環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展-生態(tài)系統(tǒng)

1、編輯ppt1l生態(tài)系統(tǒng)基本概念與功能生態(tài)系統(tǒng)基本概念與功能l生態(tài)平衡生態(tài)平衡l生態(tài)工程生態(tài)工程編輯ppt2第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念 人們把生物群落與其周圍非生物環(huán)境的綜合人們把生物群落與其周圍非生物環(huán)境的綜合體稱為生態(tài)系統(tǒng)（體稱為生態(tài)系統(tǒng)（EcosystemEcosystem） ，也即指一定，也即指一定空間內(nèi)由生物成分和非生物成分組成的一個生空間內(nèi)由生物成分和非生物成分組成的一個生態(tài)學功能單位。態(tài)學功能單位。 保持系統(tǒng)各組成成分穩(wěn)定保持系統(tǒng)各組成成分穩(wěn)定能量和物質(zhì)的輸入輸出在較長時間內(nèi)趨于相等能量和物質(zhì)的輸入輸出在較長時間內(nèi)趨于相等結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定 編輯ppt3一

2、、生態(tài)系統(tǒng)的共同特性一、生態(tài)系統(tǒng)的共同特性具有能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞三大功能具有能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞三大功能 能量流動通常是單向的，不可逆轉(zhuǎn)；物質(zhì)的流能量流動通常是單向的，不可逆轉(zhuǎn)；物質(zhì)的流動是循環(huán)式的；信息傳遞包括物理信息、化學信動是循環(huán)式的；信息傳遞包括物理信息、化學信息、營養(yǎng)信息和行為信息，構(gòu)成一個復雜的信息息、營養(yǎng)信息和行為信息，構(gòu)成一個復雜的信息網(wǎng)。網(wǎng)。具有自我調(diào)節(jié)能力具有自我調(diào)節(jié)能力 系統(tǒng)內(nèi)物種數(shù)目越多，結(jié)構(gòu)越復雜，自我調(diào)系統(tǒng)內(nèi)物種數(shù)目越多，結(jié)構(gòu)越復雜，自我調(diào)節(jié)能力越強。節(jié)能力越強。是一種動態(tài)系統(tǒng)是一種動態(tài)系統(tǒng) 任何生態(tài)系統(tǒng)都經(jīng)歷著由簡單到復雜，從幼任何生態(tài)系統(tǒng)都經(jīng)歷

3、著由簡單到復雜，從幼年到成熟的過程。年到成熟的過程。編輯ppt4二、生態(tài)系統(tǒng)的組成二、生態(tài)系統(tǒng)的組成編輯ppt5生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境部分生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境部分 無機物：無機物：包括氮、氧、二氧化碳和各種無機鹽等。包括氮、氧、二氧化碳和各種無機鹽等。有機化合物有機化合物：包括蛋白質(zhì)、糖類、脂類和土壤腐殖質(zhì)等。包括蛋白質(zhì)、糖類、脂類和土壤腐殖質(zhì)等。氣候因素：氣候因素：包括溫度、濕度、風和降水等，來自宇宙的包括溫度、濕度、風和降水等，來自宇宙的太陽輻射也可歸入此類。太陽輻射也可歸入此類。巖石礦物空氣水體編輯ppt6生態(tài)系統(tǒng)的生物部分生態(tài)系統(tǒng)的生物部分生產(chǎn)者：生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能進行光合作用制造有機物的

4、主要是綠色植物，凡能進行光合作用制造有機物的植物種類，包括單細胞藻類，均屬于生產(chǎn)者。還植物種類，包括單細胞藻類，均屬于生產(chǎn)者。還有一些能利用化學能把無機物轉(zhuǎn)化為有機物的化有一些能利用化學能把無機物轉(zhuǎn)化為有機物的化能自養(yǎng)型微生物，也應列入生產(chǎn)者之列。能自養(yǎng)型微生物，也應列入生產(chǎn)者之列。消費者：消費者：主要是動物，又分為一級消費者（如草食性動物）；主要是動物，又分為一級消費者（如草食性動物）；二級消費者（如肉食動物）；二級消費者（如肉食動物）；等等。等等。分解者：分解者：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動物，如鞭毛蟲，土壤線蟲等。物，如鞭毛蟲，

5、土壤線蟲等。編輯ppt7各組成部分的關(guān)系圖各組成部分的關(guān)系圖編輯ppt8三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的生物種類，種群數(shù)量、生態(tài)系統(tǒng)的生物種類，種群數(shù)量、物種的空間配置（水平分布、垂直物種的空間配置（水平分布、垂直分布）、物種的時間變化（發(fā)育、分布）、物種的時間變化（發(fā)育、季相）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)季相）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來的營養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營的營養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動養(yǎng)結(jié)構(gòu)。它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)的基礎和物質(zhì)循

6、環(huán)的基礎。編輯ppt9生態(tài)系統(tǒng)中物種的時間生態(tài)系統(tǒng)中物種的時間變化（發(fā)育、季相）變化（發(fā)育、季相）生態(tài)系統(tǒng)中物種的類生態(tài)系統(tǒng)中物種的類型、分布、空間配置型、分布、空間配置編輯ppt10四、食物鏈和食物網(wǎng)四、食物鏈和食物網(wǎng)編輯ppt11五、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔五、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔 某個營養(yǎng)級某個營養(yǎng)級就是食物鏈某個環(huán)節(jié)上一切生物物種就是食物鏈某個環(huán)節(jié)上一切生物物種的總和，是處于某一營養(yǎng)層次上一類生物和另一營養(yǎng)的總和，是處于某一營養(yǎng)層次上一類生物和另一營養(yǎng)層次上另一類生物的關(guān)系。例如，所有綠色植物和自層次上另一類生物的關(guān)系。例如，所有綠色植物和自養(yǎng)生物均處于食物鏈的第一環(huán)節(jié)，構(gòu)成第一營養(yǎng)級；養(yǎng)生物

7、均處于食物鏈的第一環(huán)節(jié)，構(gòu)成第一營養(yǎng)級；所有以生產(chǎn)者為食的動物屬于第二營養(yǎng)級，又稱植食所有以生產(chǎn)者為食的動物屬于第二營養(yǎng)級，又稱植食動物營養(yǎng)級；所有以植食動物為食的肉食動物為第三動物營養(yǎng)級；所有以植食動物為食的肉食動物為第三營養(yǎng)級；以上還可能有第四（第二級肉食營養(yǎng)級）和營養(yǎng)級；以上還可能有第四（第二級肉食營養(yǎng)級）和第五營養(yǎng)級等。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就這樣通過第五營養(yǎng)級等。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就這樣通過營養(yǎng)級向上傳遞。營養(yǎng)級向上傳遞。1、營養(yǎng)級、營養(yǎng)級編輯ppt122、能量傳遞的、能量傳遞的1/10律律1101001000生物量金字塔和能量金字塔生物量金字塔和能量金字塔編輯ppt13六、生態(tài)

8、系統(tǒng)的功能六、生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)具有三大功能：生態(tài)系統(tǒng)具有三大功能：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞 編輯ppt14能量流動能量流動 媒介：通過食物鏈（網(wǎng)）完成媒介：通過食物鏈（網(wǎng)）完成 能量流動特點：能量流動特點：l生產(chǎn)者(綠色植物)對太陽能的利用率低，只有1%l為單向流動；l流動中能量逐漸減少，每經(jīng)過一級均有能量以熱量形勢散失；l各級能量流動遵循1/10 定律，即各級能量利用率低l只有當生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的能量與消耗的能量相平衡時，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能才保持動態(tài)平衡編輯ppt15編輯ppt16物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)媒介：

9、通過食物鏈（網(wǎng)）完成媒介：通過食物鏈（網(wǎng)）完成主要循環(huán)物質(zhì)有：主要循環(huán)物質(zhì)有： 水（水（H、O） 碳（碳（C） 氮（氮（N） 磷（磷（P）編輯ppt17編輯ppt18編輯ppt19大氣氮進入生物有機體的途徑生物固氮工業(yè)固氮巖漿固氮大氣固氮編輯ppt20編輯ppt21生態(tài)系統(tǒng)中磷的特點全部來自于巖石風化循環(huán)過程中和微生物的關(guān)系磷不進行大氣循環(huán)編輯ppt22編輯ppt23 人對自然磷循環(huán)的干擾磷肥和洗滌劑養(yǎng)殖廠排水和城市污水編輯ppt24信息傳遞信息傳遞營養(yǎng)信息營養(yǎng)信息化學信息化學信息物理信息物理信息行為信息行為信息編輯ppt25第二節(jié) 生態(tài)平衡一、生態(tài)平衡的概念： 1、定義：生態(tài)平衡是指系統(tǒng)內(nèi)各

10、要素之間相互關(guān)系，相互制約，在一定的條件下，保持自然的、暫時的、相對的平衡關(guān)系。編輯ppt26為暫時的、相對的動態(tài)平衡：由生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)能力所致。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復雜，組成越多，物質(zhì)與能量傳遞的途徑越多，調(diào)節(jié)能力越強，平衡易保持。反之，調(diào)節(jié)能力越弱，平衡就不易保持。生態(tài)系統(tǒng)的變化與發(fā)展，是在不平衡 平衡 不平衡的物質(zhì)與能量流動中進行的。2、生態(tài)平衡的特點：編輯ppt27二、生態(tài)系統(tǒng)的演替 原生演替次生演替原生態(tài)生態(tài)破壞生態(tài)恢復編輯ppt28三、生態(tài)退化三、生態(tài)退化 當外界的干擾強度過大，或干擾時間過長的時候，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生物種類及數(shù)量將發(fā)生明顯下降，使得生態(tài)系統(tǒng)的演替處于退化狀態(tài)，即稱

11、為生態(tài)退化。編輯ppt29地震四、導致生態(tài)退化的因素1)自然因素自然因素2)人為因素人為因素v環(huán)境因素的改變環(huán)境因素的改變v生物種類發(fā)生變化生物種類發(fā)生變化v信息系統(tǒng)的破壞信息系統(tǒng)的破壞海嘯編輯ppt30 大型人類活動對環(huán)境的影響大型人類活動對環(huán)境的影響 三峽工程編輯ppt31三峽之電照耀大半個中國三峽之電照耀大半個中國編輯ppt32編輯ppt33由于環(huán)境發(fā)生改變，三峽庫區(qū)已發(fā)現(xiàn)一些新的物種由于環(huán)境發(fā)生改變，三峽庫區(qū)已發(fā)現(xiàn)一些新的物種 湖北宜昌江邊護岸石縫中長出的蘇門白酒草十分旺盛。這種模樣像艾蒿、種子像蒲公英的草見縫插針，生長迅速，有些地方甚至鋪天蓋地。日前，有關(guān)專家稱三峽地區(qū)的生態(tài)安全正在

12、遭受外來植物蘇門白酒草的威脅，呼吁鏟除惡草，避免引發(fā)生態(tài)危機。 編輯ppt34人類活動對環(huán)境的影響人類活動對環(huán)境的影響渡渡鳥與大顱欖樹編輯ppt35五、生態(tài)學三定律五、生態(tài)學三定律 生態(tài)平衡的破壞往往出自于人類的貪婪與無知，生態(tài)平衡的破壞往往出自于人類的貪婪與無知，過分地向自然索取，或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的復雜機理知之甚過分地向自然索取，或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的復雜機理知之甚少而貿(mào)然采取行動。美國環(huán)境學家小米勒少而貿(mào)然采取行動。美國環(huán)境學家小米勒（G Gilleriller，JrJr）提出了以下三定律）提出了以下三定律: :生態(tài)學第一定律：生態(tài)學第一定律：我們的任何行動都不是孤立的，對自然界的任何侵犯都具有無數(shù)效

13、應，其中許多效應是不可逆的。該定律為哈定（G.Hardin）所提出，可稱之為多效應原理。生態(tài)學第二定律：生態(tài)學第二定律：每一種事物無不與其他事物相互聯(lián)系和相互交融。此定律可稱為相互聯(lián)系定律。生態(tài)學第三定律：生態(tài)學第三定律：我們生產(chǎn)的任何物質(zhì)不應該對地球上自然的生物地球化學循環(huán)有任何干擾。此定律可稱之為勿干擾原理。 編輯ppt36 第三節(jié) 生態(tài)工程 “ 生態(tài)工程是利用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物生態(tài)工程是利用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理及結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合結(jié)質(zhì)循環(huán)再生原理及結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合結(jié)構(gòu)最優(yōu)化方法設計的分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工構(gòu)最優(yōu)化方法設計的分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)

14、。藝系統(tǒng)。 生態(tài)工程的目標就是在促進自然界良性循環(huán)的生態(tài)工程的目標就是在促進自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮物質(zhì)的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污前提下，充分發(fā)揮物質(zhì)的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益與生態(tài)效益同步發(fā)展。染，達到經(jīng)濟效益與生態(tài)效益同步發(fā)展?！?-馬世俊馬世俊編輯ppt37一、生態(tài)工程案例 農(nóng)業(yè)生態(tài)工程 污水處理生態(tài)工程污水處理生態(tài)工程 生態(tài)工業(yè)與生態(tài)工業(yè)園區(qū) 編輯ppt38編輯ppt39生態(tài)工業(yè)與生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工業(yè)：生態(tài)工業(yè)：l指仿照自然界生態(tài)過程物質(zhì)循環(huán)的方式來規(guī)劃工業(yè)生指仿照自然界生態(tài)過程物質(zhì)循環(huán)的方式來規(guī)劃工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的一種工業(yè)模式產(chǎn)系統(tǒng)的一種工業(yè)模式在生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)中各生產(chǎn)過程

15、不是孤立的，而是通過在生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)中各生產(chǎn)過程不是孤立的，而是通過物質(zhì)流、能量流和信息流互相關(guān)聯(lián)，一個生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流互相關(guān)聯(lián)，一個生產(chǎn)過程的廢物可以作為另一過程的原料加以利用。廢物可以作為另一過程的原料加以利用。生態(tài)工業(yè)追求的是系統(tǒng)內(nèi)各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)生態(tài)工業(yè)追求的是系統(tǒng)內(nèi)各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán)，達到資源、能源、投資物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán)，達到資源、能源、投資的最優(yōu)利用。的最優(yōu)利用。 編輯ppt40生態(tài)工業(yè)園區(qū)介紹我國：貴港國家生態(tài)工業(yè)（制糖）示范園區(qū)貴港國家生態(tài)工業(yè)（制糖）示范園區(qū) 蔗糖廠制糖廠酒精廠熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)造紙廠環(huán)境綜合處理原料廢糖蜜

16、蔗渣蔗髓電力電力電力電力電力廢氣廢水編輯ppt41美國：Chattanooga 工業(yè)生態(tài)園 Choctaw生態(tài)工業(yè)園區(qū) 生態(tài)工業(yè)園區(qū)介紹編輯ppt42美國：美國：改造型的改造型的Chattanooga生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工業(yè)園區(qū)。田納西州小城Chattanooga曾經(jīng)是一個以污染嚴重聞名全美的制造業(yè)中心。 編輯ppt43在該園區(qū)，以杜邦公司的尼龍線頭回收為核心推行企業(yè)零排放改革，不僅減少了污染，而且還帶動了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在老工業(yè)區(qū)發(fā)展了新的產(chǎn)業(yè)空間。其突出特征是通過重新利用老工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢棄物，以減少污染和增進效益。而今，舊鋼鐵鑄造車間已變成一個用太陽能處理廢水的生態(tài)車間，而旁邊是利用循環(huán)廢水的肥皂廠，緊臨的是急需肥皂廠副產(chǎn)物做原料的另一家工廠，這樣有可能建立起一個完整的生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡。這種革新方式對老工業(yè)區(qū)改造很有借鑒意義，并且更能適這種革新方式對老工業(yè)區(qū)改造很有借鑒意義，并且更能適應老工業(yè)企業(yè)密集的城市。應老工業(yè)企業(yè)密集的城市。編輯ppt44美國：全新型的Choctaw生態(tài)工業(yè)園區(qū) 基于俄克拉何馬州大量的廢輪胎資源，采用高溫分解技術(shù)可將這些廢輪胎資源化而得到炭黑、塑化劑和廢熱等產(chǎn)品，進一步可衍生出不同的產(chǎn)品鏈。這些產(chǎn)品鏈與輔助的廢水處理系統(tǒng)一起構(gòu)成一張工業(yè)生態(tài)網(wǎng)。其特點是基于園區(qū)所在地豐富的特定資源，采用其特點是基于園區(qū)所在地豐富的特