地球环境与生态系统研讨(-52张)课件.ppt

1、1.1 地球环境的基本特征地球环境的基本特征1.2 生态系统生态系统1.3 人口与资源人口与资源 1.1.1 地球环境的圈层构造地球环境的圈层构造 1.1.2 人类与各圈层的关系人类与各圈层的关系 地球环境及其组成地球环境及其组成l地球环境地球环境地球上的除人类以外的其它生物和非生地球上的除人类以外的其它生物和非生物物质构成地球环境。称其它生物和非生物物质为环境要物物质构成地球环境。称其它生物和非生物物质为环境要素，与人类息息相关。素，与人类息息相关。l人类环境有别于其它生物的环境，包括自然环境和社人类环境有别于其它生物的环境，包括自然环境和社会环境。会环境。l自然环境包括人赖以生存的环境要素

2、，以及由这些要自然环境包括人赖以生存的环境要素，以及由这些要素构成的各圈层。素构成的各圈层。l这些要素和圈层构成了人类的生存环境和地理环境。这些要素和圈层构成了人类的生存环境和地理环境。l社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件（智能社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件（智能圈或人类圈）。圈或人类圈）。地球环境的独特性地球环境的独特性l地球是迄今发现存在智能生物的唯一天体。环地球是迄今发现存在智能生物的唯一天体。环境资源丰富多样；距地面境资源丰富多样；距地面1540km处有一个臭氧处有一个臭氧层；含有一定量层；含有一定量CO2的大气层；土壤；地壳厚度等的大气层；土壤；地壳厚度等等。等。地球

3、各圈层的发育地球各圈层的发育l46亿年前形成地球时，没有圈层的分化，还原性大气；亿年前形成地球时，没有圈层的分化，还原性大气；l38亿年前，地球表面有了水；生命的出现；亿年前，地球表面有了水；生命的出现；l20亿年前蓝藻等生物能够进行光合作用，大气圈中有亿年前蓝藻等生物能够进行光合作用，大气圈中有了了O2；l16亿年前形成含氧的大气圈，转变成氧化性气氛，并亿年前形成含氧的大气圈，转变成氧化性气氛，并形成臭氧层；形成臭氧层；l12亿年前出现真核细胞；亿年前出现真核细胞；l5亿年前出现海洋无脊椎动物；亿年前出现海洋无脊椎动物；l4.5亿年前顶囊蕨登陆；亿年前顶囊蕨登陆；l2亿年前出现哺乳动物；亿年

4、前出现哺乳动物；l今天，大约有今天，大约有500万至万至5000万种生物组成了五彩缤万种生物组成了五彩缤纷的世界，构成了包括人在内的生物圈。纷的世界，构成了包括人在内的生物圈。l生物的出现，将大气中的生物的出现，将大气中的CO2转移到岩石圈中，转移到岩石圈中，形成了大量的碳酸盐岩石，经风化及与生物相互作形成了大量的碳酸盐岩石，经风化及与生物相互作用，在地表形成了土壤圈。用，在地表形成了土壤圈。人类与大气圈人类与大气圈l地表以上大气的浓度随高度的增加而减少，大气地表以上大气的浓度随高度的增加而减少，大气的质量主要集中在大气圈的下部，其中：的质量主要集中在大气圈的下部，其中：50集中在距地表集中在

5、距地表5km以下，以下，75在在10km以下，以下，90在在30km以下。以下。根据大气温度垂直变化特征，将大气圈分为：根据大气温度垂直变化特征，将大气圈分为：对流层对流层l位于大气圈的最下层，平均厚度为位于大气圈的最下层，平均厚度为12km。l大气污染主要发生在该层，尤其是在大气污染主要发生在该层，尤其是在12km范围内范围内对流层中，大气温度随高度增加而下降，平均递减率对流层中，大气温度随高度增加而下降，平均递减率为为6.5/km。平流层平流层l1250km高度。高度。l平流层的下部为稳定层，温度基本不随高度变化；平流层的下部为稳定层，温度基本不随高度变化；l稳定层之上温度随高度增加而升高

6、，至平流层顶达稳定层之上温度随高度增加而升高，至平流层顶达到最高值；到最高值；l平流层顶层为臭氧层。平流层顶层为臭氧层。中间层中间层l5080km高度。高度。l温度随高度增加而下降。在约温度随高度增加而下降。在约60km高度，大气分高度，大气分子开始电离，由均质层向非均质层过渡。子开始电离，由均质层向非均质层过渡。热成层热成层l80800km高度。高度。l该层中空气在各种射线作用下大都发生电离，也称该层中空气在各种射线作用下大都发生电离，也称之为电离层。之为电离层。逸散层逸散层l800km以上高空。以上高空。l大气极其稀薄，地心引力微弱。有些运动速度较快大气极其稀薄，地心引力微弱。有些运动速度

7、较快的质点完全摆脱地心引力而逸入宇宙空间。的质点完全摆脱地心引力而逸入宇宙空间。l地球大气保持这精细的平衡。主要成分为氧气和地球大气保持这精细的平衡。主要成分为氧气和氮气。但目前大气中一些微量组分的浓度发生了变化，氮气。但目前大气中一些微量组分的浓度发生了变化，其中最引人注目的是其中最引人注目的是CO2和和O3。l人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大环境问题之一。环境问题之一。人类与水圈人类与水圈l地球表面地球表面70以上覆盖着水，地球总水量约为以上覆盖着

8、水，地球总水量约为14108km3。l地球上海洋面积占地球上海洋面积占71，海洋水占总水的，海洋水占总水的97.3。l在在2.7的淡水资源中，又有的淡水资源中，又有68.7（总水的（总水的1.85）以冰川和冰帽形式存在于南北极和高山地区，难以被人以冰川和冰帽形式存在于南北极和高山地区，难以被人类直接利用。类直接利用。l目前，人类可利用的淡水量约为目前，人类可利用的淡水量约为0.9104km3。然。然而，受气候和地理条件的限制，不同国家和地区的水而，受气候和地理条件的限制，不同国家和地区的水资源的分布是极不均匀的。资源的分布是极不均匀的。l我国属于缺水国家！我国属于缺水国家！近代人类的生产活动给

9、水圈带来各种各样的影响，近代人类的生产活动给水圈带来各种各样的影响，主要有：主要有：兴建大型水库兴建大型水库 大量开采地下水大量开采地下水 小河流渠道化小河流渠道化 湖泊的泯灭湖泊的泯灭 水质的污染水质的污染 人类与土壤圈人类与土壤圈l人类对土壤圈较为严重的影响包括荒漠化、水土人类对土壤圈较为严重的影响包括荒漠化、水土流失、盐渍化和水涝，以及土壤污染。流失、盐渍化和水涝，以及土壤污染。人类与岩石圈人类与岩石圈l与地壳同义语，平均厚度为与地壳同义语，平均厚度为3335km。向人类提供。向人类提供了丰富的化石燃料和矿物资源。了丰富的化石燃料和矿物资源。l人类进入人类进入20世纪以后，煤炭开始占能源

10、的主导地位；世纪以后，煤炭开始占能源的主导地位；石油从石油从1920年起开采量大幅度上升。年起开采量大幅度上升。从从1929年到年到1971年，世界煤炭产量增长了年，世界煤炭产量增长了70%。同期石油产量增长了同期石油产量增长了1000%！人类开发利用化石燃料和矿物原料人类开发利用化石燃料和矿物原料的同时，也对环境造成一定的影响。的同时，也对环境造成一定的影响。人类与生物圈人类与生物圈l从海平面以下从海平面以下10km到海平面以上到海平面以上9km，从严寒，从严寒（190）到酷热（）到酷热（140），以及非常干旱的），以及非常干旱的荒漠中，都存在生物。荒漠中，都存在生物。人类从农业社会进入工业

11、社会后，掌握了人类从农业社会进入工业社会后，掌握了可以与大自然相抗衡的力量。尤其可以与大自然相抗衡的力量。尤其20世纪的后世纪的后半叶，科学技术迅猛发展，终于使人类从大自半叶，科学技术迅猛发展，终于使人类从大自然的奴隶变成了主人，但人类在过去相当长的然的奴隶变成了主人，但人类在过去相当长的时期处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏时期处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏了人类同大自然的平衡与和谐。了人类同大自然的平衡与和谐。1.2.1 生态系统的基本概念生态系统的基本概念1.2.2 生态平衡及其破坏生态平衡及其破坏 生态系统是一定空间内由生物成分和非生物成分生态系统是一定空间内由生物成分和非生物

12、成分组成的一个生态学功能单位。组成的一个生态学功能单位。从人类的角度理解，生态系统包括人类本身和人从人类的角度理解，生态系统包括人类本身和人类的生命支持系统，即人类的自然环境。类的生命支持系统，即人类的自然环境。生态系统的共同特征：生态系统的共同特征：具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能；具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能；具有自我调节的能力；具有自我调节的能力；是一种动态系统。是一种动态系统。生态系统的组成和类型生态系统的组成和类型 生态系统的组成生态系统的组成l生态系统中包括：无机物，有机化合物，气候因素，生态系统中包括：无机物，有机化合物，气候因素，生产者，消费者，分解者。生产

13、者，消费者，分解者。类型类型l按功能划分：生产者（自养生物）、消费者（异养按功能划分：生产者（自养生物）、消费者（异养生物）、分解者（又称为还原者）以及非生物环境。生物）、分解者（又称为还原者）以及非生物环境。l按地理条件划分：水生生态系统和陆地生态系统。按地理条件划分：水生生态系统和陆地生态系统。食物链和食物网食物链和食物网l各种生物之间存在着取食和被取食的关系，称为食各种生物之间存在着取食和被取食的关系，称为食物链。物链。l食物链相互交叉所形成的捕食关系，称为食物网。食物链相互交叉所形成的捕食关系，称为食物网。l一般，食物网越复杂，生态系统越稳定。一般，食物网越复杂，生态系统越稳定。营养级

14、和生态金字塔营养级和生态金字塔l营养级就是食物链某个环节上一切生物种的总和。营养级就是食物链某个环节上一切生物种的总和。所有绿色植物和自养生物构成第一营养级；所有绿色植物和自养生物构成第一营养级；所有以生产者为食的动物属于第二营养级，又称植食所有以生产者为食的动物属于第二营养级，又称植食动物营养级；动物营养级；所有以植食动物为食的动物构成第三营养级；所有以植食动物为食的动物构成第三营养级；以上可能还有第四（第二级肉食动物营养级）和第五以上可能还有第四（第二级肉食动物营养级）和第五营养级。营养级。l生态系统中的物质和能量就是这样通过营养级向上传生态系统中的物质和能量就是这样通过营养级向上传递的。

15、递的。l营养级间的能量传递效率是很低的，下级营养级所储营养级间的能量传递效率是很低的，下级营养级所储存的能量约有存的能量约有10%能够被上级营养级所利用。这就是生能够被上级营养级所利用。这就是生态学的态学的10%定律或定律或1/10律。律。l由上述由上述1/10律构成了生物量和能量的金字塔，称为生律构成了生物量和能量的金字塔，称为生态金字塔。态金字塔。生态系统的功能生态系统的功能l生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能。功能。l在一定时期内，生态系统内的生产者、消费者和分在一定时期内，生态系统内的生产者、消费者和分解者保持着一种动态平衡，系

16、统内的能量流动和物质解者保持着一种动态平衡，系统内的能量流动和物质平衡在较长时期内保持稳定。这种状态就是生态平衡。平衡在较长时期内保持稳定。这种状态就是生态平衡。l影响生态平衡的因素既有自然的，也有人为的。影响生态平衡的因素既有自然的，也有人为的。l生态平衡的破坏往往出自人类的贪欲与无知，过分生态平衡的破坏往往出自人类的贪欲与无知，过分地向自然索取，或对生态系统的复杂机理知之甚少而地向自然索取，或对生态系统的复杂机理知之甚少而贸然采取行动造成的。贸然采取行动造成的。l生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数效应，其中许

17、多效应对自然界的任何侵犯都具有无数效应，其中许多效应是不可逆的。也称之为多效应原理。是不可逆的。也称之为多效应原理。l生态学第二定律：每一种事物无不与其它事物相互生态学第二定律：每一种事物无不与其它事物相互联系和相互交融。也称之为相互联系原理。联系和相互交融。也称之为相互联系原理。l生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。也称之地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。也称之为勿干扰原理。为勿干扰原理。不幸的是，迄今为止，我们采取的不幸的是，迄今为止，我们采取的许多行动往往只顾及眼前利益和局部的利许多行动往往

18、只顾及眼前利益和局部的利益，而忽略了长远的和全球的利益，由此益，而忽略了长远的和全球的利益，由此造成对生物圈的某些伤害，其中有些严重造成对生物圈的某些伤害，其中有些严重影响是深远的。影响是深远的。1.3.1 世界人口发展情况世界人口发展情况1.3.2 中国人口发展状况中国人口发展状况1.3.3 人口增长对资源的压力人口增长对资源的压力 世界人口发展状况世界人口发展状况 高出生率、高死亡率、低增长率阶段高出生率、高死亡率、低增长率阶段l人类诞生至工业革命以前，世界人口总数很少：人类诞生至工业革命以前，世界人口总数很少：每每200km2少于少于1人；人；平均每千年增长平均每千年增长2%，比现在慢约

19、，比现在慢约1000倍。倍。高出生率、低死亡率、高增长率阶段高出生率、低死亡率、高增长率阶段l工业革命之后：工业革命之后：世界人口于公元世界人口于公元1600年达到了年达到了5亿；亿；到到1800年，经过年，经过200年，人口达到年，人口达到10亿；亿；二战以后出现人口爆炸的局面，二战以后出现人口爆炸的局面，300年来人口增加了年来人口增加了10倍！倍！低出生率、低死亡率、低增长率阶段低出生率、低死亡率、低增长率阶段目前，世界人口已经超过目前，世界人口已经超过60亿；亿；并且每年净增人口约并且每年净增人口约1亿。亿。世界人口预测世界人口预测l按目前的年龄结构和增长率：按目前的年龄结构和增长率：

20、到到2025年，世界人口将超过年，世界人口将超过80亿；亿；到到2100年，世界人口将达到年，世界人口将达到72149亿！亿！中国人口发展特点中国人口发展特点l人口增长速度快；人口增长速度快；1684年年1亿；亿；1949年约年约5亿；亿；1984年年10亿；亿；1995年年12亿亿2000年年14亿。亿。l农村人口比重大；农村人口比重大；l人口城市化加快人口城市化加快l人口老龄化；人口老龄化；l男女性别比偏高；男女性别比偏高；l人口分布不均：人口分布不均：以黑龙江瑷辉至云南腾冲为线，西北地区占国土面积以黑龙江瑷辉至云南腾冲为线，西北地区占国土面积的的64%，人口只占，人口只占4%；东南地区占

21、国土面积的东南地区占国土面积的36%，人口占，人口占96）。）。l人口素质亟待提高。人口素质亟待提高。中国人口的发展趋势中国人口的发展趋势l21世纪中期，中国人口数量将达到世纪中期，中国人口数量将达到16亿。亿。自然资源自然资源l自然资源种类多，总量大，但人均资源少；自然资源种类多，总量大，但人均资源少；l各类资源总体组合较好；各类资源总体组合较好；l资源空间分布不平衡；资源空间分布不平衡；l资源质量差别悬殊。资源质量差别悬殊。中国中国世界世界人均耕地人均耕地/km20.0880.367森林覆盖率森林覆盖率/12.9831.2人均林地人均林地/km20.110.7人均林木蓄积量人均林木蓄积量/

22、m39.680人均草地人均草地/km20.3670.74人均水资源人均水资源/m3270011000 人口对自然资源的压力人口对自然资源的压力l我国耕地约我国耕地约1亿亿km2，约占国土面积的，约占国土面积的10%。“用占世界用占世界7%的土地养活了占世界的土地养活了占世界22%的人口。的人口。”l森林资源我国占世界森林资源我国占世界160个国家和地区的个国家和地区的120位。位。l我国年降水量约为我国年降水量约为60000m3，相当于全球的，相当于全球的5%，居，居世界第三位；水资源总量世界第三位；水资源总量28124108m3，居世界第六位。，居世界第六位。人均水资源量为每人每年人均水资源

23、量为每人每年2580m3，相当于世界人均，相当于世界人均水资源的水资源的1/4，居世界第，居世界第110位。位。黄河黄河1972年开始出现断流年开始出现断流1992年为年为70天天1995年年122天天1996年年133天天1997年年226天天 l已探明：已探明：我国煤炭储量我国煤炭储量11012t；陆上石油储量（陆上石油储量（3001000）108t，海洋石油储量，海洋石油储量53108t。1994年原煤产量年原煤产量12108t，占世界第一；石油产量，占世界第一；石油产量1.46108t，占世界第五。，占世界第五。特点是人均占有量少，能源结构以煤炭为主，对环境特点是人均占有量少，能源结构

24、以煤炭为主，对环境将产生巨大的影响。将产生巨大的影响。环境对人口的承载能力环境对人口的承载能力l根据联合国的预测，若按目前根据联合国的预测，若按目前45年的人口倍增期计算：年的人口倍增期计算：1990年世界人口为年世界人口为53.2亿；亿；2035年达到年达到106.4亿；亿；2080年达到年达到212.8亿。亿。l根据马寅初（根据马寅初（1957年）等人的研究，认为我国的人口年）等人的研究，认为我国的人口环境容量应在环境容量应在6.58.0亿之间。亿之间。多年来，我国对环境污染的防治和自然生态的多年来，我国对环境污染的防治和自然生态的保护，虽然取得了显著效果，但目前我国的环境状况仍保护，虽然取得了显著效果，但目前我国的环境状况仍不容乐观。不容乐观。对我国环境状况的基本估计是：对我国环境状况的基本估计是：局部有所改善，局部有所改善，总体还在恶化，总体还在恶化，前景令人担忧！前景令人担忧！