何强环境学导论课件生态概要.ppt

1、7粮食问题，7.1粮食在人类生活中的重要作用7.2粮食安全7.3提高粮食产量引起的环境问题7.4农药污染的预防和发展方向7.5运用生态学原理提高粮食产量的思考问题和练习中国有句老话：“国家以人为本，人民以粮为天。”目前，世界上大约90%的人以食物为主食。原因是人类生活活动所需的热量主要来自食物。食物在人类生活中的重要作用1卡路里和食物量联合国粮食及农业组织估计了世界各地不同国家和地区的人们每天所需的蛋白质和卡路里。平均值：人类平均每日所需热量：1.0107焦耳/(人日)男性：1.3 107焦耳/(人日)女性：9.2106焦耳/(人日)人类平均每日所需蛋白质：38.7克/(人日)男性：0.57克

2、/(公斤体重日)女性：0.51克。因此，对于整个人类食物来源来说，鱼只占相对较小的位置。2)陆地粮食，0，20，40，60，80，100，1950，1954，1958，1962，1966，1970，1974，1978，1982，1986，1990，1994，1994最新数据显示，进入21世纪后，全球粮食供应形势严峻，2000年每年粮食短缺1600万吨，2700万吨截至2003年底，世界上有38个国家或地区面临粮食短缺，其中22个在非洲，9个在亚洲，5个在中美洲和加勒比，2个在欧洲。造成这种情况的原因既有政治原因，也有地理原因。世界人口的三分之二生活在粮食生产不足的地方。图73反映了全球粮食产量

3、和利用率。世界粮食供应，2000、1950、1900、1850、1800、1750、1700、1991、1992、1993、1994、1995、1996、1997、1998、1999、2000年持续干旱；疾病的侵袭；使人无法培养；躺在地上的孩子已经饿死了，他身后是他的家人。因为饥饿已经失去了表情和眼泪，他们认为整个家庭将在另一个世界团聚。我国也存在饥饿，我国仍有3000万人没有解决温饱问题。粮食安全的概念反映了生产和销售、供应和需求之间的动态平衡，以及主要粮食品种的丰富和损失的总和，也就是说，每个人都可以随时获得维持健康生活所需的粮食。也就是说，粮食安全应该从三个方面来实现：充足和优质的粮食供

4、应；家庭和个人可以得到这些食物；人们可以用干净的水、足够的卫生设施和医疗来利用他们的营养。当前世界粮食安全问题还表现在以下几个方面：1)发展中国家的膳食结构不合理；2)大量发展中国家需要国际紧急粮食援助；3)世界粮食供应已经减少。根据世界粮食安全委员会制定的粮食安全指标评价体系，中国粮食安全状况良好。1)国家粮食储备充足，粮食总产量和粮食总需求能够满足总需求；2)中国城乡居民生活水平普遍提高，营养状况得到改善；3)中国粮食安全存在隐患，必须引起重视。(1)粮食产量逐年下降，国家储备粮和农民储备粮减少。(2)伴随着消费需求的过度扩张，中国的粮食短缺将从结构性短缺转变为战略性短缺。因此，确保中国的

5、粮食安全是一项长期的战略任务。实现中国粮食安全的合理途径是：提高粮食综合生产能力，优化粮食生产布局；保护农民种粮积极性；加强对低收入群体的粮食援助。7.3粮食增产引发的环境问题目前，世界各国主要通过开垦荒地、施用化肥和农药来增加粮食产量。然而，这些措施给人类的生活环境带来了巨大的影响。开垦荒地破坏生态平衡过度开垦盲目增加耕地往往带来严重的生态问题。另一方面，目前世界上填海造地的潜力是什么？世界人口增长主要在亚洲，那里几乎没有可耕地。因此，总的来说，世界上可耕地的扩张是非常有限的，必须找到其他途径。未开垦土地，耕地，比例/，非洲，南美，亚洲，北美，前苏联，欧洲，大洋洲，图74世界各地区耕地和未开

6、垦土地的分布，2化肥对环境的影响化肥的主要环境问题是通过径流，农田排水和渗透沥滤造成的水污染，其次是对土壤，大气和人类健康的影响。1)氮肥在污染地表水和地下水中的流失导致水中硝酸盐含量增加；2)水体富营养化在湖泊演化中起着重要作用。海洋和海湾受到氮、磷等有机污染物的污染，导致富营养化，已成为赤潮的主要诱发因素之一。(3)空气污染化肥的空气污染主要是由氮肥中氨的挥发和氮氧化物的释放造成的。硝化和反硝化作用释放的NO2不仅造成温室效应，而且在光化学反应中消耗臭氧，破坏臭氧层。4)造成土壤污染的肥料主要是磷肥，不仅含有磷、钾、钙、锰、锌、硼等营养元素，还含有砷、镉、铬、氟等有害物质，特别是重金属镉，

7、毒性很大。5)氮肥投入过量会导致农产品中硝酸盐积累。硝酸盐污染已经成为癌症的一个重要环境因素。农药对环境的污染农药是消除人类和植物病虫害的有效药物，在增加农业和畜牧业的生产和保护以及预防和控制人类传染病方面发挥着重要作用。但是，由于长期使用农药，空气、水、土壤和食物受到污染，毒物在牲畜和人体内积累，造成中毒，造成农药污染。因此，如何正确使用农药以及如何开发农药已经引起了人们的广泛关注。1)造成环境污染并对人体有害的农药有很多种：有机氯农药、铅、砷、汞等重金属以及一些除草剂。合成有机农药分为三类：氯代烃(即有机氯农药)和有机磷酸酯(即有机磷农药)氨基甲酸酯。表75列出了每个类别中一些更重要的农药

8、。关于它们的正确命名和化学结构，请参考相关文献。有机农药一般具有以下五个特征：对害虫的毒性、不可降解性、化学稳定性、广泛的毒性、脂溶性物理分散性、空气污染、水污染和土壤污染，2)农药对环境的影响、半衰期/a，图75显示了几种农药在环境中的半衰期。可以看出，有机氯农药具有较长的半衰期和较高的毒性，而有机磷农药和氨基甲酸酯类农药尽管毒性很大，但半衰期较短。(3)农药对人体健康的影响农药主要通过食物进入人体，在脂肪和肝脏中积累，从而影响正常的生理活动。目前认为其对人体的危害如下：(1)对神经的影响；致癌效应；肝脏的阴影；诱发突变；在慢性中毒中，农药污染食物有两种方式：第一，农药残留在作物上，导致它们

9、被直接污染；第二，它通过丰富食物来间接污染食物例如，滴滴涕会在生物体的脂肪中积累，随着食物链的营养水平逐渐富集和转移，最终进入人体，造成慢性中毒甚至癌症。图76显示了滴滴涕在全球环境中的迁移、转化和富集过程。滴滴涕在水中的溶解度为0.002ppm，在脂肪中的溶解度为100，000 ppm。图76滴滴涕在全球环境中的迁移、转化和富集过程，在沉积物、动物、浮游动物、浮游植物、鱼类、鸟类、降雨、风、蒸发、污水和河流、食物链、死亡和腐烂中的积累，滴滴涕、(4)杀虫剂在害虫控制中引起的问题，除污染外，它带来两个非常不利的副作用：杀死害虫的天敌和其他有益的昆虫和鸟类。图77显示了1868年从美国加利福尼亚

10、的澳大利亚意外进口的柑橘害虫(一种名为lceryapuachasi的介壳虫)，其在育种后不久对整个州的柑橘造成了严重损失。1870，1890，1910，1930，1950，图77。美国柑橘害虫的天敌受到滴滴涕的侵害，导致害虫的复发，破坏柑橘生产线。天敌的引入、滴滴涕的禁止和人口密度使害虫对药物产生了抗药性，从而增加了药物使用的频率和数量，加重了对环境的污染和危害。当害虫在生理上被农药毒害时，它将不可避免地产生抵抗这种毒性的反应，从而使少数昆虫有机会存活下来并将它们的抗药性传给下一代，从而避免种群灭绝；另一方面，为了消除一切罪恶，人们经常增加药物的用量，甚至使用毒性更大的杀虫剂或扩大药物的使用范

11、围。众所周知，由于上述同样的原因，那些幸存害虫的抗药性越来越强，这相当于有选择地培育一种能够抵抗杀虫剂的“超级害虫”。加上害虫密度的暂时减少和其他昆虫种类的减少，具有抗药性的害虫更容易繁殖和生长。防治农药污染，应采取综合防治方法，研究新的杀虫、杀虫方法，联合或交替使用化学、物理和生物相结合的其他有效方法，克服单纯依靠化学农药的做法。要安全合理地使用现有农药，替代剧毒和残留农药，做好农药安全评价和安全使用标准的制定工作。防止造成大面积农作物的严重污染事故。不同的杀虫剂混合使用，交替使用，以防止抗药性和保护害虫的天敌。除害剂的使用效果除了其本身的功效外，还与所使用的医疗器械有很大的关系。加强生物防

12、治，推广无公害农药，利用害虫天敌控制害虫，是一种有效的生物防治方法。寻找能分解长效杀虫剂的土壤微生物，这样大多数落在土壤中的杀虫剂就能迅速分解；这对避免环境污染极为有利。微生物农药是生物防治的重要组成部分，通常由微生物土壤本身或其产品制成。微生物农药有许多优点：杀虫效率高，可达80%以上；无公害，对人畜无毒，能增强植物的抗病能力，刺激植物生长，生产简单，成本低廉，可以利用农副产品甚至工业废水为原料，也可以就地取材生产；许多农用抗生素具有全身性和长效性，可以充分发挥其功能。与化学杀虫剂相比，它对害虫的抵抗力较差。微生物杀虫剂有四种，如细菌、真菌、病毒和抗生素。前三种用来杀昆虫，后一种用来控制疾病

13、。生物控制还包括昆虫杀虫剂、动物杀虫剂和植物杀虫剂。物理害虫控制：1 .植树造林，保护森林，减少水旱灾害。森林有蓄水和保护土壤的功能。对森林的破坏可能会导致水和干旱灾害，从而降低作物产量。5000亩森林=100万立方米水库。充分利用太阳能，增加一次净输出。如果太阳能的利用率从1提高到2，世界粮食产量将3.充分发挥初级净产量转化为粮食的作用。遵循物流平衡规律，保护土地肥力。合理捕捞保护海洋资源。图78显示了照射在叶子上的光能的利用，7.5使用生态学原理来提高谷物产量，6。依靠科技进步和普及提高粮食产量；1.中国不同地区、不同环境、不同气候条件下的水稻亩产量是不同的，不能一概而论。2.1958年，中国最高的年平均亩产量约为400公斤！3.自1976年以来，杂交水稻在全国广泛推广，平均亩产量比常规水稻高20%左右。袁隆平和他的杂交水稻震惊了全世界并获得了胜利.