應(yīng)用生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)

應(yīng)用生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)第1頁/共126頁第五部分應(yīng)用生態(tài)學(xué)應(yīng)用生態(tài)學(xué)(appliedecology)—將生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用于人類社會(huì)實(shí)踐，以指導(dǎo)解決人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)中遇到的有關(guān)問題的生態(tài)學(xué)分支，其目的是獲取良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益所謂有關(guān)問題，指(涉及生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的)生態(tài)環(huán)境惡化、自然資源耗竭、自然災(zāi)害頻仍、人口過量增長(zhǎng)、環(huán)境污染加劇、糧食供應(yīng)不足等

牛牛文庫文檔分享第2頁/共126頁基本國策(basicnationalpolicy,statepolicy)

(為實(shí)現(xiàn)國家較長(zhǎng)期既定路線和較長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)而制定的行動(dòng)準(zhǔn)則)

我國目前已制定的基本國策有兩項(xiàng)(一說三項(xiàng))：環(huán)境保護(hù)和計(jì)劃生育(及耕地保護(hù))，三者均與生態(tài)學(xué)在人類社會(huì)實(shí)踐中的應(yīng)用有關(guān)第五部分應(yīng)用生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第3頁/共126頁20世紀(jì)’50-’80年代地球大氣層CO2濃度的增加變化趨勢(shì)

牛牛文庫文檔分享第4頁/共126頁近250百萬年以來地球生物圈物種滅絕率變化情況

牛牛文庫文檔分享第5頁/共126頁樹上地衣植物覆蓋率沿Belfast市中心向郊區(qū)隨距離增加變化情況

牛牛文庫文檔分享第6頁/共126頁人均(糧食作物)耕地面積與化肥施用量隨時(shí)間變化趨勢(shì)

牛牛文庫文檔分享第7頁/共126頁(見有報(bào)導(dǎo)的)部分已產(chǎn)生抗藥性的害蟲增長(zhǎng)變化趨勢(shì)

牛牛文庫文檔分享第8頁/共126頁世界人口增長(zhǎng)情況及發(fā)展趨勢(shì)示意圖

牛牛文庫文檔分享第9頁/共126頁15.1全球變暖與環(huán)境污染15.2人口與資源問題15.3農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)15.4生物多樣性與保育15.5生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（略）15.6生態(tài)系統(tǒng)管理（略）15.7收獲理論15.8有害生物防治第五部分應(yīng)用生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第10頁/共126頁應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.1全球變暖與環(huán)境污染大氣中二氧化碳的濃度二氧化碳（carbondioxide）是大氣、海洋和生物區(qū)系中碳循環(huán)的主要載體。存在于巖石圈的化石燃料（煤、石油和天溫室氣體和全球變暖然氣）直到最近幾個(gè)世紀(jì)才被挖掘出來。大氣中二氧化碳的濃度從1750年的280ppm上升到1990年約350ppm，而且仍在增長(zhǎng)。增長(zhǎng)的主要原因是化石燃料的燃燒。雖然對(duì)于未來二氧化碳的釋放量和大氣中二氧化碳的估計(jì)濃度尚有不同，但是到2050年，二氧化碳濃度很可能上升到平均大約為550ppm。

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牛牛文庫文檔分享第13頁/共126頁溫室效應(yīng)

“溫室效應(yīng)”（greenhouseeffect）是這樣一種理論，它假設(shè)二氧化碳和甲烷這樣的普通人為污染物造成的污染會(huì)導(dǎo)致全球氣溫的上升。在過去的一個(gè)世紀(jì)中，二氧化碳濃度升高，而全球氣溫也上升了0.4~0.7℃。這個(gè)事實(shí)支持了上述理論。因?yàn)榇髿庵械臏厥覛怏w（包括水蒸氣、二氧化碳和其他人為污染物）能夠吸收熱量，所以圍繞地球的大氣層防止了地球熱量的全部喪失。如果將大氣中的二氧化碳濃度在已有水平上翻倍，預(yù)計(jì)氣溫將上升3.5℃左右

牛牛文庫文檔分享第14頁/共126頁短波的陽光能透過花房周圍的玻璃，室內(nèi)的長(zhǎng)波輻射卻逃不出去。大氣也具有這種特性，我們稱之為溫室效應(yīng)

牛牛文庫文檔分享第15頁/共126頁全球氣候變暖的危害a、今后大氣中二氧化碳增加一倍，全球平均氣溫將上升1.5～4.5℃。而地面溫度的上升隨著緯度的增加而增加，在緯度40度的地區(qū)接近全球的平均值，在赤道地區(qū)只升高平均值的一半左右。兩極地區(qū)卻比平均值高3倍左右。

b、因此氣溫升高不可避免地使南極冰層部分融解，引起海平面上升。如果今后一個(gè)世紀(jì)海平面上升1米，直接受影響的土地約500萬平方公里，人口約10億，耕地約占世界的1/3。

牛牛文庫文檔分享第16頁/共126頁c、由于全球氣溫升高，氣候帶北移，濕潤(rùn)區(qū)和干旱區(qū)將重新配制.d、氣候變暖，海平面上升，一部分沿海城市可能要內(nèi)遷。

e、對(duì)江河中下游地帶也將造成災(zāi)害，造成江水水位抬高，泥沙淤積加速，江河下游的環(huán)境惡化。

f.對(duì)動(dòng)物的分布模式將發(fā)生改變

牛牛文庫文檔分享第17頁/共126頁鳥瘧疾傳染媒介Culexmosquitoes圖。

牛牛文庫文檔分享第18頁/共126頁預(yù)防措施※一是改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，※二是提高能源效率。除了化石燃料以外，非化石能源方面以水能資源和核能資源開發(fā)最為廣泛。提高效能，不僅能減少二氧化碳的排放量，也是生產(chǎn)發(fā)展的重要措施之一。提倡植樹種草，保護(hù)和發(fā)展森林資源，提高森林覆蓋面積，增強(qiáng)對(duì)二氧化碳的吸收能力。

牛牛文庫文檔分享第19頁/共126頁臭氧層的破壞

什么是臭氧:

臭氧（O3）是含有3個(gè)氧原子的高活性氧分子，在高空（平流層）有自然形成的一層臭氧。臭氧層對(duì)生命非常重要，因?yàn)樗沼芯薮笪：ψ饔玫淖贤饩€輻射。低空（對(duì)流層）的臭氧是有毒的，可由化石燃料釋放的光化學(xué)煙霧生成。

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牛牛文庫文檔分享第21頁/共126頁平流層臭氧缺損

氯氟烴（CFCs）能降解同溫層中的臭氧。當(dāng)英國南極考察團(tuán)證實(shí)南極臭氧屏出現(xiàn)嚴(yán)重缺損后，這個(gè)問題引起了重視。據(jù)估計(jì)，單個(gè)氯原子能破壞100000個(gè)臭氧分子。如果按臭氧損失的現(xiàn)行趨勢(shì)發(fā)展下去，預(yù)計(jì)到2050年，臭氧屏將再缺損10%，這會(huì)增加3億皮膚癌患者。

牛牛文庫文檔分享第22頁/共126頁2001年和2002年的臭氧空洞

牛牛文庫文檔分享第23頁/共126頁《蒙特利爾議定書》是1987年國際社會(huì)簽署的保護(hù)臭氧層公約

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空氣、水和土壤污染空氣污染:由人類活動(dòng)引起的天然與合成的有害物質(zhì)向大氣中的排放。污染物可直接進(jìn)入大氣（初級(jí)污染物），或在太陽輻射的影響下于大氣中產(chǎn)生（次級(jí)污染物）。給環(huán)境和健康帶來威脅的主要空氣污染物包括氧化氮類、二氧化硫、臭氧和固體顆粒?？諝馕廴疽材芨淖儦夂蛞约巴寥馈⒑春秃恿鞯幕瘜W(xué)性質(zhì)。

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酸雨:PH值小于5.6的降水，包括雨、雪、霜、霧、雹、霰等正式定為“酸雨”。歐洲和北美的北溫帶地區(qū)的水體已經(jīng)遭受到酸雨帶來的酸化。酸雨是化石燃燒的結(jié)果?；剂系娜紵龝?huì)產(chǎn)生氧化硫類物質(zhì)（SOx）和一氧化氮（NO），它們能分別和大氣中的水分結(jié)合而形成硫酸和硝酸。這種現(xiàn)象稱為“酸降”更恰當(dāng)，因?yàn)樗嵋矔?huì)以雪、雨和霧的形式從空氣中沉降下來。

牛牛文庫文檔分享第26頁/共126頁酸雨形成

牛牛文庫文檔分享第27頁/共126頁危害：森林退化；湖泊酸化；魚類死亡；

腐損建筑物和金屬材料。

牛牛文庫文檔分享第28頁/共126頁因酸雨致死的樹木酸雨對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)的危害

牛牛文庫文檔分享第29頁/共126頁世界三大酸雨區(qū)歐洲長(zhǎng)江以南北美

牛牛文庫文檔分享第30頁/共126頁水污染

水污染分為四類：（i）生物試劑，（ii）溶解的化學(xué)物質(zhì)，（iii）不溶的化學(xué)物質(zhì)和（iv）熱。水生態(tài)富營養(yǎng)化是無機(jī)營養(yǎng)物過剩造成的。水中的有機(jī)物質(zhì)被微生物分解，降低了溶氧水平。溶氧水平可以由“生化需氧量”（biochemicaloxygendemand,BOD）來定量。有機(jī)水體污染物中非常重要的一類是多氯聯(lián)苯族化合物PCBs，這是一組穩(wěn)定的含氯化合物，對(duì)脊椎動(dòng)物有劇毒。

牛牛文庫文檔分享第31頁/共126頁水污染

牛牛文庫文檔分享第32頁/共126頁土壤污染

在導(dǎo)致土壤污染問題的一系列化學(xué)物質(zhì)中，鹵素（主要是溶劑和殺蟲劑）構(gòu)成了最大的一類。這些化學(xué)物質(zhì)是人工制造的。污染土壤的最復(fù)雜的一類化合物包括多聚物，如尼龍、塑料和橡膠。生物除污是利用微生物凈化污染土壤的一項(xiàng)技術(shù)。

牛牛文庫文檔分享第33頁/共126頁造成土壤污染的原因

牛牛文庫文檔分享第34頁/共126頁第六章應(yīng)用生態(tài)學(xué)人口問題及人口控制人口問題是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)問題，也是生態(tài)學(xué)關(guān)注的基本問題之一人類的生存依賴于地球，而地球自然環(huán)境有限盡管經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技水平提高能夠使人類擺脫對(duì)自然的某些依賴，但這種擺脫不是沒有限度

牛牛文庫文檔分享第35頁/共126頁第六章應(yīng)用生態(tài)學(xué)

因此，人類的社會(huì)發(fā)展應(yīng)與其生存環(huán)境中資源的增殖、環(huán)境的改善相協(xié)調(diào)

中國和世界上的幾個(gè)人口大國，尤其有責(zé)任在人口控制方面做出努力

牛牛文庫文檔分享第36頁/共126頁人類人口增長(zhǎng)世界人口增長(zhǎng)情況在最近1000年中，前半段時(shí)間內(nèi)人口增長(zhǎng)緩慢，年平均增長(zhǎng)率0.1%以下，總?cè)丝谠黾硬坏絻杀蹲罱?00年內(nèi)，增長(zhǎng)率急劇上升，人口大幅增長(zhǎng)1800年前后，人口接近10億1930年，人口翻了一番，達(dá)20億1975年，人口再翻一番，超40億2000年，62億，預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到82.1億應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.2人口與資源問題

牛牛文庫文檔分享第37頁/共126頁世界人口增長(zhǎng)概況(1750-1979)

牛牛文庫文檔分享第38頁/共126頁世界人口(億)公元(年)哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸一千年來的世界人口增長(zhǎng)趨勢(shì)

牛牛文庫文檔分享第39頁/共126頁年增長(zhǎng)率(%)公元(年)五百年來世界人口增長(zhǎng)率的變化

牛牛文庫文檔分享第40頁/共126頁人口問題

1970年世界人口增長(zhǎng)率達(dá)到歷史時(shí)期最高值，為年均1.97%。同時(shí)倍增期越來越短，由原來的150年縮短到35年！這一數(shù)字在世界上不同國家和地區(qū)有很大差別： 發(fā)達(dá)國家 發(fā)展中國家 ’50~60年

1.2% 2.1%

’65~70年

1.0% 2.5% ’80~85年

0.6%

2.0% ’85~90年

0.6%

1.9%

2025年

0.3% 1.0%

牛牛文庫文檔分享第41頁/共126頁1949年以來中國人口增長(zhǎng)概況1949年：541.67106人1972年：871.77106人，年均增長(zhǎng)率為2.09%70年代后我國推廣實(shí)行計(jì)劃生育政策1972~1990年：人口年均自然增長(zhǎng)率為1.56%，已低于發(fā)展中國家平均水平1992年：11.88106人，年均增長(zhǎng)率為1.50%人口問題

牛牛文庫文檔分享第42頁/共126頁地球到底能養(yǎng)活多少人

=地球人口環(huán)境容量究竟有多大?

從生態(tài)學(xué)角度分析，地球植物物質(zhì)總產(chǎn)量按能量計(jì)算為2.771021J/a，人類維持正常生存需能107J/d，或3.68109J/a，由此得出地球可養(yǎng)活753.4109人，但由于兩個(gè)原因：1)以植物為食的不僅僅是人類2)許多動(dòng)/植物體部分人類不能食用人口問題

牛牛文庫文檔分享第43頁/共126頁

因此，真正能被人食用的植物總產(chǎn)量?jī)H為總產(chǎn)量的1%，也就是7.5109人(適度人口)

通常人口容量不是生物學(xué)意義上的最高人口數(shù)，而是指一定生活水平下能供養(yǎng)的最高人口數(shù)，它隨生活水平標(biāo)準(zhǔn)而異生物學(xué)最高人口：(僅維持生物式生存，溫飽型)經(jīng)濟(jì)適度人口：(小康~中等發(fā)達(dá)生活水平型)人口問題

牛牛文庫文檔分享第44頁/共126頁最樂觀估計(jì)人口：100.0109人，其中2/3的人口住在海上，食品來源為食用微生物，住房為鋁鎂輕型合金，雨水和海水淡化作水源，截取盡可能多的太陽能作能源多數(shù)科學(xué)家估計(jì)最適人口：10.0109人左右，全世界均可維持一個(gè)體面的生活人口問題

牛牛文庫文檔分享第45頁/共126頁與人口增長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)問題1)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展:糧食生產(chǎn)與人口分布密度不相一致(如美國和加拿大與非洲和印度對(duì)比明顯)發(fā)達(dá)地區(qū)人口占30%，享用糧食產(chǎn)量的一半；不發(fā)達(dá)地區(qū)人口占70%，享用了另一半糧食生產(chǎn)只是人口承載能力的一部分，其他方面的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也可提高人口承載力，例如日本、臺(tái)灣、香港等地，以及大陸的江浙一帶，地少人多，但因經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)而能容納高度密集的人口—發(fā)展經(jīng)濟(jì)有助于解決人口問題人口問題

牛牛文庫文檔分享第46頁/共126頁2)人口老齡化:世界性問題人口年齡構(gòu)成可分為三種基本類型：年輕型、成年型和老年型，其國際通用標(biāo)準(zhǔn)是人口問題

牛牛文庫文檔分享第47頁/共126頁人口老齡化也稱人口高齡化，世界通例是65歲以上人口超過本國人口的7%即稱老年型人口。英國和瑞典的老齡人口已達(dá)15.3%~16%，被稱為老人國；法、德、日皆有此問題我國已步入老齡化國家行列(7.3%，1998)老齡化問題兩面性：經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)(社會(huì)養(yǎng)老保險(xiǎn))增加是其不利的一面；然而老齡人口有利于智力的聚集，延長(zhǎng)智力產(chǎn)出期，能提高整個(gè)人口群知識(shí)水平，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展人口問題

牛牛文庫文檔分享第48頁/共126頁中國的人口控制問題

1)意義:減輕負(fù)擔(dān)，增加積累：人口多消費(fèi)大，從出生到16歲以及65歲以后均是社會(huì)負(fù)擔(dān)，除家庭本身需支出外，國家還要花錢有利于提高科學(xué)文化水平，改善人民生活水平和解決就業(yè)問題有利于保護(hù)現(xiàn)有自然資源，防止生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化人口問題

牛牛文庫文檔分享第49頁/共126頁2)決策原則:計(jì)劃生育始終作為一項(xiàng)基本國策：號(hào)稱天下第一難題，工作重點(diǎn)在農(nóng)村—農(nóng)村的老人贍養(yǎng)主要靠子女，勞動(dòng)主要靠男子，因此想生男孩的愿望較強(qiáng)烈——在大多數(shù)人還是應(yīng)用簡(jiǎn)單工具從事體力勞動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)的條件下，要推行一對(duì)夫婦只生一個(gè)孩子是十分困難的可見只能疏導(dǎo)，不可堵截；合乎國情，順乎民意人口問題

牛牛文庫文檔分享第50頁/共126頁3)提高人口素質(zhì):人口素質(zhì)—在一定的社會(huì)制度和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平上，人們的身體健康狀況、文化水平、勞動(dòng)技能和思想道德修養(yǎng)。包括兩個(gè)方面：身體素質(zhì)和文化素質(zhì)身體素質(zhì)—綜合概念，主要包括嬰幼兒死亡率、營養(yǎng)和發(fā)育狀況、平均期望壽命和殘疾人口比例等文化素質(zhì)—人口受教育的狀況、科學(xué)及技能水平等人口問題

牛牛文庫文檔分享第51頁/共126頁4)發(fā)展優(yōu)生事業(yè)：提高人口素質(zhì)的先決條件

優(yōu)生學(xué)包括兩個(gè)方面，防止、減少嚴(yán)重遺傳病和先天性疾病的個(gè)體出生，稱為消極優(yōu)生學(xué)；促進(jìn)體力上、智力上優(yōu)秀個(gè)體出生，謂之積極優(yōu)生學(xué)提倡優(yōu)生教育和婚前檢查；適齡生育；遺傳咨詢；產(chǎn)前檢查；孕期保健等控制人口數(shù)量與提高人口素質(zhì)是一個(gè)問題的兩個(gè)方面，必須同等重視、同時(shí)并舉人口問題

牛牛文庫文檔分享第52頁/共126頁引言農(nóng)業(yè)是人類最古老的物質(zhì)生產(chǎn)部門：人類的祖先早在原始農(nóng)業(yè)時(shí)代就開始采集、狩獵自然產(chǎn)物來滿足生活的需求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)隨著時(shí)代發(fā)展，不斷向前推進(jìn)農(nóng)業(yè)是社會(huì)安定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民族昌盛、國家富強(qiáng)的最主要的基礎(chǔ)應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.3農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第53頁/共126頁農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

然而，當(dāng)今世界，人口在不斷增長(zhǎng)，糧食需求在不斷增長(zhǎng)，與此同時(shí)耕地卻在減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境在惡化，農(nóng)業(yè)問題已成為人類面臨的必須優(yōu)先解決的重大難題之一農(nóng)業(yè)的地位農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)：國以民為本，民以食為天，農(nóng)業(yè)提高和發(fā)展以后，才會(huì)有工業(yè)、商業(yè)和其他類產(chǎn)業(yè)

牛牛文庫文檔分享第54頁/共126頁農(nóng)業(yè)的發(fā)展特別是糧食的生產(chǎn)受耕地的制約：世界耕地雖在緩慢增長(zhǎng)，但人口增長(zhǎng)更快，因此人均耕地在減少，據(jù)稱中國目前人均耕地已不足0.08hm2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是公益性部門：勞動(dòng)生產(chǎn)率低、占用固定資產(chǎn)多而利用率低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、資金周轉(zhuǎn)慢、產(chǎn)品價(jià)格低等，短期內(nèi)此狀況難以改變農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第55頁/共126頁我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的基本問題我國以占世界7%的耕地養(yǎng)活占世界22%的人口，為世界農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)，然而這是以廣大人民群眾長(zhǎng)期將生活僅維持在溫飽水平換來的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)短缺將可能一直伴隨中國的現(xiàn)代化進(jìn)程——人口在增長(zhǎng)，生活在改善，需求在增長(zhǎng)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第56頁/共126頁農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)脆弱，后勁不足——城市化加速，耕地被蠶食，生態(tài)環(huán)境在惡化

因此，農(nóng)業(yè)仍需花大氣力(增加投資、改善條件、保護(hù)環(huán)境、推廣科技、扶持鼓勵(lì))，才能促進(jìn)社會(huì)的穩(wěn)定和進(jìn)步農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第57頁/共126頁農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程

生態(tài)農(nóng)業(yè)

石油農(nóng)業(yè)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第58頁/共126頁傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)(traditionalagriculture)—(也稱有機(jī)農(nóng)業(yè)，在我國中原大地已有數(shù)千年的歷史)根據(jù)農(nóng)作物、牲畜和環(huán)境間的生態(tài)適應(yīng)關(guān)系，采用如休閑輪耕、間作套種、精耕細(xì)作、有機(jī)施肥等相應(yīng)對(duì)策的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：保持較長(zhǎng)時(shí)間耕作而地力不衰；投入少，無需輔助能源；利于維持自然平衡缺點(diǎn)：生產(chǎn)力低下；易受災(zāi)害影響；若長(zhǎng)期耕作則土壤肥力漸次遞減農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第59頁/共126頁自然系統(tǒng)供系統(tǒng)自維持人類利用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)供系統(tǒng)自維持人類利用輸出

系統(tǒng)可以持續(xù),生產(chǎn)力低,不能滿足人類增長(zhǎng)的需求。

出大于入,系統(tǒng)難以為繼!自然生態(tài)系統(tǒng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)比較輸出自然能自然能

牛牛文庫文檔分享第60頁/共126頁石油農(nóng)業(yè)(oilagriculture)—以消耗大量化石能源為基礎(chǔ)的現(xiàn)代集約式農(nóng)業(yè)(intensivefarming)特點(diǎn)：能量投入大(石油、機(jī)械、化肥、農(nóng)藥等)，生產(chǎn)效率高，抗災(zāi)能力強(qiáng)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度作用大問題：轉(zhuǎn)化邊際值(增產(chǎn)值/能耗量)逐漸下降(參見下頁圖)，如化肥施用增產(chǎn)率遞減，14.8t/t(50’)8.3t/t(70’)5.8t/t(80’)；農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第61頁/共126頁谷物產(chǎn)量與其種植所需化肥、殺蟲劑和機(jī)械動(dòng)力投入量之間的關(guān)系

牛牛文庫文檔分享第62頁/共126頁問題(continued)：土壤微生物受抑制，天敵遭滅絕，環(huán)境被污染，生態(tài)平衡失調(diào)；加劇能源緊張，使糧食成本大幅度上升未處理好生產(chǎn)與生態(tài)、資源開發(fā)與保護(hù)的關(guān)系農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第63頁/共126頁

系統(tǒng)逐漸退化！系統(tǒng)可持續(xù)！石油農(nóng)業(yè)與生態(tài)農(nóng)業(yè)比較生態(tài)農(nóng)業(yè)增加供系統(tǒng)自維持人類利用輸出石油農(nóng)業(yè)供系統(tǒng)自維持人類利用輸出人工輔能合理人工輔能加大科技投入

牛牛文庫文檔分享第64頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)(eco-agriculture)—根據(jù)生態(tài)學(xué)物種共生和物質(zhì)循環(huán)再生原理，運(yùn)用生態(tài)工程和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，因地制宜、合理適當(dāng)?shù)匕才呸r(nóng)、林、牧、漁各業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化農(nóng)業(yè)模式主要手段：提高太陽能的利用率和固定率，使物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)部得到多次重復(fù)利用和循環(huán)利用，以高效和無廢料來發(fā)展大農(nóng)業(yè)主要目的：提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)和量；改善生態(tài)環(huán)境條件；增加農(nóng)民收入農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第65頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)可概括為四個(gè)方面：

1)統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：使每種農(nóng)產(chǎn)品的“廢物”均能作為另一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原料，沿食物鏈多重利用，變廢為寶，無污染生產(chǎn)

2)立體式結(jié)構(gòu)：山、水、田連成統(tǒng)一整體，提高光合利用率

3)開發(fā)農(nóng)村能源：如發(fā)展沼氣、太陽灶，利用風(fēng)能、水能、地?zé)岬?；同時(shí)降低能耗

4)擴(kuò)大肥源：多施有機(jī)肥，實(shí)行秸桿還田，改革耕作制度，提高土壤肥力農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第66頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)或可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(高新技術(shù)措施與科學(xué)管理)非持續(xù)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(低水平傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、石油農(nóng)業(yè))熵減少生態(tài)-資源-環(huán)境NPP+ABS農(nóng)牧林產(chǎn)業(yè)NSP熵增加合理輪牧、防治荒漠化、合理農(nóng)林草景觀格局人工飼草地、等高耕作、輪間作、少耕、水分平衡、舍飼優(yōu)良品種、基因庫、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、名牌產(chǎn)品種植養(yǎng)殖品種單一、連作濫墾、亂伐、盲目開荒、采掘、過牧化肥、殺蟲劑、除草劑可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)—經(jīng)濟(jì)鏈

牛牛文庫文檔分享第67頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：重點(diǎn)發(fā)展飼養(yǎng)業(yè)和以農(nóng)副產(chǎn)品加工為主的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工副業(yè)，改變以種植業(yè)單一結(jié)構(gòu)為主的狀況，加長(zhǎng)并增加系統(tǒng)內(nèi)的食物鏈，增加物質(zhì)的多層次利用和反饋初級(jí)生產(chǎn)：糧、青貯飼料、棉、蔬、油料、果次級(jí)生產(chǎn)：奶、肉牛、雞、鴨、蛋、豬、魚、蘑分解：沼氣池、蘑農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第68頁/共126頁京郊大興縣留民營生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

牛牛文庫文檔分享第69頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)的類型舉例：1)陸生生物共生型:充分發(fā)掘陸地各層次自然資源潛力，形成高效利用空間的立體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；提高太陽光能利用率，通過輪作、間作和套種，增加物質(zhì)生產(chǎn)林糧間作型：樹木可擋風(fēng)，減少作物蒸騰，抵御凍害等綠肥糧食作物輪作型：經(jīng)濟(jì)收益較高，改良土壤作用明顯農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第70頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：林糧間作模式

牛牛文庫文檔分享第71頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：綠肥糧食作物輪作模式

牛牛文庫文檔分享第72頁/共126頁2)

物質(zhì)循環(huán)再生型：除種子、果實(shí)、肉類外，根系、枯枝落葉、秸稈等被再生或循環(huán)利用種養(yǎng)結(jié)合型：種植加養(yǎng)殖及食用菌生產(chǎn)(靈芝、鳳尾菇、猴頭等)，食用菌既是秸稈、棉子殼、畜禽糞便、人糞尿等有機(jī)物的分解者，又是鮮嫩可口的食品，菌糠還可喂家畜、養(yǎng)魚和制肥種、養(yǎng)、加和沼結(jié)合型：養(yǎng)雞、豬；糞發(fā)酵沼氣農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第73頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：種養(yǎng)結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)再生型模式

牛牛文庫文檔分享第74頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：種、養(yǎng)、加工和沼氣四結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)再生型模式

牛牛文庫文檔分享第75頁/共126頁3)水域生物互利共生型:蓮魚共生；水域分層立體養(yǎng)殖4)生物物質(zhì)多層次、多途徑利用型：工、農(nóng)、副多途徑利用：城郊農(nóng)村依靠城市，以向城市提供農(nóng)副產(chǎn)品為主要任務(wù)沼氣為基礎(chǔ)的多途徑利用：能源供應(yīng)充足，林網(wǎng)建立，生態(tài)環(huán)境改善5)多功能農(nóng)工商聯(lián)合生產(chǎn)型：經(jīng)濟(jì)、生態(tài)雙豐收，如以林、特產(chǎn)為主，或以養(yǎng)鴨為主農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第76頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：工、農(nóng)、副生物物質(zhì)多途徑利用模式

牛牛文庫文檔分享第77頁/共126頁6)水陸交互作用物質(zhì)循環(huán)型：?；~塘植桑養(yǎng)蠶蠶沙+蠶蛹魚塘塘泥桑田陸地陸地水域陸地生產(chǎn)者消費(fèi)者消費(fèi)者分解者河口三角洲地區(qū)，地勢(shì)低洼，產(chǎn)量不穩(wěn)開挖魚塘，塘邊栽桑；水陸互作，相得益彰農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)

牛牛文庫文檔分享第78頁/共126頁生態(tài)農(nóng)業(yè)類型：水陸交互作用一珠江三角洲的?；~塘

牛牛文庫文檔分享第79頁/共126頁生物多樣性與自然生態(tài)保育

(BiodiversityandEcologicalConservation)

NatureReserve

Preservingthehabitatsismoreimportantthanprotectingorganismsthemselvesonly應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.4生物多樣性與保育

牛牛文庫文檔分享第80頁/共126頁生物多樣性：維管植物種類密度及世界植物區(qū)系分區(qū)圖

牛牛文庫文檔分享第81頁/共126頁人類起源譜系圖：與地球氣候冷干化形成的生境多樣化相關(guān)

牛牛文庫文檔分享第82頁/共126頁人類進(jìn)化、遷移與化石地點(diǎn)分布示意圖

牛牛文庫文檔分享第83頁/共126頁全球家畜馴養(yǎng)與谷物栽培之起源中心

牛牛文庫文檔分享第84頁/共126頁北美大陸野牛的棲息地縮小及局部種群滅絕過程示意圖

牛牛文庫文檔分享第85頁/共126頁物種地理分布范圍邊緣化的幾個(gè)實(shí)例熊貓赤狼

牛牛文庫文檔分享第86頁/共126頁物種瀕危等級(jí)評(píng)估的六項(xiàng)指標(biāo)

牛牛文庫文檔分享第87頁/共126頁全球各大陸瀕危物種數(shù)量估計(jì)

牛牛文庫文檔分享第88頁/共126頁全球生物多樣性保護(hù)熱點(diǎn)地區(qū)：特有物種集中地區(qū)及人類活動(dòng)影響較大區(qū)

牛牛文庫文檔分享第89頁/共126頁熊貓種群保護(hù)努力與可能效果示意圖解

牛牛文庫文檔分享第90頁/共126頁GIS手段在生物多樣性保育中的應(yīng)用圖解

牛牛文庫文檔分享第91頁/共126頁可更新資源(可再生~)的持續(xù)利用自然資源(naturalresources)—指能被人類社會(huì)利用于生產(chǎn)和生活過程中的物質(zhì)和能量的總稱，是為人類提供生存、發(fā)展、享受的自然物質(zhì)與自然條件的總稱 然而某種物質(zhì)能否被稱做或認(rèn)為是自然資源，還有一個(gè)(至少在某處某時(shí)它)是否稀缺的問題自然資源按其可被循環(huán)利用與否分為兩大類：應(yīng)用生態(tài)學(xué)——

15.7收獲理論

牛牛文庫文檔分享第92頁/共126頁收獲理論可更新資源(renewableresources)—

經(jīng)人類開發(fā)利用后，可以依靠自然(或簡(jiǎn)單人工)過程使資源本身得以恢復(fù)和再生，從而使人們能夠永續(xù)利用的一部分自然資源，如土地~~、地區(qū)性的生物~~、水~~及水、風(fēng)能~~等不可更新資源(non-renewableresources)—

經(jīng)開發(fā)利用后會(huì)逐漸減少以至枯竭的~~，典型的如各類金屬或非金屬礦產(chǎn)~~、化石燃料~

牛牛文庫文檔分享第93頁/共126頁收獲理論生物資源(bioticresources)—屬可更新資源，其中的許多類別，如森林、草地、海洋生物(魚類)等，已經(jīng)為人類社會(huì)的生存與發(fā)展作出過或正在作出著巨大的貢獻(xiàn)然而對(duì)這些可更新資源的利用，如果不能夠做到科學(xué)管理和合理開發(fā)，也會(huì)使其遭受滅頂之災(zāi)，造成資源枯竭，從而嚴(yán)重影響到人類的生存

牛牛文庫文檔分享第94頁/共126頁收獲理論

因而，有必要討論和研究這類可更新資源的科學(xué)管理和合理利用，不僅要從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，更要從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)去本節(jié)將從種群水平上，討論這類可更新資源的科學(xué)管理和合理利用，具體說就是介紹有關(guān)生物資源的最大持續(xù)產(chǎn)量原理及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用

牛牛文庫文檔分享第95頁/共126頁收獲理論生物資源利用的最大持續(xù)產(chǎn)量原理當(dāng)某生物種群的大小低于其環(huán)境容量K時(shí),就有一個(gè)可以永遠(yuǎn)收獲而不改變其種群性質(zhì)和水平的剩余產(chǎn)量(surplusproduction，實(shí)際為該種群的每年增長(zhǎng)量)

另一方面，如果不把此剩余產(chǎn)量收獲，種群就會(huì)一直增長(zhǎng)到最終達(dá)到環(huán)境容量，屆時(shí)其剩余產(chǎn)量將減少到趨于零

牛牛文庫文檔分享第96頁/共126頁收獲理論

換句話說，如果做到使種群在其增長(zhǎng)量極大時(shí)被收獲，就可以實(shí)現(xiàn)每年均取得一個(gè)生物產(chǎn)量，而且是最大的、永遠(yuǎn)的和可持續(xù)的生物產(chǎn)量可見所謂最大持續(xù)產(chǎn)量(MSY,maximumsustainableyield)，是指既能保持永遠(yuǎn)收益，又能做到相對(duì)極大的(單位時(shí)間單位面積上)收獲生物資源的產(chǎn)量

牛牛文庫文檔分享第97頁/共126頁收獲理論最大持續(xù)產(chǎn)量原理的基本表述可更新資源管理理論中一個(gè)重要概念:使種群的增長(zhǎng)量最大，并穩(wěn)定在這個(gè)水平上，從而獲得最大持續(xù)收獲量(剩余收獲量u=rK/4)追求雙重目標(biāo)，即增長(zhǎng)量最大而且能保持種群的相對(duì)穩(wěn)定，這將使生物資源得到保護(hù)，從而有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益(見后分析表述)

牛牛文庫文檔分享第98頁/共126頁生物種群增長(zhǎng)水平與剩余產(chǎn)量關(guān)系示意圖種群水平剩余產(chǎn)量KK/2K/2剩余產(chǎn)量等于持續(xù)產(chǎn)量

牛牛文庫文檔分享第99頁/共126頁收獲理論

假定我們考慮的是某片森林中的某一樹種種群，(或是某捕撈區(qū)域內(nèi)的某一魚類種群，)其種群大小可以用N=N(t)表示。在自然環(huán)境諸因素的制約下，種群將以Logistic方程描述的曲線增長(zhǎng)：該曲線是一倒S型，拐點(diǎn)位于N=K/2處，達(dá)到飽和水平(N=K)時(shí)具有零增長(zhǎng)率，N=K是其穩(wěn)定平衡點(diǎn)(見下頁圖)

牛牛文庫文檔分享第100頁/共126頁種群Logistic增長(zhǎng)曲線示意圖KK/2N0tN

牛牛文庫文檔分享第101頁/共126頁收獲理論

如果用U表示對(duì)該森林資源的收獲量(采伐量)，則該森林資源的增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)是:

根據(jù)以上最大持續(xù)產(chǎn)量的含義，我們的目標(biāo)是要確定一個(gè)適當(dāng)?shù)氖斋@量U，使種群的增長(zhǎng)量最大，而且穩(wěn)定在這個(gè)水平上，從而獲得最大持續(xù)收獲量

牛牛文庫文檔分享第102頁/共126頁收獲理論對(duì)上式求導(dǎo)數(shù)得:

令F(N)=0得N=K/2，由極值判別準(zhǔn)則知，在種群水平N=K/2時(shí)，具有最大增長(zhǎng)率F(K/2)=rK/4

因此只要取U=F(K/2)=rK/4，則這時(shí)有dN/dt=0，種群保持相對(duì)穩(wěn)定。所以，最大持續(xù)產(chǎn)量U=rK/4在種群水平N=K/2處獲得

牛牛文庫文檔分享第103頁/共126頁不同收獲(捕撈、采伐)量水平對(duì)資源種群的影響(箭頭指向?yàn)榉N群在特定收獲量時(shí)的變化趨勢(shì)軌跡。黑點(diǎn)表示種群密度的平衡位置，惟一的穩(wěn)定平衡點(diǎn)位于：1)種群滅絕；或者2)收獲水平低而種群密度高)收獲量水平低而種群密度高收獲水平低而種群密度高時(shí)的平衡點(diǎn)

牛牛文庫文檔分享第104頁/共126頁不同收獲(捕撈、采伐)努力水平對(duì)資源種群的影響(黑點(diǎn)表示種群平衡位置，不論種群起始水平高低，三個(gè)平衡點(diǎn)均為穩(wěn)定平衡點(diǎn))

牛牛文庫文檔分享第105頁/共126頁收獲理論

下面作進(jìn)一步的解釋。對(duì)于不同的收獲決策,有如下的分析結(jié)果：1當(dāng)收獲量U1>F(K/2)時(shí)，因?yàn)镕(K/2)=rK/4是F(N)的最大值，所以U1>F(N)。從而有

dN/dt=F(N)-U1<0，即種群增長(zhǎng)是負(fù)值，這時(shí)種群一直下降直至滅絕2當(dāng)收獲量U2<F(K/2)時(shí)，種群水平將達(dá)到圖中的N1或N2，都不能獲得最大增長(zhǎng)量

牛牛文庫文檔分享第106頁/共126頁剩余產(chǎn)量與不同收獲水平?jīng)Q策關(guān)系示意圖U1UU2KK/2N2N1F(N)NY0

牛牛文庫文檔分享第107頁/共126頁收獲理論3當(dāng)選擇收獲量U=F(K/2)=rK/4時(shí)，dN/dt=0,這時(shí)收獲量最大，且種群相對(duì)穩(wěn)定以上分析充分說明，種群水平處于N=K/2時(shí)，可獲得最大持續(xù)產(chǎn)量U=rK/4

牛牛文庫文檔分享第108頁/共126頁收獲理論幾點(diǎn)說明:1最大持續(xù)收獲量模型是基于生物種群增長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)過程Logistic方程建立的，對(duì)于一般的生物資源來說，均具有廣泛的普適性意義

牛牛文庫文檔分享第109頁/共126頁收獲理論2最大持續(xù)收獲量是在種群水平N=K/2處獲得，也就是種群處于環(huán)境負(fù)荷能力的一半時(shí)獲得。這一結(jié)論與人們的常識(shí)——種群水平高則收獲量大的看法不太一致，但值得注意的是，MSY追求的是雙重目標(biāo)，即增長(zhǎng)量最大而且能保持種群的相對(duì)穩(wěn)定，這將使生物資源得到保護(hù)，從而利于長(zhǎng)遠(yuǎn)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益

牛牛文庫文檔分享第110頁/共126頁收獲理論3最大持續(xù)收獲量是由生態(tài)學(xué)參數(shù)r和K決定的，但在市場(chǎng)供求穩(wěn)定的前提下，它也間接地體現(xiàn)著最佳的經(jīng)濟(jì)效益4上述簡(jiǎn)單模型在人工林生態(tài)系統(tǒng)管理中可得到更好的運(yùn)用，因人工林生態(tài)系統(tǒng)更便于調(diào)控

牛牛文庫文檔分享第111頁/共126頁收獲理論5對(duì)于一些生物種群，其生態(tài)學(xué)參數(shù)r和K在不同的時(shí)間段之間有較大的隨機(jī)波動(dòng)，特別是考慮到氣候因素的周期波動(dòng)和季節(jié)變化影響，在實(shí)際應(yīng)用該模型時(shí)，應(yīng)作適當(dāng)修正，一般情況下總是適當(dāng)減少收獲量以保護(hù)生物資源的再生能力

牛牛文庫文檔分享第112頁/共126頁收獲理論最優(yōu)采伐策略

以上我們以森林資源為例，探討了生物資源的最大持續(xù)收獲量。但是在許多情況下，由于木材價(jià)格、采伐成本等因素的影響和制約，使得最大持續(xù)采伐量不能代表最佳的經(jīng)濟(jì)效益。而且就常識(shí)而言，林木種群在處于高水平時(shí)更便于采伐，從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。因此生物資源的最優(yōu)經(jīng)營管理決策也還是我們接下來需要探討的又一問題

牛牛文庫文檔分享第113頁/共126頁收獲理論假定我們?nèi)栽诜N群水平上研究問題。如前，設(shè)