1、 本章著重介紹生態(tài)學(xué)的原理在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。 對(duì)環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)和處理，必須運(yùn)用生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)和理論來分析，否則就不能得到正確的結(jié)論和制定恰當(dāng)?shù)膶?duì)策。 環(huán)境質(zhì)量的保持與改善以及生態(tài)平衡的恢復(fù)和再建，都依賴于人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的了解，進(jìn)而把生態(tài)學(xué)的原理應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)的工作中。第四章生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù) 中 的應(yīng)用. 一、 全面考察人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響 處于一定時(shí)空范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)，都有其特定的能流和物流規(guī)律。只有順從并利用這些自然規(guī)律來改造自然，人們才能持續(xù)取得豐富而又合乎要求的資料來發(fā)展生產(chǎn)，而保持潔凈、優(yōu)美和寧靜的生活環(huán)境。但是人們往往只求獲得某項(xiàng)成功，而違反了生態(tài)規(guī)律，以致造成了一系列不利

2、于發(fā)展生產(chǎn)又影響到社會(huì)生活的惡果。Eg. 我國(guó)長(zhǎng)江東線南水北調(diào)對(duì)上海地區(qū)的影響.一、 全面考察人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響.利:有利于解決黃、淮、 海平原地區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水。弊：下游水量減少，隨之產(chǎn)生各種影響 長(zhǎng)江口鹽水入侵加劇Eg。吳凇水廠.利:有利于解決黃、淮、 海平原地區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水。弊：下游水量長(zhǎng)江口鹽水入侵加劇鹽水入侵的加重，給上海人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來很大的危害。結(jié)果紡織、食品、醫(yī)藥、治金、電鍍和電子等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量下降，甚至使顯象管不能進(jìn)行生產(chǎn)。河水的氯化物含量超1000mg/L時(shí)，會(huì)影響育秧；超過2000mg/l時(shí)，則造成死秧事故，迫使崇明縣20000畝水稻田只好改種玉米。.長(zhǎng)江口鹽水

3、入侵加劇鹽水入侵的加重，給上海人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 長(zhǎng)江口鄰近海域魚場(chǎng)位置的改變 海水倒灌，使咸水界線內(nèi)移，淡水浮游生物 減少，直接影響魚蝦種類和數(shù)量的分布；餌料減少，引起魚類產(chǎn)卵場(chǎng)位置的改變，魚產(chǎn)量減少。 黃浦江水質(zhì)污染的加重 1978 年 長(zhǎng)江徑流量少，黃浦江黑臭天數(shù)達(dá)106天。黃浦江的污染已成為上海嚴(yán)重的社會(huì)問題。. 長(zhǎng)江口鄰近海域魚場(chǎng)位置的改變.以上所述是長(zhǎng)江枯水季節(jié)對(duì)上海地區(qū)的影響。而南水北調(diào)工程竣工后，就意味著上海地區(qū)長(zhǎng)年處在長(zhǎng)江的枯水季節(jié)中，使本已失調(diào)的上海地區(qū)的生態(tài)平衡，發(fā)生更加嚴(yán)重的破壞。長(zhǎng)江流域的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)是由它的豐富水量經(jīng)過千百萬年所形成的；而且從長(zhǎng)江中下游調(diào)水，工程

4、巨大，牽涉到半個(gè)中國(guó)。因此，必須考慮其對(duì)自然環(huán)境的影響，并保證流域生態(tài)系統(tǒng)的最佳平衡。.以上所述是長(zhǎng)江枯水季節(jié)對(duì)上海地區(qū)的影響。而南水北調(diào)工程竣工后 通過這個(gè)案例的分析，我們可以得到的結(jié)論CONCLUSION：生態(tài)學(xué)的一個(gè)中心思想是整體和全局的概念；不僅考慮現(xiàn)在，還要考慮將來；不僅考慮本地區(qū)，還要考慮有關(guān)的其它地區(qū)；也就是說，要在時(shí)間和空間上全面考慮，統(tǒng)籌兼顧。按照生態(tài)學(xué)的原則，我們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)采取任何一項(xiàng)措施時(shí)，該措施的性質(zhì)和強(qiáng)度不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的忍耐極限或調(diào)節(jié)復(fù)原的彈性范圍，否則就會(huì)招致生態(tài)平衡的破壞，引起不利的環(huán)境后果。應(yīng)該指出：保持生態(tài)平衡絕不能被誤解為不允許觸動(dòng)它，或不許改造自然界，而

5、永遠(yuǎn)保持其原始狀態(tài)狀況。由于人口越來越多，為了滿足生活上的要求，也越需要發(fā)展生產(chǎn)，因而對(duì)自然界不觸動(dòng)是根本不可能的。. 通過這個(gè)案例的分析，我們可以得到的結(jié)論.這里要強(qiáng)調(diào)的是： 每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外力都一個(gè)忍耐限度，人類對(duì)環(huán)境所施加的壓力不能超過這個(gè)限度，否則就會(huì)引起生態(tài)平衡的破壞。結(jié)果是自然環(huán)境和自然資源遭到摧殘，而且生產(chǎn)也同樣不可能搞上去。.1、生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)一部分出現(xiàn)了問題或發(fā)生機(jī)能異常時(shí)，能夠通過其余部分的調(diào)節(jié)而得到解決或恢復(fù)正常。環(huán)境污染的防治中，這種調(diào)節(jié)能力又稱為生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力。下面看一個(gè)實(shí)例：二、 充分利用生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能.1、生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力二、 充分利用

6、生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能.2、生態(tài)系統(tǒng)自凈能力的應(yīng)用實(shí)例水體自凈土地處理系統(tǒng)植樹造林.2、生態(tài)系統(tǒng)自凈能力的應(yīng)用實(shí)例水體自凈.土地處理系統(tǒng) 什么叫土地處理系統(tǒng) 一般土壤及其中微生物和植物根 系對(duì)污水物的綜合凈化能力，可以利用來 處理城市污水和一些工業(yè)廢水；同時(shí)，普通 污水或廢水中的水分和肥分也可以利用來 促進(jìn)農(nóng)作物、牧草或林木的生長(zhǎng)并 使其增加產(chǎn)量。凡能達(dá)到上述 目的的工程設(shè)施 。 .土地處理系統(tǒng) 一般土壤及. 土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)制植物根系的吸收轉(zhuǎn)化、降解等作用土地中真菌、細(xì)菌等降解及生物固定化作用土壤中有機(jī)、無機(jī)膠體的物理化學(xué)吸附、絡(luò)合和沉淀作用土壤的氣體擴(kuò)散或蒸發(fā)作用土壤的機(jī)械截留過濾作用土壤

7、的離子交換作用. 土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)制植物根系的吸收土地中真菌、細(xì)菌土 土地處理系統(tǒng)的凈化效果土地處理系統(tǒng)的去除效率估計(jì)值 (%). 土地處理系統(tǒng)的凈化效果土地處理系統(tǒng)的去除效率估計(jì)值 (三、 解決近代城市中的環(huán)境問題1、編制生態(tài)規(guī)劃 生態(tài)規(guī)劃又稱環(huán)境規(guī)劃，是指在編制國(guó)家或地區(qū)規(guī)劃時(shí)，不是單純考慮經(jīng)濟(jì)因素，而是把它與地球物理因素，生態(tài)因素和社會(huì)因素等緊密結(jié)合在一起進(jìn)行考慮，使國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展能順應(yīng)環(huán)境條件，不致使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡遭受重大破壞。2、進(jìn)行城市生態(tài)系統(tǒng)的研究充分利用生態(tài)學(xué)原則和系統(tǒng)論的方法，根據(jù)各種自然因素和人為的社會(huì)因素所構(gòu)成的社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合體來研究城市，也就是把城市作為一個(gè)特殊

8、的，人工生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究，才能解決城市的環(huán)境問題。.三、 解決近代城市中的環(huán)境問題.四、 綜合利用資源和能源以往的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多是單一的過程，即不考慮與自然界物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的互相關(guān)系，又往往在資源和能源的耗用方面，片面強(qiáng)調(diào)單純的產(chǎn)品最優(yōu)化問題。因此，在生產(chǎn)過程中幾乎都有大量環(huán)境容納不了、甚至帶有毒性的廢棄物排出，以致造成環(huán)境的嚴(yán)重污染與破壞。閉路循環(huán)工藝：要求把兩個(gè)以上的流程組合成一個(gè)閉路體系，使一個(gè)過程中產(chǎn)生的廢料或副產(chǎn)品成為另一過程的原料，從而使廢棄物減少到生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力限度以內(nèi)。.四、 綜合利用資源和能源以往的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多是單一的過程，即1、生態(tài)工藝 屬于無污染工藝。要求： 生產(chǎn)過程

9、中輸入的物質(zhì)和能量獲得 最大限度的利用，即資源和能源的 浪費(fèi)最少，而且是這些廢物完全能 被大自然的動(dòng)植物所分解、吸收或 利用。 從整體出發(fā)來考慮問題，即注意整 個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化，而不是分系統(tǒng)的最 優(yōu)化。 .1、生態(tài)工藝.（造紙工業(yè)閉路循環(huán)工藝流程示意圖）.（造紙工業(yè)閉路循環(huán)工藝流程示意圖）.2、生態(tài)農(nóng)場(chǎng) 在生態(tài)農(nóng)場(chǎng)中，有效地利用生態(tài)學(xué)原理，擴(kuò)大和提高能流和物流在生態(tài)系統(tǒng)中的數(shù)量、質(zhì)量及其速度水平，使太陽能變?yōu)樯锬艿霓D(zhuǎn)化率比野生植物、糧食作物或高產(chǎn)作物高出4 12 倍，做到最大限度地把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。.2、生態(tài)農(nóng)場(chǎng).莊稼廢棄物 雜草 樹葉污泥加工 豬場(chǎng)牛場(chǎng)液態(tài)肥 料糞便漿液糞便飼料Maya f

10、arm 的廢物循環(huán)途徑.莊稼廢棄物污泥豬場(chǎng)牛場(chǎng)液態(tài)肥 料糞便漿液糞便飼料Maya f 我國(guó)古代珠江三角洲地區(qū)?；~塘的 生產(chǎn)方式，也是生態(tài)農(nóng)場(chǎng)的一個(gè)典型 例子。 現(xiàn)在又發(fā)展為?；ü麍@）， 魚塘和農(nóng)舍三結(jié)合的新型農(nóng)村生態(tài)系 統(tǒng)。 農(nóng)民在桑園內(nèi)建造兩層樓房，樓 上住人，樓下養(yǎng)蠶，旁邊池塘。池塘 上有水上廁所，糞便以及養(yǎng)蠶工廠的 廢料供作養(yǎng)魚的飼料，塘泥是桑園 肥料，構(gòu)成了一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng) 小循環(huán)。 . 我國(guó)古代珠江北京市大興縣留民營(yíng)大隊(duì)，自1982年，開展了生態(tài)農(nóng)業(yè)的試驗(yàn)。在不到一年的時(shí)間里，已經(jīng)收到了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，展示了美好的前景。近幾年更是得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在生態(tài)農(nóng)業(yè)上取得了巨大的成

11、績(jī)。被稱為 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)第一村。.北京市大興縣留民營(yíng)大隊(duì)，自1982年，開展了生態(tài)農(nóng)業(yè)的試五、 在環(huán)境保護(hù)其他方面的應(yīng)用 1 、闡明污染物質(zhì)在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 隨著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和食物鏈的復(fù)雜生態(tài)過程，污染物質(zhì)不斷遷移、轉(zhuǎn)化、積累和富集。通過污染物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究，我們可以弄清污染物質(zhì)危害的范圍、途徑和程度（或后果）。.五、 在環(huán)境保護(hù)其他方面的應(yīng)用 1 、闡明污染物質(zhì).蚌,蛤蜊鰷魚小梭魚 頜針魚蒼鷺燕鷗銀鷗魚鷹蛋秋沙鴨鸕鶿.2、環(huán)境質(zhì)量和生物監(jiān)測(cè)和生物評(píng)價(jià) 環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)手段，在目前主要是化學(xué)監(jiān)測(cè)和儀器監(jiān)測(cè)。 優(yōu)點(diǎn)：速度快，對(duì)單因子監(jiān)測(cè)的 準(zhǔn)確率高.2、環(huán)境質(zhì)量和生

12、物監(jiān)測(cè)和生物評(píng)價(jià).1、不能連續(xù)測(cè)定，一年只能取幾個(gè)、幾十個(gè)樣品，用這些數(shù)據(jù)代表全年的環(huán)境質(zhì)量狀況，很難反映真實(shí)情況。2、化學(xué)監(jiān)測(cè)和儀器監(jiān)測(cè)只能測(cè)定某一污染物質(zhì)的污染狀況，用單因子污染的效果反映多因子綜合污染的狀況，也往往會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)。弱 點(diǎn).1、不能連續(xù)測(cè)定，一年只能取幾個(gè)、幾十個(gè)樣品，用這些數(shù)據(jù)代表生物監(jiān)測(cè)， 利用生物對(duì)環(huán)境中污染物質(zhì)的反映，也就是用生物在污染環(huán)境下所發(fā)生的信息，來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。 目前，國(guó)內(nèi)外已廣泛利用生物對(duì)環(huán)境尤其是對(duì)大氣和水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià): 利用植物對(duì)大氣污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)許多植物對(duì)于工業(yè)排出的有毒物質(zhì)十分敏感，當(dāng)大氣受到有毒物質(zhì)污染時(shí)，它們就產(chǎn)生了癥狀而輸

13、出某種信息。new.生物監(jiān)測(cè)， 利用生物對(duì)環(huán)境中污染物new. 利用水生物監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)水體污染 污水生物體系法 各種生物對(duì)污染的忍耐力不同，在污染程度不一的水體中，就會(huì)出現(xiàn)不同的生物種群而夠成不同的生物體系。 因此，根據(jù)各個(gè)水體中生物體系的組成，可以判斷水體的污染程度。 . 利用水生物監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)水體污染.不同污水中生物體系和指示生物.不同污水中生物體系和指示生物. 指示種法 即利用某種生物在水中數(shù)量的多少和生理反應(yīng)等生物學(xué)特性，來判斷該水域受到污染的程度。 顫蚓數(shù)量（個(gè)/（米2水面） 水域受污染的程度 5000 重污染. 指示種法 顫蚓數(shù)量（個(gè)/（米2水面） 水域受污染根據(jù)水體生物的生理指標(biāo)和毒

14、理指標(biāo)， 某些水生動(dòng)物的形態(tài)和習(xí)性的改變、 生物體內(nèi)有毒物質(zhì)的含量等等，對(duì)水體 污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。 .根據(jù)水體生物的生理指標(biāo)和毒理指標(biāo)，.3、 為環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的指定提供依據(jù)空氣標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)土壤標(biāo)準(zhǔn)每一部分標(biāo)準(zhǔn)又可分為環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)污染源排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)等環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)主要包括三大部分：.3、 為環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的指定提供依據(jù)空氣標(biāo)準(zhǔn) 每一部分標(biāo)準(zhǔn)又環(huán)境容量 ，指的是環(huán)境對(duì)污染物的最大允許量（或負(fù)荷），也就是保證人體健康和維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡的環(huán)境質(zhì)量所允許的污染物濃度。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定，又必須以環(huán)境容量為主要依據(jù)。污染物濃度與人體健康和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系環(huán)境容量環(huán)境標(biāo)準(zhǔn).環(huán)境容量 ，指的是環(huán)境對(duì)污染環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

15、的制定，又必須以環(huán)境容4、 人工生態(tài)系統(tǒng)及其在污染防治研究中的應(yīng)用這里的人工生態(tài)系統(tǒng)是試驗(yàn)用的一種手段。它是根據(jù)自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)的、在人工控制條件下的人為生態(tài)系統(tǒng)。又稱模擬生態(tài)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)、微型生態(tài)系統(tǒng)或微宇宙。特點(diǎn)把生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能加以簡(jiǎn)化。如只選擇某一食物鏈，或食物鏈上的某種或某幾種代表性環(huán)節(jié)，構(gòu)成試驗(yàn)性的生態(tài)系統(tǒng)，以便進(jìn)行科學(xué)研究。（規(guī)模小，時(shí)間短，突出）.4、 人工生態(tài)系統(tǒng)及其在污染防治研究中的應(yīng)用特點(diǎn)把生態(tài)系統(tǒng)復(fù)自然群落和人工群落封閉非平衡型和連續(xù)平衡型流水型和靜水型綜合型和分級(jí)合成型短期型和長(zhǎng)期型人式生態(tài)系統(tǒng)的分類.自然群落封閉非平衡型流水型綜合型短期型人式生態(tài)系統(tǒng)的分類.egNO。1 美國(guó) 伊利諾斯大學(xué)生物和昆蟲學(xué)系 及環(huán)境研究所于1968年，應(yīng)用一個(gè) 室內(nèi)模擬生態(tài)系統(tǒng)，研究100多種 農(nóng)藥，許多重金屬和其他化合物的 毒性以及轉(zhuǎn)移、降解和積累的情況。.egNO。1 美國(guó) 伊利諾斯