第三章-生态环境保护-环境学课件.ppt

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1、LOGO第三章第三章 生态环境保护生态环境保护一、生态学概述一、生态学概述1、含义、含义 生态学是一门研究生物与其生活环境相互关生态学是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分支之一。系的科学，是生物学的主要分支之一。如果把生物看成是一个生命系统，环境看成如果把生物看成是一个生命系统，环境看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的一门学科。一门学科。第一节第一节 生态学基础理论生态学基础理论LOGO2、生态学的发展、生态学的发展（1）研究对象：）研究

2、对象：v个体生态学个体生态学v种群生态学种群生态学v群落生态学群落生态学v生态系统生态学生态系统生态学v生物圈生态学生物圈生态学植物植物动物动物生物（包括人）生物（包括人）（2）与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，）与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、扩大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、经济生态学等。经济生态学等。LOGO二、生态系统的概念与功能二、生态系统的概念与功能1、生态系统、生态系统（1）生态系统的概念）生态系统的概念种群（种群（Population）：一个生物物种在一定范围内所）：一个生物物种在一定范围内所有个体

3、的总和。有个体的总和。群落（群落（Community）：在一）：在一 定的自然区域中许多不定的自然区域中许多不同种的生物的总和同种的生物的总和。生态系统（生态系统（Ecosystem）：任何一个生物群落：任何一个生物群落 与其与其周围非生物环境的综合体。周围非生物环境的综合体。LOGO（3）生态系统的类型）生态系统的类型按生态系统的环境性质和形态特征分：按生态系统的环境性质和形态特征分：（a）陆地生态系统：自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、工矿区等）；（b）淡水生态系统：包括湖泊、河流、水库等；（c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、大洋、

4、海底等。LOGO一个简化了的陆地生态系统一个简化了的陆地生态系统LOGO一个简化了的池塘生态系统一个简化了的池塘生态系统LOGO生产者生产者（绿色植物）（绿色植物）还原（分解）者还原（分解）者（细菌、真菌）（细菌、真菌）消费者消费者（动物）（动物）环境环境（土壤、空气、水）（土壤、空气、水）生态系统营养结构模式图生态系统营养结构模式图LOGO（5）食物链及营养级）食物链及营养级 所谓食物链，就是一种生物以另一种生物为食，所谓食物链，就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。（a）食物链和食物网）食物链和食物网在一个生态系统中，食物

5、关系往往很复在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网。杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量的流动、物质的迁移和转化都是通能量的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和食物网进行的。过食物链和食物网进行的。LOGO（b）营养级）营养级营养级：食物链的各个环节。营养级：食物链的各个环节。1.生产者为第一营养级，依次是第二、第生产者为第一营养级，依次是第二、第三、第四营养级，一般不超过七级。低位三、第四营养级，一般不超过七级。低位营养级的能量仅有营养级的能量仅有10（水生系统）（水生系统）被上被上一个营养级利用。一个营养级利用。2.在数量上，第一营养级就必须大大超过在数

6、量上，第一营养级就必须大大超过第二营养级，逐渐递减，就造成了生物数第二营养级，逐渐递减，就造成了生物数目金字塔、生物量金字塔、生产率金字塔。目金字塔、生物量金字塔、生产率金字塔。注意注意：1.营养级营养级 之间的能量转之间的能量转化效率约为化效率约为110，只是，只是针对湖泊等水域生态系针对湖泊等水域生态系统的经验性法则；统的经验性法则；2.不同生态系统的能量不同生态系统的能量转化效率差别很大；森转化效率差别很大；森林约为林约为5、草地是、草地是 25左右，浮游生物占优左右，浮游生物占优势的群落可达势的群落可达50。LOGO2、生态系统中的能量流动、生态系统中的能量流动（1）照射到地球上的太阳

7、能量）照射到地球上的太阳能量（a）太阳辐射的电磁波情况）太阳辐射的电磁波情况LOGO（b）太阳辐射及地球吸收太阳能的情况）太阳辐射及地球吸收太阳能的情况LOGO（d）能量流动的特点）能量流动的特点生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有12；能量只朝单一方向流动；能量只朝单一方向流动；流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉；以热的形式散失掉；各级消费者之间能量的利用率也不高，在各级消费者之间能量的利用率也不高，在4517之间，平均起来约为之间，平均起来约为10；只有当生态系统生产的能量

8、与消耗的能量相平衡时，只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能，才生态系统的结构和功能，才 能保持动态的平衡。能保持动态的平衡。LOGO3、生态系统中的物质循环、生态系统中的物质循环（1）水循环）水循环LOGO（2）碳循环）碳循环LOGO（3）氮循环）氮循环LOGO（4）磷循环）磷循环LOGO2、破坏生态平衡的因素、破坏生态平衡的因素（1）自然原因）自然原因主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的对人类和生物 的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流

9、行病等自然灾害。水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害。（2）人为因素）人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等来的环境污染等。主要有三种：物种变化引起平衡的。主要有三种：物种变化引起平衡的破坏；环境因素改变引起平衡破坏；信息系统的破坏，破坏；环境因素改变引起平衡破坏；信息系统的破坏，引起平衡破坏。引起平衡破坏。LOGO四、生态学的一般规律四、生态学的一般规律1、相互依存与相互制约规律、相互依存与相互制约规律 反映了生物间的协调关系反映了生物间的协调关系（1）普遍的依存和制约）普遍的依存和制约“物物相关物物相关”规律，就

10、是系统规律，就是系统中各种生物间相互依存、相互制约关系是普遍存在的；中各种生物间相互依存、相互制约关系是普遍存在的；（2）通过）通过“食物食物”而相互联系与制约而相互联系与制约“相生相克相生相克”规规律，就是每一种生物在食物链和食物网中，都占据一定的律，就是每一种生物在食物链和食物网中，都占据一定的位置，并具有特定的作用。位置，并具有特定的作用。LOGO2、物质循环转化与再生规律、物质循环转化与再生规律防止有毒物质进入防止有毒物质进入环境、提高能源的利用效率；环境、提高能源的利用效率；3、物质输入输出的动态平衡规律物质输入输出的动态平衡规律防止输入不足防止输入不足（如施肥不足）、输入过多（如富

11、营养化、重金属）；（如施肥不足）、输入过多（如富营养化、重金属）；4、相互适应与补偿的协同进化规律、相互适应与补偿的协同进化规律生物与环境生物与环境之间的作用与反作用；之间的作用与反作用；5、环境资源的有效极限规律、环境资源的有效极限规律生物赖以生存的环生物赖以生存的环境资源在质量、数量、空间和时间等方面都有一定的限度境资源在质量、数量、空间和时间等方面都有一定的限度（过度放牧、竭泽而渔、超标排放污染物等）；（过度放牧、竭泽而渔、超标排放污染物等）；LOGO生物多样性的保护生物多样性的保护保护现存生物多样性保护现存生物多样性1建立自然保护区建立自然保护区2研究生物多样性研究生物多样性3LOGO

12、六、环境生态学与生态工程概述六、环境生态学与生态工程概述（一）环境生态学（一）环境生态学环境生态学（环境生态学（environmental ecology）是研究人为干）是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效，扰下，生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学，即运寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学，即运用生态学理论，阐明人与环境间的相互作用及解决环境用生态学理论，阐明人与环境间的相互作用及解决环境问题的生态途径。问题的生态途径。美国美国Mitsch（1988）以及与丹麦）以及与丹麦Jorgensen（1989）联）联合将

13、生态工程定义为：合将生态工程定义为：“为了人类社会及其自然环境两为了人类社会及其自然环境两者的利益而对人类社会及其自然环境进行的设计者的利益而对人类社会及其自然环境进行的设计”，“这种设计包括了应用定量方法和基础学科的途径这种设计包括了应用定量方法和基础学科的途径”。（二）生态工程概述（二）生态工程概述LOGO二、土壤侵蚀类型、形式和二、土壤侵蚀类型、形式和土壤侵蚀类型分区土壤侵蚀类型分区1.土壤侵蚀分类土壤侵蚀分类LOGO二、水土保持生态工程构建二、水土保持生态工程构建（一）工程措施（一）工程措施1.坡面治理工程坡面治理工程（1）集流场技术）集流场技术（2）梯田工程）梯田工程（3）沟头防护工

14、程）沟头防护工程（4）鱼鳞坑）鱼鳞坑（5）水平沟）水平沟LOGO2.沟道治理工程沟道治理工程（1）谷坊工程）谷坊工程（2）淤地坝）淤地坝（3）主河道工程）主河道工程（4）石防洪墙）石防洪墙（5）拦沙坝）拦沙坝 LOGO3.小型蓄水工程小型蓄水工程（1）小水库）小水库（2）蓄水池）蓄水池（3）水窖）水窖LOGO（二）生物措施（二）生物措施1.坡面生物工程坡面生物工程2.沟道防护生物工程沟道防护生物工程（1）坡面水源涵养林）坡面水源涵养林（2）护坡薪炭林）护坡薪炭林（3）山地农林牧复合经营）山地农林牧复合经营（三）（三）生物、工程综合措施生物、工程综合措施LOGO第三节、荒漠化第三节、荒漠化一、土

15、地荒漠化成因一、土地荒漠化成因（一）自然因素（一）自然因素1.土地荒漠化地区所处地理位置因素土地荒漠化地区所处地理位置因素2.气候、植被因素气候、植被因素3.气候变化因素气候变化因素4.水资源因素水资源因素（二）人类活动因素（二）人类活动因素1.经济因素经济因素2.政策因素政策因素3.教育、知识水平及机构性因素教育、知识水平及机构性因素LOGO二、荒漠化防治对策二、荒漠化防治对策（一）统一规划，突出重点，整体推进。（一）统一规划，突出重点，整体推进。（二）健全法制，依法防治。（二）健全法制，依法防治。（三）以生物防治措施为主，工程措施为辅，综合（三）以生物防治措施为主，工程措施为辅，综合治理。

16、治理。（四）调整农业结构，推进农业产业化，建立生态（四）调整农业结构，推进农业产业化，建立生态经济模式。经济模式。（五）合理管理和使用水资源，注意节约用水。（五）合理管理和使用水资源，注意节约用水。LOGO三、荒漠化防治技术三、荒漠化防治技术（一）工程治沙技术（一）工程治沙技术（1）铺设草方格、建立立体栅栏的固沙工程技术）铺设草方格、建立立体栅栏的固沙工程技术 （2）引水拉沙造田技术）引水拉沙造田技术（3）拦沙大坝治沙技术）拦沙大坝治沙技术（二）生物治沙技术（二）生物治沙技术（1）流动沙丘植被恢复固沙技术；（）流动沙丘植被恢复固沙技术；（2）农田防护林造林技术；）农田防护林造林技术；（3）防风

17、阻沙林带技术；）防风阻沙林带技术；（4）飞播造林技术）飞播造林技术；（5）封育保护技术）封育保护技术 ；（；（6）近年来发展的生物固沙新技术）近年来发展的生物固沙新技术LOGO（三）化学治沙技术（三）化学治沙技术 化学治沙是指在风沙环境下，利用化学材料与工艺，化学治沙是指在风沙环境下，利用化学材料与工艺，对易发生沙害的沙丘或在流沙表面建造一层具有一定对易发生沙害的沙丘或在流沙表面建造一层具有一定结构和强度、能够防止风力吹蚀又可保持下层水分和结构和强度、能够防止风力吹蚀又可保持下层水分和改良沙地性质的固结层，以达到控制流沙和改善环境改良沙地性质的固结层，以达到控制流沙和改善环境的目的。实际上，化

18、学治沙技术主要包含沙地固结技的目的。实际上，化学治沙技术主要包含沙地固结技术和保水增肥两个方面。化学工程固沙剂一般都具有术和保水增肥两个方面。化学工程固沙剂一般都具有黏结性，一旦固沙液喷至沙表面，与沙粒胶结，在流黏结性，一旦固沙液喷至沙表面，与沙粒胶结，在流沙表面形成结皮，待其固化后，流沙得以固定。化学沙表面形成结皮，待其固化后，流沙得以固定。化学工程固沙可机械化施工，简单快速，尤为适宜于环境工程固沙可机械化施工，简单快速，尤为适宜于环境恶劣、降雨稀少、不易建立植被的地区。恶劣、降雨稀少、不易建立植被的地区。LOGO第四节第四节 复杂困难地质植被恢复生态工程复杂困难地质植被恢复生态工程一、盐渍

19、土地质生态工程一、盐渍土地质生态工程目前，主要采取以下措施对盐渍土地进行整治：目前，主要采取以下措施对盐渍土地进行整治：（一）水利工程技术（一）水利工程技术（二）物理措施（二）物理措施（三）农业措施三）农业措施（五）化学方法（五）化学方法（四）林业改良措施（四）林业改良措施（六）废物利用技术（六）废物利用技术LOGO二、贫瘠石质山地生态工程二、贫瘠石质山地生态工程（一）干瘠石质山地植被恢复生态工程建设基本原理（一）干瘠石质山地植被恢复生态工程建设基本原理（1）生态因子间的不可替代性和可调剂性原理）生态因子间的不可替代性和可调剂性原理（2）种群空间分布格局原理）种群空间分布格局原理（3）种群密度

20、制约原理）种群密度制约原理（4）生物群落演替原理）生物群落演替原理（5）生态适宜性原理）生态适宜性原理 （6）生态系统的结构理论）生态系统的结构理论（7）生物多样性原理）生物多样性原理（8）自我设计理论和设计理论）自我设计理论和设计理论（二）干瘠石质山地生态工程技术（二）干瘠石质山地生态工程技术（三）干瘠石质山地工程建设适宜树种和优化模式（三）干瘠石质山地工程建设适宜树种和优化模式LOGO三、干旱干热河谷生态工程三、干旱干热河谷生态工程（一）干热河谷的形成机理（一）干热河谷的形成机理导致干热河谷形成的主要因素为：大气环流和地理位置、山脉对导致干热河谷形成的主要因素为：大气环流和地理位置、山脉对

21、季风进路的阻挡和焚风效应、山谷风等局地环流效应以及人为因季风进路的阻挡和焚风效应、山谷风等局地环流效应以及人为因素。素。（二）退化生态系统的恢复与重建（二）退化生态系统的恢复与重建（三）干热干旱河谷生态工程建设的适宜树种和优化模式（三）干热干旱河谷生态工程建设的适宜树种和优化模式LOGO四、矿山开采生态工程四、矿山开采生态工程1.矿业废气矿业废气2.矿业废水矿业废水3.矿业废渣矿业废渣4.土地占用和破坏土地占用和破坏5.水土流失及土地沙化水土流失及土地沙化6.破坏水均衡系统，并引起水体污染破坏水均衡系统，并引起水体污染7.其它其它(一一)矿山生态环境问题矿山生态环境问题（二）矿区土地复垦生态工

22、程技术（二）矿区土地复垦生态工程技术LOGO第五节第五节 湿地生态工程湿地生态工程一、我国湿地资源概况一、我国湿地资源概况我国湿地总面积不少于我国湿地总面积不少于7.969105 km2，其中人工湿地有，其中人工湿地有3.447105 km2，自然湿地，自然湿地4.522 105 km2，居亚洲第一位，居亚洲第一位，在全球排第四。其中自然湿地主要分布于在全球排第四。其中自然湿地主要分布于9个区域。个区域。二、湿地保护的对策二、湿地保护的对策（1）增强环境保护意识，加快法律法规建设，正确处理）增强环境保护意识，加快法律法规建设，正确处理湿地开发与利用间的关系湿地开发与利用间的关系（2）合理增设湿地基本保护区，并开展退化湿地生态系）合理增设湿地基本保护区，并开展退化湿地生态系统整治与恢复工作统整治与恢复工作（3）扩大国际合作，增进对外交流）扩大国际合作，增进对外交流三、湿地生态工程技术三、湿地生态工程技术（一）湿地养殖模式；（一）湿地养殖模式；（二）湿地种养结合模式；（二）湿地种养结合模式；（三）湿地生态旅游模式；（四）湿地污染净化方面的利用模式（三）湿地生态旅游模式；（四）湿地污染净化方面的利用模式LOGOLOGO