專題討論：生物多樣性

1、湖南文理學院化學化工學院2013年10月l一、發(fā)展是人類永恒的主題l二、人類的發(fā)展依賴于對地球的索取l三、人類的發(fā)展讓地球承受大量棄物 l四、一取，一棄使地球受到雙重傷害l五、我們住在金魚缸里嗎？l 悲觀的環(huán)保主義悲觀的環(huán)保主義以麻省工學院以麻省工學院D.D.梅多梅多斯斯(Dennis.L.Meadows)(Dennis.L.Meadows)為首的羅馬俱樂為首的羅馬俱樂部提交了一份研究報告部提交了一份研究報告增長的極限增長的極限為代表為代表。報告認為：由于世界人口增長、糧食生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展、資源消耗和環(huán)境污染這五項基本因素的運作方式是呈指數(shù)增長的,全球增長將會在下世紀某時段達到極限,即“世界末日

2、”的來臨。該書一出版，立即引起了西方學術界的激烈爭論。在世界范圍內(nèi)引起了對人類自身前途的極大關注。l 樂觀的環(huán)保主義以英國經(jīng)濟學家皮爾斯和沃福特在1993年出版的世界無末日一書為代表。該書認為：地球環(huán)境通過全球的共同努力是可以達到人與環(huán)境的和諧。l一、寂靜的春天對傳統(tǒng)行為和觀念的反思l二、增長的極限引起世界反響的“嚴肅憂慮”l三、聯(lián)合國人類環(huán)境會議人類對環(huán)境問題的覺醒l四、我們共同的未來環(huán)境與發(fā)展問題的重要飛躍l五、聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會環(huán)境與發(fā)展的里程碑（1）布倫特蘭我們共同的未來給可持續(xù)性發(fā)展下的定義是：“既滿足當代人的需求，又不危及后代人滿足其發(fā)展的需求”。以上論述，包含了兩個重要的概念，

3、一是人類要滿足發(fā)展的需求，二是不能損害自然界支持當代人和后代人的生存能力。（2）英國經(jīng)濟學家皮爾斯和沃福特在1993年出版的世界無末日一書中提出了如下的定義：“當發(fā)展能保證當代人的福利增加時，也不應使后代人的福利減少?！眑一、公平性原則l、本代人之間的公平性l 、代際之間的公平性l二、持續(xù)性原則l資源的永續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性l三、共同性原則l人類要共同促進自身之間和自身與自然之間的協(xié)調(diào)發(fā)展 可持續(xù)發(fā)展的實質（1）人類生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運作不隨時間推移而衰減（2）可持續(xù)運作的生態(tài)系統(tǒng)是無限永恒存在的狀態(tài)（3）經(jīng)濟發(fā)展不應超出環(huán)境容量的極限（4）經(jīng)濟與發(fā)展必須協(xié)調(diào)發(fā)展 可持續(xù)發(fā)展思想的核心l在于正

4、確規(guī)定兩大基本關系：（1）“人與自然”之間的關系（2）“人與人”之間的關系 但是在現(xiàn)實中人與自然的關系有時是不和諧的，甚至是血淋淋的， 請看組圖殘忍、野蠻和犯罪。l可持續(xù)發(fā)展的思想，并非是現(xiàn)代西方人的發(fā)明。我國早在2200多年前的春秋戰(zhàn)國時代，先儒們就有了正確處理人與自然關系的論述。l春三月，山林不登斧斤，以成草木之長；l夏三月，川澤不入網(wǎng)置，以成魚鱉之長。l 逸周書.大聚解l 竭澤而漁，豈不獲得？而明年無魚；l 焚藪而田，豈不獲得？而明年無獸。l 呂氏春秋l古代這種樸素的辯證唯物主義思想至今仍對我們有指導意義。但是古代與現(xiàn)代關于人與自然的思想，大多建立在以人為中心和明顯的功利主義之上的， 人

5、與自然關系不是互相尊重、和諧相處的關系，而是索取和盤剝的關系。l一、對傳統(tǒng)國民生產(chǎn)總值（GNP)的修正l二、建立自然資源帳戶l三、可持續(xù)收入的概念l可持續(xù)收入=GNP-生產(chǎn)資本-人力資本-自然資本-各種資本的折舊l四、產(chǎn)品價格與投資的評估l、環(huán)境影響方程l環(huán)境影響人口人均富裕程度謀求富裕造成的的環(huán)境影響l、損害方程l損害人口人均經(jīng)濟活動使用的資源該資源對環(huán)境的壓力該種壓力的危害l社會使用可再生資源的速度，不得超過再生資源的更新速度；l社會使用不可再生資源的速度，不得超過作為其替代品的開發(fā)速度；l社會排放污染物的速度，不得超過環(huán)境對污染物的吸收能力。（2）代際公平）代際公平 尚未出身的子孫后代沒

6、有發(fā)言權，保持資源基礎的完整無缺是我們這代人的倫理標準。l2.2.1 2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)的概念l生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的時間、空間范圍內(nèi)，生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的組合。l生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)是密切相關的、不可分割和相輔相存的。l2.2.2 2.2.2 生態(tài)規(guī)律生態(tài)規(guī)律l尊重生態(tài)規(guī)律，掌握生態(tài)規(guī)律，按生態(tài)規(guī)律辦事，是經(jīng)濟l發(fā)展必須遵循的法則和原則，否則必然受到自然法則的懲罰。l（1）物物相關律 l（2）相生相克律 l（3）時空有宜律 l（4）負載有額律 l（5）能物循環(huán)律 l2.3.12.3.1 人口人口膨脹膨脹l2.3.2 2.3.2 人口膨脹帶來的壓力人口膨脹帶來的壓力l2.3.3 2

7、.3.3 中國的人口環(huán)境容量中國的人口環(huán)境容量 2.3.42.3.4 中國人口發(fā)展中的問題中國人口發(fā)展中的問題（1）人口數(shù)量過多，仍是可持續(xù)發(fā)展的首要問題（2）城鄉(xiāng)就業(yè)矛盾依然突出，結構性失業(yè)更加嚴峻（3） 勞動力市場機制尚不完善（4） 社會保障體系不健全，人口老齡化、體制改革和經(jīng)濟結構調(diào)整對社會保障的壓力迅速增大 2.3.5 2.3.5 中國人口可持續(xù)發(fā)展中國人口可持續(xù)發(fā)展（1）有效控制人口規(guī)模，穩(wěn)定低生育水平，提高出生人口素質。 （2） 努力保持就業(yè)規(guī)模穩(wěn)定增長，進一步改善就業(yè)結構 （3） 加速推進社會保障體系建設。 l2.4.1 2.4.1 中國能源的特點中國能源的特點 l中國水力資源居

8、世界第中國水力資源居世界第1位；煤炭探明儲量居第位；煤炭探明儲量居第3位；石油探明儲量位；石油探明儲量居世界第居世界第10位；天然氣探明儲量居第位；天然氣探明儲量居第18位。位。l“多煤缺油少氣，望水興嘆多煤缺油少氣，望水興嘆”，“北多南少，西豐東缺北多南少，西豐東缺” ” l2.4.2 中國能源政策的反思中國能源政策的反思l（1）重油輕氣令人痛惜）重油輕氣令人痛惜l（2）石油增產(chǎn)與出口）石油增產(chǎn)與出口 中國錯過了整個廉價的石油時代。l2.4.3 中國能源可持續(xù)發(fā)展中國能源可持續(xù)發(fā)展l（1）調(diào)整能源結構，減少煤炭消耗，增加清潔能源比重。）調(diào)整能源結構，減少煤炭消耗，增加清潔能源比重。 l（2）

9、開發(fā)轉化石油）開發(fā)轉化石油 （3）全面勘探我國石油資源）全面勘探我國石油資源 （4）立足國內(nèi)，面向世界。）立足國內(nèi)，面向世界。 （5）推行）推行“走出去走出去”戰(zhàn)略。戰(zhàn)略。 （6）重視農(nóng)村能源的開發(fā)利用。）重視農(nóng)村能源的開發(fā)利用。 （7）保障我國能源安全。）保障我國能源安全。 01020304050607080華北東北華東中南西南西北煤炭水力石油、天然氣合計010203040506070809078年80年85年90年95 年97年煤炭石油天然氣水/ 核 電l2.5.1 2.5.1 中國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀中國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀l2.5.2 2.5.2 中國農(nóng)業(yè)存在的問題中國農(nóng)業(yè)存在的問題l2.5.3 2.5.

10、3 加入加入WTOWTO后中國農(nóng)業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)后中國農(nóng)業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)l2.5.4 2.5.4 生態(tài)農(nóng)業(yè)是中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向生態(tài)農(nóng)業(yè)是中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向l生態(tài)農(nóng)業(yè)模式圖生態(tài)農(nóng)業(yè)模式圖l2.6.1 2.6.1 世界各國的水資源世界各國的水資源l2.6.2 212.6.2 21世紀的中國水資源世紀的中國水資源l2.6.3 2.6.3 我國水資源存在的問題我國水資源存在的問題l2.6.4 2.6.4 國家可持續(xù)發(fā)展對綜合治水的要求國家可持續(xù)發(fā)展對綜合治水的要求l（1）建立防洪安全保障體系l（2）建立水資源供給保障體系l（3）建立生態(tài)環(huán)境保護保障體系l（4）堅持東中西部協(xié)調(diào)發(fā)展 l（5）堅持

11、科學治水 l（6）水資源開發(fā)利用l（7）防治水污染和加強生態(tài)環(huán)境保護l1、生物多樣性：、生物多樣性：biodiversityl1.1定義：定義：l 生物多樣性是大自然物種擁有程度的一種衡量。l自十八世紀博物學家開始對地球上的物種進行鑒別和記錄以來，目前已有170萬的生物種類得到鑒定和研究。而對于未知物種數(shù)量的估計在1000萬到1億之間，主要是昆蟲、魚類、真菌、微生物等。美國國家科學理事會(National Science Board)1989年預計，到2014年，25或者更多的地球物種可以得到鑒別。由此可見，地球生態(tài)的生物種類眾多，所包含的生物多樣性是極其豐富的。l地球生態(tài)系統(tǒng)基本上可以被視為

12、一個封閉系統(tǒng)，與外界以能量交換為主，物質循環(huán)主要在內(nèi)部完成，所有的生物在生態(tài)系統(tǒng)中生存、繁衍、進化。l地球生態(tài)系統(tǒng)為何包含如此眾多的生物，生物多樣性為什么是必需的，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的穩(wěn)定性和生物多樣性之間有何關聯(lián)，這些問題尚未得到充分的研究。l從不同的角度觀察，我們對于生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的關系可以得到以下啟示。l從物理學的角度對系統(tǒng)進行考察，可以知道系統(tǒng)所蘊含的物體越多，系統(tǒng)的運動形式越復雜。l復雜性的產(chǎn)生是以多樣性為前提的。 l復雜性是生命的基礎。l單物體系統(tǒng)：是孤立和靜止的，沒有任何相互作用，也不可能存在任何運動； l雙物體系統(tǒng)：兩個物體之間的相互作用導致了運動，構成了經(jīng)典意義上的穩(wěn)定運

13、動，例如行星圍繞恒星的的軌道運動。 l三物體系統(tǒng)：多物體的相互作用產(chǎn)生復雜性，系統(tǒng)的運動開始具有不可預測性，開始有混沌，系統(tǒng)開始具有復雜性和不可預測性。l生命和生態(tài)系統(tǒng)都是復雜系統(tǒng)，在最簡單的細胞中，新陳代謝也包含著幾千個相互關聯(lián)的化學反應。因此，生命存在的基礎就是系統(tǒng)的復雜性。l生態(tài)系統(tǒng)的存在也是建筑在生物多樣性的基礎上的，沒有生物多樣性，就不可能存在地球上多采多姿的生物圈。l生物多樣性是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎。l對于生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、復雜性和穩(wěn)定性的關系的研究，規(guī)模最大的是目前由美國哥倫比亞大學管理的人工模擬生態(tài)系統(tǒng)復雜性試驗裝置Biosphere 2 (生物圈二號)，其命名的內(nèi)在含義指地球

14、是生物圈一號。l該裝置設立的初衷是在一個密封的環(huán)境里引入3800多種生物，模擬構成地球上的多種有代表性的生態(tài)系統(tǒng)，希望藉此實現(xiàn)內(nèi)部生態(tài)的自主循環(huán)。但是試驗開始后不久，裝置內(nèi)的大氣氧含量就急劇下降，以至于不得不多次與外界交換空氣，一年以后，所引入的物種死亡了1/4，原定實驗目標根本無法實現(xiàn)。l人類當前的科學技術對地球生物圈大尺度生態(tài)過程的模擬和控制能力非常有限，用科學技術圈代替生物圈不可能實現(xiàn)。地球生物圈保持穩(wěn)定所需要的生物多樣性的最低要求目前還是未知數(shù)。人類對生物多樣性的盲目破壞，將有可能從根本上破壞全球生態(tài)環(huán)境的存在基礎，是極其危險的。l1.2.1、基因多樣性基因多樣性l1.2.2、物種多樣

15、性、物種多樣性l1.2.3、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性l基因是物種遺傳信息的單位，它決定種內(nèi)的變異，并遺傳給下一代，所以基因多樣性又稱遺傳多樣性。例如，玉米籽粒的顏色、田螺的花紋、狗的不同體態(tài)等，世界上找不到完成相同的兩個個體，這一切指的就是基因多樣性?；蚨鄻有允侵冈谕粋€物種內(nèi)部的基因變異性。l物種是生物進化的單元。物種多樣性對于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定物種是生物進化的單元。物種多樣性對于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要作用。具有重要作用。l單一物種大規(guī)模人工培養(yǎng)非常容易造成病蟲害大規(guī)模爆發(fā)。單一物種大規(guī)模人工培養(yǎng)非常容易造成病蟲害大規(guī)模爆發(fā)。而在未受人類干擾的原始生態(tài)條件下，生態(tài)系統(tǒng)具有良好而在未受人類

16、干擾的原始生態(tài)條件下，生態(tài)系統(tǒng)具有良好的食物鏈結構，病蟲害是很少發(fā)生的。的食物鏈結構，病蟲害是很少發(fā)生的。l物種資源的管理：物種資源的管理： 生境保護生境保護（就地保護，建立國家公園、自然保護區(qū)、禁（就地保護，建立國家公園、自然保護區(qū)、禁獵區(qū)等）獵區(qū)等） 生境外保護生境外保護（一級保護）：從原產(chǎn)地一道動物園、水族（一級保護）：從原產(chǎn)地一道動物園、水族 館等館等 具體措施：采取離體保護，利用生物本身局部的組織進行具體措施：采取離體保護，利用生物本身局部的組織進行繁殖；建立野生動物的物種資源庫繁殖；建立野生動物的物種資源庫 管理保護管理保護 主要是通過立法的、行政的、經(jīng)濟的手段主要是通過立法的、行

17、政的、經(jīng)濟的手段l生態(tài)復合系統(tǒng)的多樣化和健康狀態(tài) l生態(tài)系統(tǒng)多樣性的含義指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的群落由不同的種類組成，它們在生態(tài)系統(tǒng)中執(zhí)行的功能不同，因而在生態(tài)過程中的作用是多樣的。l生態(tài)系統(tǒng)也是多樣的，如森林生態(tài)系統(tǒng)，濕地生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，海洋生態(tài)系統(tǒng)，草地生態(tài)系統(tǒng)等。l2.1直接經(jīng)濟價值：直接經(jīng)濟價值：l2.2間接價值：間接價值：l生產(chǎn)性使用價值：可供市場交易的物品。其最終深加工價值遠遠大于市場反映出來的收獲價值。l消費性使用價值：不通過市場直接被消費的自然產(chǎn)物的價值，如薪柴、飼料、獵物等。l非消費性使用價值：生態(tài)系統(tǒng)支持價值；主要表現(xiàn)在固定太陽能、調(diào)節(jié)水文學過程、防止水土流失、調(diào)節(jié)氣候、吸收

18、和分解污染物、貯存營養(yǎng)元素并促進養(yǎng)分循環(huán)和維持進化過程等7個方面。據(jù)估算，中國天然植被生態(tài)系統(tǒng)的潛在效益在6.58萬億年以上。選擇價值：作為基因庫的價值。目前人類95的人口依賴的是30余種作物，其中又以小麥、稻谷、玉米為主。在作物栽培中，經(jīng)常因為品種改良和病蟲害原因需要培育新的品種。新品種培育所需要的基因必須由野生物種資源中引進，人類目前尚不能人工創(chuàng)造任何基因。因此，作為種質源的野生基因庫，其價值是非常巨大的。l只有存在生態(tài)系統(tǒng)，才可以有人類的存在，因此必須跳出人類中心的觀點。而生態(tài)系統(tǒng)在人類出現(xiàn)以前，已經(jīng)生生不息的存在了久遠的年代。蔚藍色的地球，只是因為地球上的生態(tài)系統(tǒng)，才具有生命，才和宇宙

19、空間其他冷寂的行星有如此巨大的差別。l3.1物種滅絕導致生物多樣性快速喪失物種滅絕導致生物多樣性快速喪失l3.2生態(tài)環(huán)境破壞使生態(tài)系統(tǒng)簡化和均勻化生態(tài)環(huán)境破壞使生態(tài)系統(tǒng)簡化和均勻化l3.3經(jīng)濟貿(mào)易給物種生存帶來威脅經(jīng)濟貿(mào)易給物種生存帶來威脅l據(jù)科學家估計，由于人類活動的強烈干擾，近代物種的喪失速度比自然滅絕速度快1000倍，比形成速度快100萬倍，物種的喪失速度由大致每天1個種加快到每小時1個種。l即使在數(shù)百萬年的時間尺度上，分化速度也不可能加速趕上下個世紀預期將要發(fā)生的、因人為因素造成的物種滅絕速度。l任何物種對棲息地都有面積要求，因此，生態(tài)系統(tǒng)的分割和破碎化，會產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境島嶼，導致高級物種的減少和生態(tài)系統(tǒng)的簡化。l3.3.1獵捕：獵捕：商業(yè)性狩獵：歷史上北美旅鴿的滅絕；當前全球鯨類數(shù)量的不斷減少，都是在經(jīng)濟利益驅動下的商業(yè)性狩獵所造成的。運動性狩獵：獵狐。生存性狩獵：第三世界國家的部分蛋白質來源，某些原始部落的生存性狩獵是得到保護的。但戰(zhàn)亂時期，武裝部隊的狩獵是不可控制的，非洲、亞洲部分國家