高中生物：5.2《创造人与自然的和谐》江苏学案（苏教版必修3）

用心 爱心 专心 第第 2 2 节节 创造人与自然的和谐创造人与自然的和谐 一 学习目标一 学习目标 1 举例说明某种污染产生的生物效应 2 概述生物多样性的价值 3 概述保护生物多样性的意义和措施 4 认同可持续发展理论 二 教材分析二 教材分析 1 1 重点难点与疑点 重点难点与疑点 1 1 教学重点 教学重点 1 环境污染的生物效应 2 生物多样性的价值 3 保护生物多样性的意义和措施 4 可持续发展理论 2 2 教学难点 教学难点 1 环境污染的生物效应 2 生物多样性的价值 3 保护生物多样性的意义和措施 4 可持续发展理论 3 3 教学疑点是生物多样性的价值 教学疑点是生物多样性的价值 1 环境污染的生物效应 理解 2 生物多样性的价值 意义和保护措施 应用 3 可持续发展理论 理解 2 教材解读 课 文解 读 一 环境污染 的生物效应 P89 第 1 段 环境生物效应 各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果 中生代恐龙的突然 灭绝 就是当时气候变化引起的生物效应 现代大型水利工程的建设 切断了鱼 虾 蟹的回游途径 使这些水生生物的繁殖受到影响 工业 废水大量排入江河 湖泊和海洋 改变了水体的物理 化学和生物条件 致使鱼类受害 数量减少 甚至灭绝 森林的砍伐 一方面引起水土流失 降低土地的肥力 产生干旱 风沙等灾害使农业减产 另一方面使鸟类 的栖息场所缩减 鸟类减少 虫害增多 致畸 致癌物质的污染引起畸形 者和癌症患者增多 这些都是人们熟知的环境生物效应的例证 生物效应按引起的后果有时间和程度上的差异 分为急性的环境生 物效应和慢性的环境生物效应 前者如某种细菌传播引起疾病的流行 后者如日本汞污染引起的水俣病和镉污染引起的痛痛病都是经过几十年 才出现的 环境生物效应关系到人和生物的生存和发展 因此 人们高 度重视对这种效应的机理及其反应过程的研究 如进行各种污染物的毒 性 毒理 吸收 分布和积累的研究 各种污染物的拮抗作用和协同作 用心 爱心 专心 用的研究 生物解毒酶的种类 数量以及对各种污染物的解毒作用的研 究等 P89 积极思维 P90 第 1 段 生物富集又叫生物浓缩 散布在自然环境中的难以分解的物质 进 入生物体 然后通过食物链逐级传递 累积 浓缩的现象 20 世纪初起 到 60 年代 电力 化学 石油和汽车 船舶 飞机制造等工业大大发展 同时出现了大量的人工合成化学物质 如塑料 化纤 化肥 农药 洗 涤剂等 这些工业排放物和人工合成化学物质 有许多是有毒的 它们 通过水系 空气 土壤等各条途径污染生物和人类的生活环境 虽然环 境中所含的污染物大多数是微量的 常以百万分之几 甚至十亿分之几 来计算 不易测出 但是生物体有很强的吸收和富集能力 这些有毒物 质通过食物链能成千上万倍地浓缩 人们长期摄食被有毒物质污染的水 鱼类 农作物以及其他动 植物 会引起中毒 造成各种慢性疾病 这 种疾病要较长时间才能显示出症状 往往被人们忽视 但这种潜在的危 害更威胁人类的生命 在所有进入生物地球化学物质的循环中 DDT 的散布范围最广 第 二次世界大战后 各国大量施用它防治害虫 在人奶里都检查出 DDT 含 量 甚至在遥远的南极 动物体内也有发现 这说明 DDT 已进入全球性 的生物地化循环 DDT 是一种不易分解并能长期残留的农药 脂溶性很 强 而水溶性很小 一旦进入机体 只有极少量能缓慢地分解 其余都 在脂肪组织中积存和浓缩 DDT 污染环境后可通过食物链从上个营养级 传递到下个营养级 浓度不断增加 以至含量可增到中毒水平 据统计 如果散在大气里 DDT 的浓度是 0 000003ppm 降落海水后被浮游生物吞 食 它们体内富集的浓度增到 0 04 ppm 是大气浓度的 1 3 万倍 当小 鱼吞食浮游生物后 在鱼体里的浓度增到 0 5ppm 是大气的 17 万倍 大鱼吃小鱼又增到 2 0ppm 是大气 67 万倍 水鸟食大鱼 浓缩到 25ppm 是大气 830 万倍 最后到达人体浓度可高到 1000 万倍 下图 来源 Z xx k Com 来源 Z xx k Com 汞也是有毒物质 含汞工业废水进入河流 被硅藻等浮游植物吸收 随食物链 生物富集到鱼体 浓度提高 1 万 10 万倍 同时在逐级迁移 浓缩过程中 无机汞转变成毒性更强的有机汞 著名世界公害事件之一 的日本水俣病 就是汞中毒引起的 镉 砷 有机氯农药等物质 都能 通过生物富集 危害人类 下图 用心 爱心 专心 二 保护生物 多样性 P90 第 3 段 生物多样性是指地球上所有生物 动物 植物 微生物等 它们所 包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化 程度 生物多样性的主要组成通常包括遗传多样性 物种多样性和生态系 统多样性三个组成部分 1 遗传多样性 遗传多样性是生物多样性的重要组成部分 广义的遗传多样性是指 地球上生物所携带的各种遗传信息的总和 这些遗传信息储存在生物个 体的基因之中 因此 遗传多样性也就是生物的遗传基因的多样性 任 何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因 因此 可被看作 是一个基因库 一个物种所包含的基因越丰富 它对环境的适应能力越 强 基因的多样性是生命进化和物种分化的基础 狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化 包括种内显著不 同的种群之间以及同一种群内的遗传变异 世界资源研究所 1992 此 外 遗传多样性可以表现在多个层次上 如分子 细胞 个体等 在自 然界中 对于绝大多数有性生殖的物种而言 种群内的个体之间往往没 有完全一致的基因型 而种群就是由这些具有不同遗传结构的多个个体 组成的 在生物的长期演化过程中 遗传物质的改变 或突变 是产生遗传 多样性的根本原因 遗传物质的突变主要有两种类型 即染色体数目和 结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化 前者称为染色体的畸变 后者称为基因突变 或点突变 此外 基因重组也可以导致生物产生遗 传变异 2 物种多样性 物种是生物分类的基本单位 对于什么是物种一直是分类学家和系 统进化学家所讨论的问题 迈尔 1953 认为 物种是能够 或可能 相互配育的 拥有自然种群的类群 这些类群与其他类群存在着生殖隔 离 我国学者陈世骧 1978 所下的定义为 物种是繁殖单元 由又连 续又间断的居群组成 物种是进化的单元 是生物系统线上的基本环节 是分类的基本单元 在分类学上 确定一个物种必须同时考虑形态的 用心 爱心 专心 地理的 遗传学的特征 也就是说 作为一个物种必须同时具备如下条 件 具有相对稳定的而一致的形态学特征 以便与其他物种相区别 以种群的形式生活在一定的空间内 占据着一定的地理分布区 并在 该区域内生存和繁衍后代 每个物种具有特定的遗传基因库 同种的 不同个体之间可以互相配对和繁殖后代 不同种的个体之间存在着生殖 隔离 不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代 物种多样性是指地球上动物 植物 微生物等生物种类的丰富程度 物种多样性包括两个方面 其一是指一定区域内的物种丰富程度 可称 为区域物种多样性 其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度 可称 为生态多样性或群落物种多样性 物种多样性是衡量一定地区生物资源 丰富程度的一个客观指标 在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时 最常用的指标是区 域物种多样性 区域物种多样性的测量有以下三个指标 物种总数 即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目 物种密度 指单位面积 内的特定类群的物种数目 特有种比例 指在一定区域内某个特定类 群特有种占该地区物种总数的比例 3 生态系统多样性 生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体 所有的物 种都是生态系统的组成部分 在生态系统之中 不仅各个物种之间相互 依赖 彼此制约 而且生物与其周围的各种环境因子也是相互作用的 从结构上看 生态系统主要由生产者 消费者 分解者所构成 生态系 统的功能是对地球上的各种化学元素进行循环和维持能量在各组分之间 的正常流动 生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成 功能的 多样性以及各种生态过程的多样性 包括生境的多样性 生物群落和生 态过程的多样化等多个方面 其中 生境的多样性是生态系统多样性形 成的基础 生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性 近年来 有些学者还提出了景观多样性 作为生物多样性的第四个 层次 景观是一种大尺度的空间 是由一些相互作用的景观要素组成的 具有高度空间异质性的区域 景观要素是组成景观的基本单元 相当于 一个生态系统 景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成 的景观在空间结构 功能机制和时间动态方面的多样化程度 遗传传多 样性是物种多样性和生态系统多样性的基础 或者说遗传多样性是生物 多样性的内在形式 物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单元 因此 生态系统多样性离不开物种的多样性 也离不开不同物种所具有 的遗传多样性 P90 第 4 段生物资源也就是生物多样性 有的生物已被人们作为资源所利用 另有更多生物 人们尚未知其利用价值是一种潜在的生物资源 生物多 样性的价值往往不被人们所重视 一般人们利用生物资源时 没有经过 市场流通而直接被消费 只是取而用之而已 生物多样性具有很高的开 发利用价值 在世界各国的经济活动中 生物多样性的开发与利用均占 有十分重要的地位 生物多样性的价值主要体现在以下几个方面 1 直接价值 也叫使用价值或商品价值 是人们直接收获和使用 生物资源所形成的价值 包括消费使用价值和生产使用价值两个方面 用心 爱心 专心 消费使用价值 指不经过市场流通而直接消费的一些自然产品的价 值 生物资源对于居住在出产这些生物资源地区的人们来说是十分重要 的 人们从自然界中获得薪柴 蔬菜 水果 肉类 毛皮 医药 建筑 材料等生活必需品 尤其在一些经济不发达地区 利用生物资源是人们 维持生计的主要方式 生产使用价值 指商业上收获时 用于市场上进行流通和销售的产 品的价值 生物资源的产品一经开发 往往会具有比其自身高出许多的 价值 常见的生物资源产品包括 木材 鱼类 动物的毛皮 麝香 鹿 茸 药用动植物 蜂蜜 橡胶 树脂 水果 染料等 2 间接价值 生物资源的间接价值是与生态系统功能有关 它并 不表现在国家的核算体制上 但它们的价值可能大大超过直接价值 而 且直接价值常常源于间接价值 因为收获的动植物物种必须有它们的生 存环境 它们是生态系统的组成成分 没有消费和生产使用价值的物种 可能在生态系统中起着重要作用 并供养那些有使用和消费价值的物种 生物多样性的间接价值包括非消费性使用价值 选择价值 存在价值和 科学价值四种价值 非消费性使用价值 保护生物资源可以为人类社会带来日益增长 的利益 这种效益因地域和物种的不同而各不相同 大致可归纳为以下 几个方面 光合作用固定太阳能 使光能经绿色植物进入食物链 从而给可 收获物种提供维持系统 生态系统的功能包括传粉 基因流动 异花授精的繁殖功能 维 持环境的效力和对经济物种获取有益遗传品质有影响的物种 保持进化 过程 在生态系统中使竞争者之间保持永恒的张力 污染物的吸收和分解 包括有机废物 农药以及空气和水污染物 的分解作用 娱乐和生态旅游 指人们采用不同的方式利用生物资源开展娱乐 活动 在不破坏自然环境的条件下进行旅游活动称为生态旅游 如野外 观鸟 赏花 森林浴等 这些活动的价值也叫休闲价值 在全世界 生 态旅游可获取 120 亿美元的收入 例如 在加拿大 每年大约 84 的人 口要参与到与野生动物有关的娱乐活动中去 如狩猎 参观动物园 保 护区旅游等 每年可为加拿大创造约 8 亿美元的收入 Fillon 等 1985 我国四川省九寨沟 社区共管 另外 生态旅游还有一定的生态 教育功能 保护土壤 受自然植被覆盖和凋落层保护的优质土壤可保持肥力 防止危险滑坡 保护海岸和河岸以及防止淤积作用对珊瑚礁 淡水和近 海渔业的破坏 调节气候 生态系统对大气候及局部气候均有调节作用包括对温 度降水和气流的影响 稳定水文 在集水区内发育良好的植被具有调节迳流的作用 植 物根系深入土壤使土壤对雨水更具有渗透性 有植被地段比裸地的径流 较为缓慢和均匀 一般在森林覆盖地区雨季可减弱洪水干季在河流中仍 有流水 例如马来西亚森林集水区内 每单位面积迳流在高峰期大约相 当于橡胶园油棕园内迳流量的 50 在迳流的低峰期约为种植园的 1 倍 用心 爱心 专心 选择价值 保护野生动植物资源 以尽可能多的基因 可以为农 作物或家禽 家畜的育种提供更多的可供选择的机会 例如 家猪与野 猪杂交 培育形成了瘦肉型猪的新品种 家鸡目前已有上百个不同的品 种 均来自于原鸡 紫杉和红豆杉中提取抗癌药物 现在自然界的许多 野生动植物 也许断时间内人类无法进行利用 其价值是潜在的 也许 我们的子孙后代能发现其价值 找到利用它们的途径 因此多保存一个 物种 就会为我们的后代多留下一份保贵的财富 存在价值 有些物种 尽管其本身的直接价值很有限 但它的存 在能为该地区人民带来某种荣誉感或心理上的满足 例如 我国的大熊 猫 金丝猴 褐马鸡等是我国的特产珍稀动物 全国人民都引以为荣 熊猫已成为中国的象征 科学价值 有些动植物物种在生物演化历史上处于十分重要的地 位 对其开展研究有助于搞清生物演化的过程 如一些孑遗物种 银杏 P90 第 5 段在人类出现以前 物种的灭绝与物种形成一样 是一个自然的过程 两者之间处于一种相对的平衡状态 有人估计 物种自然灭绝的速度大 约为每 100 年仅有 90 个物种灭绝 人类出现以后 尤其是近百年来 随 着人口的增长和人类活动的加剧 物种灭绝的速度大大的加快了 以哺 乳动物为例 在 17 世纪时 每 5 年有一种灭绝 到 20 世纪则平均每 2 年就有一种动物绝灭 就鸟类而言 在更新世的早期 平均每 83 3 年有 一个物种绝灭 而现代则每 2 6 年就有一种鸟类从地球上消亡 在印度 洋 大西洋中的一些岛屿上生活的特产鸟类绝灭的速度 从 1601 1699 年为 8 种 1700 1799 年为 21 种 1800 1899 年为 69 种 1900 1978 年 为 63 种 目前 生物多样性正以前所未有的高速度在丧失 据国外的科 学家估计 目前物种丧失的速度比人类干预以前的自然灭绝速度要快 1000 倍 以鸟类为例 在世界上 9000 多种鸟类中 1978 年以前仅有 290 种鸟类不同程度的受到灭绝的威胁 而现在这个数字则上升到 1000 多种 大约占鸟类总数的 11 据联合国环境计划署估计 在未来的 20 30 年之中 地球总生物多样性的 25 将处于灭绝的危险之中 在 1990 2020 年之间 因砍伐森林而损失的物种 可能要占世界物种总数的 5 25 即每年将损失 15000 50000 个物种 或每天损失 40 140 个物种 大量的物种从地球上消失已引起了国际社会的广泛关注 如何采取有效 措施 以拯救这些逐渐走向灭亡的物种已经成为一个重要的研究内容 P90 第 6 段生物入侵指生物离开其原生地 由原来生存地 国家 地区 生态 系统 经自然 气流 风暴和海洋等 或人为的途径传播到另外的一个 环境中 损害入侵地的生态系统 生物多样性 农林牧与渔业的生产以 及人类的健康 而造成经济损失和生态灾难的过程 而外来物种通过各 种途径到达某一生态系统 并不是一进入新的生态系统就能形成入侵 而是在一定条件下实现从 移民 到 侵略者 的转变 外来入侵种的 入侵是一个复杂的生态过程 这个过程通常可分为四个阶段 1 侵入 指是生物离开原生存的生态系统到达一个新境 2 定居 是指生物到达入侵地后 经当地生态条件的驯化 能够生 长 发育并进行了繁殖 至少完成了一个世代 用心 爱心 专心 3 适应 是指入侵生物已繁殖了几代 由于入侵时间短 个体基数 少 因而种群增长不快 但每一代对新环境的适应能力都有所增强 4 扩散 是指入侵生物已基本适应生活于新的生态系统 种群已经 发展到一定数量 具有合理的年龄结构和性比 并具有快速增长和扩散 的能力 当地又缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制 该物种就大 肆转播蔓延 形成生态 暴发 并导致生态和经济危害 入侵生物要想获得成功必须通过以上四个阶段 当前广布于华东等 地的加拿大一枝黄花的入侵就经历了以上各个阶段 对于江浙沪地区 来说 目前它正处于第四阶段 即正在大肆蔓延中 但并不是每个物种的入侵都必须完成这四个阶段 如豚草和三裂叶 豚草的入侵某一地区并成为优势种群 大约经历三个阶段 第一是入侵 阶段 通常呈单株散生或是成小丛 第二是定居阶段 通常呈小斑块或 呈大斑块分布 许多干扰生境还没有被占据 第三是稳定阶段 通常呈 大群分布 几乎占据了当地所有适于豚草类生长的干扰生境 研究入侵成功物种的特点和影响这些物种入侵的因子具有重要的理 论和实践意义 P91 积极思维保护生物多样性是利国利民的大事情 生态环境是人类赖以生存的 基础 在自然界中存在着生物链 一个物种的消失可能引起众多物种消 失并给人类带来难以估量的损失 一个基因可繁荣一个国家 一个基 因可以繁荣一个民族 澳大利亚正是拥有优质细羊毛基因 才成为世界 最大的优质细羊毛的出口国 中国通过保护利用一个野生稻基因 雄性败育的野生稻 野败 由袁隆平创造出 杂交稻 产生了 巨大的经济和社会效益 西方世界称 杂交稻是 东方魔稻 袁隆平的 成果不仅在很大程度上解决了中国人的吃饭问题 而且被认为是解决下 个世纪世界性饥饿问题的法宝 国际上甚至把杂交稻当作中国继四大发 明之后的第五大发明 誉之为 第二次绿色革命 中国培育出来的杂交 水稻 从 1976 年到 1998 年累计增产粮食 3 5 亿吨 按每吨 1000 元计算 累计增收 3500 亿元 自然保护区 又叫 自然禁伐禁猎区 国家为了 保护自然环境 自然资源和生物资源 满足文教 科研以及游览等需要 而划定一定的空间范围 禁止任意采伐植物 捕杀动物和变更地形地貌 的特殊保护的自然区域 中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一 生物多样性是中国可 持续发展的潜力之一 十多年来 中国政府为保护生物多样性和履行国 际公约 建立和完善了国家履约协调机制 已制定并颁布实施了包括 自然保护区条例 在内的有关生物多样性保护法律 法规 20 多项 截 至 2004 年年底 中国已建立各级各类自然保护区 2194 个 保护区面积 约占陆地国土面积 14 8 超过了世界平均 12 水平 但中国保护区的管 理与技术水平与国际先进水平相比仍有相当差距 通过与世界银行 联 合国开发计划署 全球环境基金和一些国家政府机构等的合作 引进保 护技术和约 2 亿美元资金 有力提高了中国保护与可持续利用生物多样 性的能力 自然保护区在维持生物圈的生态平衡 保护 发展和合理利用自然 资源 调节小气候 涵养水源 改善人们生活环境 促进文教卫生 开 展科学研究 发展农业生产等方面都有特殊的作用 自然保护区有多种 用心 爱心 专心 类型 根据其保护的内容 可分成五大类 1 自然生态系统保护区 这类保护区的生态系统比较完整 物种也 较丰富 如广东的鼎湖山自然保护区 云南的西双版纳自然保护区 2 特有生态系统保护区 如斐济海洋生物自然保护区 3 珍稀或濒危动植物自然保护区 如四川王朗大熊猫自然保护区 四川佛山银杉林自然保护区 4 典型自然景观保护区 如贵州黄果树瀑布自然保护区 四川九寨 沟自然保护区 5 有特殊意义的自然历史遗址自然保护区 如北京周口店古猿人遗 址保护区 自然保护区的建立已有 100 多年的历史 早在 1872 年美国建立了世 界上第一个自然保护区 黄石国家公园以后 世界各国相继大量建立 自然保护区 并以自然保护区总面积占国土总面积的比例大小 作为衡 量一个国家文明程度和科技水平的标志 据统计 到 1986 年全世界已有 4190 个大型的自然保护区 其面积占陆地面积的 6 左右 到现在已有许 多国家自然保护区总面积占国土总面积的 5 少数国家已超过了 10 我国最早的自然保护区是 1956 年建立的广东鼎湖山自然保护区 以 后逐年增加 到目前为止 全国已建立了 708 处各种生态类型的自然保 护区 约占我国国土总面积 5 6 其中广东的鼎湖山保护区 吉林的长 白山保护区 四川的卧龙山保护区 贵州的梵净山保护区 福建的武夷 山保护区和内蒙的锡林郭勒草原等自然保护区 都已列入国际生物圈自 然保护网 三 人类可持 续发展 P91 第 1 段 可持续发展 一词是在 1980 年的 世界自然保护大纲 中首次作 为术语提出的 在此期间还提出了 可持续性 和 持续发展 等概念 可持续性 是指社会系统 生态系统或任何其它不断发展中的系统继 续正常运转到无限将来而不会由于耗尽关键资源而被迫衰弱的一种能力 其含义具有长时间内保护和养育的意思 常用来评价人类活动对自然环 境和资源的影响 而 持续发展 意为连续若干年的发展 强调首先消 除贫困 实现持续发展 而 可持续发展 概念应该是 可持续性 和 持续发展 的结合 既要考虑发展也要考虑环境 资源 社会等各方 面保持一定水平 可持续发展 系指满足当前需要而又不削弱子孙后代满足其需要之 能力的发展 可持续发展还意味着维护 合理使用并且提高自然资源基 础 这种基础支撑着生态抗压力及经济的增长 可持续的发展还意味着 在发展计划和政策中纳入对环境的关注与考虑 而不代表在援助或发展 资助方面的一种新形式的附加条件 可持续发展的核心思想是 健康的 经济发展应建立在生态可持续能力 社会公正和人民积极参与自身发展 决策的基础上 它所追求的目标是 既要使人类的各种需要得到满足 个人得到充分发展 又要保护资源和生态环境 不对后代人的生存和发 展构成威胁 它特别关注的是各种经济活动的生态合理性 强调对资源 环境有利的经济活动应给予鼓励 反之则应予摈弃 P91 第 2 段1992 年 6 月联合国环境与发展会议上通过了 21 世纪议程 因此 执行 21 世纪议程 将促使各个国家走上可持续发展的道路 还将是 用心 爱心 专心 各国加强国际合作 促进经济发展和保护全球环境的新开端 中国政府 承诺要认真履行 并于 1994 年 3 月通过了 中国 21 世纪议程 我国 21 世纪议程的战略目标确定为 建立可持续发展的经济体系 社会体系和保持与之相适应的可持续利用资源和环境基础 以下几方面对我国实现可持续发展至关重要 控制人口增长 目前我国平均每公顷耕地养活 10 个人 如果人口继 续增加 而耕地不断减少 则要求每公顷耕地承担养活的人数将要更多 如果中国总和生育率保持在 1 8 以下 到 2030 年可实现人口零增长 发展生态农业 在发展农业生产的同时 必须养护农业资源 防治 水土流失 有利于生态平衡 实现良性循环 大力发展畜牧业 水产养 殖业和多种经营 工业实现清洁生产 减少污染 保护森林 水源和生物多样性 建立促进可持续发展的综合决策和协调管理的支持系统 为了实现我国 21 世纪议程的战略目标和要点 科技发展和教育将是 其保证手段 21 世纪是知识经济时代 知识将主宰着社会的发展 系统 理论和方法 应用整体观和动态过程思想 是认识可持续发展的方法论 拓展阅读 一 生物富集作用 生物积累和生物放大 生物富集作用 生物积累和生物放大 是三个既有联系 又有区别的概念 1 生物富集作用 生物富集作用又叫生物浓缩 是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的 积累 使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象 生物体吸收环境中物质的情况 有三种 一种是藻类植物 原生动物和多种微生物等 它们主要靠体表直接吸收 另一种是 高等植物 它们主要靠根系吸收 再一种是大多数动物 它们主要靠吞食进行吸收 在上述 三种情况中 前两种属于直接从环境中摄取 后一种则需要通过食物链进行摄取 环境中的 各种物质进入生物体后 立即参加到新陈代谢的各项活动中 其中 一部分生命必需的物质 参加到生物体的组成中 多余的以及非生命必需的物质则很快地分解掉并且排出体外 只有 少数不容易分解的物质 如 DDT 长期残留在生物体内 生物富集作用的研究 在阐明物质在 生态系统内的迁移和转化规律 评价和预测污染物进入生物体后可能造成的危害 以及利用 生物体对环境进行监测和净化等方面 具有重要的意义 2 生物积累 生物积累是指生物体在生长发育过程中 直接通过环境和食物蓄积某些元素或难以分解 的化合物的过程 生物积累使这些物质的蓄积随该生物体的生长发育而不断增多 早在 1887 年 人们就发现牡蛎能够不断地从海水中蓄积铜元素 以致使这些牡蛎的肉呈现绿色 叫做 牡蛎绿色病 科学家们研究得最多的是生物体从环境中积累有毒重金属和难以分解的有 机农药 关于生物积累的研究 对于阐明物质在生态系统中的迁移和转化规律 以及利用生 物体对环境进行监测和净化等 具有重要的意义 某些生物具有特别强的生物积累能力 例 如 褐藻在一生中能够较多地积累锶 水生的蓼属植物在一生中能够积累一定数量的 DDT 这些生物可以用作指示生物 甚至可以作为重金属污染和有毒化学药品污染的生物学处理手 段 用心 爱心 专心 3 生物放大 生物放大是指在同一个食物链上 高位营养级生物体内来自环境的某些元素或难以分解 的化合物的浓度 高于低位营养级生物的现象 生物放大一词是专指具有食物链关系的生物 说的 如果生物之间不存在食物链关系 则用生物浓缩或生物积累来解释 直至 20 世纪 70 年代初期 不少科学家在研究农药和重金属的浓度在食物链上逐级增大时 多将这种现象称 为生物浓缩或生物积累 直到 1973 年起 科学家们才开始用生物放大一词 并将生物富集 作用 生物积累和生物放大三者的概念区分开来 研究生物放大 特别是研究各种食物链对 哪些污染物具有生物放大的潜力 对于确定环境中污染物的安全浓度等 具有重要的意义 二 世界环境日 每年的 6 月 5 日是 世界环境日 第一个 世界环境日 诞生于 1972 年 6 月 5 日 16 日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开的第一次人类环境会议上 这次会议是世界上为防止生态大 灾难 维护生态平衡和自然环境所采取的第一次集体行动 会议中世界各发达国家暴露了大 量的环境问题 提出了环境污染的严重性 向国际社会敲响了环境危机的警钟 提醒注意全 球环境状况以及人类活动对环境的影响 并在会议上宣布 每年的 6 月 5 日定为 世界环境 日 要求联合国系统和各国政府在这一天开展各种活动 宣传保护和改善生存环境的重要 性 大家一致认为 一个国家 一个地区的环境问题 都有可能对整个地区乃至全球的生态 环境产生影响 保护生存环境 维持生态平衡 繁荣物种多样性 有效地解决各种环境问题 是世界各国人民的愿望和呼声 世界环境日 已成为全人类的共同行动日 每年的 世界 环境日 联合国环境规划署将发表环境状况的年度报告书 报告最迫切要解决的地区性或世 界性环境问题 同一天 各国都大力举办各种环境专题的报告会 演讲会 纪念活动 植树 造林 开展清除污染物和保护环境等多样性群众活动 各国各地的报刊杂志 电视台 无线 电广播电台等都将作大力的宣传 三 气候变化对生物多样性的影响 全球温度在过去 300 年上升超过了 0 7 因此气候变化已经发生 20 世纪温度增加了 0 5 最严重的变暖发生在 1910 1940 年间和 1976 年至今 目前已有迹象表明生物多样性 开始在对全球气候变化作出反应 从赤道到两极的动植物都感受到了气候变化的影响 全球变暖的另一个明显的后果是春 天提早到来 植物开花 卵孵化 青蛙产卵都在提早 在英国 蝴蝶在春天的出现较 20 年 前平均提前了 6 天 在欧洲 树木呈现秋色的时间每 10 年晚 0 3 到 1 6 天 许多迁徙的鸟 类正在改变它们的旅行日程 越来越多的研究显示 动植物为了适应气候的变化 正不断地 改变着其活动范围和行为 许多情况下 这样的变迁正在引起生态混乱 例如 迁徙的鸟类 到达欧洲的时间太晚 以致其产下的后代错过了毛虫生长旺季 动植物对全球气候变化的反应包括 地理分布 生理 生活周期 迁徙习性和栖息地发 生改变 生存能力降低等 例如 哥斯达黎加的鸟类濒临威胁 坦桑尼亚和印度尼西亚的蚊 子向高海拔地区扩展 加利弗尼亚的蝴蝶栖息地在丧失 不能耐受霜冻的植物上升到新的海 拔高度 英国彩龟后代的性别比例受到 7 月平均温度升高的影响 气候变化最显著的指示物 之一的珊瑚礁 目前正发生大规模白化现象 尤以 1998 年的情况最为严重 估计导致世界 上 16 的珊瑚死亡 美国的大部分鸣禽转移其分布区 并提早迁飞 因为鸣禽在维持生态系统中有重要作用 这种变化可能导致生态系统失去平衡 按照目前气候变化情况来看 一些脆弱的生态系统如 落基山的高山草甸 沿海湿地和河口可能会消失 东北地区以枫树为主的硬木林将让位于青 冈和针叶树为主的森林 用心 爱心 专心 随着全球变暖的推进 许多生态系统面临崩溃 一项新的研究表明 将要灭绝的物种比 预计的要早 但由于它们赖以生存的生态系统变得难以识别 所以会处于一个混乱时期 气候变化将会 新的寄主和寄生虫 新的捕食动物和被捕食动物组合到一起 由于海平面上升导致的沿海洪水 地表坍塌 河口三角洲等灾害 使人类活动的范围减 少 野生动物栖息地被破坏 海平面上升更危及到一些沿海国家或地区的存在 美国马里兰 州的 Chesapeake Bay 是美国最大的河口 上个世纪上升了 1 英尺 其中一些原因是抽取地 下水 另一些很可能是全球变暖所致 其中的 Blackwater 国家野生动物庇护所的湿地被海 水淹没 自 1938 以来 1 3 的 Blackwater 湿地已经消失 剩下的部分可能在 30 年内消失 湿地正在变成水域 消失的速度远远大于新的湿地形成速度 佛罗里达州 150 万公顷的 Everglades 国家公园现在被称为 美国最濒危的国家公园 因为海水正在侵蚀当地人依赖 的淡水沼泽地 目前一个宽阔的环形红树林像水坝一样将淡水沼泽地和海洋分开 如果红树 林屏障增长速度不如海水水位增长快 或者被台风破坏 淡水沼泽地就会逐渐被海水湿地取 代 四 可持续发展 六大学术观点 众所周知 人类是在与自然环境之间不断作用 不断协调的过程中发展的 19 世纪以来 由于科学技术的快速发展 工业化急速推进 人类开始骄傲地提出 征服 自然 的口号 但在此后的 20 世纪 在改造自然和征服自然 谋求物质文明和精神文明的 同时 在产生诸多有悖可持续发展的 环境危机 的同时 人类也频频受到大自然的惩罚 由于工业化的快速推进 人口膨胀 无节制地砍伐和战争破坏 大量地消耗了地球上的自然 资源 使人类生存的环境日趋恶化 给 21 世纪留下的最大课题是 人类需要寻求既能满足 当代人的需要 又不对后人满足其需要的能力构成威胁的新的发展模式 为了寻求环境和自然资源可承受的 生态和经济可协调的长期发展模式 世界环境与发 展委员会 WECD 经过 4 年的努力 于 1987 年提出了一份研究报告 我们共同的未来 正式提出 可持续发展 的概念 得到国际社会的普遍关注 各国政府和理论家纷纷投入时 间和精力 开始研究这一问题 经济学家 社会学家 环境学家等从各自的领域对可持续发 展的概念 意义与应用进行了大量的卓有成效的研究 不同学者对可持续发展概念的理解千 差万别 意见颇不一致 本文对当前理论界所形成的几种不同的代表性观点作以下简要介绍 观点一 经济发展观 认为可持续发展就是指经济的发展 同时也强调这种发展应保持 在自然与生态的承载力范围之内 如 EdwardB Barbier 1985 认为 可持续发展是 在保 护资源的质量和提供服务的前提下 使经济的净利益增加到最大限度 DavidPearce 也认为 可持续发展是在自然资本不变的前提下的经济发展 世界资源研究所 WorldResourcesInstitute 1992 1993 定义可持续发展为 不降低环境质量和不破坏 世界自然资源基础的经济发展 观点二 回归自然观 主要理由是 由于可持续发展理论是基于生态环境的恶化而提出 的 生态环境的恶化又是由人的活动引起的 因此 认为可持续发展理论是对人类中心主义 的否定 也是对主体性原则的否定 人类只能放弃对自然界的改造和控制 回归自然 成 为 自然界的普通一员 才能实现对生态环境的保护和可持续发展 观点三 以人为中心的发展观 认为 可持续发展是一种