环境保护导论第二章(七)生态学在环境保护中的应用

七、生态学在环境保护中的应用（一）全面考察人类活动对环境的影响（二）充分利用生态系统的调节能力（三）综合利用资源和能源（四）在环境保护其他方面的应用1（一）全面考察人类活动对环境的影响必须利用生态系统的整体观念，充分考察各项活动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。2Case1:埃及的阿斯旺水坝阿斯旺水坝位于尼罗河下游第一瀑布区，1970年建成。坝高110米，长3600米，水库跨埃及、苏丹两国，有2/3在埃及，在埃及境内称纳赛尔湖，是世界最大的人工湖。3历史状况：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100km的三角洲，埃及3300万人口集中此地。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。4水坝之利：尼罗河不再泛滥廉价电力灌溉农田控制旱涝5水坝之弊：尼罗河两岸的绿洲及下游失去肥源，土壤盐渍化；由于尼罗河河口供沙不足，河口三角洲平原向内陆收缩；海水养分减少，沙丁鱼1965年15000吨→1968年500吨→最后绝迹。下游变静止“湖泊”，血吸虫病发病率80%以上。6

Case2:长江三峡水利枢纽工程7三峡工程被列为全球超级工程之一，有世界“十大之最”：

1、世界防洪效益最为显著的水利工程。2、世界最大的电站。3、世界建筑规模最大的水利工程。4、世界工程量最大的水利工程。5、世界施工难度最大的水利工程。6、施工期流量最大的水利工程。7、世界泄洪能力最大的泄洪闸。8、世界级数最多、总水头最高的内河船闸。9、世界规模最大、难度最高的升船机。10、世界水库移民最多、工作最为艰巨的移民建设工程。8长江三峡水利枢纽工程有利影响：防洪：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73—220亿立方米之间。发电：三峡水电站每年的发电量相当于4000万吨标准煤完全燃烧所发出的能量，主要供应华中、华东、华南、重庆等地区。水电清洁无污染，减少排放二氧化碳1亿多吨。航运：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事业远景发展的需要。通航能力可以从现在的每年1000万吨提高到5000万吨。

9三峡工程不利影响：（1）淹没土地三峡水库淹没涉及湖北、重庆两省市20个区市县的277个乡镇、1680个村、6301个组，有2座城市、11座县城、116个集镇需要全部或部分重建。移民：113万10（2）毁坏历史名城从宜昌到重庆的长江沿岸，坐落着很多历史悠久的城市，他们凝固了从春秋时代以来几千年的中国古代文化。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。被三峡工程淹没的，更有3000年以上历史的大西古镇。11（3）淹灭无价古迹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葬群，还是长江两岸的摩崖石刻，都是无价的瑰宝。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。

12（4）自然遗产被破坏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175米。神农架自然保护区周遍的自然资源被破坏。（5）珍稀物种的灭绝直接受淹没影响的陆生植物物种有120科、380属、560种。

13通过以上例子说明：“生态学的一个中心思想是整体和全局的概念”。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；要在时间和空间上全面考虑，统筹兼顾。14（二）充分利用生态系统的调节能力（自净能力）生态系统的调节能力：当系统内一部分出现了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。结构复杂的生态系统调节能力越强。15Case:土地处理系统土壤及其中微生物和植物根系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废水。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。土地处理系统主要由预处理设施、贮水湖、灌溉系统、地下排水系统等组成。16污水土地系统处理示意图17土地处理系统的净化机制

植物根系的吸收、转化、降解与合成等作用；土地中真菌、细菌等微生物还原的降解、转化及生物固定化等作用；土壤中有机和无机胶体的物理化学吸附、络合和沉淀等作用；土壤的离子交换作用；土壤的机械截留过滤作用;土壤的气体扩散或蒸发作用18成份灌溉渗滤漫流BOD>9885-89>95COD>80>50>80悬浮物>98>98>92总氮>850-5070-90总磷80-9060-6540-80金属>9550-95>50微生物>98>98>98总溶解固体0-300-100-30土地处理系统的去除效率估计值%土地处理系统的净化效果

19氧化塘是各式处理塘的俗称，其作用机理主要是通过各物种间的相互作用形成食物链生态系统，对污水中的污染物进行有效的处理和利用。氧化塘2021适用于中、小城市和土地资源丰富的地区。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。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。氧化塘法缺点：需要较大的占地面积。22（三）综合利用资源和能源问题：现代的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，导致环境的严重污染与破坏。解决办法：运用生态系统的物质循环原理，建立闭路循环以实现资源和能源的综合利用，杜绝浪费与无谓的损耗。

233R原则：ReduseReuseRecycle241.生态工艺生态工艺—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植物所分解、吸收或利用。Case:造纸工业闭路循环工艺流程25造纸工业循环工艺流程示意图262.生态农业

石油农业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1%，耗能增加2.5%每个农村劳动力养活人数美国56人，德国49人，加拿大44人，法国26人，日本17人。27石油农业的后果加重能源危机，美国每公顷玉米生产耗56升石油；加剧自然生态破坏，机械操作，破坏速度快；化肥、农药，严重污染。美国364种害虫对60种农药有抗药性。28生态农业生态农业：有效地利用生态学原理，最大限度地把无机物转变为有机物。Case1:菲律宾的玛雅农场（MayaFarms）2930Case2: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.31（四）在环境保护其它方面的应用1．阐明污染物质在环境中的迁移转化规律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。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。（如北极的爱斯基摩人体内检出DDT）

322．环境质量和生物监测、生物评价一般监测手段的弱点：仪器不能连续监测，以部分数据代替全年的情况；监测结果不能反应综合污染情况。生物监测可以弥补以上不足。33①利用植物对大气污染进行监测和评价

二氧化硫：紫花苜蓿、棉株、胡萝卜等；氟化物：唐菖蒲、葡萄等；臭氧：烟草；二氧化氮：烟草、番茄等；氯气:白菜、菠菜等。34②用水生生物监测和评价水体污染

污水生物体系法：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。35污水类型在显微镜下观察到的生物指示生物新排出的城市生活污水和类似的工业污水纤毛虫10～50000鞭毛虫1000～2000（变形虫类0～1000）细菌、真菌大量腐生草履虫，豆形虫，闪瞬目虫、布氏尾丝虫，小口钟虫含大量硫化氢的腐败污水纤毛虫5000—300000鞭毛虫1000～2000细菌大量长尾波豆虫、大鞭毛虫、多毛虫、旋毛虫等刚排出的高浓度工业废水、亚硫酸法造纸厂的废水、制糖工业废水细菌、真菌少量无生物虫类生物大致不存在有毒废水无生物，最多仅见少量的休眠孢子不同污水中生物体系和指示生物36指示种法：即利用某种生物在水中数量的多少和生理反应等生物学特性，来判断该水域受到污染的程度，如利用颤蚓数量进行湖水质量评价。颤蚓数量（个/m2水面）水域受污染的程度100不污染100～990