自然资源与人类生态.ppt

第六章 自然资源与人类生态,人与自然关系的几个阶段,1.农业文明早期，人类对自然界的改造能力较为有限，对自然环境更多采取的是“崇拜,顺从”。2.农业文明发达时期，人们开始有意识地“改造”自然，在大地上留下壮观的人文景观，如梯田3.工业文明时期，人类自由地凭借自己的意志来“征服”和“改造”自然。4.随之而来，人地关系紧张化，人类反思自己的行为，寻求人地“协调”的发展道路。,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,一、人类对自然资源生态过程的干预1、人类的能动性及在生态系统中的优势地位人类的优势地位表现：1）人口数量人是唯一呈指数增长的物种 2）人类的适应能力人类在所有的生态系统中都能生存，因为人具有极强的适应能力（包括生理和文化适应）,一、人类对自然资源生态过程的干预1、人类的能动性及在生态系统中的优势地位人类的优势地位表现：3）人类的意识和智力人是唯一具有反射意识能力的物种；又是唯一具有主观能动性、能有意识地计划和控制自己行为的物种；还是唯一靠教育传授本领和技术的物种，因此能使文明和技术不断发展 4）社会化大生产和现代科学技术当代人类在生态圈中的优势地位的最重要方面，在于人类已经形成社会化的大规模生产力，掌握了似乎无所不能的科学技术 但产物和人类毕竟是自然界的其中的一部分，是源于自然、依赖自然的一个生物种群。人类与自然资源系统其他要素有千丝万缕的联系（物质能量联系）,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,一、人类对自然资源生态过程的干预2、人类对生态系统能量转换的干预 能量是联系人类与环境的重要中介 内在的能量形式人力本身 外在的能量形式火、畜力、风力、水力、化石燃料、原子能、太阳能、海洋能等新能源 人类利用能量使自然资源的开发利用达到了前所未有的规模，整个经济不断向能源密集型发展按能量流划分的生态系统类型：1.无额外天然太阳能生态系统;2.有额外天然太阳能生态系统;3.额外人为太阳能辅助的生态系统;4.化石能源辅助的城市-工业系统,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,一、人类对自然资源生态过程的干预3、人类对生态系统物质循环的干预 近现代人类制造出自然界原本不存在的物质。人造物质种类繁多、质量巨大。人类活动剧烈地冲击了生态系统的物质循环 人类利用矿物元素的总趋势一直在不断加速自然界的物质循环,结果是地壳元素加速向海洋迁移,造成营养物质向海洋迁移的“短路”,随着工业时代的到来，人类的活动使大气的组成成分发生了变化。图为三种主要温室气体在全球大气中的浓度，从上到下依次为二氧化碳、甲烷、一氧化二氮。,横坐标表示月份，纵坐标表示径流量的大小，用两条曲线分别表示建水库前和建成水库后的径流更加平稳，减少了汛期发生洪水灾害、枯水期发生旱灾的可能和强度。,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,一、人类对自然资源生态过程的干预4、人类活动对生态系统的干扰干扰的定义 在经典生态学中，干扰被认为是影响群落结构和演替的重要因素。干扰较普遍和典型的定义是：群落外部不连续存在、间断发生的因子的突然作用或连续存在因子超“正常”范围的波动，这种作用 或波动能引起有机体、种群或群落发生全部或部分明显变化，使其结构和功能受到损害或发生改变。,干扰的类型,按干扰动因划分为自然干扰和人为干扰 自然干扰是指来自不可抗拒的自然力的干扰作用，包括大气干扰、地质干扰和生物干扰等等。如火灾、冰雹、洪水冲积、雪压、异常的霜冻、酸雨、地震、泥石流、滑坡、病虫害侵袭和干旱等等。人为干扰是区别自然干扰的另一种主要干扰方式，是指由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。,冻雨,雪灾,冰雹,旱灾,洪涝,风暴潮,地震,滑坡,泥石流,蝗灾,虫害,干扰的类型,人为干扰是区别自然干扰的另一种主要干扰方式，是指由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。,从某种角度看，人类对生态系统干扰的作用力和影响范围，远远超过了自然干扰。如农业生产为主的区域，主要人为干扰是对森林植被的开垦和对土壤微生物区系的影响；草原区则是超载放牧和由此造成的“三化”使生态环境出现恶性循环；林区是过量采伐及对生物多样性的破坏；水域是过度捕捞及对水生生物资源的危害；环境污染如农药、杀虫剂和各种大气污染的区域差异更大。在这两种类型的干扰中，人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面，都常常高于自然干扰。因此，研究人类对生态系统干扰作用的方式、机理和变化规律等，意义重大，且具有很强的现实性和紧迫性。,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,一、人类对自然资源生态过程的干预4、人类活动对生态系统的干扰 人在地球表面的迁移意味着动植物物种从其自然生境中转移到其他地方；在作物的生产过程中，作物的竞争者被人为除掉，使生态系统简单化，减少了系统中的总能量流，损失的部分是靠化石燃料补偿的；迄今人类活动的总趋势是减少生物多样性。人类常通过对生物演替过程的干预而影响生物多样性；生态系统单一化的另一个后果是物种灭绝 在人为生态系统中，除原来生态系统的生物多样性和稳定性被改变外，还要取走大量资源或倾注大量废弃物，人类活动改变了系统的稳定性,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,二、人类对自然资源生态过程的调控1、人在不同资源利用类型中的调控作用 1）天然风景区和自然保护区 2）水资源 3）畜牧业和林业 4）农业 5）城市生态系统,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,二、人类对自然资源生态过程的调控2、生态系统变化对人类福利的影响 1）安全 2）获取维持高质量生活所需要的物质 3）健康 4）社会关系 5）自由权与选择权,第二节 人类对自然资源的适应,一、人类的适应行为1、关于适应的进化论生态学观点 达尔文“自然选择，适者生存”生态适应 物种对当前环境有生态适应：生理适应个体做出的体质本能反应 行为适应是人类适应环境的最重要形式，发展新的行为来适应环境及其变化，而且新行为通过学习代代相传（人类对环境的适应主要是文化适应，其中技术作用很重要）,第二节 人类对自然资源的适应,一、人类的适应行为1、关于适应的进化论生态学观点 人类也必须适应环境 进化论生态学理论主要探讨：（1）特定人群在其特定生态系统中的地位（2）这一群体的行为如何适应环境（3）这一群体适应环境过程中的行为多样性和变动性 人类对资源环境的适应是动态的。人类与资源关系的核心问题是获食模式（生活方式）获食模式/社会形态：狩猎-采集社会、粗耕农业社会、畜牧业社会、精耕农业社会、工业社会,第二节 人类对自然资源的适应,一、人类的适应行为2、获食模式及其对资源的适应（1）对资源可得性的适应 一定环境的承载力不仅受可得资源数量的影响，还受制与其质量；影响承载力的另一个因素是人群对的资源的概念；承载力还依赖于社会的组织、社会的投入和群体间的关系,第二节 人类对自然资源的适应,一、人类的适应行为2、获食模式及其对资源的适应（2）对资源变动的适应人类不仅要适应可得资源数量和质量，还要适应资源供给的变动（3）对其他群体的适应 人类大量地与其他 人群交流，也卷入了争夺资源的竞争，每个社会必须适应毗邻的民族及其活动；同一环境中不同群体间竞争很普遍,第二节 人类对自然资源的适应,一、人类的适应行为2、适应的可持续性衡量生态学家L.B.斯洛博德金：进化是“生存的博弈”；其目的并非是赢得大把钞票，而只能是继续玩下去。最成功的物种并不一定是一时成功地适应了其环境的物种，而是那些能用广泛多样的方式适应资源和环境的物种 适应能力比适应状态更重要,第二节 人类对自然资源的适应,二、各社会发展阶段对自然资源的适应1、精耕农业前社会对自然资源的适应（1）低能源消费（2）人口控制（3）高度变通灵活的社会组织（4）自然崇拜（5）自给自足,第二节 人类对自然资源的适应,二、各社会发展阶段对自然资源的适应2、精耕农业对自然资源的适应（1）不断的投入（2）高度有组织的社会（3）资源私有化（4）庞大、自足、少进取、相对贫困的农民阶层（5）平均主义取向的资源分配,第二节 人类对自然资源的适应,二、各社会发展阶段对自然资源的适应3、工业化社会对自然资源的适应 工业化社会具有以下特征：（1）急速扩展的人均资源消费（2）专业化生产（3）社会组织更复杂（4）财富集中（5）人口变迁,第二节 人类对自然资源的适应,二、各社会发展阶段对自然资源的适应3、工业化社会对自然资源的适应 工业化社会具有以下适应机制：(1）经济全球化与产业转移（2）农村人口城市化（3）人口稳定机制（4）市场响应机制（5）科技进步与产业结构升级（6）社会、文化、政策响应 工业化来得太快，以至于可能超出人类的适应能力，尤其在资源和生态系统方面,第二节 人类对自然资源的适应,三、不可持续适应的历史教训“文明人跨越地球表面，足迹所过之处留下一片荒漠”“历史上绝大多数战争和殖民运动的发起，是因为入侵者想占有更多的土地和自然资源。”,第二节 人类对自然资源的适应,三、不可持续适应的历史教训1、美索不达米亚/苏美尔文明的衰落公元前3500年，苏美尔人在两河（底格里斯河和幼发拉底河）流域的下游建立了城邦，这是世界上最早的文明发源地之一，也是世界上最早使用文字的社会。同时，苏美尔人在幼发拉底河流域修建了大量的灌溉工程，不仅浇灌了土地，而且防止了洪水。巨大的灌溉网提高了土地的生产力，使成百万的人从田间解放出来，去从事工业、贸易或文化工作，他们创造了灿烂的古代文明美索不达米亚文明。,古埃及,古巴比伦,公元前6世纪，两河流域新巴比伦王国曾建造起了一座奇特的“空中花园”，与埃及金字塔齐名。空中花园实际上是座假山花园，它采用立体造园方法，将花园置于高高的平台上。假山每边长120多米，高25米，用石柱和石板一层层向上堆砌，直达高空。远远看去，花园就象在天空中一样。,美索不达米亚文明衰落原因,两河流域，特别是下游，严酷的自然条件给文明的发展带来了严重的限制。首先是降雨量的稀少，年内分配也不均，在作物最需要水的810月正是枯季。其次是气温很高，夏季往往超过40，高温增大了土壤表面的蒸发，导致土壤的盐化。此外，当上游森林被破坏而导致洪水时，平坦的地形和低渗透性的土壤更加剧了土壤的涝化和盐化。土壤盐化的直接结果是土地生产力的下降，其表现是不耐盐的小麦（仅能容许土壤含盐量0.5）为耐盐的大麦（能在含盐量为1.0的土壤中生长）所取代。在公元前3500年，整个苏美尔地区全部种植小麦。随着土地垦殖史的延续，土壤中的盐分越来越多。公元前2500年，苏美尔地区小麦占了谷类生产的15；而到了公元前2100年，小麦仅占2。小麦在这块土地上消失的时间是公元前1700年。,美索不达米亚文明衰落原因,比大麦取代小麦更严重的另一个问题是耕地的减少。由于盐碱化的泛滥和人口的增长，苏美尔人每年都要花上大量的人力来开垦新的土地。但可开垦的土地毕竟有限，耕地在公元前2400年达到最高数量后逐渐下降。在公元前2400前2100年间，新垦土地中有42%的部分出现盐化；到公元前1700年，竟达到了65。当时的文字记载是“earthturnedwhite（土地泛白碱）”。苏美尔地区的历次朝代更替，都没能恢复土地的生产力和改善环境和资源的恶化状况。土地的恶化，使文明的“生命支持系统”濒于崩溃，并最终导致文明的衰落。该地区从一个灿烂的文明古国沦为穷乡僻壤。美索不达米亚文明就此一蹶不振。,第二节 人类对自然资源的适应,三、不可持续适应的历史教训2、地中海地区的环境退化与古文明衰退地中海文明包括：腓尼基文明、古希腊文明和古罗马文明。古希腊和古罗马文明是地中海孕育的海洋文明，作为西方文明之源，在欧洲和世界历史上占有重要地位。罗马文明在世界文明史上占有极为重要的地位，它不仅是世界古典文明的重要组成部分，也是人类最伟大的文明之一。罗马文明对于欧洲文明，乃至整个世界文明都产生了极为深刻的影响。罗马文明是世界古代文明发展的最高峰，是世界第一代农耕文明的最后一个代表。,古埃及,古希腊,古巴比伦,古印度,腓尼基,古罗马,第二节 人类对自然资源的适应,三、不可持续适应的历史教训2、地中海地区的环境退化与古文明衰退腓尼基文明的衰落:单一资源(木材)的依赖,制海权的丧失(公元前480年,希腊成为海上霸主)古希腊文明的衰落:人口的增长，聚居区的扩大，耕地的减少，土地生产力的下降（公元前339年，伯罗奔尼撒战争后衰落）古罗马文明的衰落：人口增长引起植被消失，水土的流失和洪水的泛滥，肥沃的表土被带入河流，在河口处沉积，繁荣的都市一个接一个消失于沼泽和荒漠中，环境的恶化使强大的古罗马文明遭受到毁灭性打击。,第二节 人类对自然资源的适应,三、不可持续适应的历史教训3、玛雅文明的消亡玛雅文明是南美洲古代印第安人文明，美洲古代印第安文明的杰出代表，以印第安玛雅人而得名。主要分布在墨西哥南部、危地马拉、巴西、伯利兹以及洪都拉斯和萨尔瓦多西部地区。玛雅文明在物质文化、科学艺术等方面有很大成就。玛雅文明约形成于公元前2500年，公元前400年左右建立早期奴隶制国家，公元3-9世纪为第一次繁盛期，公元900年左右，神秘地自行毁灭；第二个鼎盛时期出现于两个世纪后，15，16前后又突然消失，此后长期湮没在热带丛林中。,是什么原因造成玛雅文化突然停止发展并消失的呢？一种说法是外敌的入侵和战争造成的。16 世纪，大批西班牙征服者就手持杀人武器踏上了古老的墨西哥、秘鲁、危地马拉的国土。玛雅文化遭到了一场空前的浩劫，玛雅人在经历了这场灾难后也突然全部神 秘地失踪了。第二种说法是气候骤变造成的。气象专家几经努力，仍然拿不出公元8 世纪至9 世纪间，南美大陆有过灾难性气候骤变的证据。第三种说法是瘟疫流行造成的。至于瘟疫流行问题，看来很有可能，然而，在玛雅人盘踞的上万平方公里的版图内，要大规模地流行一场瘟疫，这种可能性是很小的。第四种说法是从生态角度阐述的。最近，美国的考古学者认为玛雅人是自己毁灭了他们的文明。砍伐和焚烧森林植被而形成的暂时农田系统；500万人口（现在几十万人口）；热带雨林土壤侵蚀非常严重；森林破坏，土壤随之消失；农业用地，木材及燃料的需求，都是森林的消失不可避免，河流中泥沙含量增高，低地和沟渠淤塞，地下水面抬升；玛雅社会不饲养家畜，土壤有机肥补给不足，环境和资源的恶化直接导致农业生产力下降，食物供给不足，营养不足导致人口锐减，战争频繁暴发，文明变成废墟。,三、适应失败的历史教训,丝绸之路沿线文明的衰亡 新疆塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠南部，是我国历史上记载的发达地区之一。所经楼兰、且末、,想象中的楼兰,罗布泊小河墓地遗址,楼兰古城遗址,楼兰古国由于地处丝绸要道,加上水土肥美,曾经盛极一时。,楼兰古国的消亡之谜？,冰川来水日趋减少，导致自然环境恶化。渔猎、农业受阻，经济衰退，古楼兰人被迫大批迁移。,古楼兰人一旦失去赖以生存的资源基础、环境依托、经济动力，就无力调控，只能离开。顺从,古人在自然面前是无能为力的,第二节 人类对自然资源的适应,三、不可持续适应的历史教训4、丝绸之路沿线文明的衰亡丝绸之路沿线古文明的消失，固然与气候变干、降雨量减少、冰川融水萎缩、河流断流、水系改道等自然因素的波动有关，但土地的过度开垦、生物资源和水资源的不合理利用、天然植被的破坏以及频繁的战争等人为因素，加剧了土地盐渍化、水资源的耗竭和环境退化，这是导致丝绸之路沿线古文明的消失,上述几个古文明衰亡的根本原因，就在于其赖以生存和发展的土地资源被破坏了。这些古文明衰亡的教训表明，某一区域的社会文化与生态环境组成了一个具有一定结构与功能的自然社会文化复合生态系统。文明则是该系统的一种动态平衡的时空状态。在该复合生态系统中，人类通过文化对环境产生生态适应，并达到一种动态平衡，而文明则是某一文化对地域环境的社会生态适应的全过程。当支撑某一文明的生态环境发展变迁，人类可以通过文化的进步与更新，主要是科学技术和生产力的进步适应新的生态环境。随着文化的发展与进步，文明得以延续与发展。,反之，当原有的文化已经不能适应新的生态环境，并缺乏进步与更新的动力时，变化了的生态环境已经支撑不了这一区域文明的时候，文明便衰亡了。换言之，古文明衰亡的根本原因在于破坏了他们赖以生存和发展的资源和环境基础。古文明消失的教训值得人类对长期以来沿袭的人与自然的关系模式进行深刻的反思，今天日趋严重的生态危机已向人类敲响了警钟。因此，从可持续发展战略高度看，人类只有彻底摒弃以破坏环境、过度消耗资源为代价的传统经济模式，建立一种新的人与自然和谐发展的生态经济模式，即循环经济发展模式，构建一种全新的生态文明社会，才能实现人类的可持续发展与地球生态系统的良性循环。,第二节 人类对自然资源的适应,四、当代适应策略研究与生态系统管理1、当代适应策略研究（1）需要适应的资源性质和环境变化性质（2）受资源环境变化干扰的人类社会系统自身特征（3）适应行为和策略,第二节 人类对自然资源的适应,四、当代适应策略研究与生态系统管理1、当代适应策略研究（1）资源可得性与变化性质 A资源可得性 B资源与环境变化的严重程度 C频度（一定大小的资源与环境变化发生的频度）D延时（一次变化持续的时间）E突然性（某一变化发生的速度）F区域范围（变化所影响的空间）,第二节 人类对自然资源的适应,四、当代适应策略研究与生态系统管理1、当代适应策略研究（2）系统特征 A稳定性（系统受到干扰后恢复平衡的能力）B弹性（对系统已受到的干扰的耐受程度）C脆弱性（环境变化对系统副作用的程度）D灵活性（系统中已存在的机制的机动性）E尺度（从不同的时空尺度界定）,第二节 人类对自然资源的适应,四、当代适应策略研究与生态系统管理1、当代适应策略研究（3）适应策略 A战术性与战略性适应（例如土地使用）B目的性与偶然性适应（按主动程度分）C适应的时机（事情发生前后）D适应的空间尺度（从不同的时空尺度）E政府和社会的作用（有些适应是自发的，有些需要则需要政府和社会干预）F缓冲与变动（缓解变化或改变系统）G技术适应与制度适应,第二节 人类对自然资源的适应,四、当代适应策略研究与生态系统管理2、生态系统管理 生态系统管理日益成为人类调控和适应自然资源生态过程的重要途径 生态系统管理涉及运用制度、行政方法、科学方法管理整个生态系统，涉及4个主题（1）在全社会层次上确定的目的目标（2）整体的、综合的科学（3）能适应的机构（4）合作性决策,第二节 人类对自然资源的适应,四、当代适应策略研究与生态系统管理2、生态系统管理 与生态系统管理相关的主导性议题：（1）等级背景（2）生态边界（3）生态完整性（4）数据采集（5）监测（6）适应性管理（7）跨部门合作（8）组织变革（9）人类融入自然（10）价值观,