人类对自然环境的干扰与生态系统的退化精选PPT.ppt
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1、关于人关于人类对自然自然环境的干境的干扰与生与生态系系统的退化的退化第1页,讲稿共80张,创作于星期一第一节第一节 干扰与干扰生态学干扰与干扰生态学 1.1 1.1 干扰及其特性干扰及其特性1.2 1.2 人为干扰的主要形式人为干扰的主要形式1.3 1.3 干扰的生态学意义干扰的生态学意义 1.4 1.4 干扰生态学及学科任务干扰生态学及学科任务 第2页,讲稿共80张,创作于星期一1.1 1.1 干扰及其特性干扰及其特性 影响群落结构和演替的重要因素。生态系统发展变化的速度和方向,在很大程度上由干扰决定的。干扰在大多数情况下阻碍植物群落演替的进展,甚至使植物群落逆反到早期的演替阶段,只是在少数
2、的情况下,干扰有助于生态系统的进展。第3页,讲稿共80张,创作于星期一1)干扰是相对来说非连续的事件,它破坏生态系统、群落或种群的结构,改变资源、养分的有效性或者改变物理环境。(White和Pichett,1985)2)显著的改变系统正常格局的事件。(Forman和Godron,1986)3)干扰是一个对个体或者群落产生开了不连续、间断的斩杀、位移或损害的过程,这种作用能直接或间接的为新的有机体定居提供机会。干扰是一种突发事件,对个体或者群体产生破坏或毁灭性作用。(Sousa,1984)4)一种与其种群本身性质和原因无关,能够立即引起种群反应的敏感变化,并且在景观水平上突然改变资源量的因素。(
3、Bazzaz,1983)5)干扰是一个偶然发生的不可预知的事件,是在不同空间和时间尺度上发生的自然现象。(Rykiel,1985)6)干扰是生命系统(包括个体、种群、群落和生态系统等各个水平)的结构、动态和景观格局的基本塑造力,它不但影响生命系统本身,也改变了生命系统所处的环境系统。(彭少麟,1996)一、干扰的定义一、干扰的定义第4页,讲稿共80张,创作于星期一从生态因子角度的定义从生态因子角度的定义v 群落外部不连续存在、间断发生的因子的突群落外部不连续存在、间断发生的因子的突然作用或连续存在因子的超正常范围的波动,这然作用或连续存在因子的超正常范围的波动,这种作用或波动能引起有机体、种群
4、或群落发生全种作用或波动能引起有机体、种群或群落发生全部或部分明显变化,使其结构和功能受到损害或部或部分明显变化,使其结构和功能受到损害或发生改变。发生改变。v扰动:偏重于过程扰动:偏重于过程v胁迫:倾向于结果胁迫:倾向于结果第5页,讲稿共80张,创作于星期一二、干扰的特性二、干扰的特性干扰体:干扰强度、作用频率、干扰范围和作用时间等干扰特性在某一时间过程的综合称作干扰体。1)一般性质:干扰范围:是指干扰体作用的空间范围的分布特点。与地理、地形和环境梯度有关系。干扰强度:是指干扰发生时,干扰因素所表达出的能力值。不同干扰因素不同的度量方法。轻度、中度、重度时间尺度:是指干扰发生的具体时刻及其持
5、续的时间跨度。频率和周期:是指同一空间范围或同一组织水平内,单位时间某一干扰发生的次数。倒数即周期。随机点次数和区域频次第6页,讲稿共80张,创作于星期一干扰状况干扰状况干扰的性质含 义分布空间分布包括地理、地形、环境、群落梯度频率一定期间内干扰发生的次数,常用小数表示重现间隔频率的倒数,从本次干扰到下次干扰的平均时间周期将整个研究区域扰动一遍所需的平均时间交替时间与调查地相等面积受干扰所需的时间预测性以重现间隔的倒数来测定面积、大小受干扰的面积规模和物理强度一定时间、一定地区内所给与的一次物理上的力,如火灾的放热量影响度对生物体、群落或生态系统的影响程度协和作用对其他干扰的影响,如干旱和火、
6、害虫和风暴等第7页,讲稿共80张,创作于星期一v2)离散性和周期性 洪涝灾害(频率高、危害小)地震(周期长、危害大)v3)干扰的相对性:不仅取决于干扰本身,还取决于客体,即干扰对象(如暴风)v4)异源性和相关性 干扰源多样,但往往具有相关性 如干旱和火灾v5)尺度性:生态系统和种群 生态系统和景观v6)不协调性v7)干扰因子的协同作用和主导因子作用第8页,讲稿共80张,创作于星期一三、干扰的类型三、干扰的类型v1)自然干扰和人为干扰自然干扰和人为干扰自然干扰:自然干扰:来自不可抗拒的自然力的干扰作用,包括大气干扰、来自不可抗拒的自然力的干扰作用,包括大气干扰、地质干扰和生物干扰地质干扰和生物干
7、扰又可分为物理因素和生物因素。又可分为物理因素和生物因素。人为干扰:人为干扰:由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干扰体对自然由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。环境和生态系统施加的各种影响。因区域不同而异,与社会发展水平、产业结构特征及生产手段和因区域不同而异,与社会发展水平、产业结构特征及生产手段和方式有关,与风俗传统、民族文化等有关方式有关,与风俗传统、民族文化等有关人为干扰无论从伤害程度、作用范围、持续时间还是发生频率、人为干扰无论从伤害程度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面,都高于自然干扰潜在危害、诱发性等方面,都高
8、于自然干扰。第9页,讲稿共80张,创作于星期一v2)内源干扰和外源干扰)内源干扰和外源干扰 内源干扰内源干扰:由内源因子对系统发生的作用。由内源因子对系统发生的作用。如森林生态系统中,内源干扰主要包括树木的倾倒、机械摩擦、种如森林生态系统中,内源干扰主要包括树木的倾倒、机械摩擦、种间竞争和生物相克作用间竞争和生物相克作用 外援干扰:动因源于系统外部,其影响与生态系统自身特点有关,干扰作用的利害也是外援干扰:动因源于系统外部,其影响与生态系统自身特点有关,干扰作用的利害也是多方面的。多方面的。多数因子为突发的,作用的效应具有滞后性,导致难以区分内源和外援干扰。多数因子为突发的,作用的效应具有滞后
9、性,导致难以区分内源和外援干扰。可看作是一个连续谱的两个端点。可看作是一个连续谱的两个端点。第10页,讲稿共80张,创作于星期一v3)破坏性干扰和增益性干扰)破坏性干扰和增益性干扰 破坏性干扰:多数自然干扰和人为干扰会导致生态系统正常结构的破坏、破坏性干扰:多数自然干扰和人为干扰会导致生态系统正常结构的破坏、生态平衡的失调和生态功能的退化,有时候甚至是毁灭性的影响,如各生态平衡的失调和生态功能的退化,有时候甚至是毁灭性的影响,如各种地质、气候灾害、森林采伐和长期的过度放牧等掠夺性经营。种地质、气候灾害、森林采伐和长期的过度放牧等掠夺性经营。增益性干扰:适度的干扰可增加生态系统的生物多样性,而多
10、样性的增加有益增益性干扰:适度的干扰可增加生态系统的生物多样性,而多样性的增加有益于生态系统的稳定性提高。于生态系统的稳定性提高。第11页,讲稿共80张,创作于星期一1.2 1.2 人为干扰的主要形式人为干扰的主要形式v人为干扰的特点人为干扰的特点v广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积性、广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积性、放大性放大性(一)传统的劳作方式对生态系统的干扰 1、森林和草原植被的砍伐2、采集 中药资源3、采樵 如林下枯落物4、狩猎和捕捞第12页,讲稿共80张,创作于星期一亚马逊雨林与采矿地亚马逊雨林与采矿地 第13页,讲稿共80张,创作于星期一v盛产于内蒙古、新疆、宁夏等荒漠
11、地区的甘草,一株甘草数年后可发生新株数十株,根茎深达8l0米,可覆盖6平方米土地,防风固沙作用极为显著。但每挖1公斤甘草就要破坏60平方米的植被。第14页,讲稿共80张,创作于星期一第15页,讲稿共80张,创作于星期一第16页,讲稿共80张,创作于星期一(二)环境污染(三)新干扰形式 旅游、探险间接影响:比如水体污染影响人体健康第17页,讲稿共80张,创作于星期一2009年4月浙江某化工园区的工业污水排放河道后经过河闸排放钱塘江2009年6月安徽马鞍山长江岸边很多小规模的选铁厂、塑料加工厂排放污水进入长江2005年11月广东省贵屿镇村民在被严重污染的池塘里洗涤2008年4月黄海海岸线无数的污水
12、管道埋在海滩上,甚至延伸进深海第18页,讲稿共80张,创作于星期一第19页,讲稿共80张,创作于星期一第20页,讲稿共80张,创作于星期一1.3 1.3 干扰的生态学意义干扰的生态学意义v 1、有利于促进系统的演化、有利于促进系统的演化v 斑块化,在斑块内,物种间的相互关系发生变化。斑块化,在斑块内,物种间的相互关系发生变化。v有的干扰能降低一个或少数几个物种的优势度,为其有的干扰能降低一个或少数几个物种的优势度,为其他竞争相同资源能力较差的物种相对增加了资源,为他竞争相同资源能力较差的物种相对增加了资源,为物种的分化和资源的分配提供了有利条件。物种的分化和资源的分配提供了有利条件。v 干扰往
13、往始于系统的局部,其作用是影响生态系统的干扰往往始于系统的局部,其作用是影响生态系统的时空异质性。环境异质性可增加物种的多样性,有利时空异质性。环境异质性可增加物种的多样性,有利于系统的自然演化规律。于系统的自然演化规律。第21页,讲稿共80张,创作于星期一v2、维持生态系统平衡稳定、维持生态系统平衡稳定v经常处于变化环境中的物种要比稳定环境中生存的物种更可能忍受环境压力。v不稳定生物群落常常具有较强的恢复力。v火烧:能使得成熟并表现出许多衰老特征的森林系统更新。v3、调节生态关系、调节生态关系v干扰对生物群落中生物间各种生态关系的影响是复杂多方面的。v干扰斑块内种群遗传学上表现出差异,但这种
14、差异与干扰发生的概率、种间相互作用的机制、作用结果的变化程度等存在的关系尚不清楚。v草原的适度放牧(轻度干扰)能促进群落的生物多样性和生产力。第22页,讲稿共80张,创作于星期一例子:对某一细叶榕林的干扰与层盖度例子:对某一细叶榕林的干扰与层盖度干扰程度乔木层灌木层草木层虅木层盖度%种数盖度%种数盖度%种数盖度%种数严重干扰901110011中等干扰8083024751026轻度干扰85155025201577第23页,讲稿共80张,创作于星期一例子:实地调查白云山,沿人行走的路旁的生物种类例子:实地调查白云山,沿人行走的路旁的生物种类调查调查乔木灌木草木藤木0级路平台443111级路2m63
15、4162级路1-2m662143级路8121214级路植物覆盖50%10153285级路基本无人行走69217第24页,讲稿共80张,创作于星期一1.4 干扰生态学及学科任务干扰生态学及学科任务v是研究各类干扰对生命系统作用规律的科学v任务一:通过对干扰类型、方式、强度、频率、时间等特性的研究,揭示不同干扰对生物个体、种群、群落和生态系统方式、机制及其退化的影响原因。v任务二:对干扰的性质及发展趋势做出科学预测,为受损生态系统修复、重建和科学管理提供理论依据。第25页,讲稿共80张,创作于星期一v干扰生态学的基本研究内容干扰生态学的基本研究内容v研究特定生态系统的干扰因子类型、干扰状况和干扰体
16、系,即干扰因子及其存在规律和发生行为v研究生物个体对干扰的适应行为及其机制v研究生态系统各组分对干扰的反应v研究干扰与生态系统的发展进化v研究干扰的生态学意义在生态管理中的应用第26页,讲稿共80张,创作于星期一第二节 退化生态系统的类型及成因第27页,讲稿共80张,创作于星期一v一、退化生态系统的定义及成因v二、退化生态系统的类型v三、退化生态系统的特征v四、中国退化生态系统的现状v五、中国脆弱生态系统第28页,讲稿共80张,创作于星期一一、退化生态系统的定义及成因一、退化生态系统的定义及成因1定义:是相对于健康生态系统而言的。它是一类“病态”生态系统,是指在一定的时空背景下,生态系统受自然
17、因素、人为因素或二者的共同干扰下,使生态系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变,系统的结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移。第29页,讲稿共80张,创作于星期一生态系统退化的具体表现为:生态系统的基本结构破坏生态系统固有功能的丧失生物多样性下降稳定性和抗逆能力减弱生产力下降,故又称为“受损或受害”生态系统。第30页,讲稿共80张,创作于星期一v2、生态系统退化的原因:、生态系统退化的原因:v多方面,自然和人为干扰是两大触发因子。v自然干扰:大气干扰、地质干扰、生物干扰等。如火灾、冰雹、洪水、地震、泥石流、病虫害等。v人为干扰:如有毒化学物质的释放和污染
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