生物与环境
第四章
生物与环境
  第一节
人类活动对生态环境的影响
    生态足迹
      影响因素
        人口增长
        经济发展
        生活方式
      概念
        指在现有技术条件下，维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积
      内容
        建设用地
          表示交通设施、住房、工业建筑物，水电库区等人类基本设施所占用的土地面积
        碳足迹
          表示扣除海洋对碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃烧排放的二氧化碳等所需的森林面积
        林地
          表示生产木材、纸浆、薪柴等林木产品所需的林地面积
        草地
          表示生产肉、奶、毛、皮等畜牧产品所需的草地面积
        耕地
          表示用来种植人类消费的作物、油料、橡胶以及生产牲畜饲料等农产品所需的农田面积
        渔业用地
          表示支持水产品生产所需的水域面积
      特点
        生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响就越大
    全球性问题
      全球气候变化
      臭氧层破坏
      生物多样性丧失
      水资源短缺
      土地荒漠化
      环境污染
  第二节
生物多样性及其保护
    生物多样性
      概念
        生物圈内所有的植物、动物和微生物等，他们所拥有的全部基因，以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性
      层次
        遗传多样性
          生物多样性的根本原因
          分子水平：DNA的多样性细胞水平：蛋白质的多样性个体水平：表型的多样性
        物种多样性
          生物多样性最直观的表现
        生态系统多样性
          生物多样性的宏观表现
    生物多样性的价值
      直接价值
        对人类食用、药用和作为工业原料等实用意义的、以及由旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值
      间接价值
        主要体现在调节生态系统功能等发面
        特点：生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值
      潜在价值
        生物多样性还具有许多目前人们尚不清楚的价值
    生物多样性丧失的原因
      人类活动对野生物种生存环境的破坏（主要）
        主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化
      环境污染也会造成生物多样性的丧失
      农业和林业品种的单一化会导致遗传多样性的丧失
      盲目引入外来物种
        会导致物种的灭绝，是生物多样性丧失
      掠夺式利用
        包括过度采伐、滥捕乱猎，这是物种生存受到威胁的重要原因
      人类对野生物种生存环境的破坏和掠夺式利用
    保护生物多样性的措施
      就地保护（主要）
        指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等
        是对生物多样性对最有效的保护
      易地保护（主要）
        指吧保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护
        为将灭绝的物种提供最后的生存机会
      现代生物技术保护
        建立精子库、种子库、基因库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护等
        保护濒危物种的重要措施
  生态工程
    生态工程
      概念
        生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
      目的
        遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展
      优点
        与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
    生态工程所遵循的基本原理
      遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理
      自生
        内容
          由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生
        理论基础
          生态系统的自我调节能力
        实施措施
          在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等
        意义
          实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体
        体现物种多，营养关系复杂；涉及结构与功能的协调
      循环
        内容
          循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移和转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质的转化率较高
        理论基础
          生态系统的物质循环功能
        实施措施
          实现废弃物的资源化利用
        优点
          实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染
        实例
          “无废弃物农业”物质循环再生示意图
        强调物质循环、废物利用、减轻环境污染
      协调
        在进行生态工程建设时，需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应
        强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境容纳量
      整体
        遵循整体原理，首先要遵从自然生态系统的规律，调整各组分比例、改变和优化结构，达到改善系统功能的目的
        还要考虑经济和社会等系统的影响力
        社会——经济——自然符合系统
        涉及自然、经济和社会，如林业生态工程建设
      最核心的原理
    生态工程的实例和发展前景
      实例
        湿地生态恢复工程
          问题
            在经济发展过程中，人们对湿地进行排水和围垦，已经破坏了地球上80%的湿地资源。湿地的缩小、湿地的环境污染、生物资源的过度利用等
          对策
            采用工程学和生态学措施相结合的方法，废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复；在湿地的周围，还应建立缓冲带
          实例
            厦门筼筜湖生态恢复工程
        农村综合发展型生态工程
          问题
            人多地少，资源有限。怎样才能实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高呢
          对策
            建立农村综合发展型生态工程
          实例
            以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程
          工程价值
            农业生态工程能创造多种劳动力就业机会，增加农民收入，开发可以更新的资源，减少环境污染
        矿区废弃地的生态恢复工程
          矿区生态恢复工程流程图
          问题
            山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统被破坏
            极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长
            规模巨大的采矿业，对土地景观造成巨大的影响，产生严重的重金属污染
          对策
            恢复土地、恢复植被等
      前景
        特点
          重视对生态环境的保护
          注重与经济、社会效益的结合
        问题
          难以设计出标准化、易操作的生态工程模板
          设计缺乏高科技含量生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等
          我国面临的生态危机是人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”
        态度
          在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用
          不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量
          更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路
      生命系统
        结构特征
          开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性
        功能特点
          能与环境进行物质和能量的交换一维持自身的有序性，进行“自我更新”
          细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”
        与环境的关系
          从生态的视角看，生命系统依存于环境，也能适应环境、影响环境
        历史
          从历史的角度看，生命系统由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史
基因多样性