1、第七章 自然資源利用的生態(tài)影響,重點掌握 氣候變化對農(nóng)業(yè)資源的影響,主要內(nèi)容,采礦的生態(tài)影響,1,自然資源利用與氣候變化,2,可更新資源利用的生態(tài)影響,3,第一節(jié) 采礦的生態(tài)影響,1. 對地形的影響 地下開采：底層變形、裂縫甚至塌陷。 露天開采：是將礦體的上覆地層和表土剝離后直接采掘礦石。是從地表開始逐層向下進行的，每一水平分層稱為一個臺階。 2.對水文的影響 地表水： 干涸。 地下水：破壞地下水的自然狀態(tài)，形成地下水位下降漏斗區(qū)。,地球的“傷疤”：太空看露天礦坑,美國蒙大拿州布特市伯克利露天礦,秘魯托克帕拉銅礦,美國亞利桑那州新科尼利亞銅礦,第一節(jié) 采礦的生態(tài)影響,3. 對土壤的影響 土壤侵

2、蝕：磨損、剝蝕、溶解。 土壤污染：重金屬。 土壤酸化：硫化礦床。 2.對生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的影響 生物群落： 次生異發(fā)演替。 生態(tài)系統(tǒng)：水體富營養(yǎng)化，如“水花”、“紅潮”。,重金屬污染,土壤侵蝕情況,水體污染,水華,赤潮,第一節(jié) 采礦的生態(tài)影響,5. 對人體和社區(qū)的影響 人體：長期的噪聲會影響聽覺器官、個別系統(tǒng)特別是神經(jīng)、心血管和內(nèi)分泌系統(tǒng)；三廢；礦渣和粉塵。 社區(qū)：破壞名勝古跡，嚴重影響社區(qū)景觀； 以之為基本部門的城鎮(zhèn)的興起、繁榮與衰落。,案例分析,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,一、自然資源利用對氣候的影響 1.溫室氣體積聚與全球變暖,知識擴展：溫室效應(yīng)與溫室氣體,溫室效應(yīng)（greenho

3、use effect)：由于大氣對太陽短波輻射吸收很少，易于讓大量的太陽輻射透過而到達地面，同時大氣又能強烈吸收地面長波輻射，使地面輻射不易逸出大氣，大氣還以逆輻射返回地面一部分能量，從而減少地面的失熱，大氣對地面的這種保溫作用，稱為“大氣保溫效應(yīng)”，習(xí)慣上稱溫室效應(yīng)。,大氣中溫室氣體的增暖效應(yīng)首先是由法國科學(xué)家傅里葉在1927年發(fā)現(xiàn)的，他指出大氣中溫室氣體的增暖效應(yīng)與花房溫室玻璃的作用相似，這就是“溫室效應(yīng)”名稱的由來。,溫室氣體（greenhouse gas) ：是指大氣中那些對太陽光幾乎是透明的，但卻強烈吸收地表輻射的紅外熱輻射、對地表有遮擋作用的氣體。,知識擴展：溫室效應(yīng)與溫室氣體,主

4、要溫室氣體,(1)水汽(H2O) ： (2)二氧化碳(CO2) ： (3)甲烷(CH4) ： (4)氧化亞氮(N2O): (5)氟里昂類物質(zhì)(CFCs):,知識擴展：溫室效應(yīng)與溫室氣體,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,一、自然資源利用對氣候的影響 1.溫室氣體積聚與全球變暖,自然資源利用與氣候變化,一、自然資源利用對氣候的影響 1.溫室氣體積聚與全球變暖,年,383ppm,CO2濃度2004年已高達383ppmv。,一、自然資源利用對氣候的影響 1.溫室氣體積聚與全球變暖,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,中國氣象局,-,瓦里關(guān)全球大氣本底站,（,3617N,，,10054E,，,3816m a

5、sl,）,大氣,CO,2,濃度測量結(jié)果,（,One of the 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,月平均濃度,(ppm),氣瓶采樣（,5,米距地高度）,在線連續(xù)（,80,米距地高度）,中國氣象局-中國氣象科學(xué)研究院,美國 NOAA CMDL CCGG,提供數(shù)據(jù)（,Preliminary,）,自然資源利用與氣候變化,一、自然資源利用對氣候的影響

6、1.溫室氣體積聚與全球變暖,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,自然資源利用與氣候變化,一、自然資源利用對氣候的影響 2.土地利用變化對氣候的影響,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,自然資源利用與氣候變化,一、自然資源利用對氣候的影響 3.全球變暖的可能效應(yīng),Tibetan Plateau: Change in river flows / melting glaciers 青藏高原：河流流量的變化/冰川融化,Southern China: Increase in flood frequency and magnitude 中國南方：洪水發(fā)生頻率和幅度的提高,Northwest: Desertific

7、ation (higher evaporation) 西北:荒漠化（高蒸發(fā)）,North and northeast: Increased water scarcity 華北和東北：水資源短缺的上升,Coastal regions: Typhoons, storm surge and long-term inundation 沿海地區(qū)：臺風(fēng)，風(fēng)暴潮河長期性水災(zāi),3.全球變暖的可能效應(yīng),溫度帶北移，利于作物生長,增溫使熱帶干旱區(qū)土壤變干，作物產(chǎn)量下降,有利,對農(nóng)業(yè)的影響,高緯度區(qū),天然橡膠、咖啡不會遭受凍害,熱帶北緣,作物生長季節(jié)延長，產(chǎn)量增加,受益,高緯度區(qū)耕地有限，增加的產(chǎn)量不足以補償中緯度

8、的減產(chǎn),不利,增溫使中緯谷物帶生產(chǎn)潛力降低，農(nóng)業(yè)病蟲害加重,受損,世界糧食總產(chǎn)量下降,3.全球變暖的可能效應(yīng),節(jié)水節(jié)能、 耐高溫耐干旱的培育技術(shù)獲得廣闊市場,對工業(yè)的影響,排放溫室氣體的工業(yè)活動 承受越來越多的政策性壓力和稅收負擔,減少高緯度地區(qū)供暖的能源消耗,增加低緯度地區(qū)和夏季制冷的能源消耗,全球變暖,大于,溫室氣體排放,3.全球變暖的可能效應(yīng),對人類健康的影響,夏天氣溫持續(xù)升高會使人的死亡數(shù)量相對增加。 會增加疾病的發(fā)病率，還使疾病的傳播范圍擴大。,3.全球變暖的可能效應(yīng),對海平面和海岸帶的可能影響,上升18厘米,2030年,上升20厘米,上升65-100厘米,2100年,過去100年,

9、沿 海 地 區(qū),太平洋島國圖瓦盧將被迫舉國遷移,圖瓦盧是世界上海拔最低的國家之一。面積為26平方千米的彈丸之國，由9個環(huán)形珊瑚島群組成，最高點海拔到5米，首都富納富提島僅為3米左右，低凹地區(qū)的房屋差不多已跟海面持平，漲潮時隨時會淹到居民家門口。海平面增高80多厘米，太平洋島國圖瓦盧的“滅頂之災(zāi)” 事實上己經(jīng)開始進入“倒計時” 。,2003年，圖瓦盧領(lǐng)導(dǎo)人聲明說，他們對抗海平面上升的努力已告失敗，將要放棄自己的家園，舉國移民新西蘭。圖瓦盧將由此成為全球第一個因海平面上升而進行全民遷移的國家。,圖瓦盧的美麗海岸線？,全球50-70的人口分布在海岸帶，60的中國人口集中在距海岸線60 km的范圍內(nèi)。

10、 目前，全球受風(fēng)暴潮影響的人口有4600萬。 海平面上升50 cm將使受災(zāi)(淹沒和風(fēng)暴潮)人口增加到9200萬(沒有考慮人口增長的因素)。,世界人口密度分布圖,氣候變化對海岸帶和島嶼的影響,3.全球變暖的可能效應(yīng),對生態(tài)系統(tǒng)的可能影響,如果全球平均增溫幅度超過23，在目前所評估到的物種中，約20%30%可能會滅絕,升溫11.5，缺水人口增加4-11億 升溫34，缺水人口增加11-32億,全球升溫1.5-2C，糧食減產(chǎn)的風(fēng)險增大； 如果全球平均溫度升高大約3C，全球糧食生產(chǎn)的潛力可能隨之增大，但是如果升溫超過3C，潛力則會隨之變小(IPCC WGII TS),2以下的升溫都很可能對健康造成不利影

11、響,未來氣候變化對不同部門的影響,甚至2以下的升溫都會導(dǎo)致極端事件強度、頻度和位置發(fā)生改變 全球升溫23以上的話，冬季降水強烈增加而積雪減少，許多地區(qū)洪水多發(fā),全球和中國地表平均溫度(相對于19611990年均值)變化,（全球資料取自HadCRUTv3，中國資料由王紹武（1998）改繪）,近140年中國和全球平均氣溫的比較,Globe,China,Temperature change since 1951 （相對于1961-1990年30年氣候平均，公元19512006年）,從1986/1987年冬季開始，中國已連續(xù)經(jīng)歷了21個“暖冬”,（中國氣象局國家氣候中心提供）,近50年中國平均氣溫的變

12、化,1951-2000年極端強降水日數(shù)變化。實心圈是增加，空心圈是減少，圈的大小表示變化的大小。,極端強降水日數(shù)變化圖,（國家氣候變化評估報告，2006）,1870-2006全球年平均海平面高度長期變化。 單位：mm（毫米）,近30年以來， 平均上升速率為 2.6毫米 /年 ，高于全球平均水平（1.0-2.5毫米 /年 )。,中國沿海主要監(jiān)測站海平面變化,四極的冰川變化證明全球在變暖,北極冰川范圍縮小。 南極邊緣冰斷裂逃離。 乞力馬扎羅山冰川面積88年縮小了一半。 喜馬拉雅山冰舌底部40年高了海拔1000米。,1,3,2,4,擴充,全球變暖的事實例證,全球變暖導(dǎo)致非洲最高山峰冰雪融化,乞力馬扎

13、羅山是非洲最高的山峰，然而它的峰頂萬年來一直為皚皚白雪所覆蓋。日前一個名為“氣候集團”的環(huán)境組織提供的照片顯示，乞力馬扎羅山峰頂?shù)谋优c積雪正在融化，從而露出了它的真實面目基巖。專家把這一現(xiàn)象歸咎于全球氣候變暖。 “氣候集團” 在英國倫敦舉辦 “東西南北”的展覽，上述照片就是在這次展覽上與觀眾見面的。 “氣候集團”組織的CEO史蒂夫霍華德表示：“氣候變化是現(xiàn)實存在的，不過解決方案也有。”他指出，很多的實例都已經(jīng)證實了這些方案是可操作的。,乞力馬扎羅山是非洲最高的山脈,乞力馬扎羅在東非斯瓦西里語中的意思是“乞力馬扎羅”意即“閃亮的山” ，是非洲最高的山。位于東非高原，坦桑尼亞的東北部，是一直徑約

14、80公里的孤立死火山。最高峰基博峰為一火山錐，海拔5895米，為非洲第一高峰。峰頂終年積雪，形成赤道雪山奇觀。,赤道,東非高原,死火山,5895米,全球變暖導(dǎo)致非洲最高山峰冰雪融化,1912年，這里冰川的面積為26平方公里，2000年，冰川面積已縮小為12平方公里。科學(xué)雜志上的研究報告說，乞力馬扎羅山上的冰川到2020年將全部融化。,拉森B,南極半島,羅斯陸緣冰,冰山“逃離”南極,大約220米厚,冰山“逃離”南極,陸緣冰一般指位于南極大陸邊緣、與大陸相連的浮動冰層，通常由冰河流入海洋過程形成。 近年來，越來越多的冰山正在“逃離”南極。 2002年南極半島的“拉森B”陸緣冰出現(xiàn)了大面積坍塌，是近

15、30年來中規(guī)模最大的一次。經(jīng)過35天的時間，“拉森B”損失的面積達到3520平方公里，損失的重量達到7200億噸。在過去5年中，“拉森B”總共損失了5700平方公里，如今剩下的不到其穩(wěn)定期最小面積的40。 到了5月，又接連發(fā)生了兩次巨型冰山“逃離”事件：美國國家冰雪數(shù)據(jù)中心再次借助衛(wèi)星圖像觀測到羅斯陸緣冰兩次坍塌。5月9日，一座長、寬分別為76公里和7公里的命名為C18號冰山，已經(jīng)從羅斯陸緣冰分離。5月15日，又一座長達190公里，寬約31公里，大小相當于盧森堡國土面積的兩倍的C19冰山再次從羅斯陸緣冰分離。,珠峰冰川退縮有多嚴重？,珠穆朗瑪北側(cè)山體前出現(xiàn)越來越大的戈壁灘（攝于2003年5月2

16、4日）,近年來，珠峰地區(qū)的東絨布冰川和中絨布冰川消融加劇，明顯退縮。60年代冰川尾部在海拔5400多米。80年代，珠峰地區(qū)對外開放，登山、探險、旅游的人數(shù)迅速增加，當?shù)厝罕娨寻殃笈Ｍǖ佬薜胶０?500米處。,珠峰冰川退縮的原因,在海拔6500米登山營地，正形成“人進冰退”的局面。,冰川消退流下的冰塔,自然資源利用與氣候變化,二、氣候變化對農(nóng)業(yè)自然資源利用的影響,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,二、氣候變化對農(nóng)業(yè)自然資源利用的影響,氣候變化使柬埔寨面臨饑荒問題,聯(lián)合國世界糧食計劃署柬埔寨地區(qū)執(zhí)行長表示，柬埔寨不僅已成為東南亞最容易發(fā)生災(zāi)害的國家，而且由于全球氣候變暖的緣故，目前正面臨干旱與水患的

17、循環(huán)周期。由于柬埔寨境內(nèi)農(nóng)作物已被摧毀殆盡，到年底時，約有67萬人需要千噸的糧食救濟。,一位柬埔寨農(nóng)民正在給莊稼澆水。,低緯度國家的農(nóng)業(yè),高緯度國家的農(nóng)業(yè),農(nóng)作物減產(chǎn),農(nóng)作物增產(chǎn),溫度升高,蒸發(fā)加劇,干旱加重,積溫增加,生長期延長,溫度升高,二、氣候變化對農(nóng)業(yè)自然資源利用的影響,三、氣候變化對人類的影響,氣候變化影響人類健康的方式(IPCC,1996),自然資源利用與氣候變化,第二節(jié) 自然資源利用與氣候變化,一、土地利用變化的生態(tài)效應(yīng) 二、水利工程的生態(tài)影響 三、生物資源利用的生態(tài)影響,第三節(jié) 可更新資源利用的生態(tài)影響,一、土地利用變化的生態(tài)效應(yīng),食物生產(chǎn)和工業(yè)化用地擠占生態(tài)用地 邊際土地開發(fā)

18、和不合理利用加速土地退化 水土流失 土地荒漠化 土壤次生鹽漬化,土地沙化,水土流失,土地鹽堿化,凍融荒漠,水土流失,水土流失,水土流失,水土流失,土地荒漠化,干旱沙區(qū)：內(nèi)蒙狼山寧夏賀蘭山甘肅烏鞘嶺以西 半干旱沙區(qū)：內(nèi)蒙中西部、河北北部、陜北及寧夏東南部。 半濕潤沙區(qū)：東北地區(qū)。,“土地沙漠化”是指在干旱多風(fēng)的沙質(zhì)地表環(huán)境中，由于過度地人為活動破壞了脆弱的生態(tài)平衡，使原非沙漠的地區(qū)出現(xiàn)了以風(fēng)沙活動為主要特征的類似沙漠景觀，造成了土地生產(chǎn)力下降的環(huán)境退化過程。沙漠化是當前世界上一個重要的生態(tài)環(huán)境問題，也是一個突出的地質(zhì)問題。 嚴重的是“全球沙漠化仍在曼延”。,土地荒漠化,沙漠化：是指在干旱多風(fēng)的沙

19、質(zhì)地表環(huán)境中，由于過度地人為活動破壞了脆弱的生態(tài)平衡，使原非沙漠的地區(qū)出現(xiàn)了以風(fēng)沙活動為主要特征的類似沙漠景觀，造成了土地退化過程。 荒漠化：是指包括氣候變異和人類活動在內(nèi)的種種因素造成的干旱、半干旱和濕潤、半濕潤地區(qū)的土地退化，不僅包括沙漠化，還包括土壤鹽堿化、水土流失、凍融荒漠等。,土地荒漠化,土地荒漠化,蘑菇石,塵爆（KENYA）,新月型沙丘（敦煌）,土壤鹽漬化與次生鹽漬化,土壤鹽漬化主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)，它是指易溶性鹽分在土壤表層積累的現(xiàn)象或過程。,類型 （1）現(xiàn)代鹽漬化 （2）殘余鹽漬化 （3）潛在鹽漬化,我國鹽漬土總面積約 1 億公頃，其中 現(xiàn)代鹽漬化土壤 0.37

20、億公頃，殘余鹽漬化土壤 0.45 億公頃，潛在鹽漬化土壤 0.17 億公頃。,土壤鹽漬化與次生鹽漬化,濱 海 鹽 土 景 觀,1、濱海濕潤半濕潤海水浸漬鹽漬區(qū) 2、東北半濕潤半干旱草原草甸鹽漬區(qū) 3、黃淮海半濕潤半干旱耕作草甸鹽漬區(qū) 4、蒙古高原干旱半漠境草原鹽漬區(qū) 5、黃河中上游半干旱半漠境鹽漬區(qū) 6、甘、蒙、新干旱漠境鹽漬區(qū) 7、青、新極端干旱漠境鹽漬區(qū) 8、西藏高寒漠境鹽漬區(qū),土壤次生鹽漬化是土壤潛在鹽漬化的表象化。,土壤鹽漬化與次生鹽漬化,思考： 1.人口增長所造成的直接后果是什么？ 2.框圖中如何體現(xiàn)出惡性循環(huán)的？,二、水利工程的生態(tài)影響,影響地表水體、濕地與區(qū)域水平衡 影響地下水循

21、環(huán),三、生物資源利用的生態(tài)影響,森林破壞與生物多樣性減少 1.生境的破壞或片斷化； 2.生態(tài)系統(tǒng)功能遭受嚴重破壞或喪失； 3.基因多樣性的喪失：物種絕滅； 4.物種多樣性的喪失：物種絕滅； 5.景觀遭受嚴重破壞、消失。 生物入侵 水葫蘆、等,從空中拍攝亞馬孫森林,可以清晰看到一條高速公路穿越其中,路旁大量森林被砍伐。,全球森林覆蓋率,8000年前:477,2000年： 30,我國生物多樣性面臨的威脅,我國生物多樣性面臨的威脅,我國生物多樣性面臨的威脅,基因多樣性減少：許多物種野生類型數(shù)量嚴重減少，瀕臨滅絕。有些只剩圈養(yǎng)或種植類型，近親繁殖嚴重。,我國生物多樣性面臨的威脅,生態(tài)系統(tǒng)多樣性破壞：許

22、多河灣、湖泊濕地改造成農(nóng)田。森林貯量驟減、草原退化、沙漠化嚴重,我國生物多樣性面臨的威脅,物種滅絕加速：目前光鳥類就每三年有兩種滅絕，其它物種更難統(tǒng)計。而且有加速趨勢。,物種滅絕加速：目前光鳥類就每三年有兩種滅絕，其它物種更難統(tǒng)計。而且有加速趨勢。,基因多樣性減少：許多物種的野生類型數(shù)量嚴重減少，瀕臨滅絕。有些只剩圈養(yǎng)類型，近親繁殖嚴重。,生態(tài)系統(tǒng)多樣性破壞：許多河灣、湖泊濕地改造成農(nóng)田。森林貯量驟減、草原退化、沙漠化嚴重,生物種入侵,1、直接減少物種數(shù)量2、間接減少依賴于當?shù)匚锓N生存的物種的數(shù)量3、改變當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和景觀4、對火災(zāi)和蟲害的控制和抵抗能力降低5、土壤保持和營養(yǎng)改善能力降低6、水

23、分保持和水質(zhì)提高能力降低7、生物多樣性保護能力降低,假韭(Nothoscordum gracile),薇甘菊(Mikaniamicrantha),入侵種引起什么問題,生物多樣性及其功能的喪失： 生態(tài)系統(tǒng)效益、生物資源、社會效益、40% 的世界經(jīng)濟和大約80%貧困人口的需求來自生物多樣性。 當?shù)匚锓N和生態(tài)景觀特有性的喪失： 生態(tài)旅游收入、當?shù)赝撂厣锂a(chǎn)品、社會效益 全球化越盛行，當?shù)靥赜行詢r值越高 周圍農(nóng)業(yè)和林業(yè)收入的減少： 害蟲控制花費、雜草控制花費，土壤肥力降低，水資源調(diào)節(jié)能力下降可持續(xù)農(nóng)業(yè)和林業(yè)依賴于其周圍或更遠地區(qū)良好的生態(tài)系統(tǒng)作為害蟲和火災(zāi)的屏障，并保護土壤、營養(yǎng)和水資源,入侵種使我們

24、造成什么損失？,棕樹蛇,棕樹蛇原分布于從印度尼西亞東部到所羅門群島的島嶼和澳大利亞的北部。樹蛇沒有鋒利的牙齒和爪子，沒有致命的毒素看起來，幾乎完全是無害的，唯一的特點是爬樹水平比較好。就是這唯一的特點足以使它成為恐怖的制造者。,沒有人引種棕樹蛇，它們和人類的行李一同旅行。第二次世界大戰(zhàn)以后，棕樹蛇首先和曾經(jīng)駐扎在新幾內(nèi)亞的歸國美軍一起在關(guān)島登陸。在隨后的三十多年里，棕樹蛇迅速占領(lǐng)了關(guān)島。最初，人們并不注意這種不起眼的生物，但是當人們發(fā)現(xiàn)當?shù)伉B類銳減時，為時已晚！ 結(jié)果由于棕樹蛇的引入：當?shù)?/4的森林鳥類種類滅絕，半數(shù)的蜥蜴，相當數(shù)量的蝙蝠被食,棕樹蛇保持著當?shù)匚锓N第一殺手的顯赫地位。當?shù)鼐用褚诧柺芷淇啵P(guān)島的停電十有八九是由它們在電線上爬行導(dǎo)致的線路短路造成的,入侵者棕樹蛇,“植物殺手”薇甘菊,薇甘菊又名小花假澤蘭 。如果聽任它生長，幾年間就能讓整座山的植被全萎縮甚至死去，所以它有“植物殺手”的“美譽”。20多年前，它作為護灘植物引入我國。近幾年來，在珠三角一帶大肆蔓延。目前，僅深圳市受薇甘菊危害的林地面積已達4萬多畝，其中4000多畝受害森林已奄奄一息。,兇殘的松樹殺手,1982年，南京中山陵附近的松樹林生了 一種“怪病”，生病的松樹莫名其妙地一棵接著一棵倒下了。經(jīng)徹查，發(fā)現(xiàn)這些松樹是感染了一種名叫松材線蟲的入侵生物。此后，警報一個接著一個，到2001年，江蘇、安徽、廣