第5、6章 生命的起源在哪里、地球之肺还能医治吗

第五章

生命的起源在哪里？

——海洋部分一、生命起源于海洋46亿年前地球刚诞生时,它的模样和现在一样吗?第一节生命的起源与演化

原始地球一个由岩浆构成的炽热的球。原始地球形成以后，由于地球内部放射性元素发生蜕变等原因，温度逐渐增高，使较重的物质沉到中心形成地核，较轻的物质浮在上面，形成由岩石构成的地壳。当时地球上的火山频繁爆发，喷发出大量的气体，形成了原始的大气层，其中的水蒸气冷却后降落在地面，形成了原始的海洋。地球上最初的生命就诞生在海洋之中。

早期地球的特点：

——一个由岩浆构成的炽热球。岩浆喷发熔岩流岩浆的收缩冷却凝固固态的地壳高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气和二氧化碳等原始大气高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气降温凝结成水滴降到地表，汇流原始海洋在距今约38亿年前，最原始的生命体在原始海洋中诞生。25亿年前至今的演化大量的地层学和古生物研究成果使我们对地球25亿年前到现在的演化历史有了一个比较清晰的认识。25亿～5.7亿年前的元古代，地球上开始出现大片的陆地和山脉，海洋中等藻类释放出氧气，大气中的氧气含量逐渐增多。二、海洋生命的大发展变形虫5.7亿～2.5亿年前的古生代，地球上的陆地大面积增加，原始的欧亚大陆和北美大陆露出海面，出现昆虫、鱼类、两栖类、裸蕨类等生物。三、脊椎动物出现我国东南沿海一带海域，至今还生活着一种身体半透明的小动物，因为它首先在我国文昌县发现，所以叫文昌鱼。达尔文曾把这称为“最伟大的发现”，因为它“提供了揭示脊椎动物的钥匙”。文昌鱼并不是真正的鱼，它没有脊椎骨，只有一条纵贯全身的脊索作为支撑身体的支柱，这条支柱代表了脊椎的先驱。在它以后发展起来的动物，像鱼、鸟、兽等，以至于人都是脊椎动物。这些脊椎动物的器官和机能有千差万别，但脊椎的构造基本相同。在文昌鱼的基础上进化，发展出现了鱼类。文昌鱼距今2.5亿～0.65亿年前的中生代，大西洋和印度洋形成，中国大陆轮廓基本形成，裸子植物和爬行类动物出现。距今0.65亿年前至今的新生代，地球在第三纪经历了大规模的造山运动，形成了喜马拉雅山脉等许多世界上的高大山脉，奠定了现代地球地貌的基础；鸟类、哺乳类动物和被子植物出现。四、陆地动物大展宏图地球有自身的演化规律，并且在不同的演化阶段，有不同的生物进化特点。五、生命发展的新纪元始祖鸟与现代鸟类比较始祖鸟现代鸟类

右图是记录地球历史的“金钉子”。原始海洋形成于从原始生命形式到藻类的进化

大气中氧气的出现和增多

鱼类的出现和繁盛

恐龙生活的时期

哺乳动物的出现

距今25亿年距今6亿年距今2.5亿年距今0.7亿年现代距今46亿年地球的历史距今38亿年ABCDEFFEABDC如果把地球生成以来的漫长的地质年代，“压缩”到一年12个月内，那么：一月地球形成，二月地壳凝结，三月原始海洋产生，四月最初的生命出现，五月最早的化石形成，恐龙在12月中旬主宰一切，最早的灵长类在12月下旬出现，人在一年最后一天才开始出现。事实上，他真正脱离动物变为人，应是12月31日夜晚10点钟左右。从地球上生命的起源到人类社会的形成，从生产力低下的原始社会到科学技术发达的现代社会，人与水结下了不解之缘。随着全球人口的不断膨胀和耕地的逐渐减少，资源问题日渐突出。科学家们不得不把解决这一问题的希望寄托于广袤的海洋，海洋是人类的资源宝库。21世纪将是一个海洋经济时代。第二节

海洋面临的威胁一、渔业资源

日趋衰退以我国为例，由于我国沿岸近海的渔捞失控，甚至是酷渔滥捕，从而造成我国近海渔业资源的明显衰退。主要表现为：1.海区的鱼群分布密度日趋降低。2.渔获物质量日趋恶化。3.渔获物中主要经济鱼类年龄组成趋于低龄早熟化及个体小型化。传统经济鱼类的产量逐年降低，有些原来属于我国沿岸近海的优势种类，逐渐减少甚至变成稀有种类，若任由这种趋势继续发展，这些原来的优势种类就有可能从我国沿岸近海彻底消失。产生上述变化的原因是：1.酷渔滥捕，渔船大量增多。2.环境污染。3.管理不力，执法不严，宣传教育不够。二、海洋环境质量不断退化1.海洋污染（1）海洋污染的特点首先是污染源广。其次是持续性强。第三是扩散范围广。第四是防治难危害大。（2）海洋污染物的种类石油及其产品重金属和酸碱农药有机物质和营养盐类放射性核素固体废物废热海洋污染的主要来源图2.赤潮灾害赤潮简介“赤潮”，被喻为“红色幽灵”，它是海洋中某一种或某几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集，引起海水变色，影响和危害其它海洋生物正常生存的海洋生态异常现象。赤潮爆发时，因赤潮生物种类和数量的不同，海水可呈现红、黄、绿等不同颜色。国内外大量研究表明，海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物，在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形成赤潮，其中有70多种能产生毒素。他们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡，有些甚至可以通过食物链传递，造成人类食物中毒。成因

赤潮是一种自然现象，也有人为因素引起的，可能但不一定是一种有害生态现象。主要成因有海域水体富营养化；有特殊物质作为诱发因素，已知的有维生素B1、B12、铁、锰和脱氧核糖核酸(DNA)；环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。引发赤潮的生物类型主要为藻类，目前已发现有63种浮游生物，硅藻有24种，甲藻32种、蓝藻3种、金藻1种、隐藻2种、原生动物1种。大量工农业废水和生活污水排入海洋，特别是未经处理直接排入而导致近海、港湾富营养化程度日趋严重海洋开发、水产业带来了海洋生态环境和养殖业自身污染问题全球海运业发展导致外来有害赤潮种类的引入；气候变暖导致赤潮发生危害使海洋生态平衡破坏

在植物性赤潮发生初期，由于植物的光合作用，水体会出现高叶绿素a、高溶解氧、高化学耗氧量。这种环境因素的改变，致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，导致一些生物逃避甚至死亡，破坏原有的生态平衡。危害人类健康

有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。这些鱼虾、贝类如果不慎被人食用，就引起人体中毒，严重时可导致死亡。3.破坏红树林红树林是生长在海水中的森林，是生长在热带、亚热带海岸及河口潮间带特有的森林植被。它们的根系十分发达，盘根错节屹立于滩涂之中。它们具有革质的绿叶，油光闪亮。它们与荷花一样，出污泥而不染。涨潮时，它们被海水淹没，或者仅仅露出绿色的树冠，仿佛在海面上撑起一片绿伞。潮水退去，则成一片郁郁葱葱的森林。红树林红树林被砍伐后，生态环境破坏原来在红树林生活或繁殖的水生动物的栖息环境被破坏，没有红树林的根系及其呼吸根的保护，滩涂地的泥沙被海浪侵袭，泥沙流失，影响海岸构造。4.滥采珊瑚礁，海岸遭侵蚀珊瑚虫是一种海生圆筒状腔肠动物，在白色幼虫阶段便自动固定在先辈珊瑚的石灰质遗骨堆上，珊瑚是珊瑚虫分泌出的外壳，珊瑚的化学成分主要为CaCO3(碳酸钙)，以微晶方解石集合体形式存在，成分中还有一定数量的有机质，形态多呈树枝状，上面有纵条纹，每个单体珊瑚横断面有同心圆状和放射状条纹，颜色常呈白色，也有少量蓝色和黑色，珊瑚不仅形象像树枝，颜色鲜艳美丽，可以做装饰品，并且还有很高的药用价值。滥采珊瑚礁造成的珊瑚礁生态的严重破坏第三节

保护海洋

一、《联合国海洋法公约》的颁布在联合国的历史上，至今为止，一共举行过3次海洋法会议。第1次是1958年2月24日至4月27日在日内瓦召开的；第2次是1960年3月17日至4月26日在日内瓦召开的；第3次从1973年12月3日开始，先后开了11次共15次会议，直至1982年4月30日通过《联合国海洋法公约》。二、我国的海洋法制建设新中国成立以来，中国全国人大先后通过了《中华人民共和国领海及毗连区法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国海上交通安全法》、《中华人民共和国渔业法》、《中华人民共和国矿产资源法》等海洋和涉海管理法律。国务院也制定了《对外合作开采海洋石油资源条例》、《涉外海洋科学调查研究管理规定》、《铺设海底电缆管道管理规定》和《矿产资源勘查区块登记管理办法》等行政法规。三、海洋保护区的兴建中国的海洋特别保护区，是指对具有特殊地理条件、生态系统、生物与非生物资源及海洋开发利用特殊要求，需要采取有效的保护措施和科学的开发方式进行特殊管理的区域。海洋特别保护区分为国家级和地方级，其中具有重大区域海洋生态保护和重要资源开发价值、涉及维护国家海洋权益及其它需要申报国家级的海洋特别保护区，列为国家级海洋特别保护区，报国家海洋局批准。迄今全国共有15处国家级海洋特别保护区。江苏：南通蛎蚜山牡蛎礁海洋特别保护区(2006年)连云港海州湾海湾生态与自然遗迹海洋特别保护区(2008年)浙江：乐清西门岛海洋特别保护区(2005年)嵊泗马鞍列岛海洋特别保护区(2005年)普陀中街山列岛海洋生态特别保护区(2006年)渔山列岛国家级海洋生态特别保护区(2008年)迄今全国共有15处国家级海洋特别保护区。山东：昌邑海洋生态特别保护区(2007年)东营黄河口生态国家级海洋特别保护区(2008年)东营利津底栖鱼类生态国家级海洋特别保护区(2008年)东营河口浅海贝类生态国家级海洋特别保护区(2008年)东营莱州湾蛏类生态国家级海洋特别保护区(2009年)东营广饶沙蚕类生态国家级海洋特别保护区(2009年)文登海洋生态国家级海洋特别保护区(2009年)龙口黄水河口海洋生态国家级海洋特别保护区(2009年)威海刘公岛海洋生态国家级海洋特别保护区(2009年)四、保护海洋就是保护人类自己第六章

地球之肺还能医治吗？——森林部分森林的价值----“绿色财富”；森林是人类的老家，轻工业的原料。药用植物。燃料。自然的“调度师”，“地球之肺”一、森林的重要作用调节气候，稳定大气成分，涵养水源，保持水土，繁衍物种，维护生物多样性，净化空气，美化环境，吸烟除尘，防风固沙。“大自然的总调度室”第一节世界的森林资源涵养水源保护农田防风固沙调节气候、美化环境吸烟除尘、净化空气稳定大气成分一棵生长50年的树，木材价值只有300多美元，但它的生态价值无可估量。森林——地球之肺1棵树每年可生产相当于价值31250美元氧气和2500美元的蛋白质。氧气蛋白质31250美元2500美元二氧化碳氧气1公顷阔叶林每天可以吸收1吨二氧化碳，吐出730千克氧气。1吨730千克0.067公顷（1亩）云杉林每年吸收2.1吨灰尘。灰尘2.1吨0.33万公顷（5万亩）森林的含水能力相当于一座100万立方米的水库。100万立方米森林给予人类的是清洁的生存环境，是绿色宝库。然而，几个世纪以来，人类对森林的大量砍伐已使全球森林资源减少了一半，由此引发的生态灾害频频发生。保护森林、挽救森林、扩大森林，已成为保护人类生存环境的迫切任务之一。乱砍滥伐生态灾害二、森林资源的现状1.世界森林资源的分布1.世界森林资源的分布世界森林现状：目前世界森林面积减少的趋势仍在继续，大片热带原始林正遭到毁灭性的破坏。第二节地球之肺——热带雨林一、热带雨林及其经济价值1.“雨林”的由来

赤道附近，终年高温多雨，生长季节连续不断，生长着常绿茂密的乔木为主的森林。树林里阴暗潮湿，叶尖经常滴雨，故称“雨林”。

亚马孙热带雨林CO2热带雨林功能最强大的生态系统生产力最高的生物群落O2占全球氧气总量的1/3固定的碳上千亿吨/年地球之肺固碳作用(1)热带雨林对调节当地和全球的气候起着十分重要的作用。光合作用森林类似海绵的作用，能够吸纳和滞蓄大量降水，并通过蒸发和蒸腾作用返还给大气，形成云雨.

促进全球水循环、调节全球水平衡(2)雨林在地球水循环中起着非常重要的作用。(3)世界资源宝库（世界生物基因宝库）森林储量占世界总储量的30％。植物种类、鸟类占世界50％。亚马孙河淡水鱼达2000多种。热带雨林是"长着森林的绿色沙漠".3.热带雨林的开发利用优势：光合作用强烈、生物循环旺盛、生长速度迅猛（群落生产力高的表现）景观：高大密集的、乔木为主的生物群落弱势：生物循环旺盛有机质分解和养分再循环旺盛高温多雨淋洗土壤自身养分少（土壤贫瘠）脆弱性表现：雨林生长所需要的养分几乎全部储存在地上的植物体内原始森林耕地荒地次生林１－３年焚烧土地退化迁移农业对热带雨林的影响ABCD１５－－２０年再次焚烧A森林焚烧土壤肥力增加弃耕后土壤肥力缓慢增加ABCD最高次高最低次低原始森林肥力状况几年耕种后土壤肥力下降至最低二、世界上的热带雨林1.全球热带雨林的分布全球热带雨林主要分布在以下三大地区。最大的一片在中、南美洲亚马逊河流域，目前还保存着40，000平方公里面积，它们约占热带雨林总量的一半，即约占世界阔叶林总量的1/6。第二大片是热带亚洲的雨林，面积有20，000平方公里。第三大片是热带非洲雨林，主要分布在非洲刚果盆地，面积18，000平方公里。中国云南、台湾、海南及澳大利亚局部地区也有分布。全球热带雨林分布示意图2.地球上现存最古老的雨林——澳大利亚的热带雨林澳大利亚热带雨林是地球上现存最古老的雨林,曾经跨越了整个澳洲大陆，面积接近九十万平方公顷，其生态之多样性得到国际的一致认可。由于数百万年来气候的变化和地理的变迁，目前雨林面积已不足澳大利亚国土面积的千分之一。但是雨林中生物种类数量却并没有因为地域面积的减少而日渐稀少，相反，数量多的让人咋舌，可谓澳大利亚动植物进化史的活化石。3.中国保存完好的原始森林——西双版纳热带雨林西双版纳地处北回归线以南的热带北部边沿，热带季风气候，终年温暖、阳光充足，湿润多雨，是地球北回归线沙漠带上惟一的一块绿州，是中国热带雨林生态系统保存最完整、最典型、面积最大的地区，也是当今地球上少有的动植物基因库，被誉为地球的一大自然奇观。其境内有国家级自然保护区360万亩，至今仍有70万亩保存完好的原始森林。西双版纳在国内外享有“植物王国”、“动物王国”、“药物王国”的美誉。1986年成立国家级自然保护区；1993年被联合国科教文组织接纳为生物圈保护区网络成员；1995年被国务院公布为全国第一个自然生态平衡的生态州。三、全球热带雨林的减