)境的關(guān)系發(fā)生改變，以及物質(zhì)與能量循環(huán)的失調(diào)等等。 目前，在這方面的研究重點(diǎn)是污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期或短期的影響，污染存在的形式，以及在生態(tài)系統(tǒng)中的運(yùn)轉(zhuǎn)途徑和積累規(guī)律。第53頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分

33、，星期四三、生態(tài)規(guī)律在環(huán)保中的應(yīng)用 1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 2.生態(tài)系統(tǒng)的可塑性 3.生態(tài)系統(tǒng)的多樣性 4.生態(tài)系統(tǒng)的慣性第54頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育到一定的階段后，就會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)(穩(wěn)定性)，即在短暫時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，從而保持系統(tǒng)的基本特征與功能。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)受到有限的干擾時(shí)，如果基本結(jié)構(gòu)未變，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部代償或“修補(bǔ)”，表現(xiàn)為抗干擾，維持正常狀態(tài)；當(dāng)干擾程度大，足以影響系統(tǒng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)一定時(shí)間的“修補(bǔ)”，再度建立新平衡?！靶扪a(bǔ)”時(shí)向的長(zhǎng)短取決于系統(tǒng)受干擾的程度。第55頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)

34、32分，星期四2.生態(tài)系統(tǒng)的可塑性 生態(tài)系統(tǒng)由于自身機(jī)能特征，對(duì)外界條件表現(xiàn)出一定范圍的可塑性(彈性)或忍耐性?？伤苄詫?duì)個(gè)體來(lái)說(shuō)，是在受干擾后，能通過(guò)自身生理、生化調(diào)節(jié)過(guò)程(代謝、降解)，把機(jī)體內(nèi)部環(huán)境維持在最適宜的穩(wěn)定作用狀態(tài)，適應(yīng)環(huán)境的變化；對(duì)種群來(lái)說(shuō)，受干擾后，能通過(guò)改變個(gè)體的大小、繁殖速度或基因組配而出現(xiàn)種群補(bǔ)控反應(yīng)；對(duì)群落和生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，受干擾后，能通過(guò)反饋機(jī)制，使系統(tǒng)的主要成分在物質(zhì)和能量的輸入與輸出上，保持一定幅度的平衡，使系統(tǒng)不至于失去恢復(fù)“修補(bǔ)”和再建新平衡的基礎(chǔ)。這種可塑性的大小取決于生態(tài)系統(tǒng)的類(lèi)型及其發(fā)育期。第56頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四

35、3.生態(tài)系統(tǒng)的多樣性 多樣性表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的生物成分由較多的物種組成的食物鏈和食物網(wǎng)的復(fù)雜性。多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、彈性以及系統(tǒng)受損害后影響的范圍大小與恢復(fù)、再建新平衡的基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō)多樣性較高的系統(tǒng)，穩(wěn)定性亦高，可塑性也大，抗干擾的能力越強(qiáng)，平衡越不易被破壞。第57頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四4.生態(tài)系統(tǒng)的慣性 慣性是指一個(gè)生物群落或系統(tǒng)，在受到干擾或破壞時(shí)，防御它的結(jié)構(gòu)和功能不會(huì)改變或失去平衡的能力。這種慣性取決于系統(tǒng)對(duì)環(huán)境多變的適應(yīng)能力，以及結(jié)構(gòu)與功能方面潛在(儲(chǔ)備)的抵御力量，能容納、降解毒物的性能與速率，自身監(jiān)測(cè)信息的靈敏程度和釋出行動(dòng)的及時(shí)性等。 另

36、外，生物體受污染后都會(huì)產(chǎn)生滯后效應(yīng)、累積效應(yīng)、放大效應(yīng)、層次效應(yīng)、功能效應(yīng)、發(fā)育效應(yīng)和遺傳效應(yīng)等，生物的這些效應(yīng)為研究環(huán)境污染及治理提供了某些依據(jù)。第58頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 在環(huán)境保護(hù)方面；植物發(fā)揮著極重要的作用。歸納起來(lái)有以下幾方面：植物是天然的“制氧機(jī)”；植物是天然的“防疫員”；植物是天然的“除塵器”；植物是天然的“消聲器”；植物是天然的“空調(diào)器”；植物是天然的環(huán)境“凈化器”；植物是天然的環(huán)境質(zhì)量“監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)員”；植物是天然的“環(huán)境保護(hù)網(wǎng)”。 除此之外，植物還有防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水分，保持水土、美化環(huán)境和保護(hù)著大量的珍禽益獸的作用，并且有許多種類(lèi)還是藥材等

37、生物資源。植物又分布于地面、水體等一切有生命的環(huán)境中，這就形成了一個(gè)將整個(gè)地球都網(wǎng)絡(luò)住的無(wú)比大的環(huán)境保護(hù)網(wǎng)，人類(lèi)的環(huán)?；顒?dòng)是無(wú)法與其相比擬的。 微生物能將地球上的全部動(dòng)植物遺骸分解而歸回環(huán)境，可算得上地球的“清潔工”。同時(shí)，許多益鳥(niǎo)、昆蟲(chóng)又能將害蟲(chóng)吃掉，從這方面說(shuō)，保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)就等于減少農(nóng)藥的生產(chǎn)和施用，而減少農(nóng)藥施用量就又等于部分地保護(hù)了環(huán)境和益鳥(niǎo)。 第59頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四 四、環(huán)境污染的防治措施 1.把環(huán)境保護(hù)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃 和管理的軌道 2.做好基本建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境規(guī)劃工作 3.制定控制環(huán)境污染的技術(shù)政策 4.用經(jīng)濟(jì)手段管理環(huán)境 5.綠化造林 6.安

38、裝凈化裝置 第60頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)32分，星期四1.把環(huán)境保護(hù)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃和管理的軌道 總的來(lái)說(shuō)，要以環(huán)境保護(hù)法等法律、法令、條例為依據(jù)，搞好環(huán)境保護(hù)工作。把環(huán)境保護(hù)納入國(guó)家經(jīng)濟(jì)計(jì)劃與經(jīng)濟(jì)管理的軌道，應(yīng)具體包括： (1)要把保護(hù)環(huán)境與自然資源作為制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃時(shí)的不可缺少的內(nèi)容之一，實(shí)行全面規(guī)劃，合理布局； (2)在進(jìn)行基本建設(shè)時(shí)，要貫徹執(zhí)行環(huán)境保護(hù)設(shè)置與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)，即“三同時(shí)”原則； (3) 在老企業(yè)的技術(shù)改造中，要把消除污染作為技術(shù)改造的內(nèi)容之一。對(duì)一些危害嚴(yán)重的污染源，要分期分批地限制解決； (4)對(duì)企業(yè)的管理，不僅要求提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，還必須按照國(guó)家規(guī)定的環(huán)境控制和減少污染。只有這樣，才能解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。 第61頁(yè)，共68頁(yè)，2022年，5