生態(tài)管理及生態(tài)監(jiān)測(cè)

生態(tài)管理及生態(tài)監(jiān)測(cè)第1頁(yè)/共45頁(yè)

環(huán)境污染環(huán)境污染（environmentalpollution）是指人類活動(dòng)使環(huán)境要素或其狀態(tài)發(fā)生了變化，從而使環(huán)境質(zhì)量惡化，擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及人類的正常生活條件的現(xiàn)象。常見(jiàn)的環(huán)境污染有：空氣污染(airpollution)酸雨(acidrain)水污染(waterpollution)土壤污染第2頁(yè)/共45頁(yè)空氣污染(airpollution)空氣污染是由人類活動(dòng)直接或間接引起天然與合成有害物質(zhì)向大氣的排放。污染物直接排放到大氣中稱初級(jí)污染物，在太陽(yáng)電磁輻射的影響下，在空氣中由其他污染物制造出來(lái)，稱次級(jí)污染物。主要的空氣污染物有：二氧化硫、固體顆粒、二氧化氮、碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、臭氧、硫化氫、氟化物、一氧化氮、鉛、汞?？諝馕廴疚飳?duì)人及整個(gè)自然界有重要的影響。造成環(huán)境不舒適，腐蝕雕塑，破壞公共設(shè)施；防礙人類和其他生物的健康，同時(shí)改變氣候以及土壤、湖泊和河流的化學(xué)性質(zhì)。第3頁(yè)/共45頁(yè)酸雨(acidrain)酸雨(acidrain)和酸沉降(aciddeposition):酸雨（1972，英國(guó)化學(xué)家R.A.Smith提出）是指雨水中含有一定數(shù)量本性物質(zhì)(硫酸、硝酸、鹽酸等)的自然降水現(xiàn)象。大氣中形成酸的物質(zhì)以雨、雪、雹和霧等形式從空氣中沉降下來(lái)，其pH值一般都小于5.6，這種現(xiàn)象稱酸沉降。酸沉降對(duì)動(dòng)物、植物以及森林有明顯的損害；改變了土壤和湖泊的pH值，同時(shí)本酸化會(huì)導(dǎo)致有毒金屬（汞和鋁等）從土壤和沉積物中釋放出來(lái)。第4頁(yè)/共45頁(yè)水污染(waterpollution)水污染是指由于人類活動(dòng)而排放的污染物進(jìn)入水體，使水體及其底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，從而防礙了對(duì)水體的利用，這種現(xiàn)象稱水污染。水體污染物可分為生物體、可溶性化學(xué)物質(zhì)、不溶性化學(xué)物質(zhì)和熱四類。水污染危害：有毒物對(duì)生物的直接毒害，不溶性固體降低水的質(zhì)量；水中有害生物導(dǎo)致水傳播疾病的流行；水中有機(jī)質(zhì)引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，引起水體生物耗氧（BOD）和化學(xué)耗氧量（COD）增加；水中有毒物質(zhì)如重多屬和多氯聯(lián)苯等在食物鏈上的生物放大作用，使生物體的酶活性受影響；工業(yè)余熱通過(guò)多種途徑影響水生生物。第5頁(yè)/共45頁(yè)富營(yíng)養(yǎng)化（eutrophication）富營(yíng)養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化情況下，浮游藻類大量繁殖，形成水華，因占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類的顏色不同，水面出現(xiàn)各種顏色，這種現(xiàn)象在海洋中叫赤潮。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度的升高是藻類大量繁殖的原因，由于磷通常是水生生物生長(zhǎng)的限制性營(yíng)養(yǎng)物，因此是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要物質(zhì)。第6頁(yè)/共45頁(yè)土壤污染土壤污染是指人類活動(dòng)所產(chǎn)生的物質(zhì)通過(guò)多種途徑進(jìn)入土壤，其數(shù)量特征和速度超過(guò)了土壤容納的能力和土壤凈化速度的現(xiàn)象。常見(jiàn)的土壤污染物有：物理類、化學(xué)類、生物類等，其中以化學(xué)類最為普遍、嚴(yán)重和復(fù)雜。常見(jiàn)的化學(xué)污染物有：無(wú)機(jī)污染物包括：重金屬、放射物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，有機(jī)污染物是化學(xué)農(nóng)藥，如有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、苯酰胺類等；石油、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、甲烷等；多聚物如尼龍、塑料和橡膠等。物理污染物有工業(yè)廢渣、城市垃圾等；生物污染物有大腸肝菌、炭疽桿菌、蠕蟲類。第7頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及特點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)(environmentalmonitoring):研究和監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量。其手段有化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、地球物理、地球化學(xué)等，因此其內(nèi)容有化學(xué)監(jiān)測(cè)、物理監(jiān)測(cè)、生物監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)、地球物理化學(xué)監(jiān)測(cè)等。生態(tài)監(jiān)測(cè)(ecologicalmonitoring):利用生命系統(tǒng)各層次對(duì)自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應(yīng)來(lái)判定環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)：能綜合地反映環(huán)境質(zhì)量狀況；具有連續(xù)監(jiān)測(cè)的功能；具有多功能；監(jiān)測(cè)靈敏度高。第8頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理和方法生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理生態(tài)監(jiān)測(cè)的方法第9頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理生物與環(huán)境之間相互依存、相互影響、協(xié)同進(jìn)化。生物與環(huán)境相互補(bǔ)償、協(xié)同發(fā)展是在自然界長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中形成的，生物的變化是某一區(qū)域內(nèi)環(huán)境變化的一個(gè)組成部分，因此，生態(tài)學(xué)上個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各組織層次的生物變化可以作為環(huán)境改變的指示和象征。第10頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)的方法個(gè)體和種群水平指示生物法（indicatororganism）群落和生態(tài)系統(tǒng)水平污水生物系統(tǒng)法（saprobiensystem）PFU(聚氨酯泡沫塑料塊)法(polyurethanefoamunit)生物測(cè)試（bioassay）第11頁(yè)/共45頁(yè)指示生物法指示生物法是指用指示生物來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境狀況的一種方法。指示生物(indicatororganism)是一些對(duì)環(huán)境中的某些物質(zhì)，包括污染物的作用或環(huán)境條件的改變能較敏感和快速地產(chǎn)生明顯反應(yīng)的生物。通過(guò)其所作的反應(yīng)可了解環(huán)境的現(xiàn)狀和變化，起“預(yù)警”功能。指示生物的基本特征：對(duì)干擾作用反應(yīng)敏感且健康；具有代表性；對(duì)干擾作用的反應(yīng)個(gè)體間的差異小、重現(xiàn)性高；具有多功能。常用的指示生物：紫花苜蓿（SO2），地衣和苔蘚（SO2、氟化物），菜豆、煙草（O3）等。第12頁(yè)/共45頁(yè)污水生物系統(tǒng)法污水生物系統(tǒng)法是由Kolkwiz和Marsson1909年提出，后經(jīng)完善的一種用于河流污染、尤其是有機(jī)污染的一種監(jiān)測(cè)方法。由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程里會(huì)發(fā)生自凈過(guò)程，即隨著河水污染程度的逐漸減輕，生物的種類組成也隨之發(fā)生變化，在不同的河段將出現(xiàn)不同的物種。根據(jù)生物種類組成將河流劃分為多污帶、α-污染帶、β-污染帶和寡污染帶。各污染帶都有各自的物理、化學(xué)和生物的特征。亦可用群落中優(yōu)勢(shì)種群來(lái)劃分污染帶。第13頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是利用生態(tài)學(xué)、環(huán)境化學(xué)及毒理學(xué)的知識(shí)，定量地確定環(huán)境危害對(duì)人類的負(fù)效應(yīng)的概率及其強(qiáng)度的過(guò)程。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的步驟第14頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的步驟生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問(wèn)題的形成分析過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估效應(yīng)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)特征化風(fēng)險(xiǎn)管理第15頁(yè)/共45頁(yè)§2生物資源的管理生物多樣性及其保育生物資源管理人口管理第16頁(yè)/共45頁(yè)生物多樣性及其保育生物多樣性生物多樣性的價(jià)值生物多樣性的現(xiàn)狀生物多樣性喪失的原因生物多樣性的保育對(duì)策第17頁(yè)/共45頁(yè)生物多樣性生物多樣性(biodiversity):生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過(guò)程的總和。它包括數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的動(dòng)物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與生存環(huán)境形成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。包括四個(gè)層次:遺傳多樣性（基因多樣性）物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性景觀多樣性第18頁(yè)/共45頁(yè)遺傳多樣性指種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群間和同一種群內(nèi)的遺傳變異。其測(cè)度包括三個(gè)方面，即染色體多態(tài)性、蛋白質(zhì)多態(tài)性和DNA多態(tài)性。第19頁(yè)/共45頁(yè)物種多樣性指物種水平的多樣性，即一個(gè)地區(qū)內(nèi)物種的多樣化，主要是從分類學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和生物地理學(xué)角度對(duì)一定區(qū)域內(nèi)物種的狀況進(jìn)行研究。第20頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)多樣性指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過(guò)程的多樣化以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)過(guò)程變化的多樣性。生態(tài)多樣性指數(shù)可分為:α多性指數(shù)β多樣性指數(shù)γ多樣性指數(shù)第21頁(yè)/共45頁(yè)景觀多樣性指不同類型的景觀要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化或變異性。第22頁(yè)/共45頁(yè)生物多樣性的價(jià)值直接價(jià)值：為人類提供了基本食物、纖維、藥物和燃料和建材等間接價(jià)值：表現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。能量固定；調(diào)節(jié)氣候；調(diào)節(jié)水文；保護(hù)土壤；貯存必須的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)元素循環(huán)；維持進(jìn)化過(guò)程；對(duì)污染物質(zhì)吸收和分解作用；娛樂(lè)－美學(xué)、社會(huì)文化、教育、精神及歷史方面具有重要價(jià)值。第23頁(yè)/共45頁(yè)生物多樣性的現(xiàn)狀生物多樣性的豐富程度：世界上的物種估計(jì)有500萬(wàn)到3000萬(wàn)種，已定名的為140－170萬(wàn)種。中國(guó)是世界上物種最豐富的國(guó)這之一，中國(guó)的物種數(shù)約占世界物種總數(shù)的10％。中國(guó)的特有種十分豐富，以維管植物、哺乳類和鳥(niǎo)類計(jì)算，僅次于印度尼西亞，居亞洲第二。生物多樣性的受威脅現(xiàn)狀：Schopf認(rèn)為生物物種的壽命是20萬(wàn)年，地球上有4000種哺乳動(dòng)物，如果以4000個(gè)哺乳動(dòng)物種作為平衡點(diǎn)，那么每50年就有一個(gè)物種滅絕。二十世紀(jì)內(nèi)，每年滅絕0.27種哺乳動(dòng)物，每4年有一個(gè)物種。滅絕速率為自然滅絕的近13倍。第24頁(yè)/共45頁(yè)生物多樣性喪失的原因引起生物多樣性喪失的主要原因有：棲息地喪失和片斷化；掠奪式的過(guò)度利用；環(huán)境污染；工業(yè)化的農(nóng)業(yè)和林業(yè)；外來(lái)種的引入；全球氣候變化。第25頁(yè)/共45頁(yè)生物多樣性的保育對(duì)策保護(hù)公約和立法建立自然保護(hù)區(qū)和國(guó)家公園遷地保護(hù)種子庫(kù)和基因資源庫(kù)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)生物多樣性的監(jiān)測(cè)第26頁(yè)/共45頁(yè)保護(hù)公約國(guó)際生物多樣性保護(hù)公約：1992年6月在巴西首都里約熱內(nèi)盧召開(kāi)了地球最高級(jí)會(huì)議，聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)，通過(guò)了國(guó)際生物多樣性公約，確立了生物多樣性保護(hù)的重要地位，152個(gè)國(guó)家在公約上簽字。5月22日世界生物多樣性日。保育對(duì)策應(yīng)該包括全球、國(guó)家、地區(qū)和地方的一系列不同層次。國(guó)際級(jí)對(duì)策保護(hù)全球受威脅生態(tài)系統(tǒng)，由IUCN(InternationalUnionforConservationofNature)牽頭。成功的措施是瀕危野生動(dòng)植物物種國(guó)際貿(mào)易公約（CITES）以及南極協(xié)議（AntarcticTreaty,1992）。國(guó)家級(jí)對(duì)策由政府組織安排和通過(guò)立法執(zhí)行，如保護(hù)區(qū)的建立。第27頁(yè)/共45頁(yè)生物資源管理有益生物種群的產(chǎn)量有害生物的防治與管理第28頁(yè)/共45頁(yè)有益生物種群的產(chǎn)量最大持續(xù)產(chǎn)量原理：

dN/dt=rN(K-N)K

當(dāng)N＝K／2時(shí)，dN/dt最大，

d(K/2)/dt=rK/4Graham(1935)認(rèn)為：在漁業(yè)生產(chǎn)中，dN/dt可以看成是可供捕撈而不影響資源種群大小的“剩余生產(chǎn)”。要使種群維持最大的產(chǎn)量（MSY），就應(yīng)該使資源種群保持在N＝K／2的水平。此時(shí),MSY＝rK/4。最大持續(xù)生產(chǎn)量在生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的意義

第29頁(yè)/共45頁(yè)最大持續(xù)產(chǎn)量原理K／2K／2BAbaNKNdN／dtMSYMSYdN／dt●●●●NMSY●●●●第30頁(yè)/共45頁(yè)最大持續(xù)生產(chǎn)量的生產(chǎn)實(shí)踐意義假如一個(gè)未受人類利用的資源種群數(shù)量是穩(wěn)定的，那么在按最大持續(xù)產(chǎn)量的策略進(jìn)行捕獵前，首先要將種群的數(shù)量降低，降低以后才能使種群增長(zhǎng)率提高，才能有持續(xù)產(chǎn)量；種群數(shù)量降低到每一水平，都有一個(gè)相應(yīng)的持續(xù)產(chǎn)量，這個(gè)持續(xù)產(chǎn)量等于該數(shù)量水平（N）下的增加量dN/dt;每一個(gè)持續(xù)產(chǎn)量都有相應(yīng)的兩個(gè)種群數(shù)量能提供這個(gè)持續(xù)產(chǎn)量；只有在一個(gè)種群數(shù)量水平下，才能有最大持續(xù)產(chǎn)量，理論上講，這個(gè)數(shù)量是N=K/2水平；按邏輯斯諦增長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型的原理，最大持續(xù)產(chǎn)量MYS=rK/4,而能提供最大持續(xù)產(chǎn)量的種群數(shù)量NMYS＝K／2。第31頁(yè)/共45頁(yè)有害生物的防治與管理有害生物(pest)：與人類競(jìng)爭(zhēng)食物或遮蔽所、傳播病原體、以人類為食或用不同的方法威脅人類健康、舒適或安寧的生物。防治的原理：防治有害生物的過(guò)程往往成為一個(gè)獵取“持續(xù)產(chǎn)量”的過(guò)程，因此，如果每年去除一個(gè)“最大待續(xù)產(chǎn)量”，那么既不能將危害動(dòng)物種群消來(lái)掉，也不能把它的數(shù)量壓到K／2的水平以下，所以，只有當(dāng)每年的去除數(shù)量大于“最大持續(xù)產(chǎn)量”，才能使種群趨向滅亡。防治目標(biāo)：降低有害生物到某一水平，在這個(gè)水平上進(jìn)一步降低是無(wú)利可圖的。防治類型：化學(xué)防治、生物防治、基因防治、物理防治、綜合防治。第32頁(yè)/共45頁(yè)有害生物防治的利益和代價(jià)模型成本或價(jià)值有害生物密度防治成本作物價(jià)值防治利益第33頁(yè)/共45頁(yè)§3生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與管理環(huán)境規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃生態(tài)環(huán)境治理第34頁(yè)/共45頁(yè)環(huán)境規(guī)劃環(huán)境規(guī)劃也稱環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)大氣水體、噪聲及固廢等環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和調(diào)控管理。第35頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃的概念生態(tài)規(guī)劃的原則生態(tài)規(guī)劃的內(nèi)容生態(tài)規(guī)劃的步驟第36頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)規(guī)劃的概念生態(tài)規(guī)劃：強(qiáng)調(diào)運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)整體優(yōu)化觀點(diǎn)，對(duì)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的人工生態(tài)因子（如土地利用狀況、產(chǎn)業(yè)布局狀況、環(huán)境污染狀況、人口密度和分布以及建筑、橋梁、道路、城市管線基礎(chǔ)設(shè)施分布等）和自然生態(tài)因子（氣候、水系、地形地貌、生物多樣性、資源狀況等）的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程和相互作用特征都應(yīng)給予相當(dāng)?shù)闹匾?，研究物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的途徑，進(jìn)而提出資源合理開(kāi)發(fā)利用，環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的規(guī)劃對(duì)策。其目的在于區(qū)域與城市生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，保持人與自然、人與環(huán)境關(guān)系的持續(xù)共生，協(xié)調(diào)發(fā)展，追求社會(huì)的文明、經(jīng)濟(jì)的高效和生態(tài)環(huán)境的和諧。第37頁(yè)/共45頁(yè)

生態(tài)規(guī)劃的原則整體優(yōu)化原則趨適開(kāi)拓原則協(xié)調(diào)共生原則區(qū)域分異原則生態(tài)平衡原則高效和諧原則可待續(xù)發(fā)展原則第38頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)規(guī)劃的內(nèi)容生態(tài)要素的調(diào)查與評(píng)價(jià)環(huán)境容量和生態(tài)適宜度分析評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立及規(guī)劃目標(biāo)的研究生態(tài)功能區(qū)劃與土地利用布局環(huán)境保護(hù)規(guī)劃人口適宜容量規(guī)劃產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局調(diào)整規(guī)劃園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃資源利用與保護(hù)規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃管理對(duì)策第39頁(yè)/共45頁(yè)生態(tài)規(guī)劃的步驟－－國(guó)外生態(tài)規(guī)劃的技術(shù)路線資源管理生態(tài)規(guī)劃(F.Steiner,1960’s):①確定規(guī)劃目標(biāo)→②資源數(shù)據(jù)清單和分析→③區(qū)域適宜度分析→④方案選擇→⑤規(guī)劃方案實(shí)施→⑥規(guī)劃執(zhí)行→⑦方案評(píng)價(jià)。McHarg生態(tài)規(guī)劃法（I.L.McHarg,1969）：①確定規(guī)劃范圍和規(guī)劃目標(biāo)→②廣泛搜集規(guī)劃區(qū)域的自然與人文資料（包括地理、地質(zhì)、氣候、土壤、野生動(dòng)物、自然景觀、土地利用、人口、交通、文化、人的價(jià)值觀調(diào)查），并分別描繪在地圖上→③根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)綜合分析，提取在第二步所收集的資料→④對(duì)各主要因素及各種資源開(kāi)發(fā)（利