1、第20章 人類(lèi)對(duì)環(huán)境的影響,主要內(nèi)容 人類(lèi)對(duì)生物群落的影響 人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響 生物多樣性危機(jī) 保護(hù)生物學(xué),水族箱威脅,奇異的月鱧 2002年5月在馬里蘭池塘里，一漁民捕獲和釋放了一條奇異的魚(yú)，長(zhǎng)45.7cm，蛇形扁頭，銳利的大牙，身體圓筒形，頭和軀干有鱗片，尾鰭圓形，在潮濕陸地可生活幾天，貪婪地吃青蛙、昆蟲(chóng)，甲殼動(dòng)物、小魚(yú)等，又沒(méi)有捕食者控制月鱧的數(shù)量。 政府發(fā)現(xiàn)池塘中有幾百條月鱧的幼魚(yú)，幾個(gè)月后成功消滅了月鱧 蕨藻 2000年發(fā)現(xiàn)一種加勒比原產(chǎn)地蕨藻出現(xiàn)在加利福尼亞咸水湖中，蕨藻是家庭水族箱中繁殖的植物，倒入天然水中的緣故，蕨藻生活力極強(qiáng)，抗病抵御動(dòng)物捕食，取代了當(dāng)?shù)氐脑孱?lèi)。 總之，人類(lèi)

2、對(duì)環(huán)境有巨大的影響（把群落、生態(tài)系統(tǒng)推向危險(xiǎn)境地），其次人類(lèi)一直在迷戀自然的魅力（普遍的家庭水族箱）。,一、人類(lèi)對(duì)生物群落的影響,1.人類(lèi)對(duì)群落的干擾 大多數(shù)人類(lèi)對(duì)生物群落的干擾是破壞性地減少物種多樣性。 砍伐森林 開(kāi)墾農(nóng)田或廢棄農(nóng)田 過(guò)度放牧 種植單一作物品種,2.引入物種（introduced species）,指人類(lèi)從該物種原產(chǎn)地帶到新地理區(qū)的物種。成為當(dāng)?shù)馗?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)物種，造成群落破壞 有意引入 19世紀(jì)澳大利亞為娛樂(lè)引進(jìn)12對(duì)兔子，到20世紀(jì)兔子泛濫成災(zāi)（P366） 20世紀(jì)30年代，美國(guó)鼓勵(lì)引入日本的葛藤到美國(guó)南部，還舉行葛藤節(jié)，造成了泛濫，幾十年前消滅了它 1890年紐約中央公園引入

3、120只歐椋鳥(niǎo)，不到100年增長(zhǎng)到1億只,無(wú)意偶然引入 一次大戰(zhàn)（1918后）后隨船運(yùn)木材從歐洲進(jìn)入美國(guó)的真菌引起榆樹(shù)枯萎病 乘船和飛機(jī)加快物種的移地，20世紀(jì)早期火蟻從南美進(jìn)入美國(guó)東南部，在德克薩斯州排掉了當(dāng)?shù)?/3的螞蟻。 20世紀(jì)80年代，軟體動(dòng)物斑馬貽貝原產(chǎn)地里海，通過(guò)貨船（排放壓倉(cāng)水）進(jìn)入了圣勞倫斯海道，并在1993年出現(xiàn)在密西西比河，大量消耗浮游植物，排除了當(dāng)?shù)匚锓N，危害輪船、電廠、水壩和污水處理設(shè)施。,美國(guó)至少有5萬(wàn)種引入物種 由此造成的損失和防治費(fèi)用達(dá)1300億美元 危害： 造成棲息地破壞 物種滅絕 地球物種多樣性下降,接近2/3的海洋漁業(yè)資源已經(jīng)過(guò)捕或耗盡。 近2 000年來(lái)

4、，已經(jīng)滅絕了全球約有1/4的鳥(niǎo)類(lèi)物種。 人類(lèi)利用的地表淡水，已經(jīng)超過(guò)可用總量的1/2。 工業(yè)革命以來(lái)大氣的CO2濃度提高了30%。 人類(lèi)活動(dòng)所改變的陸地面積達(dá)1/31/2。,二、人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響,1.人類(lèi)對(duì)生物圈的巨大沖擊 大量排放CO2導(dǎo)致全球變暖 生物種群數(shù)量下降 廢物排放污染環(huán)境，造成生物多樣性減少 破環(huán)了生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，影響能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán) 向生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)添加完全新的物質(zhì) 微生物的活動(dòng)轉(zhuǎn)化出毒性更大的產(chǎn)物,生物放大(biological magnification),食物網(wǎng)中的有毒物質(zhì)沿著營(yíng)養(yǎng)級(jí)逐步濃縮 頂位肉食動(dòng)物是環(huán)境中的毒物的最大受害者 DDT在食物鏈中的生物放大 用含D

5、DT的植物做飼料喂雞或牛，在雞蛋或牛奶中含DDT，食物污染,2.對(duì)化學(xué)循環(huán)的影響,人類(lèi)活動(dòng)干擾著生物地球化學(xué)循環(huán) - 營(yíng)養(yǎng)物從一個(gè)地方搬運(yùn)到另一個(gè)地方， 造成一地耗盡，另一地過(guò)剩 - 農(nóng)田土壤中的營(yíng)養(yǎng)物 人或家畜排泄物 河流、湖泊 遠(yuǎn)處的土壤,森林砍伐與化學(xué)循環(huán)實(shí)例,1936年，美國(guó)1科學(xué)家小組，研究了在自然條件和樹(shù)木遭砍伐后森林生態(tài)系統(tǒng)的化學(xué)循環(huán) 測(cè)定哈伯德小溪流入和流出的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 生態(tài)系統(tǒng)中的水60%由流溪中流走，40%植物蒸騰和土壤蒸發(fā) 1966年，砍伐15.6hm2樹(shù)木，施3年除草劑防植物生長(zhǎng) 無(wú)植物吸收水分 溪流水量增加30%（水丟失），水中硝酸鹽增加60倍（無(wú)法飲用，營(yíng)養(yǎng)物流失）,

6、對(duì)碳循環(huán)的影響,發(fā)化石燃料及木材燃燒增 加大氣的CO2 全球變暖,對(duì)氮循環(huán)的影響,污水處理后的無(wú)機(jī)氮化合物 河流或土壤 - 過(guò)量施用化肥 河流或土壤（細(xì)菌轉(zhuǎn)化） 影響： - 水中藻類(lèi)過(guò)量增長(zhǎng) - 人飲水中硝酸鹽在體內(nèi)被轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┪飦喯?酸鹽,對(duì)磷循環(huán)的影響,污水中的磷酸鹽 河流 化肥、農(nóng)藥 河流 影響： 藻類(lèi)大量生長(zhǎng) 魚(yú)等需氧生物窒息死亡,對(duì)水循環(huán)的影響,大氣水來(lái)源熱帶雨林茂密植物的蒸騰 砍伐森林將導(dǎo)致干旱 地下水抽取灌溉農(nóng)田 加速土壤水蒸發(fā)，地下水將枯竭,3.人類(lèi)對(duì)大氣和氣候的影響,1）CO2排放 大氣中CO2的體積分?jǐn)?shù)變化 年份 體積分?jǐn)?shù) 1850 2.74104 1958 3.16104

7、 2006 3.60104 影響：增強(qiáng)溫室效應(yīng)（由CO2引起的全球氣候變暖） 預(yù)計(jì)到21世紀(jì)末大氣CO2濃度加倍，地球平均溫度升高2 ,溫室效應(yīng),太陽(yáng)輻射 大氣層 CO2截獲和吸收能量 全球氣溫 海平面 倒灌、鹽漬、淹沒(méi) （氣溫升高1.54.5時(shí)，海平面上升20165厘米） 減少化石燃料使用（節(jié)能）和發(fā)展可替代能源（風(fēng)，大陽(yáng)，地?zé)岬龋?2）大氣臭氧的耗盡,臭氧層（ozone layer） 地球表面1725 km的臭氧分子（O3）防紫外線輻射 主要破壞原因 氯氟烴（CFCs）+ O3 O 2 臭氧空洞 破環(huán)的結(jié)果 - 皮膚癌、白內(nèi)障 - 浮游植物水生生態(tài)系統(tǒng)傷害 - 城市煙霧增多,三、生物多樣性

8、危機(jī),1.生物多樣性的3個(gè)層次 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 群落中物種多樣性 物種個(gè)體遺傳多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性,各種動(dòng)植物都在一定的環(huán)境中生存，雨林、荒漠或珊瑚礁都是一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的群落，加上環(huán)境就構(gòu)成不同的生態(tài)系統(tǒng) 每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都有能量流動(dòng)和化學(xué)循環(huán)，通過(guò)食物網(wǎng)完成這兩個(gè)過(guò)程 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、平衡及調(diào)節(jié)機(jī)制千差萬(wàn)別,物種的多樣性,已知物種 170萬(wàn)種 動(dòng)物 120萬(wàn)種（昆蟲(chóng)70萬(wàn)） 植物 26萬(wàn)種 其他物種 總物種 5003000萬(wàn),遺傳多樣性,DNA分子上的堿基及其排列決定基因結(jié)構(gòu)及其生物多樣性 任何一個(gè)物種的滅絕，都會(huì)使其獨(dú)特的基因消失,生物滅絕,物種滅絕的速度非常驚人 - 全世界已知的9 0

9、40種鳥(niǎo)類(lèi)中約11%處于瀕危狀態(tài) - 全世界淡水魚(yú)類(lèi)約有20%面臨危機(jī)或走向滅絕 - 在美國(guó)已知2萬(wàn)種植物中有600多種瀕臨滅絕 - 全世界有970種樹(shù)木屬于瀕危物種，其中至少有5 種存活個(gè)體已下降到不足10株,2.生物多樣性危機(jī)的3個(gè)主要原因,棲息地破壞 砍伐森林，開(kāi)礦辦廠，擴(kuò)大耕地，發(fā)展城市等 物種引入 人類(lèi)引入外來(lái)物種 20世紀(jì)60年代東非維多利亞湖引入尖吻鱸消失了200種本地魚(yú) 過(guò)度開(kāi)發(fā) 過(guò)度捕撈 20世紀(jì)80年代開(kāi)始，金槍魚(yú)的捕撈增加，10年內(nèi)金槍魚(yú)數(shù)量下降80%,3.生物多樣性為什么很重要,人類(lèi)的衣、食、住、氧氣的供應(yīng)和土壤的肥力都依賴于很多其他的物種 防病治病需要?jiǎng)印⒅参锏乃幱米?/p>

10、用，全球1/4藥品原料來(lái)自熱帶雨林 人類(lèi)在生態(tài)系統(tǒng)中的進(jìn)化同樣依賴于生物和非生物因素,四、保護(hù)生物學(xué)（conservation biology）,尋求制止生物多樣性下降辦法的一門(mén)科學(xué) 生物多樣性“熱點(diǎn)” 在種群和物種層次上的保護(hù) 在生態(tài)系統(tǒng)層次上的保護(hù) 可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),生物多樣性“熱點(diǎn)”,生物多樣性“熱點(diǎn)”指在一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域內(nèi)有特別多的物種存在（且特有） 熱帶森林和干灌叢總起來(lái)不到全球陸地面積的1.5%，但在這里生長(zhǎng)或定居全球1/3的植物和無(wú)脊椎動(dòng)物 棲息地的喪失將導(dǎo)致熱點(diǎn)中一半以上的物種滅絕,在種群和物種層次上的保護(hù),瀕危物種（endangered species） 指在其分布區(qū)的全部或重要區(qū)域內(nèi)面臨滅絕危險(xiǎn)的物種。 受脅物種（threatened spcies） 在其分布區(qū)的全部或重要區(qū)域內(nèi)在不久的將來(lái)有可能成為瀕危的物種。 棲息地破碎與種群再分 亞種群是一些基因流相互隔離的小種群,源棲息地 亞種群生殖成功率超過(guò)死亡率的棲息地 匯棲息地 亞種群死亡率超過(guò)生殖成功率的棲息地 優(yōu)質(zhì)棲息地 如適合生殖鳥(niǎo)生存的森林 但資源開(kāi)采工業(yè)與棲息地