第六章应用生态学优秀课件.ppt

《第六章应用生态学优秀课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章应用生态学优秀课件.ppt（52页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章应用生态学第六章应用生态学第1页，本讲稿共52页第六章 应用生态学 6.1全球问题 6.2生态系统服务 6.3生态工程第2页，本讲稿共52页 6.1 全球问题 6.1.1 全球气候变暖与温室效应 6.1.2 环境污染 6.1.3 人口与资源第3页，本讲稿共52页6.1.1 6.1.1 全球气候变暖与温室效应一一一一 全球全球全球全球变变暖及暖及暖及暖及证证据据据据 全球全球全球全球变变暖暖暖暖是指地球表面大气是指地球表面大气,土壤土壤,水体及植被温水体及植被温度年度年际间缓际间缓慢上升的慢上升的现现象象.|英国科学家利用气候模型英国科学家利用气候模型对对2020世世纪纪全球全球变变暖研究

2、表明暖研究表明:20 20世世纪纪有两个明有两个明显变显变暖暖时时期期:|1910-1945 1910-1945 主要因素是自然因素；主要因素是自然因素；|1976-1976-今天今天 主要因素是人主要因素是人为为因素。因素。第4页，本讲稿共52页证据：证据：（1）1854190018541900年年间间全球平均气温全球平均气温变变化曲化曲线线 第5页，本讲稿共52页（2 2）海平面上升、冰川后退；）海平面上升、冰川后退；）海平面上升、冰川后退；）海平面上升、冰川后退；（3 3）大气温度在历史长河中是随着）大气温度在历史长河中是随着）大气温度在历史长河中是随着）大气温度在历史长河中是随着COC

3、O2 2含量的起伏而含量的起伏而含量的起伏而含量的起伏而同步变化的；同步变化的；同步变化的；同步变化的；（4 4）雪线上升、树种迁移；）雪线上升、树种迁移；）雪线上升、树种迁移；）雪线上升、树种迁移；（5 5）气候模拟证明全球气候变暖；）气候模拟证明全球气候变暖；）气候模拟证明全球气候变暖；）气候模拟证明全球气候变暖；第6页，本讲稿共52页二、二、二、二、温室效应温室效应温室效应温室效应大气中的温室气体大气中的温室气体(CO2,CH4,CFCs,N2O,O3)(CO2,CH4,CFCs,N2O,O3)对来自太阳的短波辐射有高度的透过性，而对从地球对来自太阳的短波辐射有高度的透过性，而对从地球反

4、射的波长有吸收与散射作用，导致地球表面热量不反射的波长有吸收与散射作用，导致地球表面热量不断积累，破坏了原来的热量平衡，直接导致大气温度断积累，破坏了原来的热量平衡，直接导致大气温度升高。升高。第7页，本讲稿共52页地地 球球第8页，本讲稿共52页n n目前全世界每年燃烧排放目前全世界每年燃烧排放目前全世界每年燃烧排放目前全世界每年燃烧排放CO250CO2506060亿吨，绿色植亿吨，绿色植亿吨，绿色植亿吨，绿色植被同化约被同化约被同化约被同化约2020亿吨。近年来浓度呈急剧升高趋势。亿吨。近年来浓度呈急剧升高趋势。亿吨。近年来浓度呈急剧升高趋势。亿吨。近年来浓度呈急剧升高趋势。n n燃烧物：

5、煤，石油，天然气，泥炭，烧柴，秸秆等。燃烧物：煤，石油，天然气，泥炭，烧柴，秸秆等。燃烧物：煤，石油，天然气，泥炭，烧柴，秸秆等。燃烧物：煤，石油，天然气，泥炭，烧柴，秸秆等。n n大气大气大气大气CO2CO2浓度浓度浓度浓度：工业革命开始之前的：工业革命开始之前的17501750年为年为290ppm;1980290ppm;1980年为年为320ppm;2000320ppm;2000年为年为350ppm.350ppm.第9页，本讲稿共52页近近300300年来大气年来大气COCO2 2浓度变化趋势浓度变化趋势第10页，本讲稿共52页三、三、三、三、气候变暖的危害气候变暖的危害气候变暖的危害气候

6、变暖的危害 冰山冰川融化，海水平面冰山冰川融化，海水平面上升。若南极与格陵兰以外融化，预计到上升。若南极与格陵兰以外融化，预计到21002100年年海平面上升海平面上升15cm15cm以上，某些城市与大面积良田将以上，某些城市与大面积良田将被淹没，威胁在沿海人口的生存。目前大约世界被淹没，威胁在沿海人口的生存。目前大约世界一半的人居住在沿海地区！一半的人居住在沿海地区！n n 气候剧烈变动，特别是极端气候事件发生频气候剧烈变动，特别是极端气候事件发生频 繁。繁。例如，炎热与剧冷天气、洪涝与干旱灾害等。例如，炎热与剧冷天气、洪涝与干旱灾害等。第11页，本讲稿共52页四、温室效应产生的原因四、温室

7、效应产生的原因四、温室效应产生的原因四、温室效应产生的原因 n n 工业生产工业生产工业生产工业生产，大量化石燃料煤、石油等，每年，大量化石燃料煤、石油等，每年 放出放出碳碳6060亿吨亿吨,几乎全部以几乎全部以CO2CO2形式释放。形式释放。n n 植被破坏植被破坏植被破坏植被破坏,每年森林减少，我国草原减少每年森林减少，我国草原减少3%3%。n n 生态系统每年可固定生态系统每年可固定1.110111.11011吨碳吨碳,n n森林燃烧森林燃烧森林燃烧森林燃烧破坏每年释放破坏每年释放1515亿吨。亿吨。n n 其它原因其它原因其它原因其它原因，例如湿地（包括稻田）、反刍动物，例如湿地（包括

8、稻田）、反刍动物 打嗝打嗝排气等均可放出甲烷。排气等均可放出甲烷。第12页，本讲稿共52页家畜产甲烷的估计量家畜产甲烷的估计量家畜种家畜种类总头数数(百万百万头)产甲甲烷量量(千克千克/头年年)甲甲烷总量量(百万吨百万吨/年年)黄牛：黄牛：发达国家达国家 573 55 31.5 发展中国家展中国家 653 35 22.8 水牛水牛 142 50 6.2 绵羊：羊：发达国家达国家 400 8 3.2 发展中国家及澳大利展中国家及澳大利亚 738 5 3.7 山羊山羊 476 5 2.4 骆驼 17 58 1.0 猪：猪：发达国家达国家 329 1.5 0.5 发展中国家展中国家 445 1.0

9、0.4 马、驴、骡 118 10-18 1.7 野生反野生反刍畜及大型食草畜畜及大型食草畜 100-500 1-50 2-6 家畜产甲烷的估计量第13页，本讲稿共52页五、五、五、五、温室气体控制措施温室气体控制措施温室气体控制措施温室气体控制措施 限制温室气体排放（美国的贡献限制温室气体排放（美国的贡献1/41/4）政治性议题政治性议题 2004.1.19 2004.1.19 替代燃料的发展替代燃料的发展酒精酒精 保护绿地（自然与人工生态系统）保护绿地（自然与人工生态系统）第14页，本讲稿共52页生态学ECOLOGY东北师范大学精品课2005.5六六六六 臭氧臭氧臭氧臭氧层层破坏破坏破坏破坏

10、 臭氧臭氧层层能能够够吸收太阳吸收太阳发发出的紫外光出的紫外光.臭氧臭氧层层的破坏来源于人的破坏来源于人类类活活动动。人。人们们使用冰箱、使用冰箱、空空调时释调时释放出的氟放出的氟氯烃氯烃化合物，通化合物，通过过光化学反光化学反应应大量消耗臭氧。大量消耗臭氧。第15页，本讲稿共52页n n臭氧层破坏危害臭氧层破坏危害臭氧层破坏危害臭氧层破坏危害：（1 1）危害人体健康；）危害人体健康；）危害人体健康；）危害人体健康；增加皮肤癌，主要是黑色素癌；损害增加皮肤癌，主要是黑色素癌；损害眼睛，增加白内障患者；削弱免疫力，增加传染病患者眼睛，增加白内障患者；削弱免疫力，增加传染病患者 （2 2）破坏生态

11、环境和工农业生产）破坏生态环境和工农业生产）破坏生态环境和工农业生产）破坏生态环境和工农业生产 农产品减少及农产品减少及其品质下降，其品质下降，减少渔业产量，使塑料等高分子聚合物减少渔业产量，使塑料等高分子聚合物加速老化加速老化 n n措施措施措施措施:减少并禁止氟氯烃等物质的排放研制新型的减少并禁止氟氯烃等物质的排放研制新型的制冷系统制冷系统 ，全球合作保护。，全球合作保护。第16页，本讲稿共52页 七、七、七、七、对未来气候变化的预测对未来气候变化的预测对未来气候变化的预测对未来气候变化的预测 根据联合国政府间气候变化专门委员会根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPPC)(IPPC)的气

12、候变化科的气候变化科学评估报告学评估报告 ,大气中排放量明显增加大气中排放量明显增加 ,预计到预计到 2121世纪中叶大气世纪中叶大气中二氧化碳浓度将由当前的中二氧化碳浓度将由当前的 350 ppm350 ppm倍增至倍增至 700 ppm,700 ppm,气温将升高气温将升高1.5-4.51.5-4.5,这种温室效应将给社会、经济等各方面带来严重影这种温室效应将给社会、经济等各方面带来严重影响响 ,尤其与农业生产的关系特别明显尤其与农业生产的关系特别明显 ,有利也有弊。有利也有弊。温室效应对农业生产的影响温室效应对农业生产的影响温室效应对农业生产的影响温室效应对农业生产的影响(1)(1)温度

13、升高温度升高 ,土壤中速效氮释放速度加快土壤中速效氮释放速度加快 ,释放周期缩短释放周期缩短 ,释放释放量增大量增大 ,肥效下降。据考证肥效下降。据考证 ,温度升高温度升高 1 1,氮的释放量平均增长氮的释放量平均增长 4%,4%,因此因此 ,为了保证作物的需肥量为了保证作物的需肥量 ,必须增大施肥量。必须增大施肥量。(2)(2)温度升高温度升高 ,也加快了农作物病虫害的发生。也加快了农作物病虫害的发生。第17页，本讲稿共52页预计我国气候变化的基本趋势预计我国气候变化的基本趋势 东北及南方沿海有变暖、变湿的趋势，而华北、华中、东北及南方沿海有变暖、变湿的趋势，而华北、华中、东北及南方沿海有变

14、暖、变湿的趋势，而华北、华中、东北及南方沿海有变暖、变湿的趋势，而华北、华中、西北大部分地区则有可能变暖变干。东北、华北地区西北大部分地区则有可能变暖变干。东北、华北地区西北大部分地区则有可能变暖变干。东北、华北地区西北大部分地区则有可能变暖变干。东北、华北地区夏季降水可能增加。西北地区可能减少。夏季降水可能增加。西北地区可能减少。夏季降水可能增加。西北地区可能减少。夏季降水可能增加。西北地区可能减少。温室效应有利也有弊，不同学者的分歧很大。温室效应有利也有弊，不同学者的分歧很大。温室效应有利也有弊，不同学者的分歧很大。温室效应有利也有弊，不同学者的分歧很大。第18页，本讲稿共52页6.1.2

15、 6.1.2 环境污染环境污染一、空气污染一、空气污染二、水污染二、水污染三三 、土壤污染、土壤污染第19页，本讲稿共52页6.1.2环境污染；环境污染；环境污染是指人为排放的有环境污染是指人为排放的有环境污染是指人为排放的有环境污染是指人为排放的有害有毒物质，破坏了环境的生态平衡，改变了害有毒物质，破坏了环境的生态平衡，改变了害有毒物质，破坏了环境的生态平衡，改变了害有毒物质，破坏了环境的生态平衡，改变了原来生态系统的结构和功能，恶化了工农业生原来生态系统的结构和功能，恶化了工农业生原来生态系统的结构和功能，恶化了工农业生原来生态系统的结构和功能，恶化了工农业生产和人类生活环境。产和人类生活

16、环境。产和人类生活环境。产和人类生活环境。污染物质又沿着污染物质又沿着污染物质又沿着污染物质又沿着食物链食物链食物链食物链转移、富集后进入人体，转移、富集后进入人体，转移、富集后进入人体，转移、富集后进入人体，危害人类健康。世界性的污染自工业革命开始，危害人类健康。世界性的污染自工业革命开始，危害人类健康。世界性的污染自工业革命开始，危害人类健康。世界性的污染自工业革命开始，到了到了到了到了2020世纪初期，某些地区环境问题已经极其世纪初期，某些地区环境问题已经极其世纪初期，某些地区环境问题已经极其世纪初期，某些地区环境问题已经极其严重，如严重，如严重，如严重，如日本的水俣病日本的水俣病日本的

17、水俣病日本的水俣病、英国伦敦的烟雾事件、英国伦敦的烟雾事件、英国伦敦的烟雾事件、英国伦敦的烟雾事件、美国的黑风暴等美国的黑风暴等美国的黑风暴等美国的黑风暴等，引起了国际社会的广泛关注。，引起了国际社会的广泛关注。，引起了国际社会的广泛关注。，引起了国际社会的广泛关注。第20页，本讲稿共52页一、一、空气污染空气污染(airpollution)空气污染是由人类活动直接或间接引起的天然与空气污染是由人类活动直接或间接引起的天然与合成的有害物质向大气的排放合成的有害物质向大气的排放.烟尘烟尘烟尘烟尘(1952 1952 英国伦敦英国伦敦)与与与与光化学烟雾光化学烟雾光化学烟雾光化学烟雾(20(20世

18、纪世纪世纪世纪4040年代美年代美年代美年代美国洛杉机国洛杉机国洛杉机国洛杉机)。酸雨酸雨酸雨酸雨(酸降酸降酸降酸降)pH)pH小于小于小于小于5.65.6的雨水。的雨水。的雨水。的雨水。第21页，本讲稿共52页使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖，乃至 死亡；使土壤酸化，危害森林和农作物生长；腐蚀建筑物和文物古迹；危害人体健康。酸酸雨雨的的危危害害第22页，本讲稿共52页二、水污染二、水污染二、水污染二、水污染 水体污染物有四类水体污染物有四类:生化试剂生化试剂 可溶和不可溶物质。可溶和不可溶物质。从受污染水源分：从受污染水源分：海洋污染海洋污染 (赤潮赤潮)；江河污染；江河污染；湖泊污染湖泊污染

19、(富营养化富营养化)；地下水污染。地下水污染。第23页，本讲稿共52页三、三、三、三、土壤污染土壤污染土壤污染土壤污染 有一系列物质可以污染土壤有一系列物质可以污染土壤:原油和燃料中的脂肪族烃是土壤中主要的环境污原油和燃料中的脂肪族烃是土壤中主要的环境污染物染物 卤素是土壤环境污染物中最大一类化学物质卤素是土壤环境污染物中最大一类化学物质 重金属污染重金属污染 治理措施治理措施:综合治理工业三废；综合治理工业三废；控制劣质农药化肥使用；控制劣质农药化肥使用；生物除污。生物除污。第24页，本讲稿共52页6.1.36.1.3人口与资源问题人口与资源问题人口与资源问题人口与资源问题一、人口问题一、人

20、口问题一、人口问题一、人口问题 二、资源问题二、资源问题二、资源问题二、资源问题 第25页，本讲稿共52页一一一一 人口问题人口问题人口问题人口问题n n世界人口动态世界人口动态世界人口动态世界人口动态 问题问题问题问题 对策对策对策对策 n n1717世纪以后世界人口呈指数增长趋势尤其是最近世纪以后世界人口呈指数增长趋势尤其是最近4343年人口基数急剧地呈指数增长这就是人们所说的年人口基数急剧地呈指数增长这就是人们所说的”人口爆炸人口爆炸”n n世界各地人口发展极不平衡世界各地人口发展极不平衡 n n人口急剧增长给生物圈带来压力人口急剧增长给生物圈带来压力,使生态系统容纳量使生态系统容纳量受

21、到威胁受到威胁,地球容纳量也会变化地球容纳量也会变化 n n控制人口增长对策控制人口增长对策:计划生育计划生育.提高人口素质提高人口素质第26页，本讲稿共52页2000年来全球人口数量变化 第27页，本讲稿共52页我国人口状况我国人口状况 问题问题 对策对策 n n1849-1949 4.131849-1949 4.13亿亿-5.42-5.42亿亿 1949-1986 1949-1986 人人口翻一翻口翻一翻 n n20012001年第五次人口普查统计年第五次人口普查统计:129533:129533万人万人 n n中国人口还处在中国人口还处在”增长型增长型”阶段阶段 人口增长与生活资人口增长与

22、生活资料的增长不相适应料的增长不相适应 n n人口增长加剧了提高劳动生产率和安排就业的矛人口增长加剧了提高劳动生产率和安排就业的矛盾盾 必须严格控制人口增长必须严格控制人口增长必须严格控制人口增长必须严格控制人口增长人口老龄化人口老龄化人口老龄化人口老龄化第28页，本讲稿共52页二、二、二、二、资源问题资源问题资源问题资源问题n n资源有非枯竭资源资源有非枯竭资源(太阳能太阳能 、风能、风能 、大气等、大气等)和可和可枯竭资源枯竭资源(石油石油 、煤炭等化石燃料、煤炭等化石燃料)。n n还分可更新资源还分可更新资源(土地资源土地资源 、水资源、水资源 、生物资源、生物资源等等)和非更新资源和非

23、更新资源(金属矿物和非金属矿物金属矿物和非金属矿物)。第29页，本讲稿共52页6.26.2生态系统服务生态系统服务生态系统服务生态系统服务6.2.1 6.2.1 生态系统服务概念和意义生态系统服务概念和意义6.2.2 6.2.2 生态系统服务价值生态系统服务价值6.2.36.2.3生态系统服务项目内容生态系统服务项目内容生态系统服务项目内容生态系统服务项目内容 第30页，本讲稿共52页 一、生一、生一、生一、生态态系系系系统统服服服服务务概念概念概念概念 HoldrenHoldren和和Ehrlich(1974)Ehrlich(1974)提提出出生生态态系系统统服服务务概概念念，Costanz

24、aCostanza等等(1997)(1997)在在NatureNature发发表表世世界界生生态态系系统统服服务务和和自自然然资资本本的的价价值值和和出出版版生生态态系系统统服服务务：人人类类社社会会对对自自然然生生态态系系统统的的依依赖赖性性。|生生生生态态系系系系统统服服服服务务，即即生生态态服服务务(ecological ecological serviceservice或或或或ecological stewardshipecological stewardship)。|生生生生态态系系系系统统服服服服务务是是是是指指指指对对生生生生物物物物或或或或人人人人类类生生生生存存存存与与与与生

25、生生生活活活活质质量量量量有有有有贡贡献献献献的的的的生生生生态态系系系系统产统产品或生品或生品或生品或生态态系系系系统统功能功能功能功能(Cairns,1997Cairns,1997)。|具具具具体体体体可可可可以以以以理理理理解解解解是是是是生生生生态态系系系系统统的的的的直直直直接接接接的的的的生生生生物物物物生生生生产产与与与与间间接接接接的的的的生生生生态态环环境境境境质质量的改善功能。量的改善功能。量的改善功能。量的改善功能。6.2.1 6.2.1 生态系统服务概念和意义生态系统服务概念和意义第31页，本讲稿共52页一、一、生物生产生物生产n n生生态态系系统统从从开开动动到到运运

26、转转，生生物物体体或或生生态态系系统统的的能能量量不不断断地代地代谢谢，物，物质质周而复始地循周而复始地循环环。|在在某某一一环环节节或或过过程程中中，物物质质与与能能量量进进行行重重新新分分配配与与组组合合，进进而而形形成成生生物物性性产产品品生生物物有有机机化化合合物物，这这些些些些生生生生物物物物性性性性产产品品品品的的的的生生生生产产过过程程程程就就就就是是是是生生生生物物物物生生生生产产(biological biological production)production)。6.2.2 6.2.2 生态系统服务价值生态系统服务价值第32页，本讲稿共52页n n生生态态系系统统服服务

27、务的的另另一一个个方方面面是是，在在自自然然生生态态系系统统的的自自身身功功能能（能能量量流流动动、物物质质循循环环与与信信息息传传递递）实实现现过过程程中中，能能够够保保持持或或改改善善生生态态系系统统的内部与外部一定范的内部与外部一定范围围内的内的环环境境质质量作用。量作用。n n这这种种保保持持与与改改善善作作用用对对生生态态系系统统功功能能的的稳稳定性，以及人定性，以及人类类生存生存环环境也非常重要。境也非常重要。二、二、生生态环境境质量改善与量改善与稳定定第33页，本讲稿共52页 中国各类生态系统的水土保持作用中国各类生态系统的水土保持作用 地点区域地点区域 测定定 年限年限 天然草

28、地天然草地 农田田 效益效益%径流量径流量 m3/hm2 冲刷量冲刷量 t/hm2 径流量径流量 m3/hm 冲刷量冲刷量 t/hm2 径流径流 冲刷冲刷 黄土丘陵黄土丘陵 7 151.68 36.28 238.25 61.67 36.4 41.2 黄土苔源黄土苔源 5 2.88 0.30 104.10 1.72 97.2 82.6 梁状丘陵梁状丘陵 5 115.68 0.67 242.10 23.10 52.2 97.1 第34页，本讲稿共52页 第35页，本讲稿共52页 全球生态系统服务的价值全球生态系统服务的价值生生态系系统面面积(百万hm2)价价值(美元hm-2a-1)全球价全球价值(

29、万亿美元a-1)海洋海洋3,3200252 8.4 近海水域近海水域3,1024,05212.6热带森林森林1,9002,0073.8其他森林其他森林2,9553020.9草地草地3,898 2320.9湿地湿地330 14,7854.9湖泊河流湖泊河流200 8,4981.7农田田1,400920.1全球全球总价价值=33.3万万亿美元美元第36页，本讲稿共52页6.2.36.2.3生态系统服务项目内容生态系统服务项目内容生态系统服务项目内容生态系统服务项目内容n n一、一、一、一、产品产品产品产品 给人类提供了食物、纤维、木材、燃料和药给人类提供了食物、纤维、木材、燃料和药给人类提供了食物

30、、纤维、木材、燃料和药给人类提供了食物、纤维、木材、燃料和药物物物物(如各种中药、维生素、鱼油等如各种中药、维生素、鱼油等如各种中药、维生素、鱼油等如各种中药、维生素、鱼油等)等的使用价值。等的使用价值。等的使用价值。等的使用价值。n n二、二、二、二、水供应、土壤肥力形成和水土保持水供应、土壤肥力形成和水土保持水供应、土壤肥力形成和水土保持水供应、土壤肥力形成和水土保持 土壤的形成和土壤的形成和土壤的形成和土壤的形成和维持更新，除了母岩的自然风化，还依赖于自然生态系统长期维持更新，除了母岩的自然风化，还依赖于自然生态系统长期维持更新，除了母岩的自然风化，还依赖于自然生态系统长期维持更新，除了

31、母岩的自然风化，还依赖于自然生态系统长期不断的生态过程。生态系统复杂的结构还能涵养水分，减缓旱不断的生态过程。生态系统复杂的结构还能涵养水分，减缓旱不断的生态过程。生态系统复杂的结构还能涵养水分，减缓旱不断的生态过程。生态系统复杂的结构还能涵养水分，减缓旱涝灾害。涝灾害。涝灾害。涝灾害。n n每年地球上总降水量约每年地球上总降水量约每年地球上总降水量约每年地球上总降水量约1.1910121.191012吨，在降雨过程中，吨，在降雨过程中，吨，在降雨过程中，吨，在降雨过程中，覆盖于地表树冠、枯枝落叶与草皮都能有效地减缓地表径流。覆盖于地表树冠、枯枝落叶与草皮都能有效地减缓地表径流。覆盖于地表树冠

32、、枯枝落叶与草皮都能有效地减缓地表径流。覆盖于地表树冠、枯枝落叶与草皮都能有效地减缓地表径流。植物生长中能形成强大的根系，这些根系和死亡的植物组织维植物生长中能形成强大的根系，这些根系和死亡的植物组织维植物生长中能形成强大的根系，这些根系和死亡的植物组织维植物生长中能形成强大的根系，这些根系和死亡的植物组织维系和固着土壤，并且吸收和保持一部分水。系和固着土壤，并且吸收和保持一部分水。系和固着土壤，并且吸收和保持一部分水。系和固着土壤，并且吸收和保持一部分水。第37页，本讲稿共52页三、抗干扰、调节与三、抗干扰、调节与“自净自净”n n森林等具有保持水土、调节气候、抗洪涝、抗干旱等的重森林等具有

33、保持水土、调节气候、抗洪涝、抗干旱等的重大作用。湿地是初级生产力最高的生态系统，近来更被大作用。湿地是初级生产力最高的生态系统，近来更被誉为誉为“自然之肾自然之肾”，其对抗洪和抗旱的贡献不亚于森林。，其对抗洪和抗旱的贡献不亚于森林。陆地上的分解过程主要在土壤中进行。土壤与海洋一样陆地上的分解过程主要在土壤中进行。土壤与海洋一样有有“自净自净”作用，一些生态过程本身产生的有害物质，作用，一些生态过程本身产生的有害物质，以及由于人为活动带来的有机杀虫剂等有毒有害物质，以及由于人为活动带来的有机杀虫剂等有毒有害物质，经过生物的降解作用得到净化。经过生物的降解作用得到净化。第38页，本讲稿共52页|四

34、、四、四、四、传传粉、粉、粉、粉、传传播种子和生物防治播种子和生物防治播种子和生物防治播种子和生物防治 大大约约有有2222万万种种植植物物需需要要动动物物帮帮助助，参参与与授授粉粉的的动动物物有有1010万万种种以以上上。生生物物防防治治可可以以利利用用生生物物（天天敌敌控控制制）。每每年年有有2550%2550%的的农农作物作物损损失于有害生物。失于有害生物。第39页，本讲稿共52页五、生物多样性与物种协同进化的保证五、生物多样性与物种协同进化的保证n n自然生态系统能保持物种的有效生存生长。自然生自然生态系统能保持物种的有效生存生长。自然生态系统是地球上最大的生物保存基因库，当代农业态系

35、统是地球上最大的生物保存基因库，当代农业的发展实际上是基于野生动植物资源，而未来农业的发展实际上是基于野生动植物资源，而未来农业的进步仍将依赖于自然基因库。保存了自然生态系的进步仍将依赖于自然基因库。保存了自然生态系统，就拥有了无尽的各类基因，生物多样性就从根统，就拥有了无尽的各类基因，生物多样性就从根本上得以维持。本上得以维持。第40页，本讲稿共52页|六六六六、休休休休闲闲、娱娱乐乐和文化和文化和文化和文化 生生态态服服务务价价值值还还体体现现在在生生态态旅旅游游、鱼鱼钓钓等等户户外外游游乐乐活活动动，以以及及教教育育和和科科研研的的基基地地和和场场所。所。第41页，本讲稿共52页 6.3

36、 生态工程6.3.1 生态工程概念与原理6.3.2 生态工程实例第42页，本讲稿共52页生态学ECOLOGY东北师范大学精品课2005.5n n19621962年年H.H.T.T.OdumOdum首首先先提提出出生生态态工工程程，19831983年年将将之之定定义为义为“设计设计和和和和实实施施施施经济经济与自然的工与自然的工与自然的工与自然的工艺艺技技技技术术”。马马世世骏骏定定义义：生生生生态态工工工工程程程程就就就就是是是是把把把把生生生生态态系系系系统统的的的的原原原原理理理理应应用用用用于于于于人人人人类类许许多多多多领领域域域域的的的的生生生生产产建建建建设设中中中中，也也也也就就

37、就就是是是是结结合合合合系系系系统统工工工工程程程程的的的的最最最最优优化化化化方方方方法法法法，设设计计的的的的物物物物质质生生生生产产和和和和能能能能量量量量流流流流动动的的的的生生生生产产工工工工艺艺系系系系统统。n n生生态态工工程程的的目目的的是是在在促促进进自自然然界界良良性性循循环环的的前前提提下下，充充分分发发挥挥物物质质的的生生产产潜潜力力，防防止止环环境境污污染染。达达到到经经济济效效益益与生与生态态效益同步效益同步发发展。展。6.3.1 6.3.1 生态工程的概念与原理生态工程的概念与原理 第43页，本讲稿共52页生态学ECOLOGY东北师范大学精品课2005.5 二、二

38、、二、二、生生生生态态工程原理工程原理工程原理工程原理 原理原理原理原理“整体、整体、整体、整体、协调协调、再生、循、再生、循、再生、循、再生、循环环”|整整整整体体体体性性性性原原原原理理理理：以以整整体体观观为为指指导导，在在系系统统水水平平上上研研究究，整整体体调调控控为为处处理理手手段段。整整体体理理论论是是综综合合了了解解系系统统，例例如如，生生物物圈圈、生生态态系系统统整整体体性性质质，以以及及解解决决受受损损区区域域，乃乃至至全球生全球生态态失失调问题调问题的必要基的必要基础础；|协协调调与与与与平平平平衡衡衡衡原原原原理理理理：在在一一个个生生态态系系统统中中，物物质质的的迁迁

39、移移、转转化化、代代谢谢、积积累累、释释放放等等功功能能，在在时时空空上上要要遵遵循循一一定定的的序序列列，按按一一定定层层次次结结构构来来进进行行。各各层层次次、环环节节间间的的能能量量和和物物质质的的流流通通量也各有一定的量也各有一定的协调协调比例。比例。第44页，本讲稿共52页|自自自自生生生生原原原原理理理理：包包括括自自我我组组织织、自自我我优优化化、自自我我调调节节、自自我我再再生、自我繁殖和自我生、自我繁殖和自我设计设计等一系列机制；等一系列机制；|循循循循环环再再再再生生生生原原原原理理理理：物物质质在在自自然然和和生生物物的的作作用用下下，在在生生态态系系统统内内和和生生态态

40、系系统统间间发发生生着着小小循循环环，在在生生物物圈圈中中又又发发生生着着生生物物地地球球化化学学大大循循环环。物物质质循循环环的的每每一一个个环环节节是是给给予予者者，也也是是接接受受者者，循循环环往往复复，周周而而复复始始。因因此此，物物质质在循在循环环中取之不尽，用之不竭；中取之不尽，用之不竭；|生生生生物物物物生生生生态态原原原原理理理理：根根据据生生态态系系统统的的结结构构与与功功能能，生生态态工工程程中所利用的生中所利用的生态态系系统统原理，概括起来，可分原理，概括起来，可分为为几个方面：几个方面：第45页，本讲稿共52页（1 1 1 1）物）物）物）物质质能量的多能量的多能量的多

41、能量的多层层分分分分级级利用利用利用利用 对对农农区区的的大大量量秸秸秆秆进进行行生生产产食食用用菌菌和和蚯蚯蚓蚓的的生生态态工工程程设设计计。秸秸秆秆还还田田是是保保持持土土壤壤有有机机质质的的有有效效措措施施，但但是是，秸秸秆秆不不经经过过处处理理直直接接返返回回土土壤壤，须须经经过过长长时时间间的的发发酵、分解，才能酵、分解，才能发挥发挥肥效。肥效。在在一一定定条条件件下下，经经过过糖糖化化过过程程后后成成为为家家畜畜喜喜食食的的饲饲料料，家家畜畜排排泄泄物物及及残残渣渣，可可以以培培养养食食用用菌菌，生生产产食食用用菌菌后后的的残残菌菌床床，又又可可以以用用于于繁繁殖殖蚯蚯蚓蚓，最最后

42、后把把利利用用后后的的残残物物再再返返回回农农田田。虽虽然然最最终终还还田田的的秸秸秆秆有有机机质质的的肥肥效效有有所所降降低低，但但是是增增加加了了生生产产沼沼气气、食食用用菌菌和和蚯蚯蚓蚓，达达到到了了系系统统物物质质能量的多能量的多层层分分级级利用。利用。6.3.2 6.3.2 生态工程实例生态工程实例第46页，本讲稿共52页秸秆的多级利用 第47页，本讲稿共52页 （2 2 2 2）水水水水陆陆交交交交换换的物的物的物的物质质循循循循环环系系系系统统 n n桑基桑基鱼鱼塘是我国南方塘是我国南方农农家行之有效的水家行之有效的水陆陆交交换换的物的物质质循循环环系系统统。n n桑桑树树是是生

43、生产产者者，通通过过光光合合作作用用生生成成有有机机物物质质(桑桑叶叶)；桑桑叶叶饲饲蚕蚕，生生产产蚕蚕丝丝及及蚕蚕蛹蛹(加加工工工工艺艺的的物物质质转转化化)；桑桑树树的的枯枯枝枝落落叶叶、桑桑椹椹和和“蚕蚕沙沙”施施撒撒到到鱼鱼塘塘，经经过过鱼鱼塘塘内内另另一一食食物物链链，转转化化为为鱼鱼；鱼鱼的的排排泄泄物物及及其其它它未未利利用用的的有有机机物物和和底底泥泥，则则经经过过底底栖栖动动物物和和微微生生物物的的消消化化分分解解，形形成成肥沃的塘泥，可作肥沃的塘泥，可作为为混合肥料，返回桑基，培养桑混合肥料，返回桑基，培养桑树树。n n“桑桑基基鱼鱼塘塘”模模式式，能能使使有有限限的的空空

44、间间时时间间内内各各组组分分相相互互结结合合，相相互互促促进进，形形成成能能量量与与物物质质的的良良性性循循环环，在在经经济济上上和和生生态态环环境境上上都都获获得得了了很很好好的的效效益。益。第48页，本讲稿共52页桑基鱼塘 第49页，本讲稿共52页（3 3）城乡工农业复合城乡工农业复合城乡工农业复合城乡工农业复合生态工程生态工程生态工程生态工程 n n在城市与乡村交错地区，将工业生产、农业生产与居民在城市与乡村交错地区，将工业生产、农业生产与居民生活环境的保护有效地结合起来。在发育完整的生态系生活环境的保护有效地结合起来。在发育完整的生态系统中，同时存在物质的富集与扩散、合成与分解、拮抗统

45、中，同时存在物质的富集与扩散、合成与分解、拮抗与加减等多种调节控制作用过程。在正常情况下，生态与加减等多种调节控制作用过程。在正常情况下，生态系统内部不易出现由于某种有限量的物质积累而造成死系统内部不易出现由于某种有限量的物质积累而造成死亡，因为系统内拥有自行解毒的微生物和解毒的工艺亡，因为系统内拥有自行解毒的微生物和解毒的工艺(物物理的、化学的作用理的、化学的作用)过程。即使由于某种物质过分积累，过程。即使由于某种物质过分积累，破坏了系统的原来结构，也会出现适应新情况的生物更破坏了系统的原来结构，也会出现适应新情况的生物更新，此种现象称为自净作用。新，此种现象称为自净作用。第50页，本讲稿共52页城乡工业复合生态工程 第51页，本讲稿共52页河岸生态工程第52页，本讲稿共52页