环境生态学2013课件 第九章环境保护与可持续发展

第九章环境保护与可持续发展第一节、全球变化第二节、生物多样性保护第三节、可持续发展第一节全球变化概述全球变化的生态后果减缓全球变化的途径概述全球变化的定义：按照国际地圈与生物圈（IGBP）的理解，全球变化的内容应该包括大气成分变化、全球气候变化、土地利用和土地覆盖的变化、人口增长、土地荒漠化和生物多样性变化。人口规模与资源利用氮的地化循环CO2增加农业工业土地利用、土地覆盖的变化生物多样性丧失全球气候变化全球变化主要内容及其相互联系（据Vitousek,1994）（线条粗细表示作用的大小）全球的环境问题当今世界主要有三大（或五大）问题人口，资源与环境（粮食、能源）全球环境问题有八个温室气体引起的全球气候变化臭氧层的破坏酸雨土地荒漠化热带雨林减少生物多样性减少有害废物的越境转移海洋污染全球变化的研究以气候变化为研究核心世界环境保护的发展历程1972年6月联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了第一次世界性人类环境会议，通过了《人类环境宣言》和《人类环境行动计划》。1992年，联合国在巴西召开了环境与发展政府首脑会议，通过了《21世纪议程》，签署了《生物多样性公约》、《气候变化框架条约》等，并且达成了共识—走可持续发展的道路。我国政府已经签署了《生物多样性公约》和《气候变化框架条约》，并且最早（1994年）制定了《中国21世纪议程》，把可持续发展作为重要战略。

2002年8月26日-9月4日在南非约翰内斯堡举行的可持续发展世界首脑会议就可持续发展通过目标明确的行动《执行计划》并发表了《政治宣言》，推动了全球可持续发展事业进入一个新阶段。９月３日时任中国国务院总理朱镕基在会议上讲话时宣布，中国已核准《〈联合国气候变化框架公约〉京都议定书》。

地球环境变化的主要表现

1998年美国《科学》279(5350):491-497刊登了美国生态学会秘书长J.Lubchenco《进入环境世纪》的文章介绍，提出了下列6结论：

①从工业革命以来大气中二氧化碳浓度提高了30%；②人工固氮的总量已经超过了天然固氮总量；③人类利用的地表淡水，已经超过可用总量的二分之一；④近二千年来，地球上大概有四分之一的鸟类物种已经灭绝；⑤有三分之一到二分之一的陆地面积已经被人类活动所改变；⑥接近三分之二的海洋渔业资源已经过捕或耗尽。气候变化是一个最典型的全球尺度的环境问题。70年代，科学家把气候变暖作为一个全球环境问题提了出来。80年代，随着对人类活动和全球气候关系认识的深化，随着几百年来最热天气的出现，这一问题开始成为国际政治和外交议题。1992年联合国里约环发大会上，通过并开放签署《气候变化框架公约》。气候变化问题直接涉及经济发展方式及能源利用的结构与数量，正在成为深刻影响21世纪全球发展的一个重大国际问题。

全球气候变化

温室气体引起的全球变暖温室气体温室气体浓度的增加全球气候变暖全球气候变暖的后果

温室气体大气中对长波辐射有屏蔽作用的气体。包括CO2、CH4、N2O以及CFC（碳氟氯烷）和水蒸气等。CO2的作用占50%以上。CO2不仅能进行光合作用，维持地球的初级生产，也能吸收太阳的短波辐射和地球的长波红外辐射，维持着太阳入射能量和地球的逸散能量之间的平衡。从而使地球的平均气温保持不变。

温室气体浓度的增加CO2在大气中的浓度（ppm）（见图8-1，8-2） 干洁空气 1880 80年代 2000年

315 284 330379

预计2050年达415—480ppmCO2在浓度的月变化（见图8-3）与工业革命前比较CO2、CH4、N2O分别增长了30%、145%和15%，氟氯烷的体积分数从50年代到90年代中期迅速增加到2.68×10-10。CO2在源和库的年平均值见表8-1。CO2对气候变暖的不确定性。根据南极冰芯中所含气泡组成测定的16万年间大气二氧化碳和温度变化的同步。（http：//www.epa,gov/globalwarming/climate/index.html)图8-3CO2浓度的月变化

1958年4月到1991年6月大气中二氧化碳含量的曲线。夏天，北半球（大部分陆地在北半球）的植物吸收了大量二氧化碳，曲线下降；冬天落叶，曲线再次上扬。

由于化石燃料的燃烧及毁坏森林的行为，曲线总的趋势稳定升高。表8-11980-1989年CO2源和库年平均值CO2对气候变暖的不确定性

孤立看，将地球上的碳氢化合物燃料全部消耗，并假定其产生的CO250％进入大气，则空气的平均气温将升高1－2℃。 但其他因素也影响大气的性质。如

1920－1940：气温升高了0.4℃ 1940后燃料增加：气温反而下降（十几个火山尘埃吸收了能量）

实际上，70％的海洋面积是地球的一个大空调。海水温度升高，CO2逸出量大，将加速气温升高。气温升高，将导致海水蒸发量大，大气中水汽含量高，云量增加，阻碍太阳辐射，提高地球反射率，将导致气温下降。有学者认为这是一个反机制，所谓不确定性，取决于反机制的存在。

全球气候变暖近100年北半球的气温变化见图8-4；气象资料表明，1860年以来，全球地表年平均气温升高了0.3-0.6℃；根据跨政府气候变化委员会预测，从1990到2100年，全球陆面气温将增加2℃；运用气候模式进行的预测，气候变暖的趋势见图8-5。图8-4近100年北半球平均气温变化全球气温在过去100年内上升了0.3—0.6℃

，同时，有6个全球最暖年（分别为1980，1981，1983，1987，1988，1989）均在80年代。图8-5运用气候模式对全球气候变暖的预测有三种趋势：温室体排放量趋势不变，每10年气温增长约0.3℃加速温室气体的排放，每10年气温增长约0.8℃基本不排温室气体，每10年气温增长约0.06℃第2种趋势存在90％的可能性。

全球气候变暖的后果直接结果间接结果直接结果直接结果—海平面上升气候变暖的直接结果是世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的上升。在过去100年中海平面升高了10－20cm，海平面升高的后果是严重的，将直接威胁世界沿海城市及30多个岛屿的生存和发展。联合国的专家小组认为：当2050年全球海平面升高30－50cm时，世界各地约1亿人口受到海等水灾的影响；美国环保专家预测，再过50－70年，东京、大阪、曼谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中国等一些沿海城市会被完全和局部淹没。

2003年7月新快报报道：因全球气候变暖，广东沿海的海平面正以每年1cm的速度升高，至2030年，将升高30cm，可淹没1154平方公里，数以百万计的人口需要迁移，直接经济损失高达1332亿元；若升高1m，淹没面积将达6520平方公里。对三角洲威胁最大的是广州市、佛山市和斗门县。间接结果

气候变暖的间接结果是灾害性气候：厄尔尼诺现象。

a.厄尔尼诺及其成因 厄尔尼诺（elnino）：西班牙语“圣婴”，“耶稣之子”，因发生在圣诞节前后，故称厄尔尼诺现象。是热带太平洋水域受到东南向西北方向的信风（洋面上的一股强风）的影响，造成澳大利亚附近的洋面比南美地区的洋面高出约50cm，使得与信风相反方向上空形成一股暖流，这股暖流就叫厄尔尼诺。（见图8-6）。

b.厄尔尼诺形成的机理地心岩浆从海底结构板块间喷发，其能量相当于3000座核反应堆，加热了上部海水；可能与海底地震有关；可能与海水含盐量有关。 科学研究表明，单位面积100米深的海水温度增高0.1℃，其上的大气温度将会增高6℃。由此引起全球大气环流和世界气候的异常。厄尔尼诺现象一般3－7年发生一次，且持续12－24个月，平均17个月左右，近45年已发生13次，97-99年为14次。

c.厄尔尼诺的危害

图8-6厄尔尼诺的成因

（a）正常情况下，信风（东风）将表层暖水向西集结，冷水从南美（秘鲁）海洋深处向上涌动，使海面水温西高东低；积雨云在暖水上空形成；

（b）厄尔尼诺：信风因某种原因变弱，使得集结在西部的暖水东移，使赤道东太平洋附近洋面上的海水异常增温，即平均温度增高0.5－2℃以上。积雨云也向东移动。厄尔尼诺的危害厄尔尼诺对于海洋生物种群造成了巨大的生态后果

例如曾经是世界海洋鱼类产量最高的秘鲁鯷鱼，其产量曾在1982-1983年由特大ElNino而崩溃。在常年中，南美西海岸海洋表面温度较低，上升流将营养物质从海底带到海洋上层。但在ElNino出现时，它阻挡了上升流，上层的营养物质供应大量减少，其影响达到大部分食物链。浮游植物初级生产力剧烈下降，上层吃浮游植物的鯷鱼及其捕食者种群生物量就大为降低。彩图是NOAA(/)公布的ENSO对北半球冬季和夏季气候的影响图，影响所达的地区包括南北美洲、欧洲、澳洲和非洲的不同地区。我国东南部的周期性暖冬，还有冬夏季干旱可能与ENSO有关。ENSO周期平均是四年，变动于二到七年之间。ElNino出现的记录是1982-1983，1986-1987，1991-1992，1993-1994，1995，1997-1998。（二）人工固氮的总量已经超过了天然固氮总量1960-1997年世界氮肥消费（百万吨）Colorado灌溉和旱作的小麦、玉米年产量的变化

大量有活性的含氮化合物进入土壤和各种水体以后对于环境产生的后果，其影响范围可能从局域卫生到全球变化，深至地下水、高达同温层。

(1)水体硝酸盐（NO3）浓度对于生物是危险的

例如，它可以引起婴儿的“蓝婴病”。硝酸盐在消化道中可以转化为亚硝酸盐，当亚硝酸盐与血红蛋白相结合形成正铁血红脘,它导致红血细胞输氧功能的损失，婴儿皮肤因缺氧而呈蓝色，尤其是在眼和口部，蓝婴病即由此而得名。硝酸盐是高溶解性的，容易从土壤淋洗出来，污染地下水和地表水，在使用化肥过多的农田区是一个严重问题，至少已经有了30余年历史。

(2)流入池塘、湖泊、河流、海湾的化肥氮造成水体富氧化。

（三）臭氧层和紫外辐射

臭氧存在于大气上层，它吸收短波太阳辐射（特别是200-300nm范围）形成了保护地球表面免受紫外辐射的护罩。不幸的是某些物质，特别是用作喷雾器中的推进剂和空调、冰箱中的制冷剂氯氟烃（CFCs）即氟里昂，其中的氯原子，破坏臭氧分子。同温层臭氧降低50%以上，就形成所谓的臭氧空洞，它已经在两个半球的高纬度地区观察到了。紫外辐射对于人的健康、作物和自然植被是有害的。因为DNA也吸收280-320nm波长的紫外辐射，危害DNA分子，所以地球表面紫外辐射的提高将使皮肤癌病例上升。紫外辐射还危害植物的光合作用，能导致初级生产力下降。

南极臭氧空洞（根据NASA提供的1999年10月3日的卫星象）臭氧空洞威胁很大，国际社会已经通过维也纳臭氧层保护协定（1985）和蒙特利尔协议（1987），同意在20世纪末停止使用CFCs,欧洲社会则在1997年。近来也有报道预期，这个行动将使我们已经制造的危害逆转，或许在一个世纪之内，使大气臭氧回到它自然平衡水平。

（四）酸雨问题

煤和石油在燃烧中产生二氧化碳和水蒸气，喷涌出氧化氮和二氧化硫到大气中。当这些气体溶于雨滴中时转变为酸，导致酸雨。酸雨的分布比较广泛。在工业化很高的地区，雨的pH可能下降到3到4之间，这相当于自然雨水酸度的100到1000倍。酸雨在某些地区的后果十分严重，例如美国东北部和加拿大，北欧的斯堪的纳维亚。这些区域的河流湖泊是贫养的，因此没有溶解的盐来缓冲酸的输入，所以其pH可能降低到4.0，足以阻碍鱼类和其它生物的生长发育，甚至于死亡。我国降水酸度由北向南逐渐加重，华东、西南地区普遍发生酸雨，成了世界第三大酸雨区。1982年重庆地区入夏后连降酸雨，使2万亩水稻，叶子突然枯黄，状如火烤，几天后枯死。另外，酸雨因腐蚀性很强，会大大加速建筑物腐蚀速度，可成为摧残文物古迹的原凶。

被酸雨损害的树林,这些树更易遭受干旱、疾病和昆虫的危害。

土地利用与覆盖的变化概念土地利用与覆盖的变化类型变化的影响概念土地覆盖（landcover）陆地表面生态系统类型及其生物的和地理的特征，如森林，草原，农田等；土地利用（landuse）对土地的利用方式前者更多地强调了自然因素，后者明显加入了人为因素，多数情况下难以区别。

变化类型森林转化为农田，人工设施等；黄土高原，三江源等。草原转化为农田，人工设施等；草原的退化。湖泊转化为农田，人工设施等。湖泊面积已经大幅度缩减。变化的影响森林砍伐后，CO2的吸收量降低，焚烧和分解又释放出大量的CO2；温室效应直接改变陆地生态系统的结构和功能，影响生物地球化学循环；古文明的衰落影响区域范围内的能量和水分收入，并进一步影响气候特征；亚马逊河流域的部分地区的严重干旱生态系统及生物多样性的变化生态系统的变化主要是陆地生态系统的变化结构的变化。表现在种群构成群落结构景观格局功能的变化。表现在初级生产力生理生态过程生物多样性变化生物多样性是衡量生态系统生命力和持续性的重要指标；生物灭绝的速度急速加剧；生物多样性变化受到气候变化的重要影响。全球变化的生态后果生态后果的评价是极其困难的；生态系统的短期波动和长期变异难以区分；不同生物种对变化的反应有时截然不同；不同地区的生态系统对于同一种环境变化也有不同的反应；气候和气候变化本身具有时空分布的异质性。生态系统水平上的变化后果生产力、呼吸和分解生物群落的空间分布物种组成和生物多样性生态系统的结构生态系统的功能其他研究领域（1）生产力、呼吸和分解全球变暖有助于高纬度地区植物生产力的提高；在高温、干旱地区，将降低生态系统的生产力；间接证据表明，全球气候的波动使整个生物圈的呼吸和分解能力提高了10%，但生产力并无明显变化。（2）生物群落的空间分布全球变暖将使气候向高纬度地区迁移地表温度升高2~3.5℃，气候带向高纬度迁移1º，向高海拔迁移100m；生物的生境是由气候和其他环境因素综合决定的，并长期演化形成的，气候的迁移将造成生物与生境关系的损害；气候的变化将使生物群落在地理空间上重新分布（再分布）。（3）物种组成和生物多样性生物群落的迁移不是简单的空间上的平移，而是依据其生态位在生长发育和繁殖上进行调节和适应，造成各种群在其大小和作用上发生重组；重组将使新环境下竞争力弱的物种淘汰，降低生物的多样性；新环境也可能导致新物种的产生；环境变化的速度起着至关重要的作用。（4）生态系统的结构宏观结构的变化比较容易识别；微观结构的变化影响深远；温度升高使荒漠化地区的生态环境更加恶劣；次生荒漠区的荒漠化进程加快；主要建种群和次要建种群的更替。（5）生态系统的功能宏观功能包括为人类提供食物和各种必需品，以及人类的生境；功能的变化不易觉察，但非常重要；SARS病毒及许多疾病的变异。研究指出：80％的癌症是环境因素造成的。（6）其他研究领域主要有三个微观层次上的生理学研究如二氧化碳浓度对光合作用的影响；植物、动物、微生物及多种环境要素的相互影响等。生态系统的动态研究长期的生态系统定位研究；生态建模与实验研究的结合；大范围生态与环境检测长期的定位观测；新技术的采用与改进（遥感、GIS等）。减缓全球变化的途径引起全球变化的主要原因人口的增长；人类对大自然的盲目开发和破坏；减缓的途径减缓气候变化加强生态系统管理建立减缓的机制（1）减缓气候变化控制温室气体和大气颗粒物的排放控制化石能源的消耗；提高化石能的能效开发绿色能源：太阳能，风能，水能，地热，核能（特别是核聚变能）；低碳经济；低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。

《联合国气候框架公约》提高土地利用率和生产力植树造林（2）加强生态系统管理提高认识人是整个自然环境的一部分；适应并管理环境人和自然关系的和谐与整体的持续性；将生态管理的概念应用到人类活动的各个方面。（3）建立减缓的机制技术技术是一柄双棱剑管理主要是政府的管理法律包括各国的法律与国际协约教育提高环境意识第二节生物多样性保护生物多样性概念生物多样性的格局生物多样性的测度濒危生物的评估与分级生物多样性的保护生物多样性的概念生物多样性（biodiversity）P340生命有机体及其赖以生存的生态综合体（variety）的多样化和变异性（variability）；地球上所有的生物（植物、动物、微生物）及其构成的综合体。生物多样性的内容包括三个层次（图8-8）遗传多样性物种多样性生态系统多样性和景观多样性生物多样性研究的进展图8-8生物多样性的层次（1）遗传多样性（geneticdiversity）概念所有生物个体中所包含的遗传物质和遗传信息。物种和物种之间基因的多样性，包括分子，细胞和个体三个水平上的遗传变异度，因而成为生命进化和物种分化的基础。一个物种的遗传基因愈丰富，它对所生存的环境的适应能力愈大，进化潜力也愈大。遗传多样性世界上的生物大约存在109种不同的基因；控制生命基础的基因在物种之间差别不大，少量特殊的基因控制着物种的差异。（2）物种多样性（speciesdiversity）概念生物类型及种类的多样性；代表物种演化的进程，是进化机制的主要产物。物种多样性地球上的物种估计有500万种，也有估计为2500万种或5000万种，已被描述的有170万种；还有科学家指出：现存物种与已灭绝的物种之比达1:10000。中国的物种多样性居世界第八位，北半球第一；世界上90%的食物来源于20个物种，75%的粮食来源于7个物种。（3）生态系统多样性和景观多样性概念生态系统多样性（ecosystemdiversity）生态系统中生境类型、生物群落和生态过程的丰富度；景观多样性（landscapediversity）与环境和植被具有动态联系的景观缀块的空间分布特征的多样性。生态系统多样性生态系统的动态特征和复杂性使生态系统多样性的划分难以进行；生态系统类型的划分必须考虑生物群落、生境以及气候条件；景观多样性景观多样性包括了所有其他层次的多样性；（4）生物多样性研究的进展生物多样性的研究已经从结构特征进入到功能特征结构特征主要指生物物理组成或格局，包括种类成分、生境的复杂性、景观中的缀块和其他生物多样性元素的格局；功能特征主要指生态系统的生态过程和进化过程，包括基因流动，干扰，养分循环等。功能性研究可以定量化。2生物多样性的空间格局生物多样性在地球上的分布是不均匀的不同生物类群的物种多样性分布具有一致的趋势特定生物类群在特定地区可以达到最大的物种多样性空间分布格局分布格局成因（1）空间分布格局

物种多样性呈现出宏观规律在平面格局中，随着纬度的增加而降低；在垂直格局中，随着海拔高度的增加而降低（图8-9）；受水分的影响，随着干旱程度的增加而降低；受盐分的影响，随着海水深度的增加先降低而后升高。图8-9生物多样性的宏观格局

a.安第斯山脉鸟类种数随海拔高度的变化；图8-9生物多样性的宏观格局

b.美国亚利桑那山植物种类随海拔高度的变化（2）分布格局成因成因：多样性分布格局形成的驱动力主要成因：地质历史地质历史越古老，越具有生物的多样性环境异质性和资源多样性生境如含有多种不同的资源比，就有较多的物种共存岛屿生物地理学理论岛的面积越大，且离大陆越近，生物多样性越高生物因素生物因素包括种间关系，生态位幅等，如共生、寄生、传粉、捕食、竞争等，是影响生物多样性的重要因素尺度因素大尺度上物理因素起主导作用，小尺度上生物因素起主导作用。3生物多样性的测度各种生物多样性指标的测定快速生态学评估（1）各种生物多样性指标的测定遗传多样性的测定物种和群落或生态系统水平上多样性的测定景观生物多样性的测定生物多样性测定的意义a.遗传多样性的测定遗传多样性的功能等级遗传多样性的测定遗传多样性的功能等级形态学水平的变异形态学的变异是遗传变异的重要线索，最易进行；染色体水平的变异染色体变异包括了基因的重排和重组；等位酶水平的多样性利用等位酶谱带和等位基因间的明晰关系，已广泛采用；DNA水平的变异直接测定DNA序列，进入到分子生物学的领域。遗传多样性的测定种群内的遗传多样性测定丰富度（richness）：同一种群内在一个位点上等位基因的数目，用na表示；均匀度（evenness）：一个种群内第i个等位基因的频度（πi）。式中：N—种群的大小；

fi—种群中第I个等位基因的数目。则某一点上等位基因的多样性即为丰富度与均匀度的综合：式中：Hdc—等位基因的频度

fij—一个种群内第i个位点上第j个等位基因的数目。Meta-种群内亚种群内遗传多样性的测定公式式中：HT—Meta-种群的基因多样性；

Hs—种群内基因多样度；

式中：n—该位点上的等位基因数；

ri—该位点上第i个等位基因在Meta-种群中的平均数；

式中：n—所定的种群的总数；

gij—第i个种群在该位点上第j个等位基因的频率；

mi—第i个种群在该位点上的等位基因数b.物种和群落或生态系统水平上多样性的测定α多样性β多样性γ多样性α多样性群落内生物种类数量及生物种类之间相对多度的一种测量常用的α多样性指数有：物种丰富度指数；Shannon-Wiener指数；Simpson指数α多样性指数的应用条件取样的样方应无限大，或已经对样方中的物种及数量有了解；实际应用时应对公式进行必要的修改，或几个指数同时应用。物种丰富度指数（D）一个群落中所有实际物种数目的测量

D=S/N

式中：S—物种数目；

N—所有物种个体数之和。当研究的对象是是样本而不是整个群落时：

D=（S-1）lgNShannon-Wiener指数（H）公式式中：ni—第i个种的个体数目

N—群落中所有种的个体数目当以pi=ni/N时，即第i个种的相对多度时，也可表示为：公式表明，H越大，群落中生物种类增多，群落的复杂性，即多样性增大。Simpson指数（D）公式Simpson指数实际上就是Shannon-Wiener指数（H）中的相对多度。Simpson指数和Shannon-Wiener指数（H）不仅考虑了群落内的物种数目，也考虑了每个物种的相对多度。β多样性主要表示生物种类对环境异质性的反应；可以理解为群落间的相似性指数或同一地理区域内不同生境中生物物种的周转率；不同生境间生物种类组成的相似性越差，β多样性越高；Whittaker指数（βw）Cody指数（βc）Wilson和Shmida指数（βT）Bray-Curtis指数（CN）Whittaker指数（βw）公式式中：S—研究群落中的物种总数；

ma—样方的平均物种数。Cody指数（βc）公式式中：g(H)—沿生境梯度H而增加的物种数目；

I（H）—沿生境梯度H而减少的物种数目。Wilson和Shmida指数（βT）公式该指数是前面两个指数的结合。Bray-Curtis指数（CN）公式式中：Na—样地A的物种数；

Nb—样地B的物种数；

Nj—样地A和B共有种中的个体数目较少者。该指数主要考虑了种的相对多度。γ多样性主要描述生物进化过程的生物多样性；地理尺度上的α多样性；或地理尺度上β多样性。c.景观生物多样性的测定指景观水平上的生物多样性。测定方法——类似性分析结合α、β、γ3种多样性的分析方法，并以种为列，以样地为行的数据矩阵进行的统计分析，再进行计算机模拟，并与实际数据进行比较。分析结果被称为缀块多样性或γ多样性在多维梯度上的扩展。d.生物多样性测定的意义主要用于生态学的比较研究中，不能用于生物保护；多样性指数只能用作一种分析指标，而不能定义多样性本身；多样性指数只是一种狭义的多样性，或是广义多样性中的部分内容。（2）快速生态学评估（rapadecologicalassessment）国际自然保护协会（TheNetureConservancy,简称TNC）国际性生物多样性保护组织。快速生态学评估主要用于难以进行生物多样性评估的地区缺乏基础资料的地区；地形复杂难以调查的地区；调查费用过高难以承受的地区。步骤（图8-10）确定地理位置及尺度；收集卫星遥感图象及各种地图（生态区划图，土地覆盖图，植被图）；收集高空感应器的各种地图；收集航空勘测的各种地图；必要的野外考察。综合分析，确定具有保护价值的地区和处于潜在危机的地区图8-10快速生态评估流程5.生物多样性价值

(1)直接价值

它们给人类提供了食物、纤维、药物（如各种中药、维生素、鱼油等）和燃料、建材等的使用价值，这些是人们普遍认识的。

(2)间接价值

—对环境和生命维持系统的调节功能（例如C

O2和O2的平衡，水土保持、土壤形成、净化环境等），这部分以往被认为是人们可以“免费”使用的、公共的自然恩施。生物多样性的间接价值，明显地大于可以作为买卖价值的直接使用价值。（3）伦理或道德价值（ethicalvalue）:认为每种生物都有自己的生存权利。对伦理价值还是有争论的概念，所谓“深层生态学家deepecologists”就持有这种观点。哲学家把价值分为工具主义价值和内在价值两类，道德价值属于内在价值之一。不管如何，加强生态意识和生态道德是当前的重要任务。6、生物多样性丧失

(1)物种损失

生物物种的灭绝是自然过程，但是灭绝的速度和方式，由于人类活动对地球的影响而大大加速。过渡利用、过渡采伐和乱捕乱猎，生境丧失和片断化，环境污染，外来物种引入导致当地物种灭绝，农业、牧业和林业品种的单一化。

随着过度捕打种群的缩小，捕鲸业转向新的、更加低利润的物种。（蓝鲸、长须鲸、抹香鲸、鰛鲸）

输入过多有机废物能够造成水体环境缺氧的条件。

（图示溪流中鱼类，由于有机污染造成缺氧引起的全部死亡。）

有毒重金属是从开矿和炼矿产生的废物释放到环境中的。（图示犹他州Bingham露天开采的铜矿，其废弃物含有高浓度的重金属，阻碍了植物的再移植和群落的重新建立）

油泄漏最常见于海洋。

(a)遭难的油船到达巴拿马的加拉比海岸。（b）被油泄漏所杀死的红树林的边缘。

20世纪50年代，为了改善渔业，维多利亚湖引进了尼罗尖吻鲈，但是把许多当地土著鱼类推向灭亡，并且完全改变了湖泊生态系统的面貌。

向生态系统引进一个新种可能产生巨大的后果。

(2)生态系统或生境破坏或损失地球上许多生态系统的生物多样性及其生境的损失，表现在面积剧烈地减少，被改变或被破坏。湿地是被人类开发最剧烈的系统之一。新西兰有90%的湿地从欧洲殖民以来已经损失。美国从1492年以来，几乎100%的自然草地已经损失。欧洲的温带森林已经大部分被破坏。利用人造卫星技术可以监测全球森林的损失，估计是170000km2/a(从1981到1990)。7濒危生物的评估与分级濒危生物的评估根据生物保护的目的确定需要保护的物种、生境和生态系统；生物濒危的原因是复杂的，因此确定生物濒危程度的因子也是多方面且相互影响的（表8-2）；濒危生物的分级确定保护的优先级：Mace和Lande评估系统（表8-3）根据生物多样性元素在自然界的分布状况，将物种分为5个等级：TNC（世界自然保护协会）系统TNC系统G1—全球极度危机的物种在分布区有小于5次的出现记录，或少于1000个成熟的个体，如我国的熊猫；G2—全球危机的物种在分布区有6-20次出现记录，或仅有1000-3000个成熟个体；G3—不常见但不危机的物种分布区有21-100次出现记录，或3000-10000个个体；G4—较常见非濒危的物种应做长远考虑G5—在分布区具有高丰富度，没有濒危危险的物种也可能是稀有物种（如梵净山的银杉）表8-2用于确定植物种濒危程度的因子表8-3确定濒危种保护优先等级的方法8生物多样性保护生物多样性保护对策生物多样性保护途径Byebyebiosphere2(science,v.302,19December2003,p2053)

这里值得一提《SCIENCE》274（5290）1996/11/15一期刊登的“生物圈2号”实验失败的教训。为了试验人类能否离开地球而生存，从1984起，美国花2亿美圆在Arizona建造了几乎密封的“生物圈2号”（我们生活着的地球是“生物圈1号），年运行费达数百万，内有土、气、水和多样化的动植物和微生物，设想供8名研究人员生活2年。失败的主要原因是：由于肥沃的土壤中微生物分解作用导致大气氧含量下降到14%，二氧化碳量猛增。二氧化氮增到79ppm，V12合成受影响，损害人的大脑。……证明在目前人类还无法模拟供人类持久生存的地球，地球这个生物圈1号，必须有生物多样性来支持。

“生物圈2号”试验失败的教训是深刻的；人类今日所具有的科学知识，还不足以仅仅维持8个人持久生存的生物圈模型。生物科学、大气科学、海洋科学、土壤科学和全球生态学等等，都需要有更大的发展，才能使“生物圈2号”类似的试验获得成功。（1）生物多样性保护对策

保护公约和立法建立自然保护区和国家公园迁地保护种子库和基因资源库退化生态系统的恢复生物多样性的监测生物资源的管理

国际级对策对于保护全球受威胁的生态系统是基本的，由国际自然保护同盟（IUCN），现称世界保护同盟牵头，提供非政府活动组织、政府机构和主权国之间的联系。这是国际的独立组织。濒危野生动植物种国家贸易公约（CITES）已经成功的制止了许多濒危物种和动物产物的非法进出口，并在解救象等动物免受灭绝上面赢得了声誉。南极条约是对该地区有领土要求的国家签字的，条约置所有主权国于不顾，禁止一切军事活动和核废物处理，但给科学研究以完全的自由。国际生物多样性保护公约：1992年6月在巴西首都里约热内卢召开了地球最高级会议，联合国环境与发展大会，通过了国际生物多样性公约，确立了生物多样性保护的重要地位，152个国家在公约上签字。5月22日世界生物多样性日。（2）生物多样性保护途径

就地保护

迁地保护

离体保护a.就地保护是一种建立自然保护区进行生物多样性保护的途径。全世界已建成1000ha以上的自然保护区4500多个,列入联合国国家公园和保护区清单的有3500多个,总面积达425万km2,其中最大的格陵兰国家公园,占地7000万ha。我国已建700多个保护区，占国土面积的5.54%:如吉林长白山，四川卧龙，贵州梵净山，湖北神龙架等。我国还有480个风景名胜区，和510个森林公园。保护区的规划与建立自然保护区与持续发展保护区的规划与建立确定保护对象的标准保护区规划尚未解决的主要问题建立保护区的基本原则保护区的一般模式确定保护对象的标准特色性具有稀有物种的生物群落具有优先保护权；危机性存在濒危物种的生物群落应优先考虑；效用性对人类具有利用价值或潜在利用价值的物种具有优先等级。保护区规划尚未解决的主要问题保护区的面积以多大为宜；以大面积保护还是以多个小面积保护保护区的形状与最佳效益的关系；保护区内濒危物种的个体数量与灭绝的关系；确保不灭绝的最小个体数量应为多少保护区之间应彼此联系还是可以独自分离建立保护区的基本原则保护区的面积应尽可能大，但须遵循物种数-面积曲线原理（图8-11）；保护区的形状主要考虑边缘效应；/151/zrbh/ViewInfo.asp?id=315破碎化影响减少人工设施对保护区的分隔；优先保护对象确定优先保护的植物或动物及其生境；保护区之间的联系应避免保护区处于完全孤立的状态；人为活动的影响应考虑人为活动，但要减少人为活动的影响。图8-11物种数目与物种迁入率及灭绝率的关系保护区的一般模式联合国教科文组织（UNESCO）提出的人与生物圈计划（MAB）见图8-12。保留未受干扰的核心区，并受绝对保护；建立一个缓冲带，允许研究人员进行检测和管理，并进行无破坏性的研究；在保护区与人类活动区之间还要有一个过渡带，进行各种实验性科学研究图8-12保护区的一般模式自然保护区与持续发展自然保护区的成效泰国以8%的国土面积保护了88%的鸟类；扎尼尔以3.9%的国土面积保护了89%的鸟类；自然保护区的管理确保保护区内的物种及种群能够长期存在；发挥保护区的应有潜力；尽可能地扩大保护区。b.迁地保护野生植物的迁地保护:利用植物园;已建成110多个(如武汉磨山植物园)；建立迁地保护中心和繁育中心,进行保护性繁育；野生动物的迁地保护:利用动物园；共建动物园41个,加上大型公园中的动物展区,总数达175个；建立迁地保护中心和繁育中心;以保护为目的的有26座,以商业为目的的230个;c.离体保护作物品种及其亲缘种的收集和保存我国作物遗传资源的收集总数达35万份,已入库的作物遗传种质达23万份；家养动物品种的收集与保存已保存禽畜地方良种398个,并在建设一批具有现代化水平的动物细胞库和动物精子库，以及配子库。第三节环境与可持续发展

概述

资源与可持续发展

环境保护与可持续发展（1）概述问题的提出环境与发展前景展望增长与协调发展可持续发展的基本原则a.问题的提出

1983年第38届联合国大会委托瑞典首相布伦特兰夫人为领导组成了“世界环境与发展委员会”,该委员会经过几年的工作，于1987年提出了一份报告，题目是“我们共同的未来”,首次提出了“持续发展”概念。原文是：

“本委员会相信:人民有能力建设一个更加繁荣，更加正义和更加安全的未来，我们的报告－《我们共同的未来》不是对一个污染日益严重，资源日益减少的世界环境恶化，贫困和艰难不断加剧状况的预测。相反，我们看到了出现一个经济发展新时代的可能性，这一新时代必须立足于使环境资源库得以持续发展的政策。我们认为，这种发展对于摆脱发展中世界许多国家正在日益加深的巨大贫困是完全不可缺少的”这份报告有两个基本内容：肯定了“一个污染日益严重，资源日益减少的世界的环境恶化，贫困和艰难不断加剧”的现状。提出了“必须立足于使环境资源库得以持续发展的政策”，使得“出现一个经济发展新时代”成为可能。这份报告的贡献在于：把环境与发展这一矛盾看作一个整体:环境制约发展，而只有发展才能解决环境问题。b.增长与协调发展

增长与发展

协调发展

实际情况增长与发展增长：主要指国民生产总值的增长,即经济增长。发展：既包括经济增长，也包括社会进步,只有经济增长了，经济结构，社会关系，经济关系和经济管理体制也有了进步和改善，我们才能说是发展了。协调发展是指在以人类为核心和主体的全球生态经济系统中，人类通过不断理性化的行为和规范，以协调人类社会经济活动和自然生态的关系。包括：（三个方面）经济发展和环境的统一:既要发展经济，又不能破坏我们赖以生存的环境人类的持久生存:要追求美好的生活，又要使人类永久的生存；世代福利；既要追求当代的美好生活，又要追求子孙的美好生活资源分配的当前和长远利益:既要满足我们的需要，也要满足子孙的需要这就是早在1981年奥尔利欧.佩奇在《世界的未来》和R.布朗在《建设一个持续发展的社会》中提出的协调发展的思想实际情况我们面临着一个两难的选择：一方面：面对西方国家的经验，我们不能不补课,不能不超越：这需要我们高速发展经济；即使我们保持8%的经济增长速度，我们与发达国家仍有几十年的差距；我们必须努力赶上，否则，在这弱肉强食的全球一体化进程中，我们有被开除球籍的危险。另一方面：我们又不能自毁家园，以牺牲环境来谋求发展,这样无异于杀鸡取卵,也有被开除球籍的危险。GNP和HDIGNP：国民生产总值HDI：人文发展指数GDP

GNP历来是衡量一个国家或地区的经济发展水平的重要指标，但是近年来，有人喊出了打倒GDP的口号，因为GNP很难反映甚至掩盖一个事实，就是某个地方的生产发展了，但居民的健康和环境却恶化了，这种发展是“吃祖宗饭,断子孙粮”,在这方面:GDP仅仅是一个数字GDP有时起着“鼓动浪费”、“包庇污染”、甚至“为虎作伥”的作用HDIHDI为人文发展指数,是由出生时的预期寿命，成人识字率和综合入学率,经修正的实际人均收入合成得到，以衡量人类发展方面已实现的福利水平。HDI强调了国家的发展应从以物为中心转向以人为中心，强调了达到合理的生活水平而非对物质的无限占有；将收入与发展指数相结合，将人类在健康，教育等方面的社会发展作为对传统的以收入衡量发展水平的重要补充，这些，与持续发展的原则是一致的。C.可持续发展的概念布伦特兰定义(1972)：满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展。（概念鲜明，但空泛,不同的人可以有不同的解释）。世界自然保护同盟提出(1980)：资源的永续利用和生物体系的自然保护（仅限于生态学的范畴）美国世界资源研究所建立极少废料和污染物的工艺和技术（仅反映技术人员的理解）世界银行建立在成本效益比较和审慎的经济分析基