应用生态学

(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)温室效应与气候变暖
气候变暖 自从工业革命开始，越来越多的二氧化碳通过燃烧 矿物燃料、从事农业开垦、砍伐并焚烧森林而进入大气，使 大气中的二氧化碳浓度逐渐升高。 据测算，目前，大气中二氧化碳浓度正以每年1.5ppm的速 度增加。与此相适应的是从上世纪80年代到本世纪40年代世 界平均气温升高了约0.4℃。在南半球测量表明，早在40年代 所观察到的变暖趋势至今未见减弱。
三、生态环境的变化
(一)水土流失 水资源和土壤资源都是人类和生物界生存 所不可缺少的基本环境条件。但由于人口激增、自然资源 不合理的开发、森林植被破坏，引起了水土流失。含有养 分的表土被冲刷而变得贫瘠，江河湖泊水库的泥沙淤积， 河床抬高，影响交通运输和经济发展，旱涝灾害增加，生 态环境恶化。 （二）沙漠化 土地沙化是当今世界性的环境问题，发展中国家尤为突出。 治理沙漠化，最有效的措施是发展植被、改善生态环境。 治理沙漠化危害最根本的办法是培植固沙植物，育林封沙。
一、自然资源的概念与分类
a、其中有些可借助于再循环而被回收，得到重新利用，包 括金属矿物和多数非金属矿物，如铁矿、铜矿、磷、钾肥 料、石棉、云母，粘土等，这些资源是经历了亿万年的生 物地化循环过程而缓慢形成的，其更新能力极弱，当它们 被人类开采使用之后，可以再回收重新利用。 b、另外一些非更新资源是一次消耗性的，既不能再循环， 也不能被回收，主要包括煤、石油等化石燃料。此外，还 有一些非金属矿物，如石英、石膏和盐类，以及一些消耗 性金属如涂料中的铝、电镀中所用的锌等，仅供一次利用， 无法回收。
第一节
环境问题
二、全球性的环境问题
(一)温室效应与气候变暖 二氧化碳和悬浮粒子都是大气中的自然组分，是决定 地球温度以至气候的关键因素。有相当多的证据说明，人 们向大气层输送的二氧化碳和悬浮粒子已影响了气候，未 来将更趋严重。 温室效应 在大气层中，二氧化碳就像温室的玻璃顶罩一样， 对光辐射是透澈无阻的，到达地球的大部分光线被吸收并 通过各种方式转化为热量，热量最后以热辐射形式从地球 再辐射出去。二氧化碳能够阻挡热辐射的通过。大气中的 二氧化碳越多，热外流越受阻，从而地球温度也升得更高， 这种现象称为温室效应。
第二节
资源问题
一、自然资源的概念与分类 与自然环境比较，自然资源的范围要小一些，凡是非 人类创造的全部外部世界称为自然环境或自然界。在自然 界中凡是能提供人类生活和生产需要的任何形式的有经济 价值物质，均可称为自然资源，它是人类赖于生存的基础。 如太阳辐射、大气、水、生物、土地、各种矿物和能源等 均为自然资源。 自然资源可分为下列几类： (一)非枯竭的自然资源 这类资源供给稳定、数量丰富， 几乎不受人类活动的影响，一般不因利用而枯竭。如太阳 能、风能、潮汐能、全球性水资源、大气和气候等。
(二)臭氧层的破坏
针对臭氧层的破坏问题，国际上开展了一系列的 保护活动，1977年通过《保护臭氧层行动世界计划》， 并成立了“国际臭氧层协调委员会”。1985年通过的 〈保护臭氧层维也纳公约〉，明确了保护臭氧层的原 则。 1987年9月，23个国家又协议通过了要求各国积 极参加的《消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，对5 种CFC和3种哈龙的生产和消费作了限制规定。我国已 参加了维也纳公约，并且表示考虑在适当的时候参加 签署蒙特利尔议定书。我们相信，通过国际的协调和 各国的努力，能够有效地保护臭氧层，以改善全球生 态环境，以利于生物和人类的生存和发展。
三、生态环境的变化
防治地面沉降灾害的主要措施： 1、要有计划地开发地下水资源。由于过量超采地下水是导 致地面沉降的主要原因，因此关键措施是节制地下水的开 采。 2、大范围补充地下水资源；对地下气、液、固体资源的采 空区要及时填充；尽量减轻沉降中心区的负载等等。 3、采取有效措施调整沿海地区的发展规划和布局；在某些 关键地带坚决弃农还林或弃农还牧，以保护淡水屏障；可 考虑开掘滨海运河或修建水库等。
三、生态环境的变化
我国还制定了宏大的规划，建设“三北”防 护林体系，其范围包括西北大部分，华北北部 和东北西部，地跨12个省，市，自治区，面积 达389万平方千米，全长7000多千米，对我国北 方广大地区生态环境的改善和生产事业的发展 起着巨大的促进作用。
三、生态环境的变化
(三)地面沉降 地面沉降是一种严重的地质灾害，也是一个生态环境问 题。其危害性大致有下列几方面： 1.使河流泄洪不畅，造成洪涝灾害； 2.地面沉降易使建筑物地基失稳、下沉，使构筑物遭受破 坏，也易使地下管道变形、破裂而危及地下工程。 3.临近海滨的地面沉降，容易引起海水入侵、土地盐碱化。 引起地面沉降有自然因素和人为因素两方面 自然因素引起的地面沉降往往要在较长时间内才能看出 其影响，而人为因素引起的地面沉降则要显著得多。长期 过量抽取地下水，改变了原采的水动力条件，因而引起地 面沉降。开采石油、天然气、固体矿产而形成面积较大的 采空区，都可能引起地面沉降。
(五)有毒物质的污染
有毒物质是指对自然生态系统和人类健康有毒害作用的物 质，排放到环境之中而引起危害，这些物质都是社会生产和 生活过程中的产物，如工业三废、农药化肥、放射性物质等。 1、在工业生产过程中，来加处理而排放的废渣、废气和废水， 污染了环境，排放三废最严重的是化工、冶金和轻工业等部 门。 2、人们为防治病虫害和消灭杂草，在农业生产上广泛应用杀 虫剂和除草剂，同时又大量使用化肥来捉高土壤肥力，这在 一定条件下能达到目的，但从长远利益看，却给人类自己带 来危害。 3、随着核武器试验和原子能的利用而产生放射性元素的污染， 在各地屡有发生。当它们释放到环境中之后，可能产生积累 和浓缩使生物和人类受到危害。
(四)酸雨
b、酸雨能直接伤害植物，1%浓度的二氧化硫能使棉花、小 麦和豌豆等农作物明显减产。酸雨主要是使土壤酸化，影响 微生物数量和群落结构，抑制硝化细菌、固氮细菌等的活动， 使有机物的分解、固氮过程减弱，因而土壤肥力降低，生物 生产力明显下降。 c、酸雨对人体也常带来不利的影响，据分析，酸雨中含有 少量的 ※ 汞和镉等重金属，这些有毒的金属会通过水体和 土壤进入动物和植物体内并逐步累积起来然后再随着食物链 进入人体，对人类健康构成严重威胁。 控制和消除酸雨的危害最根本的措施是限制二氧化硫和一 氧化氮的排放量，改进能源结构，依法加强管理，净化大 气以改善生态环境。
(一)温室效应与气候变暖
d、气候变暖，海平面上升，一部分沿海城市可能要内迁，同 时大部分沿海平原将发生盐碱化或沼泽化，不适于生产。 e、对江河中下游地带也将造成灾害，造成江水水位抬高，泥 沙淤积加速，洪水威胁加剧，江河下游的环境恶化。 预防措施：减少二氧化碳排放，是降低温室效应，抑制全球 变暖的直接措施。途径主要有两条： 一是改进能源结构，二是提高能源效率。除了化石燃料以外， 非化石能源方面以水能资源和核能资源开发最为广泛。提高 效能，不仅能减少二氧化碳的排放量，也是生产发展的重要 措施之一。提倡植树种草，保护和发展森林资源，提高森林 覆盖面积，增强对二氧化碳的吸收能力。
(一)温室效应与气候变暖
悬浮粒子 当太阳辐射射向大气层时，有一部分从云的上表 面、烟雾层、尘埃粒子等物质上反射向太空，悬浮粒子越 多，大气层反射越多，地球上获得能量越少，温度越低。 气候学家指出，地球的正常反射率大约为37～38%，每增加 l % 就能使地球的平均温度下降约1.7℃。现实生活证明， 异常火山的活动增加尘埃在大气层中停留的时间与较冷的 温度相关。 从20世纪40年代至60和70年代，在北半球悬浮粒子的 增加，平均温度下降了，消除了二氧化碳增加的温室效应。 悬浮粒子在到达南半球之前会在大气层中沉降下来，人们 观察到变冷趋势只存在于北半球。
(二)臭氧层的破坏
在大气层的上部，位于地球上空25～40千米的大气平流 层中的臭氧能阻止过量的紫外线到达地球表面，是地球的一 个保护层。臭氧层的存在是由※紫外线促使形成的，它使一 些氧分子裂成游离的氧原子，并和另一些氧分子结合成臭氧 (03),同样也可使臭氧裂变成氧气。 多年来的研究表明，平流层臭氧减少1%，紫外线对地球 表面辐射量将增加2%，紫外线辐射能被蛋白质或核酸吸收， 并破坏其化学键，因此对生物有极大的杀伤力，并可能引起 突变。1985年发现南极上空出现臭氧“空洞”，并经卫星证 实。
二、能源
能源质量的逐步优质化，高效、方便、清洁 的优质能源逐渐取代劣质能源是人类社会发 展进步过程的一种规律。 我国能源煤炭比例大，并且转换率低。改善 途径有两条，一是提高煤炭发电的比例，发 展煤气制，液燃料和煤化工。二是强化开发 煤以外的优质一次能源。 新能源的主要领域为：太阳能、风能、海洋 能、生物质能、地热能和氢能。
第五部分
应用生态学
第一章 应用生态学
应用生态学 顾名思义是把生态学的原理和社会 生产实践结合起来，用以解释并指导解决社会实 践中产生的问题，以取得良好的经济效益、生态 效益和社会效益。
第一节
环境问题
一、环境问题的实质
当今的环境问题已构成对人类生存环境的严重威胁。环境 问题可以分为两类： 1、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，改变了原来生态系统的正常结构和功能，恶 化了工农业生产和人类生活环境。污染物质又沿着食物链 转移，富集而后进人人体，危害人类健康。 2、生态环境的破坏：由于对自然资源的不合理开发利用而 引起，突出表现在植被破坏，水土流失，土壤侵蚀和沙漠 化、地面沉降等方面，造成生态失调，生物生产量急剧下 降。
(三)烟雾事件
由工厂和汽车排放的有害气体，在一定的气候条件 下形成烟雾，对生物和人类造成毒害，称为烟雾事件 。 光化学烟雾 是以汽油作动力燃烧以后，出现的一种新 型空气污染现象。烟雾一般发生在相对湿度较低的夏 季晴天，高峰出现在中午，而夜间消失。研究表明， 这种烟雾是在强太阳光作用下，大气中的碳氢化合物 和氮氧化合物之间发生化学反应而形成的。在这个反 应过程中光提供了能量，故称光化学烟雾。而后在50 年代和60年代在其他城市也出现过光化学烟雾的危害。
(一)温室效应与气候变暖
全球气候变暖危害： a、今后大气中二氧化碳增加一倍，全球平均气温将上升 1.5～4.5℃。而地面温度的上升随着纬度的增加而增加， 在纬度40度的地区接近全球的平均值，在赤道地区只升高 平均值的一半左右。两极地区却比平均值高3倍左右。 b、因此气温升高不可避免地使南极冰层部分融解，引起 海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。 如果今后一个世纪海平面上升1米，直接受影响的土地约 500万平方公里，人口约10亿，耕地约占世界的1/3。 c、由于全球气温升高，气候带北移，湿润区和干旱区将 重新配制.
(四)酸雨
是由于大气中二氧化硫和一氧化氮，在强光照射下,进 行光化学氧化作用，并和水汽结合而形成，酸雨中所含的酸 主要是硫酸和硝酸，这些强酸在雨水中解离，使雨雪的酸碱 度下降，一般pH值小于5.6的雨水称为酸雨。对大地江河水 域、森林、农作物等造成严重的危害。 调查表明： a、水中pH值降至6以下时，湖泊中的鱼类、浮游生物及底栖 动物的种类和数量就受到影响。pH5.8时某些小型鱼类和甲 壳类就已消失。这是因为酸水可使水化学发生变化，使水体 底部的有毒金属变成可溶性物质而释放出来，对水生生物产 生毒害。
(三)烟雾事件
在正常情况下，气温则随近地面的高度的增 加而降低，靠近地面的暖空气上升，把污染物往 上带，并把它们扩散到更高的高度。而在逆温时， 冷空气流入暖空气之下方，城市上空形成暖逆温 层，阻碍了下层冷空气的上升，污染物停留在靠 近地面的冷空气中。这种逆温现象的作用，可能 由于局部地形而加强，产生这类公害事件不能归 罪于气侯条件，关键还在于控制大气污染。
一、自然资源的概念与分类
(二)可枯竭的自然资源 这类资源是在地球演化过程中的 不同时期形成的，数量有限，其中有的将会枯竭，如化石 燃料；而有些则在不合理利用时才会枯竭，如能适当利用 就可不断更新，例如生物资源。 这类资源又可根据其是否能够自我更新分为两类。 1.可更新自然资源 主要包括土地资源、地区性水资源和 生物资源等。 2.非更新自然资源 这类资源基本上没有更新的能力。