《生态系统退化》PPT课件.ppt

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1、生态系统退化,第一节 生态系统的基本概念,一、生态系统的组成和类型1生态系统的概念生态系统（Ecosystem）,生态系统的基本组成部分为：生物成分：生产者、消费者、分解者。非生物成分：无机及有机营养分、气候状况。,生态系统组成的结构框图,2生态系统的组成和作用,3生态系统的类型,按生态系统的环境性质和形态特征分：（a）陆地生态系统：自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、工矿区等）；（b）淡水生态系统：包括湖泊、河流、水库等；（c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。,一个简化了的陆地生态系统,一个简化了的池塘生态系统,4生态系统的

2、结构,构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置，在一定时期内均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。（a）形态结构：生物的种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化。（b）营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系。是生态系统能量流动和物质循环的基础。,5食物链及营养级,（a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和食物网进行的。,

3、一个简化了的陆地食物网,水生生物的生态系统及其物质和能量的流动示意图,（b）营养级营养级：食物链的各个环节。生产者为第一营养级，依次是第二、第三、第四营养级，一般不超过七级。低位营养级的能量仅有10（水生系统）被上一个营养级利用。在数量上，第一营养级就必须大大超过第二营养级，逐渐递减，就造成了生物数目金字塔、生物量金字塔、生产率金字塔。注意：营养级 之间的能量转化效率约为110，只是针对湖泊等水域生态系统的经验性法则；不同生态系统的能量转化效率差别很大；森林约为5、草地是 25左右，浮游生物占优势的群落可达50。,（c）生物富集作用,DDT在某水生食物链中的富集,二、生态系统中的能量流动,1照

4、射到地球上的太阳能量（a）太阳辐射的电磁波情况,（b）太阳辐射及地球吸收太阳能的情况,2生态系统中的能量流动,（a）通过各级食物链，组成了生态系统的能量流动，并且服从热力学定律。（b）能量流动的实现途径：光合作用和有机成分的输入；呼吸的热消耗和有机物的输出。,（d）能量流动的特点生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低,只有1.2；能量只朝单一方向流动；流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉；各级消费者之间能量的利用率也不高，在4517之间，平均起来约为10；只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能，才能保持动态的平衡。,环境保护与可持续发展,生命必

5、须的元素约24种:,碳、氮、氧、氢、钙、硫、磷、钠、钾、氯、镁、铁、碘、铜、锰、锌、钴、铬、锡、钼、氟、硅、硒、钒,99%以上,三、生态系统中的物质循环,1水循环,2碳循环,环境保护与可持续发展,3氮循环,大气氮进入生物有机体的主要途径：,生物固氮（豆科植物、细菌、藻类等）工业固氮（合成氨）岩浆固氮（火山活动）大气固氮（闪电、宇宙线作用）,4磷循环,四、生态平衡,1、生态平衡的含义（1）概念 任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。在自然生态系统中，平衡还表现为生物种类和数量的相对

6、稳定。（2）生态平衡的原因 生态平衡内部具有自动调节的能力。生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力也越强。但是，一个生态系统的调节能力有一定限度的，超出了限度，调节就不再起作用，生态平衡就会遭到破坏。,兔数量减少,兔吃少量植物,兔因饥饿死亡,兔的食物增加,植物减少,植物增加,兔数量增加,兔吃大量植物,狼数量下降,狼数量增加,狼因饥饿死亡,狼的食物增多,狼吃少量的兔,狼吃较多的兔,狼、兔、植物种群之间的双重负反馈环,生态系统总稳定性(抵抗力与恢复力)关系示意图,生态系统功能,时 间,干扰,恢复力的量度：当一次干扰的强度和作用时间一定时，此区域的面积越大(轨迹回复到正

7、常范围越早)，生态系统的恢复力越强,功能轨迹曲线,正常作用范围,2、破坏生态平衡的因素,（1）自然原因主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物 的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害。（2）人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等。主要有：物种变化引起平衡的破坏；环境因素改变引起平衡破坏。,环境保护与可持续发展,影响生态平衡的因素,1、自然因素,环境保护与可持续发展,影响生态平衡的因素,2、人为因素,一、退化生态系统的定义及成因,在一定的时空背景下，生态系统受自然因素、人为因素或二者共同干扰下，生态系统的某些要素

8、或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变，系统的结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移。,（一）退化生态系统的定义,包括自然干扰和人为干扰。人为干扰叠加在自然干扰之上，共同加速生态系统的退化。,（二）生态系统退化的原因,第二节 自然生态系统的退化,自然干扰使生态系统返回到生态演替的早期状态。但火山爆发、洪水等剧变或突变会导致生态系统的彻底毁坏。人为干扰可直接或间接地加速、减缓和改变生态系统退化的方向与过程。,某些干扰对生态系统或环境会形成静态或动态压力。可直接破坏或毁灭环境和生态系统中的某些组分，造成系统资源短缺和某些生态学过程或生态链的断裂，导致整个生态系统的崩溃。干

9、扰的类型、强度和频度决定着生态系统退化的方向与程度。,（三）生态系统退化的机理,人为干扰的主要形式,1 对森林和对草原植被的砍伐与开垦,2污染,3采集,4采樵,5狩猎和捕捞,二、退化生态系统的类型,裸地或称为光板地，其成因通常是极端的环境条件。可分为原生裸地和次生裸地。,1裸地,森林采伐迹地是人为干扰形成的退化类型，其退化状态随采伐强度和频度而异。,2森林采伐迹地,弃耕地是人类原始农耕方式而造成的一种退化类型。,3弃耕地,沙漠是指一些干旱地区，由于人为干扰所出现的沙漠化或原沙漠化区向非沙漠区的推进。荒漠化是指在干旱、半干旱地区和一些半湿润地区，生态环境遭到破坏，造成土地生产力衰退或丧失而形成荒

10、漠或类似荒漠的过程。,4沙漠及荒漠化,采矿废弃地是指因采矿活动被破坏、不经治理而无法使用的土地。,5采矿废弃地,垃圾堆放场或堆埋场，主要是家庭、城市、工业等垃圾或遗弃废物堆积的地方。,6垃圾堆放场,主要是来自未经处理的生活和工业污水，直接排放到自然水域中的人为干扰。,7污染的水域,三、退化生态系统的特征,较强因子干扰常使原有植物群落结构发生重大变化。,1种类组成变化,2结构变化,3生物生产力的变化,退化生态系统中的植物物种组成常有很大变化。这种变化贯穿于群落演替的全过程。,受损生态系统物种组成和群落结构变化，导致能流与物流的改变。生物生产力下降。,5生物之间生态关系的变化,4土壤和小环境的变化

11、,最本质和最深刻的变化是生态系统内部生物之间生态关系的变动，包括动物与动物，动物与植物，植物与植物以及与微生物之间的关系。,植被的变化影响是多方面的，而最直接和最主要的就是对土壤和小环境的作用和改变。,四、中国退化生态系统的现状,我国退化生态系统占国土总面积的比例较大。,中国地处中纬度地区，南北跨纬度49度，东西跨经度62度，地形多样，气候复杂，从农业生产和资源的角度看，表现为东部适农西部宜牧，南方水丰北方干旱，山地平川农林互补。,中国各类资源的人均值低于世界平均水平，人均土地面积为世界13，森林资源为16，草地资源为13，耕地资源为13。我国是全世界人均资源缺乏的国家之一。,2005年中国退

12、化 的主要生态系统类型及其面积,五、中国脆弱 生态系统,脆弱生态系统是指自身稳定性差、对外界干扰抵抗能力低的生态系统。有三种内涵：,其一：脆弱生态系统的正常功能一旦被打乱，常发生不可逆变化而失去恢复的能力；其二：生态系统发生的变化常常是深刻和全面的；其三：生态系统退化后的恢复是比较困难的。,我国生态系统分布范围广、面积较大。据统计，我国脆弱生态系统的面积为194万km2，超过国土总面积的1/5。,它们又可分为：,西南山地和青藏高原区,北方半干旱一半湿润区,西北干旱脆弱区,华北平原区,南方丘陵区,西南石灰岩山地,北方半干旱一半湿润区（如黄土高原，其土壤风蚀沙化严重、水土流失严重、土壤盐渍化、自然

13、灾害频繁）,西北干旱脆弱区（如新疆等，干旱缺水、风沙化严重、土壤盐碱化、山地植被稀少、草原严重退化）,华北平原区（如河北，冬春干旱、盐碱内涝严重、风沙和自然灾害频繁）,南方丘陵区（如湖南等，水土流失较严重）,西南石灰岩山地（土层薄、肥力低、保水性能差）,西南山地和青藏高原区（如西藏等，极端的气候条件）,世界人口发展情况,人口是生活在特定社会、特定地域、具有一定数量和质量，并在自然环境和社会环境中同各种自然因素和社会因素组成复杂关系的人的总称。,人口的定义,人口与人口过程,人口与人口过程,人口过程是人口在时空上的发展和演变过程。,人口的出生和死亡（人口数量的增加和减少）,人口的迁入和迁出（人口数

14、量在空间上发生分布和密度的改变）,人口社会结构的改变（职业结构、民族结构、文化结构和行业结构等）,人口过程反映了人口与社会、人口与环境的相互关系,世界人口发展情况,人口与人口过程,出生率,死亡率,一年内，每一千人中新生儿的人数。,一年内，每一千人中死亡的人数。,反映人口过程的自然变动指标是人口出生率、死亡率和自然增长率。,自然增长率,出生率死亡率,世界人口发展情况,人口与人口过程,指数增长,倍增期,在一段时期内，人口数量以固定的百分率增长。,在固定增长率下，人口增长一倍所需的时间。,反映人口过程、人口增长规律的指标还有指数增长、倍增期。,世界人口发展情况,（一）发展趋势,世界人口发展的历史阶段

15、,世界人口发展情况,1、高出生率、高死亡率、低自然增长率阶段,2、高出生率、低死亡率、高自然增长率阶段,3、低出生率、低死亡率、低自然增长率阶段,人类诞生以来工业革命以前世界人口总数很少，每200 km2少于1人，平均每千年增长20。,工业革命之后世界人口1600年达到5亿，1800年人口达10亿，第二次世界大战后人口爆炸，300年来人口增加了10倍。,现代欧美发达国家出现人口零增长甚至是负增长的现象。,世界人口发展情况,（一）世界人口发展历程,世界人口分布图,世界人口发展情况,（二）增长特点,（二）增长特点,1、随经济的发展而有所不同,近1000年来发达国家和发展中国家每年平均人口增长率,世

16、界人口发展情况,社会人口结构划分的标准,老年型人口结构,年轻型人口结构,成年型人口结构,少年儿童系数,40%,30%-40%,30%,年龄中值,30岁,7%,老年人口系数,4%,4%-7%,20岁,20-30岁,世界人口发展情况,（二）增长特点,2、年龄结构两极分化,2、年龄结构两极分化,发达国家面临着人口老化问题，而发展中国家年轻型人口偏多。有生育能力的人多，这就决定了发展中国家今后的人口还要持续增长。从世界范围来看，人口正在老化，年龄中值（年龄中值就是年龄平均值）从1950年的22.9岁增加到1985年的23.3岁，预计到2050年将超过30岁。,世界人口发展情况,（二）增长特点,3、健康

17、状况有所不同,世界人口发展情况,（二）增长特点,3、健康状况有所不同,饥饿的苏丹 凯文卡特,世界人口发展情况,（二）增长特点,4、城市人口急剧膨胀,近些年来，世界城市人口增长达到惊人的程度。据统计，19501980年，世界城市人口由6.98亿增加到18.7亿，从占总人口的28.1%增加到42.2%。特别是发达国家的城市人口增加得更快。1950年，美国城市人口占总人口的64%，到1980年上升到82.7%。同时，英国由77.9%上升到88.3%，法国由55.4%上升到78.3%，日本由35.8%上升到63.3%，中国由11.0%上升到29.37%。由此可见，随着社会的发展，城市人口所占的比重逐年

18、增大。,世界人口发展情况,（二）增长特点,4、城市人口急剧膨胀,第一节 世界人口发展情况,（二）增长特点,（三）世界人口预测,按目前的年龄结构和增长率，联合国人口司预测2050年世界人口为82亿，也可能达到91.8亿。联合国的同期预测指出，世界人口零增长的时间为100年后的2110年，那时世界人口可能徘徊在105.8亿上下。欧美发达国家在2062年以前进入人口静止状态；亚非拉等发展中国家最快也需在21世纪末才会实现人口零增长，并且它们的人口总数占世界的85.9%。另据联合国及世界银行的预测，到21世纪末至22世纪初世界人口才能达到稳定值，其低值为72亿，高值为149亿。,世界人口发展情况,中国

19、人口在很早以前就居世界各国之首。在1760年为2亿，140年后（即1900年）为4亿，相隔54年后的1954年为6亿，再相隔15年后的1969年为8亿，1981年已达到10亿，1990年7月我国大陆人口达11.34亿，1995年底我国人口达12.1亿，2000年第5次人口普查表明中国大陆人口达到12.9亿人，2009年人口达到13.2亿。若搞好计划生育工作，到下世纪中叶达15-16亿。这时中国才可渡过人口的高峰期，实现人口零增长。,中国人口发展状况,中国人口发展特点,1、人口增长速度快,中国人口发展状况,2、分布不均衡,著名的地理学家胡焕庸先生在1935年第一次明确指出中国人口颁布的特点，提出

20、“黑河-腾冲线”。1990年第四次人口普查时，该线东南一侧包括台湾省在内总面积411.7平方公里，只占全国42.9%，人口总数却达到10.94亿人，占当时全国总人数的94.3%；而西北一侧面积占57.1%，人口仅0.66亿人，占全国5.7%。东南半壁的平均人口密度为265.7人/平方公里，西北半壁仅为11.6人/平方公里，相差22倍。,中国人口发展特点,中国人口发展状况,3、农村人口比重大，城市化速度加快,中国人口发展特点,中国人口发展状况,4、人口老龄化,中国人口发展特点,中国人口发展状况,5、男女性别比偏高,人口男女性别比 以女性100人为基数计算的男性与女性的比例,中国人口发展特点,中国

21、人口发展状况,6、人口素质亟待提高,随着社会经济的发展，人民物质文化生活水平的不断提高，中国人口的身体素质和科学文化素质都有了明显提高。人均寿命从1949年解放时候的35岁提高到现在的70岁左右，人口死亡率由1949年的20降至现在的7左右，目前人均受教育年限达到8.5年。,中国人口发展特点,中国人口发展状况,在沙漠化地区小孩儿不上学，不接受教育可以，但不会赶水车不行。所以小孩子从小就要学会赶水车。,中国人口发展特点,中国人口发展状况,宁夏回族自治区有很多少年儿童辍学到内蒙古草原上去搂发菜。,中国人口发展特点,中国人口发展状况,人口增长和自然资源的关系,人口增长对资源的压力,环境对人口的承载能

22、力,（一）地球的人口环境容量,地球环境对人口的承载能力，或称为人口环境容量，是指一定的生态环境条件下地球对人口的最大抚养能力或负荷能力。从生态学的角度分析，地球能养活多少人呢？地球植物的总产量，按能量计算每年为2.771021焦耳。人类维持正常生存每天需能量107焦耳，则每年需3.68109焦耳，按此数值计算，地球上植物总产量可养活7534亿人。但由于以下两方面原因：第一，以植物为食的，不仅仅是人类，其他各种动物也都直接或间接地以植物为食；第二，有许多植物和动物是不能供人类食用的。因此，据估计人类只能获得植物总产量的l，即只能养活75亿人。,人口增长对资源的压力,环境对人口的承载能力,（二）中国的人口环境容量,根据中国科学院国情分析研究小组估测：我国人口承载量最高应控制在16亿左右。最合适的人口数量为7亿左右。这就是说，16亿或者说17亿是中国的一条生命线。科学家根据生态系统的负荷能力，提出我国生态的理想负荷能力应为7亿到10亿人口。主要基于以下5点：按粮食产量，不应超过12.6亿人；按能源的理想负载，不应超过11.5亿人；按土地资源，不应超过10亿人；按淡水供应，不宜超过4.5亿人；按动物蛋白供应，不宜超过2.6亿人。,人口增长对资源的压力,