第九章人口、粮食、能源、持续发展与环境ppt课件.ppt

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1、环境学概论,第九章 人口、粮食、能源、持续发展与环境,本章共有四部分内容：一、人口与环境二、粮食问题与环境三、能源和环境四、持续发展与环境,第一节 人口与环境,一、人口的增长,（一）世界人口现状 人类在地球上生存了几百万年，统计表明，近百年来世界人口的增长率速度达到了人类历史上的高峰。1830年总人口达到10亿；到1930年达到20亿，人口增加20亿；至1960年只用了30年，世界人口增长到30亿；1975年时世界人口达到40.3亿；自80年代以来世界人口增长率趋于下降，1995-2000年世界平均人口增长率为1.3%，2000-2005年进一步下降为1.2%。目前，世界人口已达65亿。,世界

2、发达国家与发展中国家人口增长情况相比，发展中国家的人口增长率更大。因此，当前世界人口状况的另一问题是人口分布极不均衡。 亚洲人口是世界人口最集中的地区，占了世界人口的一半以上。但近些年来其所占世界人口的比重有所下降，从1800年占64.42%，不断下降一直到1950年的54.88%，只是二次大战以后，大批独立国家出现，人口不断增加，其所占总人口的百分比才有所上升。欧洲人口的发展与亚洲正好相反。,（二）中国人口现状 1.人口基数大、总量增长迅速； 2.增长率变化明显； 3.年龄结构属年轻型，但已开始向成年型过渡，并已出现一定的老龄化趋势； 4.农村人口比重大； 5.人口分布不均衡； 6.人口素质

3、有所提高。,二、未来一百年的世界人口,（一）100年内世界人口的预测 据目前估计，世界各地区人口出生率将先后降到简单的更替水平，到20702075年，当非洲人口达到简单更替水平后，世界人口数量仍将缓慢增长，直到22世纪初，世界人口才达到稳定值。,（二）世界人口增长特点 1.发达国家人口出生率下降 2.年龄结构两极分化 3.城市人口膨胀,三、环境保护与人口控制,（一）世界的人口环境容量 通常人口容量并不是生物学上的最高人口数，而是指一定生活水平下能供养的最高人口数，它虽所规定的生活水平的标准而异。 在70年代国外生态学家曾对地球生态系统的人口容量进行了估算，最乐观的估计是地球可养活1000亿人，

4、但多数认为只能养活100亿人左右。,（二）人口增长对环境的影响 1.人口增长对土地资源的压力 2.人口对森林资源的影响 3.人口对能源的影响 4.人口对城市环境的影响 5.人口对工业发展的影响 6.人口对气候的影响,人口激增必然导致三种危机同时发生： （1）土地利用过度，因而不能继续加以使用，粮食产量下降； （2）自然资源因世界人口稠密而发生严重枯竭，工业产品也随之下降； （3）环境污染严重，破坏惊人，从而使粮食加速减产，人类大量死亡，人口增长停止。,四、我国人口的控制问题,（一）我国人口的现状和特点 国家统计局测算数据表明，2005年1月6日，中国人口总数达到13亿（不包括香港、澳门特别行政

5、区和台湾省），约占世界总人口的21 。现就我国人口的现状和特点分析： 1.人口基数大； 2.人口增长速度快； 3.人口年龄构成轻； 4.人口的地域分布和各省区人口密度差异大； 5.人口构成主要为农业人口。,（二）人口控制的意义 我国人口多，人均资源少，人均国民经济生产总值低。因此，控制人口对于加速我国经济发展和保护环境都具有重大意义。 1.可以减轻国家负担，增加积累； 2.有利于提高科学文化水平，改善人民生活解决就业问题； 3.有利于保护现有自然资源，防止生态环境进一步恶化。,（三）解决人口问题主要对策 1.广泛开展教育，使计划生育政策深入人心，成为人们自觉的行动； 2.逐级落实人口计划指标，

6、奖罚分明； 3.积极发展医疗、保险、养老等一系列社会福利事业； 4. 实行优生优育，提高人口素质。,（四）实行人口政策取得的成就 目前中国的总生育率、出生率和人口自然增长率等几项指标均低于其他发展中国家平均水平；在减轻资源消耗和人口对环境压力方面，其效益也十分巨大。,（五）我国今后人口发展趋势 由于我国人口基数大，年龄结构轻，未来几十年内，中国人口仍呈增长趋势。,我国人口政策的指导思想是：大力控制人口数量，积极提高人口质量，必须使人口发展与国土资源和国民经济发展互相适应，这时的人口数量，被科学家们称作“适度人口”。,第二节 粮食问题与环境,一、粮食在人类生活中的作用,（一）热量和食物量 人体各

7、种生命活动的动力是能量（热量），由于人类不能直接利用太阳能，故只能靠获取食物来解决，获取食物便成为人类赖以生存和繁衍的最基本条件。,联合国粮农组织曾对各个国家和地区以及全世界人民，每天每人所需要的热量和蛋白质做过估计，由于每人的需要量因年龄、性别、体重和体力劳动等而异，故只能取平均值：人类平均每天需要的热量：2385千卡/人日 男性：3000千卡/人日 女性：2200千卡/人日人类平均每天需要的蛋白质：38.7克/人日 男性：0.57克/公斤体重日 女性：0.51克/公斤体重日,（二）人类食物的来源 人类的食物可分为两大类，即陆地食物和海洋食物；从生态学的观点来看则可分为植物性食物和动物性食物

8、。 1.海洋食物：在海洋中，对鱼类和其他食用水生生物的生存繁殖，能提供必要条件的只限于沿海一带；几乎占海洋面积90%的深海远洋区域，能生产的人类食物数量极低，可称为水生生物的荒漠地带。,2.陆地食物：所谓陆地食物，主要是指粮食、肉类、蔬菜、油脂和水果等。其中，不论在过去、现在或可以预见的将来，粮食都直接或间接地起着主导的和决定性的作用。虽然今后我们的畜牧业、蔬菜和果品都将有相当大的发展，但对粮食的需要量还是要日益提高的。,二、目前世界粮食的供应情况,世界粮食生产总的来看还可以，只是由于生产和供应的分配不均，以致造成严重的问题。从整体上讲，粮食产量已超过需求，目前，南亚和非洲地区的粮食供应量最为

9、缺乏。,三、提高粮食产量带来的环境问题,（一）开垦荒地对生态平衡的破坏 耕地的增加是以牧地、湿地及其它生态系统特别是森林的减少为代价的，因而会破坏生态平衡而形成水旱灾害，并对粮食和其它农业生产带来极为不利的后果。,另一方面，据统计，在地球上现有的480亿亩可耕地中，已开垦的只有总耕地的一半左右，剩下的近半数可耕地，由于水、肥、热等条件差，垦殖费用高，短期内难以充分利用，尤其是这些土地大多分布在经济欠发达的国家，更给其垦殖利用带来许多困难，世界人口的增长主要在亚洲，而那里的耕地面积又所余无几。因此，从整体上看，世界耕地面积的扩大是十分有限的，必须另找其他出路。,（二）使用化肥对环境的影响 化肥施

10、用量的增加，虽然提高了农作物的产量，但由于施用量不当以及施用量不当以及施肥方法不合理，常使很多化肥被浪费掉；而且随水土流失进入水体，从而加剧了对环境的污染，导致生态系统多方面失调。 化肥的主要环境问题是对水体的污染。氮肥的流失导致水中硝酸盐含量增加，磷肥引起水中镉离子升高。另一个严重后果是水体的富营养化。 要控制化肥对环境的不良影响，既要控制其施用量，又要严格执行使用规程。,（三）使用农药对环境的污染 1.农药对环境和人体健康的影响：农药一旦进入环境，其毒性、高残留特性便会发生效应，造成严重的大气、水体及土壤的污染。农药主要是通过食物进入人体，在脂肪和肝脏中积累，从而影响正常的生理活动。它对人

11、体的危害主要体现在：影响神经系统、致癌作用、影响肝脏、诱发突变和慢性中毒。,农药污染食品的途径为：一是农药残留在作物上，使其直接受到污染；二是通过食物链的富集作用间接地污染食物。 在使用农药时，有一部分农药会散发到空气中，引起空气的污染，还有一部分农药会随农田的灌溉水排入江河，引起水域的污染，如在水域中直接使用农药灭蚊，则危害更大。,2.农药对除虫害带来的问题： a.对害虫的天敌和其他益虫、益鸟有杀伤作用； b.使害虫产生抗药性，因而增加用药的次数和数量，更加重了对环境的污染和危害。,四、农药污染的防治和发展方向,（一）防止农药污染的途径 1.采取综合防治方法，研究新的杀虫除害途径，联合或交替

12、使用化学、物理、生物和其它有效方法，克服单纯依赖化学农药的做法； 2.搞好农药安全性评价和安全使用标准的制定工作； 3.安全合理地使用现有的农药； 4.发展高效、低毒、低残毒的化学农药来代替剧毒和残留性高的农药。,（二）现有农药的合理使用 安全合理的使用农药： 首先，必须调查研究各种病虫害的起因和发生的条件，做到能预测预报，对症下药，并防止由于措手不及而加大农药的浓度和用量，造成大面积作物的严重污染事件； 其次，混合和交替地使用不同的农药，以防止产生抗药性并保护害虫的天敌； 此外，国家应该订立法规，对剧毒和长效农药严格控制其使用范围，以保证这类农药得到安全和合理的使用。,（三）加强生物防治并推

13、广无公害的农药 利用害虫的天敌以虫治虫，是生物防治的一种行之有效的方法。 寻找能分解长效性农药的土壤微生物，使大部分落在土壤内的农药很快被分解，这对免除环境污染极为有利。 微生物农药师生物防治的重要组成部分，通常是利用微生物本身或其产物制成的农药。 此外，生物防治还包括昆虫农药、动物农药和植物农药等。,五、利用生态学原理提高粮食的产量,（一）植树造林、保护森林、减少水旱灾害 森林具有蓄水保土的功能，破坏森林，就可能导致水旱灾害，使作物减产。（二）充分利用太阳能，增加初级净产量 在时间和空间上增加太阳能利用率，加强光合作用，是增加植物初级净产量即增加人类食物来源的另一重要途径。,（三）充分发挥初

14、级净产量转变为食物的作用 把废弃物和杂草，经过加工制成饲料，首先喂养牲畜或家禽，生产肉食品，然后这些动物的粪便再用于生产沼气供作能源，而沼气池底渣用作肥料还田，使土壤的养分得以循环恢复。,（四）遵循物流平衡规律，保护土地肥力 任何植物在其生长过程中，都要根据它自身的需要从土壤中摄取一定种类和数量的营养分。在自然生态系统中，植物通过其枯枝落叶在分解者的作用下，使等质等量的营养分回到土壤中，形成输入输出和平衡关系，土壤的肥力也得以保持。但在人工的农田生态系统中，作物收获后便被移离土地，同时，在一块土地上长期只种单一作物，结果某种养分长期被提取，形成输出大于输入，以致严重短缺，破坏了原来的平衡，引起

15、作物减产。,（五）合理捕捞，保护海产资源 近20年来，海洋捕捞强度一再增加，这样，一个时期的海产品产量可以有较大增加，但随后由于资源的恢复速度赶不上捕捞强度，结果反而造成海产品产量的下降。 因此，必须根据生态学规律，按照不同鱼类的生长成熟周期以及资源量，在有利于资源恢复的前提下，规划我们的捕捞活动，才能持续稳定地获得最大的海产品产量。,第三节 能源和环境,能源是指可能为人类利用以获取有用能量的各种资源，象太阳能、风力、水力、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等等均可称为能源。,能源,人们从不同角度对能源进行了多种多样的分类，如一次能源和二次能源，常规能源和新能源，可再生能源和不可再生能源等等。,一次

16、能源,常规能源,新能源,可再生能源：水力 不可再生能源：煤炭、石油、天然气,可再生能源：太阳能、生物能、风能、地热能、海洋能不可再生能源：核燃料,二次能源：,电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽、汽油、柴油、重油、氢、激光,一、当前世界能源的消耗情况,自20世纪50年代以来，随着工农业的迅速发展和交通工具数量的增加，世界能源消耗速度急剧增加，说明世界能源生产和消耗增长都很快；尤其是发达国家个人能源消耗水平越来越高，造成发达国家能耗很大，因此世界能源生产的增长率远大于人口的增长率。 目前世界上消耗最多的能源是石油；天然气使用方便，对环境污染较小，其所占比例在不断增加；当前世界能源是以化石燃料为主，消耗核

17、能和水力能的比例，在发达国家也不高。,二、能源利用对环境的影响,（一）化石燃料的影响 1.开采过程的环境影响：最典型的是采煤过程中的环境影响，包括两方面内容，即开采工人的事故与职业性伤亡，以及地面或i地面生态系统破坏。前者以井下采煤最为严重，后者则以露天采矿最为明显。,2.运输过程的环境影响：煤炭运输过程不仅需要消耗大量能源，而且在堆存和装卸过程中还会发生自燃或扬尘污染大气环境，并由于浸出水的流失而污染周围水系。其中，石油运输对环境影响更为严重，随着石油海运量的增加，因油船事故和油船外排洗舱水而进入海洋的石油量已显著增加，并对海洋造成严重污染。,3.加工过程中的环境影响：煤在加工过程中对环境的

18、影响很大，不仅在洗选时排出大量洗煤水和干燥时产生灰尘、NOX和SOX，特别是在它的气化和液化过程中还会排出大量污染物。,4.利用过程中的环境污染：目前化石能源除极少数作化工原料外，基本上都用作燃料，其中石油制品主要用于交通运输，煤炭主要用于取暖和发电。 化石燃料燃烧时产生的污染物对环境造成的影响主要表现在：a.全球气候变化：基本反应是 C+O2CO2+热,b.热污染：一般火电站借助于燃烧化石燃料得到热量，产生高温高压蒸汽，推动发电机组以获得电能。根据热力学第二定律，必须工作在两个热源间的任何热机都不可能使燃料中的全部潜能完全转化为有用功，其最大效率可计算为 最大=式中：Tc低温热源（即冷源）温

19、度 Th高温热源温度,热污染首先使水体各类无机氮含量都增加。 原因：水温升高使藻类的繁殖加快，和固氮藻的固氮速率增大；其次，水温升高加速了含氮有机化合物的矿化或无机化，同样使无机氮含量增加；最后，水温升高还加速了生物的代谢进程，而藻类的代谢物和鱼、贝类的排泄物又多为NH3。但是，未离解氨浓度的增加，会使鱼类的血红蛋白下降而缺氧，以致死亡。同时会使水体富营养化。 其二，水温升高使藻类种群结构发生改变。,其三，水体温度的增加影响浮游动物的生存。 其四，在强增温区内，底栖动物的增加也十分突出； 其五，由于水体周围气温升高，栖息在该地区的昆虫将提前苏醒，而远离该地区本该苏醒的昆虫，却仍然处于冬眠状态。

20、昆虫苏醒次序的这种更迭，会造成有关生态系统中食物链的中断，破坏生态平衡，使提前苏醒的昆虫大批死亡，甚至灭绝。,c.其它污染物及酸雨：燃烧还会向环境排放大量颗粒灰尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、烃类和其他化合物等空气污染物；含有悬浮固体：硫酸、氟化物、磷酸盐、硼化物、铬酸盐和有机物等的废水；以及炉渣等固体废物。 从火电站耗用煤、石油、天然气三种化石燃料的“三废”排放量比较来看，天然气是最洁净的一种化石能源。,（二）核电站与环境 1.慢性辐射的影响问题：生物圈总是在不断地受到低水平电离辐射的照射，这类辐射大多数是天然的，但也有一部分是由人类活动引起的。 核电站对周围居民的辐射剂量，只相当于天然辐

21、射剂量的1/51/6，比一次胸胃X光透视所受剂量少11倍，而每天看1小时电视，半年时间所受到的剂量就超过核电站一年内的辐射剂量。因此，核电站对人的体外慢性辐射影响，在反应堆的密度还不很大的时候，可以暂时不予考虑。,2.放射性废物的环境问题：由于需要换装燃料和清除放射性废物，反应堆大约每年需停车一次。因此，反应堆除经常释放少量放射性外，还定期排放出大量放射性。 反应堆定期排出的大量放射性，主要来自两方面：裂变碎片产物（fission products）和反应堆中的其他材料受堆芯强中子场作用产生的中子活化产物（Neutration products）。,3.反应堆的安全问题：原子弹用的是浓缩铀，且

22、组装紧密，没有调控装置，而反应堆用的是低浓铀，组装疏松，总质量远未达到核爆炸的临界值，而且有调控装置，因此不会产生核爆炸那样大的危害。 但是，如果冷却系统失灵，堆蕊温度便不断升高，以致堆蕊自身熔融，造成放射性物质外溢，此时，如果没有安全壳密闭就容易造成严重危害。,目前，世界上普遍使用的反应堆都是轻水堆，功率一旦过高，核裂变反应就变弱，功率自动复原，或由操作人员通过调整功率复原，即使操作人员未发现，紧急停堆装置也能实现自动停堆。即使堆蕊部分燃料熔化了，从堆蕊泄漏的放射性物质也被抑制在气密性很高的安全壳内，不会轻易地释放到大气环境中。 因此，只要加强对运行的安全管理，不断提高运行技术，增强运行人员

23、的安全意识，核电站的安全性、可靠性是完全能得到保证的。,（三）水力发电对环境的影响 1.自然方面：巨大的水库可能引起地面沉降，地表活动，甚至诱发地震；此外，还会引起流域水文上的改变；水库建成后，由于蒸发量大，气候凉爽且较稳定，降雨量减少，使水库地区的小气候大为改观。,2.物理化学性质方面：流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变，而且水库中各层水的密度、温度、甚至溶解氧等都有所不同。深层水的水温低，而且沉积库底的有机物不能充分氧化而处于厌氧分解，水体的二氧化碳含量明显增加。,3.生物方面：与水库具体的地理位置和季节有关。巴西的依泰普水库建成后，大量的野生动植物被淹没死亡，甚至全

24、部灭绝，而且腐烂的动植物尸体更耗尽水中的溶解氧，进一步造成水库内鱼类的大量死亡，甚至有一些生物，又可能应运而大量繁殖，结果破坏了原有的生态平衡。,4.社会经济方面：修建水库可改善用水的供应和管理，增加农田灌溉，生产电力及其它工农业生产等社会经济效益，但同时亦有其不利之处，如居民搬迁后重新定居，会对社会结构产生影响。如果计划不周，社会生产和人民生活安排不当，还会引起一系列社会经济问题。,著名的长江三峡工程：针对巨大水电工程可能造成的影响，人们认真对待，反复试验研究，提出了许多有效的技术措施与方法，以减轻三峡工程的不利影响。（1）采用“蓄清排浑”的运行方式，防止泥沙迅速淤积而使水库报废，实现长期保

25、持水库库容；（2）采取正确的移民措施，保持社会安定；（3）及时放空水库以减少战争破坏带来的灾难；（4）提前发掘、迁建文物古迹；（5）把环境影响的补偿投资打入建库计划中，使不利于库区的生态与环境影响控制到最少的程度，实现经济建设与环境建设的“三同步”。,三、利用生态学原理解决能源问题,（一）控制人口，减少能源消耗 自然生态系统的任何种群，如果发展过快或对能量消耗过多，势必引起该生态系统的崩溃；这个原理也适用于人类生态系统。,（二）太阳能是重要的能源 自然生态系统维持正常运转所需要的能量，全部来自太阳。人类生活所需要的能量比任何生物都多，但是到目前为止，即使是工业发达的美国，所消耗的能源中有90%

26、是化石能源。这些能源是几百万年前地球上的动植物被埋在地下，经过高温高压作用，转换而来的，就是说，化石能源也是一种过去储存下来的太阳能。,（三）多渠道解决能源供求的平衡 生态学告诉我们，稳定的食物网，其能量流动是多通道的。对于人口异常集中，生产高度发展和生活追求高标准的现代化人类社会，更不可能有任何一种能源可以独自满足这个庞大的能量需求，而需要多种能源同时并用。,（四）充分利用能源并减少浪费 任何自然生态系统中绿色植物所固定的能量，均被其自身各级消费者和分解者所充分利用而没有丝毫的浪费。 近年来，人们日益追求生活方便，许多产品一次使用后即废弃掉，从而增加了能源的消耗。为此，有必要通过系统分析，全

27、面比较产品的使用意义、能源消耗和经济效益，仔细规划一次使用和经久耐用的产品类别和产量，以减少能源的浪费。,一、环境与发展前景展望,（一）悲观派的观点 主要代表人物：美国麻省理工学院教授DL米都斯 主要代表著作：增长的极限 1.如果在世界人口、工业生产、粮食、资源消耗、环境污染等都按一定的指数增长； 2.“全新的态度是需要使社会改变方向，向均衡的目标前进，而不是增长”。“人类与自然之间日益扩大的鸿沟是社会进步的后果”。但是，“我们不能企望单靠技术上的解决办法是我们摆脱这种恶性循环”，只有停止地球上人口和经济发展，才能维护全球性平衡。,（二）乐观派的观点 主要代表人物：美国赫德森学院美国未来研究所

28、所长H康恩 主要代表著作：下一个2000年 2000年以后的2175年，世界人口虽已达到150亿，世界总产值却可以达到300万亿美元，人均所得约2万美元，真可以说生活比较富裕的人类已经控制自然了。无论是对能源、原料、粮食，还是其他方面，在今后200年间，世界约150亿人口在地球上生活，可以说是绰绰有余的。,二、增长与协调发展,1.增长与发展： 增长与发展是既有区别又有联系的两个概念。无论是国家或地区的经济发展，应包括两方面的内容：其一是，这个国家或地区在一定时期内国民经济总产值的增长，或者说是生产部门的实物增长和服务部门的劳务增长；其二是，这个国家在一定时期内，国民经济与社会环境的改善，或者说

29、是国民经济结构、社会结构、经济关系和经济管理体制的改善。 前一方面的内容是经济增长问题，后一方面的内容是经济社会进步问题。概括地说，经济发展问题，应是经济增长和社会经济发展的溶合。,2.协调发展： 1981年，奥尔利欧佩奇在世界的未来和R布朗的建设一个持续发展的社会一书中提出了“协调发展”的思想。 所谓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，人类通过它不断理性化的行为和规范，以协调人类社会经济活动与自然生态的关系，协调经济发展与环境的统一，协调人类的持久生存，世代福利与资源分配的当前与长远关系，从而实现人类寻求的总体目标的最优化。,三、可持续发展战略,可持续发展就是寻求一条人口、经济、社会、环境和资源相互协调的，既能满足当代人的需求，而又不会对后代人的需求构成危害，它包括三方面的涵义： 1.持续发展鼓励经济增长，它不仅重视增长数量，而且要求改善质量，提高效益，节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实施清洁生产和文明消费。,为了开阔持续发展的道路应做好以下几方面的工作： 1.必须提高环境意识 a.树立新的环境道德观念 b.确立正确的环境价值观念 2.要实施一系列持续发展政策 a.人口问题 b.工业发展 c.能源问题 d.农业生产 e.城市发展,