第七章生态安全

第七章

生态安全

内容提要生态安全概述生物安全水安全生态风险评估第一节

生态安全概述生态安全概念的提出生态安全在国家安全中的地位生态安全的特点国际社会有关生态安全的研究讨论AFreesamplebackgroundfrom第一节

生态安全概述一、生态安全概念的提出2000年12月29日，在一个贯彻落实《全国生态环境保护纲要》的座谈会上，一个崭新的“国家生态安全”概念浮出水面，这也是我国首次明确提出“维护国家生态环境安全”的目标。2001年1月1日（新世纪的第一天）一场沙尘暴就不期而至。1、什么是生态安全2002年两会期间，全国人大环资委主任委员曲格平代表对生态安全的定义：其一是防止由于生态环境的退化对经济基础构成威胁，主要指环境质量状况和自然资源的减少和退化削弱了经济可持续发展的支撑能力；其二是防止环境问题引发人民群众的不满特别是导致环境难民的大量产生，从而影响社会稳定。

中国科学院成都山地灾害与环境研究所的陈国阶认为：生态安全是指人类赖以生存和发展的生态环境处于健康和可持续发展状态。归纳起来，所谓生态安全，指一个国家生存和发展所需的生态环境处于不受或少受破坏与威胁的状态。

2、影响生态安全的主要问题从我国目前情况来看，生态安全的重点主要是土地、水源、天然林、地下矿产、动植物种质资源、大气等自然资源。就当前来说，影响生态安全的主要问题有四大方面：changjian国土安全问题、水安全问题、环境与健康安全问题、生物安全问题。二、生态安全在国家安全中的地位生态安全是国家安全的重要组成部分，并且是国防安全、政治安全和经济安全的基础。

原因在于：

1、生态与环境问题已不仅仅是某种或某一简单的污染问题2、生态与环境问题在空间上已扩大化。3、当代环境问题是人类历史上各个发展阶段所引发的问题的累积。4、生态与环境问题社会化5、生态与环境质量已成为人类发展的重要资源三、生态安全的特点整体性不可逆性长期性全球性四、国际社会有关生态安全的研究讨论国际组织有关生态安全的讨论美国对生态安全的研究动向引人注目其他西方国家的主要观点国际讨论中值得注意的一种论调在目前有关生态安全的国际讨论中，有一种论调很值得我们注意。西方学和某些国家的政府认为，中国的生态环境问题对区域和国际安全具有重要影响，甚至构成了一种威胁，这就成为西方近年流行的“中国威胁论”的又一新说。

第二节生物安全生物入侵转基因生物安全第二节

生物安全一、生物入侵1、定义入侵物种的标准根据国际自然保护同盟（IUCN）的定义；在自然、半自然生态系统或生境中，建立种群并影响和威胁到本地生物多样性的一种外来物种称之为入侵物种（Invasivealienspecies）。有以下几个判断标准：（1）通过有意或无意的人类活动而被引入一个非本源地区域；（2）在当地的自然或人造生态系统中形成了自我再生能力；（3）给当地的生态系统或地理结构造成了明显的损害或影响；（4）中国国内被引出其本源地的物种和来自其他国家的非本地物种。AFreesamplebackgroundfrom外来种归化种入侵种潜伏种引入种2、入侵种特点涉及面广涉及的生态系统多涉及的物种类型多3、入侵种种类国家环保总局公布16种外来入侵物种，分别为紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲(水葫芦)、假高粱、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。植物

1）水葫芦(Eichhorniacrassipes(Mart)Solms-Laub)又名凤眼莲、凤眼蓝，属雨久花科凤眼莲属，是目前世界上危害最严重的多年生水生杂草，被称为“水上绿魔”，是世界十大入侵植物之一。水葫芦原产于南美，曾作为观赏或净化水质植物而广为各国引进。水葫芦大约于20世纪初传入我国，曾于50～60年代作为猪饲料推广种植，但因营养价值低，逐渐失去其利用价值而被人们放弃，后逸为野生。AFreesamplebackgroundfrom2)空心莲子草，别名水花生，原产巴西,于30年代传入我国上海及华东一带，50年代后南方很多地区将此草作为猪饲料人为引种扩散种植，后逸为野生。据调查，仅四川的35个县，累积发生面积即达34.7万公顷，最高发生密度达339.6茎/平方米。3)飞机草是原产中美洲现对我国海南和西南各省尤其是西双版纳地区威胁最为严重的陆生植物。因传播速度太快，故名飞机草；因解放前后传入我国，故又称为“解放草”。现已广泛分布于海南、云南、广西、贵州、四川的很多地区，并以很快的速度向北推移，目前飞机草和紫茎泽兰在我国的发生面积近3000万公顷。飞机草AFreesamplebackgroundfrom4)紫茎泽兰属多年丛生状半灌木植物，株高1－2米，根呈绳索状，十分发达，花呈白色，茎和叶柄呈紫色，故叫紫茎泽兰，原产于美洲的墨西哥，被称为“牛羊天敌”。紫茎泽兰主要随河谷、公路、铁路自南向北传播，大致时间在1986年以后传入我国。AFreesamplebackgroundfrom5)薇甘菊是原产于中美洲的菊科植物，自90年代开始，该草从东南亚蔓延到香港及整个珠江三角洲地区，并有向广西、云南、福建、浙江蔓延的趋势，如不采取紧急措施，将对南方植被带来毁灭性灾难，被称为“植物杀手”。6)

米草的功与过：米草（Spartina）是禾本科米草属20余种植物的总称。我国米草主要有三种，分别为大米草、

互花米草和狐米草。大米草(S.anglica)是1963年由仲崇信先生从英国引进、互花米草(S.alterniflora)是1979年12月从美国引进的用于保护滩涂的植物，狐米草则是钦佩教授于90年代初从美国特拉华引进的耐盐牧草。近40多年来，经过人工种植和自然繁殖扩散,在我国北起辽宁锦西县、南到广东电白共80多个县（市）的沿海海滩上均有生长。AFreesamplebackgroundfrom8）豚草

豚草为恶性害草，原产北美，在上世纪30年代，豚草随着侵华日军的马料进入九江口岸，起初仅分布在江西南浔线一带，后来由北向南蔓延，遍布全省，被称为“绿色灾星”。AFreesamplebackgroundfrom9）毒麦；属禾本科黑麦草属植物，一年生或越年生麦田恶性检疫性杂草。又名小尾巴麦、毒麦草、黑麦子。原产于欧洲，1954年在保加利亚进口的小麦中首次发现了这种杂草。至1957年，它已在黑龙江省生长起来。1961年时其生长范围已从几个县扩张到45个县。随后，又从澳大利亚、美国、加拿大、阿根廷、法国、德国、土耳其、希腊、埃及和荷兰的进口小麦中发现这种杂草。除了西藏和台湾，中国其它所有省份和地区都报告有此物种。毒麦10）假高粱；别名顾买草、石茅、阿拉伯高粱、宿根高粱，假高粱原产地中海地区，现已传入很多国家。九十年代初随进口粮从进人我国，并进一步扩散。Slide25

五爪金龙扩展到野外形成典型的“绿色坟墓”AFreesamplebackgroundfrom动物1）美国白蛾（Hyphantriacunea），又称秋幕毛虫、秋幕蛾。为重要的国际动物检疫对象，原产北美洲，1940年传入欧洲，1945年传入日本，1958年传入朝鲜，1979年传入我国辽宁丹东一带，1984年在陕西发现，现分布危害于辽宁、河北、山东、陕西、天津等省区，极有可能于近期入侵北京。2）蔗扁蛾；又名香蕉蛾，是2001年我国发生的新记录，1987年随进口的巴西木进入广州，随后随观赏植物在全国扩散，主要以幼虫危害寄主植物，是一种严重危害观赏植物的新害虫。据国外有关资料记载，其寄主可达50种以上。现已扩散到各大花卉生产基地，在一些温室中对巴西木已造成毁灭性的灾害。成虫幼虫3）湿地松粉蚧；又名火炬松粉蚧，在美国大西洋沿岸各州湿地松种植区广为分布。1988年随引种材料由美国的佐治亚州传入我国广东省台山市，1990年6月首次在该市红岭种子园采穗的松梢上发现。此虫传入我国后，呈迅速传播蔓延的势头，已被列为国内森林植物检疫对象加以控制。初孵若虫可随气流自然向外扩散，也可借助苗木、球果、接穗的调运传播到它自身所难以到达的地方。

AFreesamplebackgroundfrom4）强大小蠹；属鞘翅目小矗科，大小矗属，为国内新纪录种，这种害虫主要分布于北美洲，它危害对象以松属、云杉属、冷杉届树种为主．1998年9月在山西省晋城市采到强大小囊的成虫标本，这在我国是首次报道,此后陆续在全省各地发生，涉及8个地、市的54个县(市、区)和8个森林经营局的74个林场。

成虫AFreesamplebackgroundfrom5)非洲大蜗牛；原产於非洲马达加斯加岛,现分布在广东、广西、云南、福建、海南、台湾。杂食性，幼螺多为腐食性，成螺主要以绿色植物为主，以舌头上挫形组织磨碎植物的茎、叶或根，是南方重要农业害虫。寄主为蔬菜、花卉、各种农作物。此外柑桔、番木瓜等树皮也可受害。6)福寿螺AmpullariagigasSpix，又名大瓶螺，两栖淡水贝类软体生物。福寿螺原产南美洲亚马逊河流域，20世纪70～80年代引入台湾、广东等地。7)牛蛙；牛蛙原产于北美。初期分布仅局限于美国洛杉机以东地区，北到加拿大，南到佛罗里达州的北半部。后被引入世界各地。我国大陆的牛蛙养殖自1959年开始，进入90年代后，牛蛙养殖在我国已形成规模。微生物

(1)微生物入侵概况（2）管理现状水稻细菌性条斑病棉花黄萎病和棉花枯萎病

甘薯黑斑病马铃薯癌肿病4、外来生物入侵产生的原因4.1什么样的物种更容易成为入侵种？Groves（格罗夫斯）和Burdon(1986)按照物种生态生理特征与入侵成功之间的关系，将入侵者划分为4种类型：

抓空隙者（gapgrabber）；发芽早并且初始增长快，这样就可以抢占可用的空间；

竞争者（competitor）；竞争者战胜对手的办法是，在光为限制因素的环境中，能把它的叶子举得更高，或者是在水肥为限制因素的环境中，能把它的根扎的更深。存活者(survivor)；寿命长，能据抗大多数的致死因素；能大量萌发幼苗者（swamper）4.2对某一个特定的入侵种来说，什么样的群落更容易被入侵“多样性阻抗假说”（diversityresistancehypothesis）“天敌逃避假说”（enemyreleasehypothesis）“空生态位假说”（emptynichehypothesis）“资源机遇假说”（resourceopportunityhypothesis）“干扰假说”（disturbancebeforeoruponimmigrationhypothesis）“生态位机遇假说”（nicheopportunityhypothesis）AFreesamplebackgroundfrom5、外来入侵种的影响5.1外来入侵种的生态影响

A竞争、占据本地物种生态位，使本地种失去生存空间。B与当地种竞争食物或直接杀死当地物种，影响本地物种生存。C分泌释放化学物质，抑制其它物种生长。化感物质D通过形成大面积单优群落，降低物种多样性，使依赖于当地物种多样性生存的其它物种没有适宜的栖息环境。E大量利用本地土壤水分，不利于水土保持。F破坏景观的自然性和完整性。J影响遗传多样性。5.2外来种对社会和文化的影响5.3对经济的影响

6、我国外来入侵种的传入途径6.1有意引入；在我国目前已知的外来有害植物中，超过50%的种类是人为引种的结果，人为引进植物并产生危害的主要途径和植物种类有：牧草或饲料、观赏植物、药用植物、蔬菜、草坪植物、环境植物、动物蛋白食品、水产养殖、病毒、细菌等作为生物武器的恶意输入。6.2随人类活动无意传入

6.3自然传入

7、我国外来入侵种的扩散机制7.1生物入侵过程；生物入侵是一个复杂的生态过程，可概括为以下四个主要阶段：入侵定居适应扩展；扩展（spread)是指入侵生物已基本适应于新生态系统中生存，种群已发展到一定数量，具有合理年龄结构和性比，并且有快速和扩散的能力。扩展根据种群在空间的变动一般有三个连续的过程：定殖期（establishmentphase)扩张期（expansionphase)饱和期（saturationphase)并不是所有的外来种都能入侵成功，Brown(1989)对生物入侵能获得成功，总结出五条原则：A、环境中具有低密度本地种，该物种对入侵具有不同的敏感性。B、成功入侵的物种能像本地种一样连续地、广泛地扩散。C、由于发生区和入侵地具有相同的环境，成功的入侵者可不断增殖。D、在本地种没有占有相似的生态位，那么入侵的外来种是更易获得成功。E、栖息在扰动的环境，并与人有紧密相处历史的物种在入侵人工改造的生境中易于成功。7.2促使入侵种扩散蔓延的主要因素入侵种自身的强大的繁殖特性、生态适应性和竞争力。传入地适宜的气候和环境条件。人类活动助长了种群扩散。自然传播力量。传入地缺乏自然控制机制。7.3外来种容易侵入的区域。

A重要的港口、口岸附近，铁路、公路两侧。B人为干扰严重的森林、草场。C物种多样性较低、生境较为简单的岛屿、水域、牧场。D受突发性的自然干扰如火灾、洪水破坏后的生境。８、外来入侵种的控制方法及对策8.1外来入侵种的控制方法

人工防治、机械或物理防除、替代控制、化学防除、生物防治综合治理8.2目前我国应采取的对策

立法与管理对策、公众参与和教育对策、利用（变废为益）对策、预防对策、控制及恢复对策、科研对策、信息流通对策二、转基因生物安全１、转基因研究概述GMOs―遗传修饰生物体（geneticallymodifiedorganisms）是进入21世纪前后应用频率极高的一个词汇。目前，经科学家鉴定出并已转移到植物品种中而且在生产中运用的特定基因有以下几种：

Bt基因（苏云金芽胞杆菌）能保护植物不受某些害虫的危害，减少杀虫剂的使用。

耐除草剂的基因。

抗病基因。

改进食用油烹饪性能的基因。

能生产健康食用油的基因。能延缓水果和蔬菜成熟的基因。

能增加西红柿硬度的基因。

能增加食品营养成分的基因。转基因的必要性：——它为地球的未来带来希望的曙光。举例：转基因水稻转基因棉花转基因鱼转基因婴儿带菠菜基因的转基因猪产人体胶原蛋白的蚕会发光的鱼AFreesamplebackgroundfrom2、国内外转基因植物环境释放与商业化生产的现状据国际农业生物技术获取与应用协会（ISAAA）的报导，全球转基因作物的种植面积，2002年达到5,870万公顷，比1996年的170万公项增加了33倍，其中转基因大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积占99%以上。2002年全球99%的转基因作物是种植在美国（66%）、阿根廷（23%）、加拿大（6%）和中国（4%）。

在国内，据初步统计，目前中国正在研发的转基因作物和林木有47种，涉及的基因种类超过100种。从1997年至2001年，农业部已批准水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、马铃薯、杨树等10种转基因植物进入田间释放，并批准转基因棉花、番茄、甜椒、矮牵牛花等6个转基因品种进行商业化种植。

３、转基因生物环境释放可能产生的潜在风险

转基因生物风暴：３.1Pusztai事件３.2帝王蝶（Monarchbutterfly）事件３.3巴西坚果事件（转基因食品安全性问题）潜在风险：(1)转基因植物可能产生杂草化问题(2)转基因植物的外源毒蛋白对非目标生物可能产生毒害作用(3)增加目标害虫的抗性，加速其种群进化速度(4)转基因植物与其野生亲缘种杂交，污染传统地方作物品基因库(5)产生新病毒（6）对生物多样性的影响(7)对人体健康的威胁和影响（转基因食品）（8）基因武器可能对人类带来毁灭性的危险Pusztai事件日期：2010-07-1716:58来源：农业部农业转基因生物安全管理办公室

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英国Rowett研究所Pusztai博士用转雪花莲凝集素基因的马铃薯喂大鼠，1998年秋在英国电视台发表讲话，声称大鼠食用后“体重和器官重量减轻．免疫系统受到破坏”。此事首次引起国际轰动，绿色和平组织、地球之友等反生物技术组织把这种马铃薯说成是“杀手”，策划了焚烧破坏转基因作物试验地、阻止GMO产品进出口、示威游行等。英国皇家学会对此非常重视，组织了同行评审．并于1999年5月发表评论，指出Pusztai的实验有6方面的错误，即：不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成分有差异；对食用转基因马铃薯的大鼠未补充蛋白质以防止饥饿；供试动物数量少，饲喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，很少统计学意义；实验设计不合理，未作双盲测定；统计方法不当；实验结果无一致性等。4、对待转基因产品的态度赞同意见：全球七大科学院发出联合声明全球3000多科学家签署声明主持农业生物技术美国各界的支持态度欧洲的现况我国科学界对GMO争议的反应2004年2月首次给转基因产品发放长期安全证书反对意见：绿色和平组织在瑞士巴塞尔组织大规模“婴儿”抗议示威，反对西方一些公司产销转基因婴幼儿食品5、转基因生物安全问题的提出——《生物多样性公约——卡塔赫纳生物安全议定书》2000年1月29日通过，2003年9月1日在获得50个国家批准后的第90日自动正式生效。《公约》中明确指出，转基因生物安全是指：各国必须保护人类健康与环境免受现代生物技术产品对其可能造成的有害影响，同时亦承认现代生物技术在提高人类生活质量方面具有极大的潜力，特别是在满足食物、农业及卫生健康这些必不可少的需要方面。

《卡塔赫纳生物安全议定书》谈判的焦点：《议定书》的范围问题预先防范原则的应用问题与WTO相关协定的关系问题社会-经济问题的考虑损害的责任与赔偿问题6、中国在生物安全管理方面所开展的主要工作积极推动《议定书》的国内批准工作。加强转基因生物安全管理的立法工作。制定转基因生物风险评估和风险管理的相关技术指南。重视转基因生物风险评估的基础研究工作。加强转基因生物安全的信息交换所机制建设。开展转基因生物安全的教育、宣传与培训活动。第三节

水安全水资源现状水资源亏缺的原因AFreesamplebackgroundfromSlide59

乌干达的干旱南水北调线路图二、水资源亏缺的原因1.湖泊退化是水环境恶化的重要表现（1）盲目围垦，导致湖泊缩小，甚至消亡据不完全统计，建国后全国共围垦湖泊面积达1.3×104km2以上，超过了五大淡水湖泊面积之和。号称“千湖之省”的湖北省的汉江平原，解放初期有大小湖泊1066个水域面积为8300km2，到1980年为止因围垦而消失的湖泊有983个，水域面积5816km2，剩余湖泊83个，水域面积2485km2，仅为解放初期的30%。洞庭湖面积变化表

年份；1896194919541958197119771983面积（km2）5400435039153141282027402691容量（108m3）293268210178174

（2）水利工程和过度捕捞使水产资源枯竭由于水利工程的兴建，长江沿岸已有50多个大中型水电站，致使众多湖泊（除洞庭湖、鄱阳湖和太湖外）与长江隔断。江湖之间的洄游和半洄游性鱼类的通道被阻，致使溯河性的河蟹，鳗鲡，鲥鱼，以及在江湖间洄游的青、草、鲢、鳙等经济鱼类的自然资源锐减。湖泊退化的直接结果：使湿地面积大幅度萎缩

2、水资源的另一威胁来自污染2.1水污染现状1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水污染”下了明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。

据国家环境保护总局的统计，我国每年污水排放量410亿t(水利部的统计为600亿t)，其中80％未经适当处理就排入江河湖海，全国有75％的湖泊明显受到污染。在调查评价的10万km河段中，47％的河段受到不同程度的污染，其中10％的河段污染严重，已丧失使用价值。据我国有关专家多项研究结果显示，水污染造成的经济损失占GDP的1．46％—2．84％。瑞士一座化工厂有毒化学品泄露导致塞纳河中数以万计的鱼类死亡2.2水污染危害危害水产养殖业及渔业资源危害人类健康破坏湖泊生态平衡诱发赤潮2.3水污染类型据污染杂质的不同主要分为：化学性污染物理性污染生物性污染青岛双桃精细化工集团有限公司污染海域事故2.4赤潮

赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。

通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等,赤潮藻种为具齿原甲藻、夜光藻、中肋骨条藻等。黄海海域赤潮我国赤潮的高发区为：渤海湾、大连湾、长江口、福建沿海、广东和香港海域。2002年我国海域共发现办潮79次，其中渤海13次，黄海4次，东海51次，南海11次，累计面积超过10,000平方公里，直接经济损失2,300万元。各省市赤潮发现次数见图。(1)赤潮发生必须具备以下条件：海域水体高营养化某些特殊物质参与作为诱发因素，已知的有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸；环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。(2)赤潮危害①赤潮对海洋环境的破坏A、影响水体的酸碱度和光照度。B、竞争性消耗水体中的营养物质，并分泌一些抑制其他生物生长的物质，造成水体中生物量增加，但种类数量减少,生物多样性降低。C、许多赤潮生物含有毒素，该毒素可使海洋动物生理失调或死亡，许多海鸟、海狮、海鲸均可因赤潮生物毒素的积累和食物链传递作用而中毒死亡或生长繁殖受到影响，严重危害海产养殖业及渔业资源，造成直接经济损失。D、部分以胶着状群体生活的赤潮藻，可使海洋动物呼吸和滤食活动受损，导致大量的海洋动物机械性窒息死亡。E、处在消失期的赤潮大量死亡分解，水体中溶解氧大量被消耗；同时在缺氧条件下，分解的赤潮生物产生大量有害气体，在这种情况下，海洋生态系统有可能受到严重危害。F、破坏自然环境和滨海旅游业。②赤潮对人类健康和生命的威胁赤潮对人体健康的影响，除了接触而引起皮肤不适，挥发性毒素还能对眼睛和呼吸道产生影响。更主要的是有毒赤潮产生的赤潮生物毒素通过食物链的传递作用，导致人类的中毒甚至死亡。(3)如何防治赤潮发生2.5水污染防治的手段法律手段行政手段a达标排放b总量控制经济手段技术手段3、影响水环境的因素——酸雨酸雨，人称“空中死神”，是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。

酸雨概念的提出

酸性物质SOx

的天然排放源：海洋雾沫；土壤中某些机体；火山爆发；雷电和干热引起的森林火灾

酸性物质Nox的天然源：闪电；土壤硝酸盐分解

酸性物质SOx，NOx