环境保护导论第二章(七)生态学在环境保护中的应用

1、1七、七、生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用n（一）全面考察人类活动对环境的影响（一）全面考察人类活动对环境的影响n（二）充分利用生态系统的调节能力（二）充分利用生态系统的调节能力n（三）综合利用资源和能源（三）综合利用资源和能源n（四）在环境保护其他方面的应用（四）在环境保护其他方面的应用2n（一）全面考察人类活动对环境的影响（一）全面考察人类活动对环境的影响n必须利用生态系统的必须利用生态系统的整体观念整体观念，充分考察，充分考察各项活动各项活动对环境可能产生的影响，并决定对环境可能产生的影响，并决定对该活动应采取的对策，以防患于未然。对该活动应采取的对策，以防患于未然。 3

2、nCase1:埃及的阿斯旺水坝埃及的阿斯旺水坝n阿斯旺水坝位于尼罗河下游第一瀑布区，阿斯旺水坝位于尼罗河下游第一瀑布区，1970年建成。坝高年建成。坝高110米，长米，长3600米，水库跨埃及、米，水库跨埃及、苏丹两国，有苏丹两国，有2/3在埃及，在埃及境内称纳赛在埃及，在埃及境内称纳赛尔湖，是世界最大的人工湖。尔湖，是世界最大的人工湖。4n历史状况：历史状况：尼罗河发源于埃塞俄比亚，流经苏尼罗河发源于埃塞俄比亚，流经苏丹和埃及而入地中海，在入海口有宽丹和埃及而入地中海，在入海口有宽100km的的三角洲，埃及三角洲，埃及3300万人口集中此地。万人口集中此地。n尼罗河定期泛滥，淹没河谷，冲洗盐

3、分，为尼罗河定期泛滥，淹没河谷，冲洗盐分，为地中海输送养分，使三角洲保持新生肥力。地中海输送养分，使三角洲保持新生肥力。5n水坝之利：水坝之利：n尼罗河不再泛滥尼罗河不再泛滥n廉价电力廉价电力n灌溉农田灌溉农田n控制旱涝控制旱涝 6n水坝之弊：水坝之弊：n尼罗河两岸的绿洲及下游失去肥源，土壤盐渍化；尼罗河两岸的绿洲及下游失去肥源，土壤盐渍化；n由于尼罗河河口供沙不足，河口三角洲平原向内陆由于尼罗河河口供沙不足，河口三角洲平原向内陆收缩；收缩；n海水养分减少，沙丁鱼海水养分减少，沙丁鱼19651965年年1500015000吨吨19681968年年500500吨吨最后绝迹。最后绝迹。n下游变静止

4、下游变静止“湖泊湖泊”，血吸虫病发病率，血吸虫病发病率80%80%以上。以上。7 Case2:长江三峡水利枢纽工程长江三峡水利枢纽工程8三峡工程被列为全球超级工程之一，有世界三峡工程被列为全球超级工程之一，有世界“十大之最十大之最”： 1 1、世界防洪效益最为显著的水利工程。、世界防洪效益最为显著的水利工程。2 2、世界最大的电站。、世界最大的电站。3 3、世界建筑规模最大的水利工程。、世界建筑规模最大的水利工程。4 4、世界工程量最大的水利工程。、世界工程量最大的水利工程。5 5、世界施工难度最大的水利工程。、世界施工难度最大的水利工程。6 6、施工期流量最大的水利工程。、施工期流量最大的水

5、利工程。7 7、世界泄洪能力最大的泄洪闸。、世界泄洪能力最大的泄洪闸。8 8、世界级数最多、总水头最高的内河船闸。、世界级数最多、总水头最高的内河船闸。9 9、世界规模最大、难度最高的升船机。、世界规模最大、难度最高的升船机。 1010、世界水库移民最多、工作最为艰巨的移民建设工程。、世界水库移民最多、工作最为艰巨的移民建设工程。9n长江三峡水利枢纽工程有利影响：长江三峡水利枢纽工程有利影响：n防洪：防洪：使下游荆江大堤的防洪能力，由防御十年一遇的洪使下游荆江大堤的防洪能力，由防御十年一遇的洪水，提高到抵御百年一遇的大洪水，防洪库容在水，提高到抵御百年一遇的大洪水，防洪库容在73220亿亿立方

6、米之间。立方米之间。n发电：发电：三峡水电站每年的发电量相当于三峡水电站每年的发电量相当于4000万吨标准煤完万吨标准煤完全燃烧所发出的能量，主要供应华中、华东、华南、重庆全燃烧所发出的能量，主要供应华中、华东、华南、重庆等地区。水电清洁无污染，减少排放二氧化碳等地区。水电清洁无污染，减少排放二氧化碳1亿多吨。亿多吨。n航运：航运：三峡工程位于长江上游与中游的交界处，能够较为三峡工程位于长江上游与中游的交界处，能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运事业远景发展的需要。通航能力可以从现在的每年事业远景发展的需要。通航能力可以从

7、现在的每年1000万万吨提高到吨提高到5000万吨。万吨。10三峡工程不利影响：三峡工程不利影响：（1 1）淹没土地）淹没土地u三峡水库淹没涉及湖北、重庆两省市三峡水库淹没涉及湖北、重庆两省市2020个区市县个区市县的的277277个乡镇、个乡镇、16801680个村、个村、63016301个组，有个组，有2 2座城市、座城市、 1111座县城、座县城、116116个集镇需要全部或部分重建。个集镇需要全部或部分重建。u移民：移民：113113万万11n（2）毁坏历史名城）毁坏历史名城n从宜昌到重庆的长江沿岸，坐落着很多历史悠久的城市，从宜昌到重庆的长江沿岸，坐落着很多历史悠久的城市，他们凝固了

8、从春秋时代以来几千年的中国古代文化。他们凝固了从春秋时代以来几千年的中国古代文化。n如屈原和昭君的故乡秭归、还有巴东、云阳、奉节、巫如屈原和昭君的故乡秭归、还有巴东、云阳、奉节、巫山这些旅游名胜所在地的城市，都将被无情地摧毁。被山这些旅游名胜所在地的城市，都将被无情地摧毁。被三峡工程淹没的，更有三峡工程淹没的，更有3000年以上历史的大西古镇。年以上历史的大西古镇。12（3 3）淹灭无价古迹）淹灭无价古迹u不管是纤夫们上千年心血在岸边拉出的石槽，还是架不管是纤夫们上千年心血在岸边拉出的石槽，还是架在水边运行了上千年的盐渠；不论是各民族古人的墓在水边运行了上千年的盐渠；不论是各民族古人的墓葬群，

9、还是长江两岸的摩崖石刻，都是无价的瑰宝。葬群，还是长江两岸的摩崖石刻，都是无价的瑰宝。u多少文物将永远葬身水下，多少遗迹、在还没来得及多少文物将永远葬身水下，多少遗迹、在还没来得及发掘的情况下就要被摧毁。发掘的情况下就要被摧毁。13（4 4）自然遗产被破坏）自然遗产被破坏u象大宁河小三峡这样的旅游胜地被淹没，大三峡最雄伟象大宁河小三峡这样的旅游胜地被淹没，大三峡最雄伟的地方，被拦腰截断了的地方，被拦腰截断了175175米。神农架自然保护区周遍的米。神农架自然保护区周遍的自然资源被破坏。自然资源被破坏。（5 5）珍稀物种的灭绝）珍稀物种的灭绝n直接受淹没影响的陆生植物物种有直接受淹没影响的陆生植

10、物物种有120120科、科、380380属、属、560560种。种。 14n通过以上例子说明：通过以上例子说明：n“生态学的一个中心思想是生态学的一个中心思想是整体和全局整体和全局的概的概念念”。n不仅考虑现在，还要考虑将来；不仅考虑本地不仅考虑现在，还要考虑将来；不仅考虑本地区，还要考虑有关的其他地区；要在时间和空区，还要考虑有关的其他地区；要在时间和空间上全面考虑，统筹兼顾。间上全面考虑，统筹兼顾。15（二）充分利用生态系统的调节能力（自净能力）（二）充分利用生态系统的调节能力（自净能力）n生态系统的调节能力生态系统的调节能力 ：当系统内一部分出现了当系统内一部分出现了问题或发生机能异常时

11、，能够通过其余部分的调问题或发生机能异常时，能够通过其余部分的调节而得到解决或恢复正常。节而得到解决或恢复正常。n结构复杂的生态系统调节能力越强。结构复杂的生态系统调节能力越强。 16nCase:土地处理系统土地处理系统n土壤及其中微生物和植物根系土壤及其中微生物和植物根系对污染物具有综合对污染物具有综合净化能力，可以利用来处理城市污水和一些工业净化能力，可以利用来处理城市污水和一些工业废水。废水。n废水通过地表漫流、灌溉或渗滤等方式排入土地废水通过地表漫流、灌溉或渗滤等方式排入土地系统，进行最终的处理。系统，进行最终的处理。n土地处理系统主要由预处理设施、贮水湖、灌溉土地处理系统主要由预处理

12、设施、贮水湖、灌溉系统、地下排水系统等组成。系统、地下排水系统等组成。 17降雨不透水层河蒸发植被地下水回注井下水道处理和贮存湖城市污水土地系统处理示意图污水土地系统处理示意图18n土地处理系统的净化机制土地处理系统的净化机制 n植物根系植物根系的吸收、转化、降解与合成等作用；的吸收、转化、降解与合成等作用；n土地中土地中真菌、细菌等微生物真菌、细菌等微生物还原的降解、转化及还原的降解、转化及生物固定化等作用；生物固定化等作用；n土壤中土壤中有机和无机胶体有机和无机胶体的物理化学吸附、络合和的物理化学吸附、络合和沉淀等作用；沉淀等作用；n土壤的土壤的离子交换离子交换作用；作用；n土壤的土壤的机

13、械截留机械截留过滤作用过滤作用; ;n土壤的土壤的气体扩散或蒸发气体扩散或蒸发作用作用 19成份成份灌溉灌溉渗滤渗滤漫流漫流BOD9885-8995COD805080悬浮物悬浮物989892总氮总氮850-5070-90总磷总磷80-9060-6540-80金属金属9550-9550微生物微生物989898总溶解固体总溶解固体0-300-100-30土地处理系统的去除效率估计值土地处理系统的去除效率估计值% %n土地处理系统的净化效果土地处理系统的净化效果 20u氧化塘是各式处理氧化塘是各式处理塘的俗称，其作用机塘的俗称，其作用机理主要是理主要是通过各物种通过各物种间的相互作用形成食间的相互作

14、用形成食物链生态系统，物链生态系统，对污对污水中的污染物进行有水中的污染物进行有效的处理和利用。效的处理和利用。 氧化塘氧化塘2122u适用于中、小城市和土地资源丰富的地区。适用于中、小城市和土地资源丰富的地区。u胜利油田外排污水处理均采用氧化塘处理技术，目前胜利油田外排污水处理均采用氧化塘处理技术，目前能基本达标排放。能基本达标排放。u优点：可以用于处理各种污水，投资少、运行费用低、优点：可以用于处理各种污水，投资少、运行费用低、运行管理简单。运行管理简单。氧化塘法氧化塘法u缺点：需要较大的占地面积。缺点：需要较大的占地面积。23n（三）综合利用资源和能源（三）综合利用资源和能源n问题：现代

15、的问题：现代的工农业生产大多是单一的过程，片工农业生产大多是单一的过程，片面强调单纯的产品最优化问题，导致环境的严重面强调单纯的产品最优化问题，导致环境的严重污染与破坏。污染与破坏。n解决办法：解决办法：运用生态系统的物质循环原理，建立运用生态系统的物质循环原理，建立闭路循环闭路循环以实现资源和能源的综合利用，杜绝浪以实现资源和能源的综合利用，杜绝浪费与无谓的损耗。费与无谓的损耗。 24n3R原则：原则：nRedusenReusenRecycle251.1.生态工艺生态工艺n生态工艺生态工艺资源和能源的浪费最少，排出的废弃资源和能源的浪费最少，排出的废弃物最少，而且是这些废弃物完能被自然界的动

16、植物最少，而且是这些废弃物完能被自然界的动植物所分解、吸收或利用物所分解、吸收或利用 。nCase:造纸工业闭路循环工艺流程造纸工业闭路循环工艺流程26造纸工业循环工艺流程示意图造纸工业循环工艺流程示意图27n2.生态农业生态农业 n石油农业石油农业n目前的农业生产实际上是能源消耗和利用目前的农业生产实际上是能源消耗和利用的过程，用高能量换取高产量，产量增加的过程，用高能量换取高产量，产量增加1%，耗能增加，耗能增加2.5%n每个农村劳动力养活人数每个农村劳动力养活人数n美国美国56人，德国人，德国49人，加拿大人，加拿大44人，法人，法国国26人，日本人，日本17人。人。28n石油农业的后果

17、石油农业的后果n加重能源危机，美国每公顷玉米生产耗加重能源危机，美国每公顷玉米生产耗5656升石油；升石油；n加剧自然生态破坏，机械操作，破坏速度快；加剧自然生态破坏，机械操作，破坏速度快；n化肥、农药，严重污染。美国化肥、农药，严重污染。美国364364种害虫对种害虫对6060种农药种农药有抗药性。有抗药性。29n生态农业生态农业n生态农业：生态农业：有效地有效地利用生态学原理利用生态学原理，最大限度，最大限度地把无机物转变为有机物。地把无机物转变为有机物。 nCase1:菲律宾的菲律宾的玛雅农场玛雅农场（Maya Farms）30庄稼地猪场加工厂居民区污泥加工污泥贮留池沼气废物沼气厂牛场沉

18、降槽鸭场养鱼池饲料加工液态肥料粪便粪便庄稼废弃物杂草树叶浆液沉降渣马雅农场的废物循环途径31Case2:珠江三角洲地区桑基鱼塘珠江三角洲地区桑基鱼塘生产方式：蚕沙（蚕粪）喂鱼，塘泥肥桑，栽桑、养蚕、养鱼三者有机结合，形成桑、蚕、鱼、泥互相依存、互相促进的良性循环.32n（四）在环境保护其它方面的应用（四）在环境保护其它方面的应用1 1阐明污染物质在环境中的迁移转化规律阐明污染物质在环境中的迁移转化规律n随着生态系统的物质循环和食物链的复杂生态过程，污随着生态系统的物质循环和食物链的复杂生态过程，污染物质不断迁移、转化、积累和富集。染物质不断迁移、转化、积累和富集。n通过污染物在生态系统中迁移和

19、转化规律的研究，可以通过污染物在生态系统中迁移和转化规律的研究，可以弄清污染物质对环境危害的范围、途径和程度。（如北弄清污染物质对环境危害的范围、途径和程度。（如北极的爱斯基摩人体内检出极的爱斯基摩人体内检出DDTDDT） 332 2环境质量和生物监测、生物评价环境质量和生物监测、生物评价n一般监测手段的弱点：一般监测手段的弱点：n仪器不能连续监测，以部分数据代替全年的情况；仪器不能连续监测，以部分数据代替全年的情况；n监测结果不能反应综合污染情况。监测结果不能反应综合污染情况。n生物监测可以弥补以上不足。生物监测可以弥补以上不足。34n利用植物对大气污染进行监测和评价利用植物对大气污染进行监

20、测和评价 n二氧化硫：紫花苜蓿、棉株、胡萝卜等；二氧化硫：紫花苜蓿、棉株、胡萝卜等；n氟化物：唐菖蒲、葡萄等；氟化物：唐菖蒲、葡萄等；n臭氧：烟草；臭氧：烟草；n二氧化氮：烟草、番茄等；二氧化氮：烟草、番茄等；n氯气氯气: :白菜、菠菜等。白菜、菠菜等。 35n用水生生物监测和评价水体污染用水生生物监测和评价水体污染 n污水生物体系法污水生物体系法：根据各个水域中生物体：根据各个水域中生物体系的组成，可以判断水体的污染程度。系的组成，可以判断水体的污染程度。36污水类型污水类型 在显微镜下观察到的生在显微镜下观察到的生物物 指示生物指示生物 新排出的城市生活污水新排出的城市生活污水和类似的工业污水和类似的工业污水 纤毛虫纤毛虫1050000鞭毛虫鞭毛虫10002000（变形虫类（变形虫类01000）细菌、真菌大量细菌、真菌大量 腐生草履虫，豆形虫，