自然资源与人类生态.ppt

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1、第五章 自然资源与人类生态,重点要求 人类对资源环境的能动适应,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 2.人类对生态系统物质能量转换的干预 3.人类对生态系统物质循环的干预 4.人类活动对生态系统的干扰二、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 2.生态系统变化对人类福利的影响,第一节 人类在自然资源生态过程中的作用,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

2、，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。,人类对自然资源生态过程的干预,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。,人类对自然资源生态过程的干预,自然灾害的类型,冻雨,雪灾,冰雹,旱灾,洪涝,风暴潮,地震,滑坡,泥石流,蝗灾,虫害,自然灾害特征与人类活动的关系,特征；发生具有偶然性，在时空分布上有规律性，区域性、季节性和阶段性以及共生性和伴生性（关联性）关系：不合理的人类活动会加剧或诱发自然灾害，但人类也可以

3、采取正确的行动来减少灾害带来的损失，经济发展既可能加重灾害威胁，又增加了防灾抗灾的能力。灾害高风险区人口、资产密度的提高，使灾害损失增加对策：监测、预报、防灾、抗灾、救灾、灾后援建等，防灾减灾的重点地区是城市。,洪涝,形成：江河湖泊水位急剧上涨乃至决口泛滥的现象称为洪，低洼地区积水过多称为涝。暴雨（24小时降水量超50毫米）是形成洪涝的最主要原因（引起暴雨的天气系统有温带气旋、热带气旋、锋面等，水汽充沛，气流强烈上升，持续时间长），其余的有凌汛（冬半年）、山洪、融雪洪水（春季）等。洪涝易发生在降水较多的季节和较湿润的地区我国：洪涝多发生在夏秋季节，以东部季风区的平原地区受灾严重，主要水系是海河

4、、黄河、淮河、长江中下游及珠江。措施：监测和预报工程措施：修筑加固河堤、整治河道、修建水库、建设分洪蓄洪区生态建设：保护自然植被、植树造林、保护湿地等非工程措施：洪泛区土地管理、拟定居民区应急撤离计划和对策、实行防洪保险等。,干旱,定义：因长时期无降水或降水量异常偏少而形成空气干燥、土壤缺水的一种现象。影响：干旱对农业生产、水资源供应及生态环境影响较大。成因：干旱多由于大气环流异常，导致输送的水汽少或持续受下沉气流的影响。我国：华北的春旱、长江中下游的伏旱等措施：因地制宜实行农林牧相结合的农业结构，开展农田水利基本建设，营造防护林，发展节水灌溉，修建引水蓄水工程、选择耐旱作物等。,台 风,热带

5、气旋（低气压）强烈发展的一种形式，近中心（中心为台风眼）风力超过12级（其中前进方向的右半圆风力较强，称为危险半圆），形成于热带或副热带海面温度在26以上的广阔海面上，北半球以夏秋季节（79月）最为集中，主要源地是西北太平洋（台风）、印度洋（旋风）和东北太平洋、西北大西洋（飓风），一般向西及西北移动，低纬度大陆东岸受其影响最大。台风带来狂风暴雨巨浪和风暴潮灾害，有时也有利于解除我国伏旱地区的旱情。加强台风监测和预报，是减轻台风灾害的重要措施，其余的措施如建设沿海防护林（包括红树林）、建设高标准海塘等。,寒 潮,定义：大范围强冷空气南侵过程达到了一定标准时，称为寒潮（实质是快行冷锋活动）。时空：

6、在冬半年，以春秋两季危害最大，多影响中高纬度地区。危害：寒潮带来大风、低温冻害、暴风雪、冻雨及沙尘暴等，对农牧业、交通通信、人体健康造成危害。我国：大部分地区都易受寒潮侵袭，受地形及路途远近影响，青藏高原、云贵高原西部、四川盆地、广东、海南、台湾一带寒潮影响较小。南方春季低温连阴雨（倒春寒），北方、西南山区的霜冻，东北夏季低温冷害，西部牧区积雪过厚形成成白灾（不下雪成黑灾）等低温伤害跟寒潮类似。,沙尘暴（黑风暴）,定义：是大风扬起沙尘的恶劣天气，属于沙尘天气（浮尘、扬沙、沙尘暴）中最强的一种。发生：降水少而多大风的季节，多发生于沙漠及邻近的地区（中亚、北美、中非、澳大利亚）中国：北方是中亚沙尘

7、暴区的一部分（冬春季节，特别是春季，空气不稳定，多冷锋活动，气温回暖解冻，干旱少雨而蒸发加剧，地表干燥裸露疏松，容易起沙）。西部沙漠区是我国沙尘暴的主要沙尘源区，沙尘向东南输送，西北、华北大部、青藏高原和东北平原地区是沙尘暴的主要影响区。危害：强风、风蚀土壤，沙埋，严重的大气污染，影响交通等。防治：建生态林草，制止过垦和过牧，对不适宜耕种的土地实行退耕还林还草，发展高效节水农业，推广免耕法，加强国际合作等。,地震火山,地震：多发在活动断层尤其是板块交界处（环太平洋带和地中海喜马拉雅带），易引发火灾、海啸、滑坡、饥荒、瘟疫等其他灾害。火山：强烈的火山喷发，会带来有毒气体、熔岩流、火山灰、泥石流等

8、危害。火山的分布，基本上与地震一致。我国活火山很少，主要在台湾、新疆及云南等地，著名的休眠火山有五大连池、白头山天池等。,滑坡 泥石流,滑坡：斜坡上的岩体、土体整体下滑，造成农田、建筑物、道路破坏及人员伤亡。地壳运动活跃以及人类活动频繁的山区，滑坡较易发生。防御措施：及早识别滑坡危险，建设护坡工程等。泥石流：泥石流是山区沟谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。坡陡谷深，岩石破碎、松散碎屑物质多，植物覆盖较差，多暴雨的山区，泥石流多发。我国地势阶梯过渡处，特别是青藏高原东南部边缘，形成地震、滑坡、泥石流为主的灾害系统。防御措施：根据天气情况做好预报，小流域治理水土流失，

9、恢复地表植被等。,赤 潮,定义：海洋中浮游生物在一定环境条件下暴发性增殖而引起的一种生态异常现象。发生：海面平静、天气晴朗、水温较高的封闭海域或有上升流的地方（春夏尤盛）危害：水体缺氧，产生毒素，导致水质恶化，渔业减产。实质：局部水体富营养化对策：减少陆上污染物的入海排放量，减少人工养殖水域的饵料污染,地方病+瘟疫,地方病：由于地质环境因素形成了某些地区的某些元素含量过高(如氟骨症的氟、克山病的砷)或过低(如甲状腺肿的碘、硒)，给当地居民的身体健康造成了较大危害。瘟疫：致死性传染病大规模爆发式流行（天花、鼠疫、霍乱、伤寒、流感和疟疾艾滋病SARS、禽流感等）。人类大自然盲目进军，而城市化和全球

10、化则又加速了瘟疫的传播。预防措施：建立现代化的公共卫生系统，健全突发公共卫生事件应急机制，加强国际合作等。,自然灾害成灾机制,第二节 人类活动对自然灾害的影响,自然灾害系统,2010年部分地震比较,图中黄色线所围成的区域为巴颜喀拉块体，灰白色箭头是汶川地震时该块体收到的反作用力的方向，大约是北偏西72度。这个方向正好和汶川地震震中与玉树地震 震中之间的连线几乎重合。一方面，玉树是巴颜喀拉块体在汶川地震发生时由于受到扬子块体的反作用而向西运动与青藏块体之间的着力点。另一方面，由于地球自 转加速，有利于质量较轻的巴颜喀拉块体与质量较重的青藏块体之间会发生相互作用。上述两个方面的联合作用引发了玉树地

11、震。,人类活动对抵抗自然灾害的有利方面,人类活动对抵抗自然灾害的不利方面,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。,据图例，该流域从1980年到2000年，在面积的耕地、林地、灌草地等转变为城镇用地，而且城镇用地建筑密度大；同期，改变为城镇用地区域的洪水流量明显增大，林地保留较好的西部洪水流量无大的变化。说明了土地利用城市化，建筑用地增加、植被减少，洪水流量增加。,人类活动范围的扩大，影响人类的灾害种类不断增多，影响范围在扩大 从原始社会到工业社会：经济水平由低到高；灾害种类由少到多；减灾

12、能力由弱到强,近二十年来中国灾害统计,灾害种类多样且灾次频发,中国自然灾害的特点之一,分析成因,1、我国处在两大自然灾害带的交汇处；2、我国处在太平洋板块和亚欧板块的交界处，地壳运动强烈；3、我国23的面积是山区，地貌类型复杂多样；4、季风气候不稳定，尤其是夏威夷高压势力的 大小及位置的移动，导致我国频繁的旱涝灾害。,全球/中国主要自然灾害类型发生次数分布,中国主要自然灾害类型发生次数分布（19782008）,全球主要自然灾害类型发生次数分布（19912005）,全球主要自然灾害类型灾情分布（19912005）,全球/中国主要自然灾害类型灾情分布,中国主要自然灾害类型灾情分布（19782008

13、）,全球/中国自然灾害发展趋势,慕尼黑再保险公司的一份研究报告表明，1950年至2005年，无论是自然灾害造成的经济损失和保险损失，均呈明显上升趋势。,中国自然灾害直接损失情况（19902008）,中国自然灾害救灾资金投入情况,Disaster relief fund for natural disaster in China from 1950 to 2008,海洋灾害带,东部灾害带,中部灾害带,青藏高原灾害带,西北灾害带,东南沿海灾害带,海洋灾害带,东南沿海灾害带,东部灾害带,中部灾害带,西北灾害带,青藏高原灾害带,海洋灾害带,东部灾害带,中部灾害带,青藏高原灾害带,西北灾害带,东南沿海灾

14、害带,地域差异显著,中国自然灾害的特点之二,受灾体,孕灾环境、致灾因子,成灾人口多,2009年12月2010年2月降水量,2009年12月2010年2月降水量距平,2009年末至2010年初 新疆雪灾,西南地区春旱发生频繁。2009年秋季以来露头，已持续200多天。截至4月9日统计，已造成2000多万人、1500多万人发生饮水困难，农作物受灾面积和绝收面积分别达6261、1370千公顷，因旱需救助人口超过1800万人。,2009年秋季至2010年春季西南灾害,中国自然灾害的基本特点,灾害种类多：除了现代火山活动外，其它自然灾害均有发生。分布地域广：70以上的城市、50以上的人口分布在气象、地震

15、、地质和海洋等自然灾害严重的地区。发生频率高：中国受季风气候影响强烈，气象灾害频繁。是世界上大陆地震最多的国家。森林和草原火灾时有发生。灾害损失重：1990年2008年间，我国平均每年因各类自然灾害造成约3亿人（次）受灾，倒塌房屋约300万间，紧急转移安置人口约900万人，直接经济损失近2000亿元。,中国气象灾害时空,灾害的关联性加剧群发性和严重性,高温使多国进入“灾难状态”欧洲2003年夏天热死人,98长江特大洪水为例：,1998年夏季长江流域的特大洪水灾害，给当地人民以及全国经济发展造成了巨大影响，直接带来的经济损失达2000多亿元。,第三节 人类对自然资源的适应,一、人类的适应行为二、

16、各社会发展阶段对自然资源的适应三、适应失败的历史教训四、当代适应策略与生态系统管理,一、人类的适应行为,关于适应的进化论生态学观点 达尔文：物种起源自然选择，适者生存 孟德尔：适应的继承性 进化：长期演化 生态：现在,进化论生态学,特定人类群体在其特定生态系统中的地位如何？,这一群体的行为如何适应环境？,这一群体适应过程中的行为多样性和变动性？,一、人类的适应行为,2.获食模式及其对资源的适应 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、工业社会对资源可得性的适应：承载能力（资源的数量、质量及人群对资源的观念）对资源变动的适应：广泛依赖各种资源，并实行高度流动的

17、生活方式对其他群体的适应：变化、动态的过程,一、人类的适应行为,3.适应成败的衡量 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。适应能力比适应状态更重要。,二、各社会发展阶段对自然资源的适应,精耕农业前社会对自然资源的适应 低能源消费、人口控制、高度变通灵活的社会组织、自然崇拜、自给自足,二、各社会发展阶段对自然资源的适应,精耕农业对自然资源的适应 精耕农业社会特点：单位土地上能量投入的增加；单位土地上产量的提高；基本上重新安排了生态系统。适应机制表现在：不断的投入；高度有组织的社会；资源私有化；庞大、自足、少进取、相对贫困的农民阶层；平均主

18、义取向的资源分配。,二、各社会发展阶段对自然资源的适应,工业化社会对自然资源的适应 工业化社会特征：急速扩张的人均资源消费；专业化生产；社会组织更复杂；财富集中，使对资源的掠夺更加贪婪；人口变迁。适应机制表现在：经济全球化与产业转移；农村人口城市化；人口稳定机制；市场响应机制；科技进步与产业结构升级；社会、文化、政策响应。,三、适应失败的历史教训,“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。”,三、适应失败的历史教训,1.美索不达米亚/苏美尔文明的衰落-苏美尔人和巴比伦人公元前3000年到公元前六世纪为波斯所灭

19、底格里斯和幼发拉底两河流域古代文明，是人类历史上最古老的文明之一。古希腊人把两河流域叫做“美索不达米亚”，意思是“两河之间的地方”。美索不达米亚又分两个部分，南边叫巴比伦尼亚，北边叫亚述。就今天来说，两河流域相当于今天的伊拉克一带。,古埃及,古巴比伦,录像,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。,混乱的两河流域政治地图,从公元前30世纪开始，早期两河流域国家开始形成和发展，曾

20、先后被苏美尔人等交替统治。公元前19世纪初期，巴比伦人在两河流域，以巴比伦为都城，建立了一个国家，这就是古巴比伦王国。公元前18世纪，古巴比伦王国第六代国王汉谟拉比统一了两河流域，建立起中央集权的奴隶制国家，定都巴比伦城。他死后不久，古巴比伦王国在内外交困中衰落了，两河流域重新陷于分裂之中。最后终于在公元前六世纪被波斯帝国所灭。,三、适应失败的历史教训,地中海地区的环境退化与古文明的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。,古埃及,希腊,古巴比伦,古代印度,腓尼基,三、适应失败的历史教训,玛雅文明的消亡,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

21、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。,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

22、，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,楼兰消失的传说关于楼兰国的神秘失踪近代学者多年争论不休，比较著名的论述有：一、战争论，认为楼兰是为仃零所灭，或者是被北方的匈奴游牧民族所灭。但疑点是战争只能毁灭一城一池，不太可能灭亡整个国家。二、瘟疫论，认为当时曾在国家里发生过一场大瘟疫。附近曾发现过一些群葬坑，里面男女老少尸体像垒砖那样层层叠叠。三、气候恶化论，这是目前较占上风的论点，认为是因为自然变化造成国家大迁移。那具著名的楼兰美女（3800年历史）在解剖的时候就已经发现肺部沉积有大量沙土。说明当时气候已经开始恶化了。,罗布泊小河墓地遗址,楼兰古城遗址,楼兰古国由于地处丝

23、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,四、当代适应策略与生态系统管理,当代适应策略 研究包括：需要适应的资源性质和环境变化性质；受资源环境变化干扰的人类社会系统自身特征，明确其影响适应策略的性质；适应行为和策略,1）资源可得性与变化性质资源可得性；资源与环境变化的大小或严重程度；频率：指一定大小的资源与环境变化发生的频度；延时：指一次变化持续的时间；突然性：某一变化发生的速度；

24、区域范围：变化所影响的空间尺度不同，适应策略也不同。,四、当代适应策略与生态系统管理,当代适应策略 研究包括：需要适应的资源性质和环境变化性质；受资源环境变化干扰的人类社会系统自身特征，明确其影响适应策略的性质；适应行为和策略,2）系统特征稳定性：指系统受干扰后回复平衡状态的能力；弹性：指对系统已受到的某种干扰的耐受程度；脆弱性：指环境变化对系统副作用的程度；灵活性：指系统中已存在的机制或行为的机动性；尺度：系统特征要从不同的时间和空间尺度来界定。,四、当代适应策略与生态系统管理,当代适应策略 研究包括：需要适应的资源性质和环境变化性质；受资源环境变化干扰的人类社会系统自身特征，明确其影响适应

25、策略的性质；适应行为和策略,3）适应策略战术性与战略性适应；目的性与偶然性适应；适应的时机；适应的空间尺度；政府和社会的作用；缓冲和变动；技术适应与制度适应。,四、当代适应策略与生态系统管理,生态系统管理生态系统管理是指在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标，并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。生态系统管理是人类以科学理智的态度利用、保护生存环境和自然资源的行为体现。可持续发展主要依赖于可再生资源特别是生物资源的合理利用，因而生态系统管理是实现可持续发展的手段和重要途径。,生态系统管理的主要途径与技术,1、生态风

26、险评估2、适度干扰与恢复重建,3、清洁生产,清洁生产以被称为“无公害工艺”、“无污染生产”“废料减量化”等。它的目标是：通过资源的综合利用、替代作用、多次利用以及节能、省料、节水等方式，实现合理利用资源，减缓资源的耗竭。其主要途径有：（1）用无污染、少污染的产品替代毒性大、污染大的产品；（2）用无污染、少污染的能源和原材料替代毒性大、污染重的能源和原材料；（3）用耗少、效率高、无污染、少污染和工艺设备替代消耗高、效率低、产污量在、污染重的工艺、设备；（4）最大限度地利用能源和原材料，实现物料最大限度的厂内循环；（5）对少量的、必须排放的污染物，采用低费用、高效能的净化处理设备和“三废”综合利用

27、措施进行最终的处理、处置。,4、废物资源化管理与5R方法 目前，我国城市居民人均每日产生垃圾0.81.5kg，目前全国已有200多座城市陷入垃圾的包围之中，存放的垃圾达66108t。垃圾堆放不仅加剧环境污染，而且侵占土地面积达5亿m2。改变仅仅依赖填埋或焚烧处理废物的状况，提出了减少废物数量的5R方法：抵制（reject）、减少(reduce)、修复(repair)、回收(recycle)、响应(react),5、生态工业园区（EIP）工业园区是工业化国家中作为一种促进、规划和管理工业发展的手段。由于园区内各种工业相对集中，污染问题特别突出。各种有毒有害气体的排放导致，酸性降水、臭氧耗损和全球

28、变暖等；各种废水的排放，造成水质恶化，危害人体健康；大量工业废料的堆放，污染地表水和地下水；另外，运输、储藏和处置油类、溶剂、特种金属和溶液也会增加对环境的损害。,6、实施标准化环境管理系列标准 目前由世界标准化组织（ISO）最新推出的环境管理系列标准为ISO14000，该标准从14001至14100，共100个标准号。ISO14000具有以下主要特点：（1）它确定了环境保护的有效的新机制（2）具有很强的操作性（3）倡导预防为主的原则（4）使用性广泛,7、大力开展生态工程和生态建设“三北”防护林、长江中上游防护林、沿海防护林等生态工程，我我国的生态建设进入了新的发展时期，国家实施西部大开发战略，把以“退耕还林、还草”为核心的生态建设提到了举足轻重的地位，为西部地区生态环境的改善提供了千载难逢的机遇。8、加强自然保护的管理和研究，建立各种类型自然保护区 1956年我国第一个自然保护区广东肇庆鼎湖山自然保护区建立。,9、推广3S技术 3S技术是RS（遥感）、GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）的总称。RS、GIS、GPS三者密切结合，形成了现代遥感应用技术系统。RS、GPS是遥感信息的获取系统，为GIS提供及时信息；GIS是遥感信息的处理和应用系统，能对大量的空间数据进行分类、统计、计算、分析、制图等。10、环境管理信息系统（EMIS）,重 焕 生 机,