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1、第七章 自然资源利用的生态影响,重点掌握 气候变化对农业资源的影响,主要内容,采矿的生态影响,1,自然资源利用与气候变化,2,可更新资源利用的生态影响,3,第一节 采矿的生态影响,1.对地形的影响地下开采：底层变形、裂缝甚至塌陷。露天开采：是将矿体的上覆地层和表土剥离后直接采掘矿石。是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。2.对水文的影响地表水：干涸。地下水：破坏地下水的自然状态，形成地下水位下降漏斗区。,地球的“伤疤”：太空看露天矿坑,美国蒙大拿州布特市伯克利露天矿,秘鲁托克帕拉铜矿,美国亚利桑那州新科尼利亚铜矿,第一节 采矿的生态影响,3.对土壤的影响土壤侵蚀：磨损、剥蚀、溶
2、解。土壤污染：重金属。土壤酸化：硫化矿床。2.对生物群落和生态系统的影响生物群落：次生异发演替。生态系统：水体富营养化，如“水华”、“赤潮”。,重金属污染,土壤侵蚀情况,水体污染,水华,赤潮,第一节 采矿的生态影响,5.对人体和社区的影响人体：长期的噪声会影响听觉器官、个别系统特别是神经、心血管和内分泌系统；三废；矿渣和粉尘。社区：破坏名胜古迹，严重影响社区景观；以之为基本部门的城镇的兴起、繁荣与衰落。,案例分析,第二节 自然资源利用与气候变化,一、自然资源利用对气候的影响1.温室气体积聚与全球变暖,知识扩展：温室效应与温室气体,温室效应（greenhouse effect)：由于大气对太阳短
3、波辐射吸收很少，易于让大量的太阳辐射透过而到达地面，同时大气又能强烈吸收地面长波辐射，使地面辐射不易逸出大气，大气还以逆辐射返回地面一部分能量，从而减少地面的失热，大气对地面的这种保温作用，称为“大气保温效应”，习惯上称温室效应。,大气中温室气体的增暖效应首先是由法国科学家傅里叶在1927年发现的，他指出大气中温室气体的增暖效应与花房温室玻璃的作用相似，这就是“温室效应”名称的由来。,温室气体（greenhouse gas)：是指大气中那些对太阳光几乎是透明的，但却强烈吸收地表辐射的红外热辐射、对地表有遮挡作用的气体。,知识扩展：温室效应与温室气体,主要温室气体,(1)水汽(H2O)：(2)二
4、氧化碳(CO2)：(3)甲烷(CH4)：(4)氧化亚氮(N2O):(5)氟里昂类物质(CFCs):,知识扩展：温室效应与温室气体,第二节 自然资源利用与气候变化,一、自然资源利用对气候的影响1.温室气体积聚与全球变暖,自然资源利用与气候变化,一、自然资源利用对气候的影响1.温室气体积聚与全球变暖,年,383ppm,CO2浓度2004年已高达383ppmv。,一、自然资源利用对气候的影响1.温室气体积聚与全球变暖,第二节 自然资源利用与气候变化,中国气象局,-,瓦里关全球大气本底站,（,3617N,，,10054E,，,3816m asl,）,大气,CO,2,浓度测量结果,（,One of th
5、e 22 GAW Global Stations,）,345,350,355,360,365,370,375,380,385,1991,1992,1993,1994,1995,1996,1997,1998,1999,2000,2001,2002,2003,2004,2005,年,CO,2,月平均浓度,(ppm),气瓶采样（,5,米距地高度）,在线连续（,80,米距地高度）,中国气象局-中国气象科学研究院,美国 NOAA CMDL CCGG,提供数据（,Preliminary,）,自然资源利用与气候变化,一、自然资源利用对气候的影响1.温室气体积聚与全球变暖,第二节 自然资源利用与气候变化,自然
6、资源利用与气候变化,一、自然资源利用对气候的影响2.土地利用变化对气候的影响,第二节 自然资源利用与气候变化,自然资源利用与气候变化,一、自然资源利用对气候的影响3.全球变暖的可能效应,Tibetan Plateau:Change in river flows/melting glaciers青藏高原：河流流量的变化/冰川融化,Southern China:Increase in flood frequency and magnitude中国南方：洪水发生频率和幅度的提高,Northwest:Desertification(higher evaporation)西北:荒漠化（高蒸发）,Nort
7、h and northeast:Increased water scarcity华北和东北：水资源短缺的上升,Coastal regions:Typhoons,storm surge and long-term inundation沿海地区：台风，风暴潮河长期性水灾,3.全球变暖的可能效应,温度带北移，利于作物生长,增温使热带干旱区土壤变干，作物产量下降,有利,对农业的影响,高纬度区,天然橡胶、咖啡不会遭受冻害,热带北缘,作物生长季节延长，产量增加,受益,高纬度区耕地有限，增加的产量不足以补偿中纬度的减产,不利,增温使中纬谷物带生产潜力降低，农业病虫害加重,受损,世界粮食总产量下降,3.全球变
8、暖的可能效应,节水节能、耐高温耐干旱的培育技术获得广阔市场,对工业的影响,排放温室气体的工业活动 承受越来越多的政策性压力和税收负担,减少高纬度地区供暖的能源消耗,增加低纬度地区和夏季制冷的能源消耗,全球变暖,大于,温室气体排放,3.全球变暖的可能效应,对人类健康的影响,夏天气温持续升高会使人的死亡数量相对增加。会增加疾病的发病率，还使疾病的传播范围扩大。,3.全球变暖的可能效应,对海平面和海岸带的可能影响,上升18厘米,2030年,上升20厘米,上升65-100厘米,2100年,过去100年,沿海地区,太平洋岛国图瓦卢将被迫举国迁移,图瓦卢是世界上海拔最低的国家之一。陆地面积为26平方千米的
9、弹丸之国，由9个环形珊瑚岛群组成，最高点海拔到5米，首都富纳富提岛仅为3米左右，低凹地区的房屋差不多已跟海面持平，涨潮时随时会淹到居民家门口。海平面增高80多厘米，太平洋岛国图瓦卢的“灭顶之灾”事实上己经开始进入“倒计时”。,2003年，图瓦卢领导人声明说，他们对抗海平面上升的努力已告失败，将要放弃自己的家园，举国移民新西兰。图瓦卢将由此成为全球第一个因海平面上升而进行全民迁移的国家。,图瓦卢的美丽海岸线？,全球50-70的人口分布在海岸带，60的中国人口集中在距海岸线60 km的范围内。目前，全球受风暴潮影响的人口有4600万。海平面上升50 cm将使受灾(淹没和风暴潮)人口增加到9200万
10、(没有考虑人口增长的因素)。,世界人口密度分布图,气候变化对海岸带和岛屿的影响,3.全球变暖的可能效应,对生态系统的可能影响,如果全球平均增温幅度超过23，在目前所评估到的物种中，约20%30%可能会灭绝,升温11.5，缺水人口增加4-11亿升温34，缺水人口增加11-32亿,全球升温1.5-2C，粮食减产的风险增大；如果全球平均温度升高大约3C，全球粮食生产的潜力可能随之增大，但是如果升温超过3C，潜力则会随之变小(IPCC WGII TS),2以下的升温都很可能对健康造成不利影响,未来气候变化对不同部门的影响,甚至2以下的升温都会导致极端事件强度、频度和位置发生改变全球升温23以上的话，冬
11、季降水强烈增加而积雪减少，许多地区洪水多发,全球和中国地表平均温度(相对于19611990年均值)变化,（全球资料取自HadCRUTv3，中国资料由王绍武（1998）改绘）,近140年中国和全球平均气温的比较,Globe,China,Temperature change since 1951（相对于1961-1990年30年气候平均，公元19512006年）,从1986/1987年冬季开始，中国已连续经历了21个“暖冬”,（中国气象局国家气候中心提供）,近50年中国平均气温的变化,1951-2000年极端强降水日数变化。实心圈是增加，空心圈是减少，圈的大小表示变化的大小。,极端强降水日数变化图
12、,（国家气候变化评估报告，2006）,1870-2006全球年平均海平面高度长期变化。单位：mm（毫米）,近30年以来，平均上升速率为 2.6毫米/年，高于全球平均水平（毫米/年)。,中国沿海主要监测站海平面变化,四极的冰川变化证明全球在变暖,北极冰川范围缩小。南极边缘冰断裂逃离。乞力马扎罗山冰川面积88年缩小了一半。喜马拉雅山冰舌底部40年高了海拔1000米。,1,3,2,4,扩充,全球变暖的事实例证,全球变暖导致非洲最高山峰冰雪融化,乞力马扎罗山是非洲最高的山峰，然而它的峰顶万年来一直为皑皑白雪所覆盖。日前一个名为“气候集团”的环境组织提供的照片显示，乞力马扎罗山峰顶的冰河与积雪正在融化，
13、从而露出了它的真实面目基岩。专家把这一现象归咎于全球气候变暖。“气候集团”在英国伦敦举办“东西南北”的展览，上述照片就是在这次展览上与观众见面的。“气候集团”组织的CEO史蒂夫霍华德表示：“气候变化是现实存在的，不过解决方案也有。”他指出，很多的实例都已经证实了这些方案是可操作的。,乞力马扎罗山是非洲最高的山脉,乞力马扎罗在东非斯瓦西里语中的意思是“乞力马扎罗”意即“闪亮的山”，是非洲最高的山。位于东非高原，坦桑尼亚的东北部，是一直径约80公里的孤立死火山。最高峰基博峰为一火山锥，海拔5895米，为非洲第一高峰。峰顶终年积雪，形成赤道雪山奇观。,赤道,东非高原,死火山,5895米,全球变暖导致
14、非洲最高山峰冰雪融化,1912年，这里冰川的面积为26平方公里，2000年，冰川面积已缩小为12平方公里。科学杂志上的研究报告说，乞力马扎罗山上的冰川到2020年将全部融化。,拉森B,南极半岛,罗斯陆缘冰,冰山“逃离”南极,大约220米厚,冰山“逃离”南极,陆缘冰一般指位于南极大陆边缘、与大陆相连的浮动冰层，通常由冰河流入海洋过程形成。近年来，越来越多的冰山正在“逃离”南极。2002年南极半岛的“拉森B”陆缘冰出现了大面积坍塌，是近30年来中规模最大的一次。经过35天的时间，“拉森B”损失的面积达到3520平方公里，损失的重量达到7200亿吨。在过去5年中，“拉森B”总共损失了5700平方公里
15、，如今剩下的不到其稳定期最小面积的40。到了5月，又接连发生了两次巨型冰山“逃离”事件：美国国家冰雪数据中心再次借助卫星图像观测到罗斯陆缘冰两次坍塌。5月9日，一座长、宽分别为76公里和7公里的命名为C18号冰山，已经从罗斯陆缘冰分离。5月15日，又一座长达190公里，宽约31公里，大小相当于卢森堡国土面积的两倍的C19冰山再次从罗斯陆缘冰分离。,珠峰冰川退缩有多严重？,珠穆朗玛北侧山体前出现越来越大的戈壁滩（摄于2003年5月24日）,近年来，珠峰地区的东绒布冰川和中绒布冰川消融加剧，明显退缩。60年代冰川尾部在海拔5400多米。80年代，珠峰地区对外开放，登山、探险、旅游的人数迅速增加，当
16、地群众已把牦牛通道修到海拔6500米处。,珠峰冰川退缩的原因,在海拔6500米登山营地，正形成“人进冰退”的局面。,冰川消退流下的冰塔,自然资源利用与气候变化,二、气候变化对农业自然资源利用的影响,第二节 自然资源利用与气候变化,二、气候变化对农业自然资源利用的影响,气候变化使柬埔寨面临饥荒问题,联合国世界粮食计划署柬埔寨地区执行长表示，柬埔寨不仅已成为东南亚最容易发生灾害的国家，而且由于全球气候变暖的缘故，目前正面临干旱与水患的循环周期。由于柬埔寨境内农作物已被摧毁殆尽，到年底时，约有67万人需要千吨的粮食救济。,一位柬埔寨农民正在给庄稼浇水。,低纬度国家的农业,高纬度国家的农业,农作物减产
17、,农作物增产,温度升高,蒸发加剧,干旱加重,积温增加,生长期延长,温度升高,二、气候变化对农业自然资源利用的影响,三、气候变化对人类的影响,气候变化影响人类健康的方式(IPCC,1996),自然资源利用与气候变化,第二节 自然资源利用与气候变化,一、土地利用变化的生态效应二、水利工程的生态影响三、生物资源利用的生态影响,第三节 可更新资源利用的生态影响,一、土地利用变化的生态效应,食物生产和工业化用地挤占生态用地边际土地开发和不合理利用加速土地退化 水土流失 土地荒漠化 土壤次生盐渍化,土地沙化,水土流失,土地盐碱化,冻融荒漠,水土流失,水土流失,水土流失,水土流失,土地荒漠化,干旱沙区：内蒙
18、狼山宁夏贺兰山甘肃乌鞘岭以西半干旱沙区：内蒙中西部、河北北部、陕北及宁夏东南部。半湿润沙区：东北地区。,“土地沙漠化”是指在干旱多风的沙质地表环境中，由于过度地人为活动破坏了脆弱的生态平衡，使原非沙漠的地区出现了以风沙活动为主要特征的类似沙漠景观，造成了土地生产力下降的环境退化过程。沙漠化是当前世界上一个重要的生态环境问题，也是一个突出的地质问题。严重的是“全球沙漠化仍在曼延”。,土地荒漠化,沙漠化：是指在干旱多风的沙质地表环境中，由于过度地人为活动破坏了脆弱的生态平衡，使原非沙漠的地区出现了以风沙活动为主要特征的类似沙漠景观，造成了土地退化过程。荒漠化：是指包括气候变异和人类活动在内的种种因
19、素造成的干旱、半干旱和湿润、半湿润地区的土地退化，不仅包括沙漠化，还包括土壤盐碱化、水土流失、冻融荒漠等。,土地荒漠化,土地荒漠化,蘑菇石,尘爆（KENYA）,新月型沙丘（敦煌）,土壤盐渍化与次生盐渍化,土壤盐渍化主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区，它是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程。,类型（1）现代盐渍化（2）残余盐渍化（3）潜在盐渍化,我国盐渍土总面积约 1 亿公顷，其中现代盐渍化土壤 0.37 亿公顷，残余盐渍化土壤 0.45 亿公顷，潜在盐渍化土壤 0.17 亿公顷。,土壤盐渍化与次生盐渍化,滨 海 盐 土 景 观,1、滨海湿润半湿润海水浸渍盐渍区2、东北半湿润半干旱草原草甸盐
20、渍区3、黄淮海半湿润半干旱耕作草甸盐渍区4、蒙古高原干旱半漠境草原盐渍区5、黄河中上游半干旱半漠境盐渍区6、甘、蒙、新干旱漠境盐渍区7、青、新极端干旱漠境盐渍区8、西藏高寒漠境盐渍区,土壤次生盐渍化是土壤潜在盐渍化的表象化。,土壤盐渍化与次生盐渍化,思考：1.人口增长所造成的直接后果是什么？2.框图中如何体现出恶性循环的？,二、水利工程的生态影响,影响地表水体、湿地与区域水平衡影响地下水循环,三、生物资源利用的生态影响,森林破坏与生物多样性减少 1.生境的破坏或片断化；2.生态系统功能遭受严重破坏或丧失；3.基因多样性的丧失：物种绝灭；4.物种多样性的丧失：物种绝灭；5.景观遭受严重破坏、消失
21、。生物入侵 水葫芦、等,从空中拍摄亚马孙森林,可以清晰看到一条高速公路穿越其中,路旁大量森林被砍伐。,全球森林覆盖率,8000年前:477,2000年：30,我国生物多样性面临的威胁,我国生物多样性面临的威胁,我国生物多样性面临的威胁,基因多样性减少：许多物种野生类型数量严重减少，濒临灭绝。有些只剩圈养或种植类型，近亲繁殖严重。,我国生物多样性面临的威胁,生态系统多样性破坏：许多河湾、湖泊湿地改造成农田。森林贮量骤减、草原退化、沙漠化严重,我国生物多样性面临的威胁,物种灭绝加速：目前光鸟类就每三年有两种灭绝，其它物种更难统计。而且有加速趋势。,物种灭绝加速：目前光鸟类就每三年有两种灭绝，其它物
22、种更难统计。而且有加速趋势。,基因多样性减少：许多物种的野生类型数量严重减少，濒临灭绝。有些只剩圈养类型，近亲繁殖严重。,生态系统多样性破坏：许多河湾、湖泊湿地改造成农田。森林贮量骤减、草原退化、沙漠化严重,生物种入侵,1、直接减少物种数量2、间接减少依赖于当地物种生存的物种的数量3、改变当地生态系统和景观4、对火灾和虫害的控制和抵抗能力降低5、土壤保持和营养改善能力降低6、水分保持和水质提高能力降低7、生物多样性保护能力降低,假韭(Nothoscordum gracile),薇甘菊(Mikaniamicrantha),入侵种引起什么问题,生物多样性及其功能的丧失：生态系统效益、生物资源、社会
23、效益、40%的世界经济和大约80%贫困人口的需求来自生物多样性。当地物种和生态景观特有性的丧失：生态旅游收入、当地土特生物产品、社会效益 全球化越盛行，当地特有性价值越高周围农业和林业收入的减少：害虫控制花费、杂草控制花费，土壤肥力降低，水资源调节能力下降可持续农业和林业依赖于其周围或更远地区良好的生态系统作为害虫和火灾的屏障，并保护土壤、营养和水资源,入侵种使我们造成什么损失？,棕树蛇,棕树蛇原分布于从印度尼西亚东部到所罗门群岛的岛屿和澳大利亚的北部。树蛇没有锋利的牙齿和爪子，没有致命的毒素看起来，几乎完全是无害的，唯一的特点是爬树水平比较好。就是这唯一的特点足以使它成为恐怖的制造者。,没有
24、人引种棕树蛇，它们和人类的行李一同旅行。第二次世界大战以后，棕树蛇首先和曾经驻扎在新几内亚的归国美军一起在关岛登陆。在随后的三十多年里，棕树蛇迅速占领了关岛。最初，人们并不注意这种不起眼的生物，但是当人们发现当地鸟类锐减时，为时已晚！结果由于棕树蛇的引入：当地3/4的森林鸟类种类灭绝，半数的蜥蜴，相当数量的蝙蝠被食,棕树蛇保持着当地物种第一杀手的显赫地位。当地居民也饱受其苦，关岛的停电十有八九是由它们在电线上爬行导致的线路短路造成的,入侵者棕树蛇,“植物杀手”薇甘菊,薇甘菊又名小花假泽兰。如果听任它生长，几年间就能让整座山的植被全萎缩甚至死去，所以它有“植物杀手”的“美誉”。20多年前，它作为
25、护滩植物引入我国。近几年来，在珠三角一带大肆蔓延。目前，仅深圳市受薇甘菊危害的林地面积已达4万多亩，其中4000多亩受害森林已奄奄一息。,凶残的松树杀手,1982年，南京中山陵附近的松树林生了 一种“怪病”，生病的松树莫名其妙地一棵接着一棵倒下了。经彻查，发现这些松树是感染了一种名叫松材线虫的入侵生物。此后，警报一个接着一个，到2001年，江苏、安徽、广东等10个省市都发现了这种凶残的松树杀手。据统计，由于它的入侵，我国每年都有600多万株松树受害致死，南方的5亿亩松林受到了严重威胁。每年由此造成的直接经济损失已达到25亿元，间接损失则达到了250亿元。,传播松材线虫的松墨天牛,食人鲳 在中国
26、,2002年左右，食人鲳被带到了中国，而且有一个冠冕堂皇的身份：观赏鱼类。食人鲳，又名食人鱼。原产南美，以凶猛闻名，不能与其他鱼共养。在亚马孙河流域，人们过河时，常常要先向河里投掷牛肉等把食人鲳诱开。在巴西的一个州里，每年约有1200头牛被它吃掉。一些在水中玩的孩子和洗衣服的妇女不时也会受到食人鲳的攻击。,怎能观赏？格杀勿论！,水葫芦,凤眼莲俗称“水葫芦”，它可是生物入侵者！原产南美，1901年作为花卉引入我国。水葫芦繁殖快，有净化水质的作用，上世纪五六十年代还作为猪饲料推广。但是现在猪不吃这种饲料了，水体的富营养化又促成了水葫芦的疯狂繁殖，成片聚集的“绿岛”不仅堵塞河道，影响通航，更严重的是
27、它们已成了破坏江河生态平衡的罪魁祸首。目前我国每年因水葫芦造成的经济损失接近100亿元，光是打捞费用就高达5至10亿元。,束手无策,互花米草：原产于美国东南部沿海地区。后引入我国，现主要分布于上海崇明岛、浙江、福建、广东等地。引入初期，曾获得一定的经济效益，但后来酿成了草患；破坏近海生物栖息环境，影响滩涂养殖；堵塞航道，影响船只进出港口；导致水质下降，诱发赤潮；威胁生态系统，使大片红树林消失。,生物入侵究竟每年 给人类造成多大的损害？据统计，美国每年因外来物种入侵造成的经济损失高达亿美元，印度每年的损失为亿美元，南非为亿美元。我国因外来物种入侵造成的损失也相当惊人，每年仅几种主要外来入侵物种造成的经济损失就达亿元人民币，其中，每年对美洲斑潜蝇一项的防治费用，我国就需亿元。生物入侵给我国造成损害的总数有多大？负责中国入侵生物现状调查的中国环境与发展国际合作委员会解炎博士说：“估计比美国还要大。”,
